转向臂机械加工工艺规程及专用夹具设计.docx

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转向臂机械加工工艺规程及专用夹具设计

一、生产类型的确定  1

二、零件的分析  1

1、零件的作用  2

2、零件的工艺分析  2

2．1、以φ16mm孔的中心线加工表面  2

2．2、以φ9.3mm孔的中心线加工表面  2

2.3、 转向臂技术零件要求表  2

三、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图  2

1、求最大轮廓尺寸  3

2、选取公差等级CT  3

3、求铸件尺寸公差  3

4、求机械加工余量等级  3

5、求RMA（要求的机械加工余量）  3

6、求毛坯基本尺寸  3

7、画毛坯图（见A3图纸）  4

四、工艺路线拟定  4

1、定位基准的选择  4

2、拟定加工方法和加工方案  4

2．1、工艺路线：

  4

五、选择加工设备及刀具、量具  5

1、选择加工设备与工艺设备  5

1．1、选择机床，根据不同的工序选择机床  5

1．2、选择刀具，根据不同的工序选择刀具  5

1．3选择量具  5

2、确定工序尺寸  7

2．1、面的加工（所有面）  7

2．2、孔的加工  7

六、确定切削用量及基本时间  7

工序号04：

  7

七、夹具设计  11

7.1夹具设计的基本要求和步骤  11

7.1.1基本要求  11

7.1.2设计步骤  12

7.2夹具设计  12

7.2.1选择夹具  12

7.2.2问题的提出  12

7.2.3定位基准的选择  13

7.2.4 定位元件的选择  13

7.2.5 导向元件  14

7.2.6夹紧装置  14

7.2.7定位误差分析  15

7.2.8夹具设计及操作的简要说明  15

7.2.9夹具体图  15

7.3.0夹具体装配图  17

八、鸣谢  17

九、参考文献  17

一、零件生产类型的确定

由原始资料可知：

年产量Q=5000台/年

零件数量n=1件/台

备品率α=3%

废品率β=0.5%

N=Qn（1+α）（1+β）=5000*1*（1+3%）（1+0.5%）=5176件/年

所以是大批量生产。

二、零件的分析

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。

2.3、 转向臂技术零件要求表

加工表面

尺寸及偏差/mm

公差及精度

表面粗糙度Ra/um

形位公差/mm

尺寸32mm中A端面

32

IT12

12.5

尺寸26mm中前端面B

26

IT12

12.5

尺寸26mm中后端面C

26

IT12

12.5

Φ16mm孔

IT7

1.6

Φ9.3mm孔

Φ9.3±0.1

IT12

12.5

Φ8.5mm孔

Φ8.5

IT14

25

三、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）,大批量生产。

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<课程设计指导教程>P27表2-1，铸造方法按机械造型、铸件材料按铸铁，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2-3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2-5，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2-4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（2-1）得

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

B、C面属两侧加工，由式（2-2）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

画毛坯图（见A3图纸）

四、工艺路线拟定

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

五、选择加工设备及刀具、量具

由于生产类型为大批量，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、选择刀具，根据不同的工序选择刀具

①、铣刀：

根据资料查《机械制造技术课程设计指导教程》表3-31：

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》，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

1．3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3-48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。

确定工艺过程方案见下表（4-1）

表（4-1）

工序号

工序内容

机床设备

刀具

量具

01

正货处理145～204HBS

02

铣φ26mm圆柱A面

X62卧铣铣床

端面铣刀

三用游标长尺

03

铣φ20mm圆柱B、C面

X62卧铣铣床

端面铣刀

三用游标长尺

04

钻、扩、粗铰、精铰孔φ16mm，

倒角1×45°

Z535立式钻床

钻头扩孔铰刀

内径千分尺

05

钻孔φ8.5mm

Z525立式钻床

麻花钻等专用刀具

内径千分尺

06

钻孔φ9.3mm

Z525立式钻床

麻花钻等专用刀具

内径千分尺

07

刮平B、C面φ16mm，两端入体1mm

Z525立式钻床

平底锪钻

三用游标长尺

08

去毛刺

钳工台

锉刀

09

终检

四面组合机床

扩孔钻、铰刀

卡尺、塞规

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，得：

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，得：

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

2-20得：

钻孔：

φ15mm      2Z=0.95mm

扩孔：

φ15.85mm     2Z=0.1mm

粗铰：

φ15.95mm     2Z=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，得：