机械制造工艺设计学转向臂工艺设计规范流程设计和工序卡片

1、中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学 院：专 业：题 目：转向臂 零件的工艺规程设计指导教师：职称:职称:20*年1月4日中北大学课程设计任务书2009/2010 学年第 1 学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：起迄 日期：20*年1月4日20*年1月23日课程设计地点：指导教师：系 主 任：下达任务书日期：20*年1月4日课程设计任务书1. 设计目的：（1）培养学生运用机械制造工艺学及有关课程 （工程材料与热处理；机械设计、互 换性与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等 ）的知识，结合生产实习中学到 的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件

2、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，学会拟订夹 具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。（3 ）培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。2 .设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：本次设计要求编制一个中等复杂程度零件（不少于10道工序，见附图）的机械加工工艺规程，并设计其中一道工序的专用夹具，绘制相关图纸，撰写设计说明书。必须 以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以 期使整个设计在技术上是先进的，在经

3、济上是合理的，在生产上是可行的。具体内容如下：（1）根据零件图，确定生产类型（一般为中批或大批生产），对零件进行工艺分析。（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。（3）拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、 量具、辅具），确定各工序切削用量及工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。（4 ）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片。（5） 设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图1 2张。（6）撰写设计说明书。3 .设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1. 制定零件在中批生产条件下的机械加工工艺规程，画零件

4、图，毛坯图，填写工艺 卡片、工序卡片。2. 专用夹具设计。设计某道工序的专用夹具。3. 撰写课程设计说明书一份（A4纸）。4 .主要参考文献：1 崇凯机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，2006.122 张龙勋.机械制造工艺学课程设计指导书及习题北京:机械工业出版社，2006.13 孟少农，机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社，1991.94 艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社5 李益明.机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版 赵家奇，机械制造工艺学课程设计指导书 一2版.北京:机械工业出版社，2000.107 李云，机械制造及设备指导手册北京

5、:机械工业出版社，1997.85 .设计成果形式及要求：提供课程设计说明书一份，要求内容与设计过程相符，且格式要符合规定要求；被加工零件的零件图1张；毛坯图1张；夹具装配图1套；夹具主要零件图（通常为夹具体）1张；机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片 1套。6 .工作计划及进度：2010年1月4日1月6日 分析研究被加工零件，画零件图；1月7日1月10日 工艺设计：选择加工方案、确定工艺路线，画毛坯图，填写工艺卡片；1月11日1月18日夹具设计，画夹具装配图及夹具主要零件图；1月19日1月21日编写课程设计说明书1月22日答辩系主任审查意见：签字： 目 录一、生产类型的确定 8二、零件的分析

6、 81、零件的作用 82、零件的工艺分析 8三、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 81、求最大轮廓尺寸 92、选取公差等级CT 93、求铸件尺寸公差 94、求机械加工余量等级 95、求RMA （要求的机械加工余量）96、求毛坯基本尺寸 97、画毛坯图（见 A3图纸） 10四、工艺路线拟定 101、定位基准的选择 102、拟定加工方法和加工方案10五、选择加工设备及刀具、夹具、量具 111、选择加工设备与工艺设备112、确定工序尺寸 13六、确定切削用量及基本时间 131、工序号02: 132、工序号03: 153、工序号04: 164、工序号05: 195、工序号06: 196、工序号07:

7、 20七、心得体会 21八、参考文献 21谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这 里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和CAD图纸 （零件图、毛坯图、夹具装配图、机械加工工艺过程综合卡）。需要压缩包的朋友请联系QQ客服：1459919609。下载后我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系！ ！ ！sir疋由 原 始资料可知是中批量生产类型。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： 16、 9.3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

8、两组：2. 1、 以 16mm孔的中心线加工表面这一组加工表面包括：铣 26mm 单侧端面、钻 16mm的孔、倒角1X45、钻 8.5mm的孔。2. 2、 以 9.3mm孔的中心线加工表面这一组加工表面包括：铣 20mm两端面、钻 9.3mm 的孔、锪 16mm的沉头。概括：由于 16、 9.3的孔中心线位置精度不高，又 16mm 内孔的精度比 9.3mm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。三、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛

9、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812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 EG,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

10、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：16、 9.3、 8.5孔径较小，铸成实心。 A面属单侧加工，由式（5-1 ）得R二F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mmB、C面属两侧加工，由式（5-2 ）得R=F+2RMA+CT/2=26+2 X1.5+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16孔9.3孑L8.5孑L公差等级CT1010加工面基 本尺寸3226铸件尺寸 公差2.82.6机械加工 余量等级FFRMA1.51

11、.5毛坯基本 尺寸34.930.30007、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 20mm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 16 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： 、铣 16mm孔的端面，即 26mm圆柱A面 、铣 9.3mm孔的两端面，

12、即 20mm圆柱B、C面 、钻、扩、粗铰、精铰孔 16mm，倒角1 X45 、钻 8.5mm孑L 、钻 9.3mm孑L 、刮平B、C面 16mm，两端入体1mm2 . 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145204HBS改善材料 加工性能02铣 26mm圆柱A面先加工面03铣 20mm圆柱B、C面04钻、扩、粗铰、精铰孔 16mm , 倒角1 乂15 后加工孔05钻孑L 8.5mm06钻孑L 9.3mm07刮平B、C面 16mm，两端入体1mm08去毛刺09终检五、选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅

13、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 26mm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 20mm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 16mm，倒角1 M5。选 用Z535立式钻床。工序号05、06:钻孔 8.5mm、 9.3mm。由于内孔

14、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 16mm，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 、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 , =1215 、钻、扩、粗、精铰孔 16mm，倒角1 M5 。选用麻花钻等 专用刀具。 刮平面 1

15、6mm，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： 、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0mm150mm，公称规格为150 0.02。 、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 25mm50mm、25mm50mm、5mm30mm的内径千分尺。2、确定工序尺寸 2 . 1、面的加工(所有面) 、A面：根据加工长度为34.

16、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。 、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 、 16mm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: 15mm2Z=0.95mm扩孔: 15.85mm2Z=0.1mm粗铰: 15.95mm2Z=0.05mm精铰: 16mm、 8.5mm的孔毛坯为实心，孔内粗糙度要求介

17、于IT12-IT13之间。查 表5-15得：钻孔 8.5mm即可。 、 9.3mm的孑L毛坯为实心，孔内粗糙度要求大于IT13。查表5-15 得: 钻孔 9.3mm即可。六、确定切削用量及基本时间1、工序号02:本工序为铣 26mm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 ae=26mm。铣削深度ap=2.9mm，选用机床X62卧式铣 床。 、确定每齿进给量fz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0.20.29m

18、m/z。取 fz =0.2 、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=180 min 、确定切削速度Vc和每齿进给量fZ根据资料所知：取 f Z =0.20mm/z 0.18mm/z、Z=10、d=80mm、ae=26mm、aP=2.9mm、T=180 min查表2-17.有Cv=548、q v=0.22、xv=0.17、yv=0.32、uv=0.22、pv=0、 m=0.33、kv=1.0则由表2-17的公式算得Vc=173.930 m/minnc=173.93 X1000/3.14 X80=692.4 r/min根据查

19、表5-75选取X62卧式铣床的主轴转速n=750r/mi n=12.5r/sV=3.14 X80 X12.5/1000=3.14 m/s工作台每分钟进给量为 fM z =0.20 X0 0=120 mm/min 查表 5-76，选 fM Z =118 mm/min则实际的每齿进给量fZ =118/10 X50=0.197 mm/z 、检查机床功率根据资料所知：fZ =0.197mm、Cf=491、xf =1.0、yF=0.75、 uf =1.1、Z=10、ae=26mm、aP =2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q f =1.3、wf =0.2、Km f c =1.0计算 Fc

20、 =135.5 NPc =135.5 X3.14/1000=0.425 KW 0.18mm/z、Z=10、d=80mm、ae=26mm、aP=2.9mm、T=180 min 查表2-17.有Cv=548、q v=0.22、xv=0.17、y v=0.32、uv=0.22、pv=0、 m=0.33、kv=1.0则由表2-17的公式算得Vc=194.379 m/minnc=194.379 X1000/3.14 X80=773.80 r/min根据查表5-75选取X62卧式铣床的主轴转速n=750r/mi n=12.5r/sV=3.14 X80 X12.5/1000=3.14 m/s工作台每分钟进给

21、量为 fM z =0.20 X 0 X50=120 mm/min查表 5-76，选 fM Z =118 mm/min则实际的每齿进给量fZ =118/10 X50=0.197 mm/z 、检查机床功率根据资料所知：fZ =0.197mm、cf=491、xf =1.0、yF=0.75、 uf =1.1、Z=10、ae=20mm、aP =2.15mm、d=80mm、n=750r/min、q f =1.3、Wf =0.2、Km f c =1.0计算 Fc=75.4 NPc =75.4 X3.14/1000=0.237 KW 6.67=8.75s取=9s 、扩孔：确定进给量f因为深度为32mm较大，宜

22、采用自动进给。查表5-128得：f=0.9 1.1 mm/r 由表 5-66 取得 f=0.96 mm/r 选择扩孔钻磨损标准及耐用度查表5-130 :扩孔钻后刀面的最大磨损量为0.8mm。钻头直径d=15mm、贝卩T=30min。确定切削速度V查表 2-13 得: Cv=27.9、zv=0.2、xv=0.1、yv=0.4、 m=0.125、取 k v =1.0且 d=15.85mmaP=0.425mm按公式计算：A/c =34.964 m/minnc=34.964 X1000/3.14 X15.85=702.5 r/min根据查表5-65选取Z535立式钻床的主轴转速n=750 r/min=

23、12.5 r/s贝卩 V=3.14 X15.85 X12.5/1000=0.622 m/s钻孔基本时间=(1+1卄|2)/ fn式中 l=32mm、取 I1 = 2mm、12 =3mm,f=0.96 mm/r、 n=12.5r/s贝S Tj= (32+2+3 ) /0.96 X2.5=3.1 s 取=4s 、粗铰：确定进给量f因为深度为32mm较大，宜采用自动进给。查表5-129得：f=1.5 3.0 mm/r 由表 5-66 取得 f=1.60 mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度查表5-130 :铰刀后刀面的最大磨损量为 0.8mm。钻头直径d=15mm、贝卩T=60min。确定切削速度V查

24、表 2-13 得：C v=23.2、zv=0.2、xv=0.1、yv=0.5、m=0.3、取 kv=1.0且 d=15.95mm aP=0.05mm按公式计算：Vc =12.611 m/minnc=12.611 X1000/3.14 X15.95=251.8 r/min 根据查表5-65选取Z535立式钻床的主轴转速 n=275 r/min=4.58 r/s则 V=3.14 X15.95 X4.58/1000=0.229 m/s钻孔基本时间=(l+li+l2)/ fn式中 l=32mm、li= 2mm、查表 2-27 取 l2=13mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s贝S Tj=

25、(32+2+13 ) /1.60 X4.58=6.4 s取=7s 、精铰：确定进给量f因为深度为32mm较大，宜采用自动进给。查表5-129得：f=1.5 3.0 mm/r 由表 5-66 取得 f=1.60 mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度查表5-130 :铰刀后刀面的最大磨损量为 0.8mm。钻头直径d=15mm、贝卩T=60min。确定切削速度V查表 2-13 得：C v=23.2、zv=0.2、xv=0.1、yv=0.5、m=0.3、 取 kv=1.0且 d=16mm ap=0.025mm按公式计算：Vc =13.491 m/minnc=13.491 X1000/3.14 X16=2

26、68.5 r/min 根据查表5-65选取Z535立式钻床的主轴转速 n=275 r/min=4.58 r/s贝卩 V=3.14 X16 X4.58/1000=0.230 m/s钻孔基本时间Tj=(l+h+l2)/ fn式中 l=32mm、取 h= 2mm、I2 =4mm,f=1.60 mm/r、 n=4.58r/s贝S Tj= (32+2+4 ) /1.60 X4.58=5.2 s 取 Tj=6s 、倒角1 乂45 4、工序号05:本工序为钻 8.5mm深8mm的孔。根据资料选用Z525 立式钻床加工，选标准高速钢直柄麻花钻：d=8.5mm、Kr=45 。 确定进给量f由于孔径和深度较小，宜

27、采用手动进给可达到加工要求。参考值取f=0.28 mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度查表5-130 :钻头后刀面的最大磨损量为 0.8mm。钻头直径d=8.5mm、贝卩T=35min。 确定切削速度V、n查表 2-13、2-14 得: Cv = 16.4、zv=0.25、xv=0、yv=0.4、 m=0.125、取 k v = 1.0且 d=8.5mm a P =4.25mmf=0.28mm/r按公式计算：A/c =29.9 m/minnc=29.9 X1000/3.14 X8.5=1120 r/min根据查表5-65选取Z525立式钻床的主轴转速n=960 r/min=16 r/s贝卩 V=

28、3.14 8.5 X16/1000=0.427 m/s 基本时间钻 8.5mm深8mm的通孔：=(1+11+12)/ fn式中 l=8mm、取 11= l2=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s Tj= (8+4+4 ) /0.28 X6=3.6s取 Tj=4s5、工序号06:本工序为钻 9.3mm深26mm的孔。根据资料选用Z525 立式钻床加工，选标准高速钢直柄麻花钻，一次加工通孔可 以满足加工要求：d=8.5mm、Kr=45 。确定进给量f由于深度较大，宜采用自动进给可达到加工要求。查表5-127 : f=0.47 0.57mm/r。由表 5-66，按 Z525 选取 f=0.

29、48 mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度查表5-130 :钻头后刀面的最大磨损量为 0.8mm。钻头直径d=9.3mm、贝卩T=35min。 确定切削速度V、n查表 2-13、2-14 得: Cv = 16.4、zv=0.25、xv=0、yv=0.4、 m=0.125、取 k v = 1.0 且 d=9.3mm a P =4.65mm f=0.48mm/r按公式计算：A/c =24.656 m/minnc=24.656 X1000/3.14 X9.3=844.33 r/min根据查表5-65选取Z525立式钻床的主轴转速n=680 r/min=11.33 r/s贝卩 V=3.14 刈.3 X1

30、.33/1000=0.33 m/s 基本时间钻 9.3mm深26mm的通孔：=(1+|1+|2)/ fn式中 l=26mm、取 h=5mm、12 =4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/sTj= (26+5+4 ) /0.48 X1.33=6.4s取 Tj=7s6、工序号07:本工序为刮平 16mm深1mm的沉头孔。根据资料选用 Z525立式钻床加工，选标准高速钢带导柱直柄平底锪钻,一次加工通孔可以满足加工要求：d=8.5mm、Kr=45 。 确定进给量f由于深度较小，采用手动进给。 选择钻头磨损标准及耐用度查表5-130 :钻头后刀面的最大磨损量为 0.8mm。钻头直径d=16m

31、m、贝卩T=60 min。 确定切削速度V、n查表 5-140、5-66 :按 Z525 暂取 f=0.13mm/r查得 Vc =12 25 m/min 取 Vc =18 m/minnc=18 X1000/3.14 X16=358.28 r/min根据查表5-65选取Z525立式钻床的主轴转速n=272 r/min=4.53 r/s贝卩 V=3.14 X16 4.53/1000=0.228 m/s 刮平两端基本时间=2(1+11)/ fn式中 l=1mm、取 h=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s Tj=2 (1 + 1) /0.13 X4.53=6.8s取=7s七、心得体会根

32、据转向臂工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规 程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提 出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的 劳动强度，使其有良好的工作条件。在设计过程中须做到谨慎、有理 可依的风格，同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中 的夹具设计也是合理可行的，该夹具确保了工件的加工质量，不仅工 艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效，同时定位及夹紧快速 准确，提高了生产率，降低了制造成本。因此，可知此次设计是成功 的。丿八、参考文献机械制造技术课程设计指导北京理工大学出版社，2009.8机械制造工艺学机械工业出版社，200

33、6.1金属机械加工上海科学技术出版社(第四版)，2006.10机械工程材料机械工业出版社，2002.2互换性与测量技术国防工业出版社，2003.10附件图纸转向臂零件EI|比例|L u 1件数hi1 用半1 0坤119技术要求L、铸件需正火处理145-04HE48.9 49.1511设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床5351夹具编号夹具名称切削液钻16孔夹具工位器具编号工位器具名称工序工时（分）准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/smm/rmm机动辅助1钻孔到15专用夹具、直柄立钻刀，内径千分尺4000.3140.727.5192扩孔到15.85专用夹具、内径千分尺、扩孔刀7500.6220.960. 425143粗绞孔到15.95专用夹具，内径千分尺、绞刀2750.2291.60.05174精绞孔到16专用夹具，内径千分尺、绞刀2750.2301.60.02516设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床5251