设计摇臂支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备.docx

1、设计摇臂支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备哈尔滨理工大学 机械制造工艺学课程设计说明书设计课题 设计“摇臂支架”零件的机械加工工艺 规程及工艺装备（生产纲领：4000）班 级： 设 计 者： 指导教师： 评定成绩： 二一一年十二月目 录设计任务书 2 课程设计说明书正文 3 序言 3 一、零件的分析 4 二、工艺规程的设计 5 （一）确定毛坯的制作形式 5 （二）基准的选择 6 （三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析 6 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 （五）确定基本工时 10 三、专用夹具设计 11四、课程设计心得体会 11参考文献 13机械制造技术基础课程设计任务书设计课

2、题 制定图5-3摇臂支架的加工工艺，设计钻10.5孔的钻床夹具设计要求 1、中批生产2、选用通用设备3、采用手动夹紧机构设计内容 1、绘制加工工件图，计算机绘图；2、制定零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过程卡一张和所有加工工序卡；3、设计制定的工序夹具，绘制夹具全套图纸；4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式书写；序 言机械加工技术课程设计是机械加工技术课程教学的一个不可或缺 的辅助环节。 它是学生全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论 和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。 它对于培 养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力， 为以后搞好毕 业设计和到工厂从事工

3、艺与夹具设计具有十分重要的意义。 本课程设 计的目的在于： (1)培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程(工程材 料与热处理、 机械设计、 互换性与测量技术、 金属切削加工及装备等) 的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分 析和解决机械加工工艺问题， 初步具备设计中等复杂程度零件的工艺 规程的能力。 (2)能根据被加工零件的技术要求， 运用夹具设计的基本原理和方 法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证 加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。 (3)使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，指 导学生分析零件加工的技术要求和本

4、企业具备的加工条件， 掌握从事 工艺设计的方法和步骤。 (4)进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术 文件等的基本技能。 (5)培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好 5 习惯。 (6)培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和 去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。 一、零件的分析（一）零件的作用 支撑摇臂按正常轨迹动作。 （二）零件的工艺分析 零件图中所有尺寸精度如下：加工表面尺寸及偏差(mm)公差/mm及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm摇臂支架底面20IT113.2摇臂支架耳朵端面54IT76.3摇臂支架耳朵表面 12IT80.83mm孔3

5、IT1212.54mm孔0.018，IT86.310.5mm孔10.5IT1212.56.1mm孔6.1IT1212.5摇臂支架外圆表面20IT126.3（精度等级查公差配合与测量技术P14 表 1.4 而得 精度等级查公差配合与测量技术 而得）摇臂支架是形状不规则的支架类零件，尺寸精度、形位精度要求一般，零件的主要技术要求分析如下： 1. 4 孔的尺寸精度高，主要是保证里面的钢珠压入后孔口收口。 2. 锻件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及 刚度，在外力的作用下，不至于发生意外事故。 3. 两个 12 的轴是比较重要的，也是以后机械加工各工序的主要定位基准。因此加工此轴的工

6、序是比较重要的。二、确定生产类型已知此零件的生产纲领为生产类型为中批，所以初步 确定工艺安排为：加工过程工序适当集中；加工设备以通用设备为主，并大量采 用通用夹具和量具。 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 （该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，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） 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） 二 、工艺规程的设计（一） 确定毛坯的制造形式 要确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，应该先确定一下各个因素。1.公差等级由摇臂支架的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

7、2.锻件重量计算后，摇臂支架的重量约为0.23KG，初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.4KG.3.锻件形状复杂系数对零件图金星分析计算，可大致确定锻件外廓包容提的长度、宽度、高度。即L=54mm，b=32mm，h=53mm。由公式（2-3）和（2-5）可计算出该锻件的形状复杂系数S=0.526。属于S级。4.锻件材质系数摇臂支架的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢。所以该锻件的材质系数属于M级。5.锻件分模线形状根据该零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于直分模线。6.零件表面粗糙度由零件图可知，各个加工表面的粗糙度Ra大多数都大于等于3.2m。根据上述诸

8、因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列表如下锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级0.40.76SM普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注厚度321.52.0 (取2.0)1.4宽度541.52.0 (取2.0)1.6宽度251.52.0 (取2.0)1.2 （二） 基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知外圆 12、孔 4 等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 定位基准有粗基准和精基准之分；通常先确定精基准，后确定粗基准。 （1） 精基准的选择 在底面加工以后各工序则以该底面为定位精基准，这样就满足了基准重合与

9、基准统一的原则。摇臂支架的底面是设计基准，选用其做精基准定位加工10.5mm 孔和.mm 孔以及摇臂支架的外圆20mm。 摇臂支架耳朵的端面做为精基准，可以钻3mm 孔和4mm 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平行度要求，在加工某些面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 （2） 粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择外圆20mm 的外圆面做粗 基准。 （三）工艺路线的拟定由特种机械加工技术P109 表 3-5、3-6、3-7，列出对摇臂支架外圆柱、孔、特种机械加工技术 表面

10、的加工方法如下：加工部位精度等级表面粗糙度 Ra/m加工方法支架底面IT116.3铣削支架双耳端面IT76.3粗车-半精车支架双耳表面IT80.8粗车-半精车-磨削3mm 孔IT1212.5钻4mm 孔IT86.3钻-扩-铰10.5mm 孔IT1212.5钻6.1mm 孔IT1212.5钻支架外圆表面IT126.3粗车-半精车为保证达到零件的几何形状，尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。 1.机械加工顺序（1）遵循“先基准后其他”的原则。首先加工精基准摇臂支架的底面。（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

11、要表面摇臂支架的底面、摇臂支架耳朵端面、摇臂支架耳朵表面。（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.热处理工序模锻成型后切边，进行调质。调制硬度为241285HBS，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。摇臂支架前臂表面在精加工之前需要进行局部淬火，提高它的耐磨性和在工作中成熟冲击载荷的能力。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，该摇臂支架的安排顺序为：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

12、理主要表面精加工。摇臂支架的工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣摇臂支架底面卧式铣床X60高速钢套式面铣刀游标卡尺2精铣摇臂支架底面卧式铣床X60高速钢套式面铣刀游标卡尺3粗铣摇臂支架耳朵端面卧式铣床X60高速钢套式面铣刀游标卡尺4粗车外圆表面数控车床CK6108A高速钢车刀千分尺5粗车台阶数控车床CK6108A高速钢车刀千分尺6粗车摇臂支架耳朵表面数控车床CK6108A高速钢车刀游标卡尺7粗车各槽倒角数控机床CK6108A高速钢车刀卡规深度游标卡尺8钻3mm孔台式钻床Z4006A麻花钻卡尺、塞规9钻、铰4mm孔四面组合钻床麻花钻、铰刀卡尺、塞规10钻2-2mm孔、1

13、0.5mm孔、6.1mm孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规11半精车摇臂支架耳朵表面数控车床CK6108A高速钢车刀游标卡尺12精铣摇臂支架耳朵端面卧式铣床X60高速钢套式面铣刀游标卡尺13去毛刺钳工台平锉14热处理耳朵表面局部淬火淬火机15磨削摇臂支架耳朵表面平面磨床M7120A砂轮游标卡尺16清洗清洗机17压入钢球4，孔口收口18终检塞规、百分表等（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1.毛坯尺寸的确定，画毛坯图。 摇臂支架材料为 Q235 由于产品外表面大部分不用加工，所以毛坯选用精密模锻。该种模锻的尺寸公差等级为 67 级，用查表法确定加工表面的总余量。但由于用查表法所确定的总余量与成产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。 现将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示：主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差12 的面123+1161高