转向臂夹具设计说明书.docx

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转向臂夹具设计说明书

江南大学

课程设计说明书

学生姓名：

阮明伟学号：

0401070321

学院：

机械工程学院

专业：

机械工程及自动化

题目：

机械制造技术基础课程设计

——转向臂零件的工艺规程及夹具设计

指导教师：

李楠

纪小刚

1、零件的工艺分析及生产类型确定………………………………………………3

1.1零件的作用…………………………………………………………3

1.2零件的工艺分析…………………………………………………………3

2、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图………………………………………3

2.1求最大轮廓尺寸…………………………………………………………3

2.2选取公差等级CT…………………………………………………………3

2.3求铸件尺寸公差…………………………………………………………4

2.4求机械加工余量等级……………………………………………………4

2.5求RMA……………………………………………………………………4

2.6求毛皮尺寸………………………………………………………………4

3、选择加工方法，制定工艺路线…………………………………………………5

3.1定位基准的选择…………………………………………………………6

3.2拟定加工方法和加工方案………………………………………………6

4、工序设计…………………………………………………………………………7

4.1选择加工设备及工艺设备………………………………………………7

4.2确定工序尺寸……………………………………………………………7

5确定切削用量及基本时间………………………………………………………8

5.1工序号02…………………………………………………………………9

5.2工序号03…………………………………………………………………10

5.3工序号04…………………………………………………………………11

5.4工序号05………………………………………………………………13

5.5工序号06…………………………………………………………………14

5.6工序号07…………………………………………………………………15

6、夹具设计………………………………………………………………………16

7、心得体会…………………………………………………………………………17

8、参考文献…………………………………………………………………………17

一、零件的工艺分析及生产类型的确定

1、零件的作用

据资料所示，该转向臂的作用和方向盘、转向拉杆一起配合使用，从而达到控制转向轮的转向角度。

2、零件的工艺分析

由零件图可知：

φ16、φ9.3的孔中心线是主要的设计基准和加工基准。

该零件的主要加工面可分为两组：

2．1、以φ16mm孔的中心线加工表面

这一组加工表面包括：

铣φ26mm单侧端面、钻φ16mm的孔、倒角1×45°、钻φ8.5mm的孔。

2．2、以φ9.3mm孔的中心线加工表面

这一组加工表面包括：

铣φ20mm两端面、钻φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉头。

概括：

由于φ16、φ9.3的孔中心线位置精度不高，又φ16mm内孔的精度比φ9.3mm内孔的精度较高。

所以由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。

由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图

根据零件材料确定毛坯为可锻铸铁（KT35-10）,中批量生产。

按《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节可确定：

1、求最大轮廓尺寸

长133.5mm、宽48.9mm、高49.15mm

故最大轮廓尺寸为133.5mm。

2、选取公差等级CT

由表5-1，铸造方法按机械造型、铸件材料按可锻铸铁，得CT范围8～12级。

取为10级。

3、求铸件尺寸公差

根据加工表面的基本尺寸和逐渐公差等级CT=10级，查表5-3得：

公差带相对于基本尺寸对称分布。

4、求机械加工余量等级

查表5-5，得机械加工余量等级范围为E～G，取为F级。

5、求RMA（要求的机械加工余量）

对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为133.5mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为1.5mm。

6、求毛坯基本尺寸

依零件图可知：

Φ16、φ9.3、φ8.5孔径较小，铸成实心。

A面属单侧加工，由式（5-1）得

R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm

B、C面属两侧加工，由式（5-2）得

R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm

根据数据可得：

转向臂铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表（3-1）

表（3-1）

项目

A面

B、C面

Φ16孔

Φ9.3孔

Φ8.5孔

公差等级CT

10

10

—

—

—

加工面基本尺寸

32

26

—

—

—

铸件尺寸公差

2.8

2.6

—

—

—

机械加工余量等级

F

F

—

—

—

RMA

1.5

1.5

—

—

—

毛坯基本尺寸

34.9

30.3

0

0

0

7、画毛坯图（见A3图纸）

三、选择加工方法，制定工艺路线

1、定位基准的选择

粗基准：

为保证工件重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。

为互为基准，以φ20mm端面为粗基准。

即B、C面。

精基准：

精基准的选择主要考虑基准重合的问题。

选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。

采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。

为使两孔互为基准，选φ16的孔作为精基准。

2、拟定加工方法和加工方案

2．1、工艺路线：

①、铣φ16mm孔的端面，即φ26mm圆柱A面

②、铣φ9.3mm孔的两端面，即φ20mm圆柱B、C面

③、钻、扩、粗铰、精铰孔φ16mm，倒角1×45°

④、钻φ8.5mm孔

⑤、钻φ9.3mm孔

⑥、刮平B、C面φ16mm，两端入体1mm

2．2、确定工艺过程方案见下表（4-1）

表（4-1）

工序号

工序内容

简要说明

01

正货处理145～204HBS

改善材料加工性能

02

铣φ26mm圆柱A面

先加工面

03

铣φ20mm圆柱B、C面

04

钻、扩、粗铰、精铰孔φ16mm，

倒角1×45°

后加工孔

05

钻孔φ8.5mm

06

钻孔φ9.3mm

07

刮平B、C面φ16mm，两端入体1mm

08

去毛刺

09

终检

四、工序设计

由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成.

1、选择加工设备与工艺设备

1．1、选择机床，根据不同的工序选择机床

工序号02：

铣φ26mm圆柱A面。

因为工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。

故选用卧铣，选择X62卧铣铣床。

工序号03：

铣φ20mm圆柱B、C面。

因为互为基准，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。

故选用卧铣，选择X62卧铣铣床。

工序号04：

钻、扩、粗铰、精铰孔φ16mm，倒角1×45°。

选用Z535立式钻床。

工序号05、06：

钻孔φ8.5mm、φ9.3mm。

由于内孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性钻通孔达到加工要求。

故选Z525立式钻床。

工序号07：

刮平B、C面φ16mm，两端入体1mm。

粗糙度要求不高，宜采用Z525立式钻床。

1．2、选择夹具

本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。

专用夹具见附图。

1．3、选择刀具，根据不同的工序选择刀具

①、铣刀：

根据资料查表5-103：

选择硬质合金镶齿套式端面铣刀。

铣刀直径：

d=80mm,齿数Z=10mm。

查《金属机械加工手册》表14-64，得铣刀几何参数：

Kr=60°，λ=12～15°

②、钻、扩、粗、精铰孔φ16mm，倒角1×45°。

选用麻花钻等专用刀具。

③刮平面φ16mm，选用专用锪刀。

1．4选择量具

本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。

根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：

①、选择加工面的量具

根据资料：

查表5-108得，用分度值为0.02mm的三用游标长尺测量，测量范围0mm～150mm，公称规格为150×0.02。

②、选择加工孔的量具

根据资料：

由于孔的加工精度要求不同，分别有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。

所以选择分度值0.01mm，测量范围分别为25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的内径千分尺。

2、确定工序尺寸

2．1、面的加工（所有面）

①、A面：

根据加工长度为34.9mm，毛坯余量为2.9mm。

查表5-49：

单侧加工的量为1.9mm。

经粗加工后的加工余量为1.0mm，再加工的量为1.0mm即可。

②、B、C面：

根据加工长度为30.3mm，毛坯余量为4.3mm。

查表5-49：

两侧加工的量为1.65mm。

经粗加工后的加工余量为1.0mm，两侧再加工的量为0.5mm即可。

2．2、孔的加工

①、φ16mm的孔

毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于IT7-IT8之间。

查表

5-15、5-42得：

钻孔：

φ15mm2Z=0.95mm

扩孔：

φ15.85mm2Z=0.1mm

粗铰：

φ15.95mm2Z=0.05mm

精铰：

φ16mm

②、φ8.5mm的孔

毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于IT12-IT13之间。

查表5-15得：

钻孔φ8.5mm即可。

③、φ9.3mm的孔

　毛坯为实心，孔内粗糙度要求大于IT13。

查表5-15得：

钻孔φ9.3mm即可。

五、确定切削用量及基本时间

1、工序号02：

本工序为铣φ26mm端面。

已知工件材料为可锻铸铁（KT35-10），选择硬质合金镶齿套式端面铣刀。

铣刀直径：

d=80mm,齿数Z=10mm，Kr=60°。

且已知铣削宽度a=26mm。

铣削深度a=2.9mm，选用机床X62卧式铣床。

①、确定每齿进给量f

根据已知资料所知：

X62卧式铣床功率为7.5KW。

查表5-146得：

硬质合金牌号YG8的每齿进给量为0.2～0.29mm/z。

取f=0.2

②、选择铣刀磨损标准及耐用度

查表5-148得：

铣刀后刀面的最大磨损量为1.5mm。

铣刀直径d=80mm、耐用度T=180min

③、确定切削速度Vc和每齿进给量f

根据资料所知：

取f=0.20mm/z>0.18mm/z、Z=10、d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180min

查表2-17.有

C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0

则由表2-17的公式算得

Vc=173.930m/min

nc=173.93×1000/3.14×80=692.4r/min

根据查表5-75选取X62卧式铣床的主轴转速

n=750r/min=12.5r/s

∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14m/s

工作台每分钟进给量为f=0.20×10×60=120mm/min

查表5-76，选f=118m