機械制造技術(shù)課程設(shè)計搖臂支架加工工藝及鉆Φ6.1孔夾具設(shè)計【全套圖紙】

1、設(shè)計說明書題目：搖臂支架零件的工藝規(guī)程及鉆6.1孔夾具設(shè)計摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。搖臂支架加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分

2、析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。全套圖紙，加153893706abstrctthis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.the reduction gear

3、box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components,

4、understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decid

5、es each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other pa

6、rts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目錄序

7、言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工藝分析2二. 工藝規(guī)程設(shè)計42.1確定毛坯的制造形式42.2基面的選擇42.3制定工藝路線52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量及基本工時7三 夾具設(shè)計153.1問題的提出153.2定位基準(zhǔn)的選擇153.3切削力和夾緊力的計算153.4定位誤差分析163.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明16總 結(jié)17致 謝19參 考 文 獻(xiàn)2020序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制

8、造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。搖臂支架的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只

9、有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。一 零件的分析1.1零件的作用搖臂支架在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，支架材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；該搖臂支架采用45鋼。 耳朵表面要求高頻淬火處理，硬度為5256hrc。1.2零件的工藝分析分析零件圖可知，該零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比較低，不需要高精度的機床加工，通過銑削，車削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。主要工作表面加工精度雖然相對較高，但在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保證質(zhì)量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。加

10、工表面尺寸及偏差(mm)公差/mm及精度等級表面粗糙度ra/m形位公差/mm搖臂支架底面20it113.2搖臂支架耳朵端面54it76.3搖臂支架耳朵表面12it80.8 0.1100 d3mm孔3it1212.54mm孔 0.018，it86.310.5mm孔10.5it1212.56.1mm孔6.1it1212.5搖臂支架外圓表面20it126.30.05 d二. 工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法

11、。由于搖臂支架在工作過程中要成熟沖擊載荷，為增強其強度和韌性，且根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，毛坯選用鍛件。為提高生產(chǎn)率和鍛件的精度，采用模鍛方法來制造毛坯。2.2基面的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。通常先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)。1.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該搖臂支架的技術(shù)要求和裝配要求，選擇搖臂支架的底面和搖臂支架耳朵的端面作為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)來進(jìn)行加工。即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。搖臂支架的底面是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工10.5mm孔和.mm孔以及搖臂支架的外圓20mm。搖臂支架耳朵的端面做為精基準(zhǔn)，可以鉆3mm孔和4mm孔。這樣就實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重

12、合。同時也保證了被加工表面的平行度要求。2.粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)，要注意表面是否平整，有沒有飛邊，毛刺或者其他缺陷。我選擇搖外圓20mm的外圓面做粗基準(zhǔn)。2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 1.機械加工順序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則。首先加工精基準(zhǔn)搖臂支架的底面。（2）遵循“先粗后精”的原則。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

13、原則。先加工主要表面搖臂支架的底面、搖臂支架耳朵端面、搖臂支架耳朵表面。（3）遵循“先面后孔”的原則。首先加工各個端面和表面，后加工各個孔。2.熱處理工序模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)。調(diào)制硬度為241285hbs，并進(jìn)行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脫碳而對機械加工帶來的不利影響。搖臂支架前臂表面在精加工之前需要進(jìn)行局部淬火，提高它的耐磨性和在工作中成熟沖擊載荷的能力。3.輔助工序在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中檢工序。綜上所述，該搖臂支架的安排順序為：基準(zhǔn)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

14、表面加工熱處理主要表面精加工。搖臂支架的工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機床設(shè)備刀具量具1銑搖臂支架底面立式銑床x51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡尺2銑搖臂支架頂面立式銑床x51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡尺3車12左端面，外圓，臺階面，退刀槽臥式車床ca6140端面車刀，切槽刀游標(biāo)卡尺4車12右端面，外圓，臺階面，退刀槽臥式車床ca6140端面車刀，切槽千分尺5鉆直徑為10.5的空立式鉆床z525麻花鉆千分尺6鉆直徑為6.1的孔立式鉆床z525麻花鉆游標(biāo)卡尺7鉆直徑為3 的孔，擴直徑為4的孔深4立式鉆床z525麻花鉆卡規(guī)深度游標(biāo)卡尺8鉆3mm孔立式鉆床z525麻花鉆卡尺、塞規(guī)9鉆2-2孔立式鉆床

15、z525麻花鉆卡尺、塞規(guī)10專用夾具磨直徑為12的左端外圓外圓磨床m2110砂輪卡尺、塞規(guī)11專用夾具磨直徑為12右端外圓外圓磨床m2110砂輪游標(biāo)卡尺13去毛刺鉗工臺平銼14熱處理耳朵表面局部淬火淬火機15清洗清洗機16壓入鋼球4，孔口收口17終檢塞規(guī)、百分表等2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定由表2-10表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量，應(yīng)該先確定一下各個因素。1.公差等級由搖臂支架的公用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。2.鍛件重量計算后，搖臂支架的重量約為0.23kg，初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.4kg.3.鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對零件圖金星分析

16、計算，可大致確定鍛件外廓包容提的長度、寬度、高度。即l=54mm，b=32mm，h=53mm。由公式（2-3）和（2-5）可計算出該鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)s=0.526。屬于s級。4.鍛件材質(zhì)系數(shù)搖臂支架的材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼。所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于m級。5.鍛件分模線形狀根據(jù)該零件的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬于直分模線。6.零件表面粗糙度由零件圖可知，各個加工表面的粗糙度ra大多數(shù)都大于等于3.2m。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列表如下鍛件重量/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級0.40.7

17、6sm普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注厚度321.52.0 (取2.0)1.4表2-11表2-13寬度541.52.0 (取2.0)1.6表2-11表2-13寬度251.52.0 (取2.0)1.2表2-10表2-132.5 確定切削用量及基本工時工序：銑30x32底面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用yg8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)x51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)

18、準(zhǔn)選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序ii：銑20x25頂面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用yg8,，。2. 決定銑削用量4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)x51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取6） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序iii：車12左端面，外圓，臺階面，退刀槽車12mm外圓柱面，同時應(yīng)檢驗機床功率及進(jìn)給機構(gòu)強度1) 切削深度，單邊余量z=1mm,一次切除。2) 進(jìn)給量，根據(jù)機械加工工藝手

19、冊取f=0.9mm/r3)計算切削速度62m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= 1645r/min 與1645r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1750r/min現(xiàn)選取1750r/min 所以實際切削速度= 5) 檢驗機床功率其中2985，1.0，0.65，-0.15， =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(n) 切削時消耗功率2.81(kw) ca6140主電機功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。6) 校驗機床進(jìn)給系統(tǒng)強度已知主切削力1122.4n.徑向切削力其中1940，0.9，0

20、.6，-0.3，=0.59=0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(n) 而軸向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34=1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(n) 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機構(gòu)的作用力為f=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5n 而機床縱向進(jìn)給機床可承受的最大縱向力為3530n(見切削手冊表1.30)故機床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7)切削工時t=其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm 所以t=0.0146min工序

21、iv的切削用量及基本工時和工序iii相同工序v：鉆10.5 的孔機床：z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆9.1) 給量 查機械加工工藝師手冊表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根據(jù)機械加工工藝手冊表10-70,及10-66,查得v=30m/min.3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 1061r/min,與1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1012r/min。現(xiàn)選取=1012r/min。所以實際切削速度=5) 削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=53mm; =4mm; =3mm; t= =0.456(min)工序vi：鉆6.1的孔切削用量

22、及基本工時刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆6.1) 進(jìn)給量 查機械加工工藝師手冊表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度v=2434m/min. 取v=30m/min3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 1592r/min與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min。現(xiàn)選取=1426r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)=53mm; =4mm; =3mm; t= =0.3237(min)工序vii：鉆直徑為3的孔，擴孔4深4個鉆3孔，擴4孔(1)鉆3mm孔機床：z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-

23、61選取高速鋼麻花鉆4.1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r2)切削速度v=2434m/min. 取v=24m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 2469r/min與2469r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=48mm; =4mm; =3mm; t= =0.2103(min)(2) 擴4mm孔 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆6.1) 進(jìn)給量 查機械加工工藝師手冊表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度v=2434m/min. 取v=24m/min3

24、) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 1910r/min與1910r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min。現(xiàn)選取=1426r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)=48mm; =4mm; =3mm; t= =0.2967(min)工序ix：磨直徑為12的左端外圓(1) 磨12mm外圓柱面機床mq1350a輕型外圓磨床1)選擇砂輪。見機械加工工藝手冊第三章中磨料a46kv6p 35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x1272)切削用量的選擇。查機械加工工藝手冊表33-4

25、2有工件速度18m/min縱向進(jìn)給量 0.5b20mm(雙行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工時式中d-被加工直徑 b-加工寬度z-單邊加工余量k-系數(shù)v-工作臺移動速度-工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量0.55(min)三 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配第8道工序的鉆6.1孔的鉆床夾具。3.1問題的提出 本夾具主要用于鉆6.1孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2定位基準(zhǔn)的選擇本道工序加工6.1孔，精度不高，因此我們采用支撐釘和擋銷定

26、位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，手柄的壓緊力即可以滿足要求。3.3切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。3.4定位誤差分析工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在鉆床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出

27、孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： td=dmax-dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用支撐釘和擋銷定位，工件始終靠近擋銷的一面，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用支撐釘和擋銷定位，手柄的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用固定鉆套，保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。總 結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床

28、概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所