拐臂设计说明书.docx
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拐臂设计说明书
一、零件的分析
零件的作用
该零件主要结构由两个拐臂片和轴套组成，上面有两耳朵组成，该零件主要起扭矩、转矩的作用。
零件的工艺分析
拐臂在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。
因此，拐臂材料一般采用高强度碳钢和合金钢；该拐臂采用铸钢ZG40Cr。
调质处理，硬度为220－270HB。
分析零件图可知，该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求。
主要工作表面加工精度虽然相对较高，但在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量的加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
加工表面
尺寸及偏差
公差/精度等级
表面粗糙度
拐臂两端面
IT12
12.5
拐臂下端面
IT10
3.2
拐臂上叉表面
IT10
6.3
孔
IT8
1.6
孔
IT10
12.5
槽
IT10
6.3
孔
IT8
6.3
孔
IT12
12.5
小圆台
IT12
12.5
拐臂共有三组加工表面
1.外圆的中心轴线为基准的加工表面。
这一组加工表面包括：
外圆左端面、车孔（工艺尺寸）、扩孔至及内孔口倒角。
2.以孔（工艺尺寸）的中心轴线为基准加工表面。
这一组加工表面包括：
外圆右端面，扩孔至及内孔口倒角。
铣上叉两平面及小圆台。
铣槽宽。
铰、钻孔，孔倒。
3.以、、孔定位切割内齿铣两面斜边。
二、工艺规程的设计
确定毛坯的制造形式
选择毛坯
毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。
该零件的材料为ZG40Cr.因此选用铸造，考虑到该零件的形状复杂，各个加工部位之间的位置都要靠铸造保证，铸造要求比较高，因此选用金属模。
由于零件为中批生产，从提高生产效率、保证加工精度上考虑，选用金属模铸也是正确的。
确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图
确定机械加工余量
参见资料知，铸件尺寸公差及机械加工余量按GB/T6414-1999确定。
根据<<金属机械加工工艺设计手册>>表3-6，（毛坯铸件典型的机械加工余量等级）。
选择铸钢的等级为F。
根据<<金属机械加工工艺设计手册>>表3-4，（大批量生产的毛坯铸件的公差等级），查的CT=8,根据<<金属机械加工工艺设计手册>>表3-3,（铸件尺寸公差）
确定毛坯尺寸
分析零件，除的外圆表面为以外，其余表面，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查的余量值即可。
则毛坯尺寸如下表1-1所示。
零件尺寸
双面加工余量
铸件尺寸
1.5
1.5
24.5
1.6
36.5
2
59
1.5
表1-1
三、定位基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
因此基准的选择要尽可能正确、合理，这样可以保证加工质量和提高生产率。
否则，就会使加工工艺过程中出现许多问题，影响加工质量，造成报废，影响生产的顺利性。
选择铸件基准面应符合下列原则
1）铸件的基准面应选择在铸件的非加工表面上，以保证铸件的非加工表面，加工表面之间的尺寸精度。
如果铸件上有多个非加工表面，应根据简化铸件的铸造工艺和保证铸件加工时定位，夹紧可靠等原则，合理的选择。
2）铸件的基准面应尽可能选在铸件的外表面上。
如果铸件内腔尺寸精度要求较高时，则基准面应选在由同一个型芯成形的内表面上；
3）铸件的内外表面均需要加工时，基准面最好选在加工余量小、尺寸精度高的表面上。
这样可避免零件由于加工余量不够、加工精度达不到要求而造成的超差报废。
基有粗基准和精基准之分通常先确定精基准，后确定粗基准。
该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工。
在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。
粗车拐臂外圆左端面和车孔（工艺尺寸），在半精加工阶段，完成拐臂上叉表面和拐臂斜边表面的半精铣，以及各种孔的钻，铰方案。
在精加工阶段，对孔进行铰削加工。
1.精基准的选择
根据该拐臂的技术要求和装配要求，选择孔的中心轴线和花键孔的中心轴线为精基准。
零件上的很多表面都可以采用它们作为基准来进行加工。
即遵循了“基准统一”的原则。
花键孔的中心轴线是设计基准，选用其做精基准定位钻、铰、钻孔孔。
这样就实现了设计基准和工艺基准的重合。
同时也保证了被加工表面的精度要求。
2.粗基准的选择
选择粗基准，要注意表面是否平整，有没有飞边，毛刺或者其他缺陷。
我选择摇外圆的外圆面做粗基准。
表面加工方法的确定
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
的端面
IT12
12.5
粗车
的孔
IT12
12.5
粗镗
槽
IT10
6.3
粗铣—半精铣
孔
IT8
6.3
粗车—半精车
拐臂下端面
IT10
6.3
粗铣—半精铣
孔
IT12
12.5
钻
孔
IT8
1.6
钻—半精铰—精铰—复铰
圆台
IT12
12.5
粗铣
拐臂上叉表面
IT10
6.3
粗铣—半精铣
四、工序的集中和分散
零件选用工序集中的原则安排拐臂的加工工序。
该拐臂的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短付诸实践，而且由于在一次装家中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
五、工序顺序的安排
1.机械加工顺序
（1）遵循“先基准后其他”的原则。
首先加工精基准——拐臂的底面。
（2）遵循“先粗后精”的原则。
先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。
（3）遵循“先主后次”的原则。
先加工主要表面——拐臂的底面、拐臂耳朵端面、拐臂耳朵表面。
（3）遵循“先面后孔”的原则。
首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。
2.热处理工序
铸造成型后切边，进行调质。
调制硬度为220－270HB，并进行酸洗，喷丸处理。
喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脱碳而对机械加工带来的不利影响。
3.辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中检工序。
综上所述，该拐臂的安排顺序为：
基准加工——主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。
六、机床设备和工艺装备的选用
1在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。
2工艺装备主要包括刀具和量具，夹具等，在工艺卡片中要简明写出它们的名称，如百分表等。
此拐臂的生产类型为大批生产，所用的夹具均为专用夹具。
七、制定工艺路线
工序一：
铣除浇口，要求过渡自然。
工序二：
调质处理220-270HB。
工序三：
表面喷丸。
工序四：
1.按左图夹的外圆，车左端平面至筋车床镗孔（工艺尺寸）,镗孔至深,内孔倒角。
2.以孔定位车端面长，镗孔至深,内孔倒角。
机床型号：
CA6140卧式车床
选择刀具：
硬质合金刀具YG6
工件装夹:
用专用夹具装夹
工序五：
1.铣上叉左侧平面保持、铣小圆台保持尺寸18。
2.调面铣叉右侧平面保持，铣小圆台保持尺寸9。
3.以孔及左端定位，铣槽宽。
机床型号：
X53K立式铣床
选择刀具：
选取硬质合金端铣刀，选取高速钢直柄立铣刀，刀齿为三齿。
工件装夹:
用专用夹具装夹
工序六：
以孔定位钻、铰、钻孔，孔倒角。
机床型号：
Z525立式钻床
选择刀具：
标注高速钢麻花钻、标注高速钢铰刀。
工件装夹:
用专用夹具装夹
工序七：
以、、孔定位切割内齿，留余量0.1。
工序八：
复拉花键。
工序九：
以、、孔定位铣两面及斜边至尺寸，保持深及，铣四处越程槽及。
机床型号：
X53K立式铣床
选择刀具：
选取高速钢直柄立铣刀，刀齿为三齿。
工件装夹:
用专用夹具装夹
工序十:
镀锌。
工序十一：
复铰孔
机床型号：
Z525立式钻床
选择刀具：
标注高速钢铰刀。
工件装夹:
用专用夹具装夹
工序十二：
终检
八、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
的端面
工序名称
工序余量
基本尺寸
经济精度
工序尺寸及偏差
粗车
2
55
js12
毛坯
59
js13
的半圆
工序名称
工序余量（mm）
基本尺寸（mm）
经济精度
工序尺寸及偏差
粗镗
1.5
53.8
H12
毛坯
H13
工序名称
工序余量（mm）
基本尺寸（mm）
经济精度
工序尺寸及偏差
半精铣
0.2
35
js10
粗铣
0.6
35.4
js12
毛坯
36.6
js13
工序名称
工序余量（mm）
基本尺寸（mm）
经济精度
工序尺寸及偏差
半精铣
0.2
23
js10
粗铣
0.6
23.4
js12
毛坯
24.6
js13
槽
工序名称
工序余量（mm）
基本尺寸（mm）
经济精度
工序尺寸及偏差
半精铣
粗铣
毛坯
孔
工序名称
工序余量（mm）
基本尺寸（mm）
经济精度
工序尺寸及偏差
半镗车
0.25
H10
粗镗
0.5
H12
毛坯
H13
工序名称
工序余量
基本尺寸
经济精度
工序尺寸及偏差
复铰
0.05
H8
半精铰
0.15
H9
钻
11.8
H12
孔
工序名称
工序余量
基本尺寸
经济精度
工序尺寸及偏差
钻
H12
拉花键
工序名称
工序余量
基本尺寸
经济精度
工序尺寸及偏差
拉花键
0．1
H8
九、加工表面的切削用量和加工工时的确定
工序三
粗车的端面
确定最大大加工余量：
Z=0.1mm，可一次切除，选择CA6140车床，刀具选择YG15车刀，刀杆规格16×25mm，=，=，=，=0.5mm。
确定进给量:
：
根据<<机械加工工艺师手册>>27-2，，根据CA6140机床的进给量，选用
1）切削速度：
查<<机械加工工艺师手册>>27-23，
2）确定主轴转速：
，根据CA6140取机床转速710r/min
3）确定切削速度：
工时的计算
根据<<金属机械加工工艺设计手册>>表5-1（车削加工计算）选择圆环的端面车削，查得相关数据如下:
切刀的切入长度见表5-3
切刀的超出长度见表5-3
附加长度见表5-6
进给次数
圆环的大径
圆环的小径
镗孔（工艺尺寸）
粗镗孔（工艺尺寸）
确定最大大加工余量：
Z=0.5mm，可一次切除，根据<<机械加工工艺师手册>>20-77，选择镗刀块，YG8,刀杆规格16×16mm。
选择CA6140车床，
确定进给量:
：
根据<<机械加工工艺师手册>>29-14，，根据CA6140机床的进给量，选用
4）切削速度：
查<<机械加工工艺师手册>>29-14，，取
5）确定主轴转速：
，根据CA6140取机
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