摇臂支座工艺设计

1、机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目：“摇臂支架”零件的机械加工工艺规程 学 院：工学院年级专业：09农业机械化及其自动化设 计 者：指导老师：杨义设计时间：2012、5目 录1、 设计目的.32、 设计内容和要求.3 2.1零件的分析.3 零件的作用.3 零件的工艺分析.3 2.2确定生产类型.3三、工艺规程的设计.3 3.1粗基准的选择应满足以下要求.3 粗基准选择应当满足以下要求.3 精基准的选择应满足以下要求.4 3.2工艺路线的拟定.4 工艺路线方案一 .4 工艺路线方案二.4 3.2.3方案比较.4 3.3毛坯尺寸的确定.5 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.5 铣

2、端面.5加工的外圆表面.5 车削12mm端面.5 加工10.5mm孔 .6 加工6.1mm孔.6 加工3mm孔.6 3.5各工序的切削用量的选择.6 工序一.6 工序二.7 粗车端面.7 粗车12外圆.7 粗车端面.8 倒角1x45o。.9 半精车端面.9 倒角2.5x 2。.9 切槽1.5x0.5。.10 工序三.10 钻9.8mm孔.10 扩10.5孔.10 锪孔.11 钻5.8mm孔.11 饺6.1孔.11 锪孔.11 钻2.9mm孔.11 饺3孔.12 锪孔.12 工序四：电火花加工2x2的孔.12 工序五：热处理.12 工序六：磨削.12四、总结.13五、主要参考文献.13一、设计目

3、的：培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握设计工艺规程和机床夹具的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能。二、设计内容和要求2.1零件的分析2.1.1零件的作用 支撑摇臂按正常轨迹动作。2.1.2零件的工艺分析 该零件是支架类零件，形状不规则，尺寸精度、行位精度要求一般。2.2确定生产类型根据此零件的生产纲领，可确定该生产类型为大批量生产，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和专用设备共用。三、工艺规程的设计 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知外

4、圆12、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。3.1粗基准的选择应满足以下要求：粗基准选择应当满足以下要求（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等；（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性；

5、（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量；（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工；（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度；精基准的选择应满足以下要求：精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。3.2工艺路线的拟定 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。由于生产纲领为成批生产，所以采用通用机床配以专用的工具

6、、夹具、量具，并考虑工序集中、加工顺序的安排，以提高成产率和减少机床数量，是生产成本下降。工艺路线方案一： 模锻 工序：（1） 车外圆、端面、倒角至要求,半精车底面，倒角，切槽（2） 铣底面和顶面（3） 钻10.5 、6.1钻3，铰孔4（4） 电火花加工2×2（5） 局部淬火（6） 磨2×12（7） 终检工艺路线方案二：模锻工序：（1） 铣底面和顶面（2） 车外圆、端面、倒角至要求。半精车端面、倒角、切槽（3） 钻，扩孔10.5 钻、扩6.1，钻、铰3，锪4孔（4） 电火花加工2x2孔（5） 局部淬火（6） 磨12外圆（7） 终检方案比较 两个方案在开始时加工就出现不同，方

7、案一实现加工面，方案二实现加工轴，根据给定的条件可知，需先加工作为基准的底面，而且方案一端面需精加工，因此需两个圆柱的粗加工都结束后才能实施精加工，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。本次设计选择工艺路线二，根据供需方案二制定出详细的工序划分如下所示：毛坯为精锻件，在车间铣去毛刺，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。工序：（1） 铣底面和顶面（2） 车外圆、端面、倒角至要求。半精车端面、倒角、切槽（3） 钻，扩孔10.5 钻、扩6.1，钻、铰3，锪4孔（4） 电火花加工2x2孔（5） 局部淬火（6） 磨12外圆（7） 终检根据此工序安排，编出机械

8、加工工艺过程卡及工序卡片，见附表 3.3毛坯尺寸的确定摇臂支架材料为#45，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12的面123.215.2高53255总长5435720的面25429由此，即可绘制出零件的毛坯图（见图3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定铣端面 考虑其加工表面粗糙度要求为，可直接粗铣一次，根据机械加工工艺设计手册，取2Z=2已能满

9、足要求加工的外圆表面可直接粗车，经热处理后在进行磨削。根据机械加工工艺手册表，确定工序尺寸及余量为2Z=3mm车削12mm端面考虑其表面粗糙度要求，只要求粗加工，根据机械加工工艺手册，取2Z=4已能满足要求。加工10.5mm孔 其表面粗糙度要求，其加工方式可以分为钻，扩，两步，根据机械加工工艺手册，确定工序尺寸及余量为：钻孔：9.8mm 扩孔：10.5mm 2Z=0.7mm加工6.1mm孔钻孔：5.8 扩孔：6.1 2Z=0.3mm加工3mm孔其加工方式可以分为钻，铰两步，根据机械加工工艺手册，确定工序尺寸及余量为：钻孔：2.9mm 铰孔：3mm 2Z=0.13.5各工序的切削用量的选择工序一

10、：粗铣(1)铣削深度aw： aw=1mm(2)每齿进给量fz：根据切削手册，取fw=0.08mm/齿(3)铣削速度：参照切削手册，取V=0.45m/s，(4)机床主轴转速：ns= 现采用X65卧式铣床，根据机床使用说明书，却nw=37.5r/min故实际切削速度为工作台每分进给量： 式（2-2）取=，z=20，=37.5代入公式得：60m/min取fm=60m/minl+l1+l2=50mm走刀次数为1机动时间tm： 工序二：粗车端面（1）确定背吃刀量ap 粗车的余量为6mm, a =3mm。（2）确定进给量查切削用量简明手册：加工材料#45、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径12mm、切削深度a

11、 =3mm，则进给量为0.30.4。再根据机械加工工艺设计手册查取横向进给量取f =0.3mm/r。（3）确定切削速度VC：根据切削手册当用YG6硬质合金车刀加工，a =3mm，f =0.3mm/r。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量手册，查得切削速度的修正系数为：Kv =0.81,则 （4）确定机床主轴转速： 按C365L车床转速（机械加工工艺设计手册）选择与544r/min相近似 的机床转速n =600r/min,则实际切削速度V = dn /1000=3.14x15.2x600/1000=122m/min。综上，此工步的切削用量为：a =3mm，f =0. 3, n =

12、600r/min, V =122m/min。（5）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3 (其中d=15.2,d1=0,L1=0,L2=L3=0) =(15.20)/2+0+0+0=7.6mmT=7.6×1÷(0.3×600)=0.042min。粗车12外圆（1）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为2Z=3mm,一次走刀，则ap=1.5mm。（2）确定进给量由切削手册，刀杆尺寸16 25，工件直径为12mm，则f=0.30.4 f =0.3。（3）选择刀具磨钝标准及耐用度由切削用量手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.81.0，焊接耐用度T=60mm。（

13、4）确定切削速度VC：根据切削手册查取： ap=1.5、f =0.3mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Kv=0.86（5）确定机床主轴转速：按C365L车床转速（机械加工工艺设计手册）选择与584r/min相近似 的机床转速n =600r/min,则实际切削速度V = nd /1000=3.14x15.2x600/1000=122m/min。综上，此工步的切削用量为：a =1.5mm，f =0.3, n =600r/min, V =122m/min。（6）计算基本工时： T=（L+L1+L2+L3）/(f×n)=(12.5+2+0+

14、0)×2/(0.3×600)=0.092min。粗车端面（1）确定背吃刀量ap 粗车的余量为2Z=25, a =3mm。（2）确定进给量查切削用量简明手册：加工材料#45、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径25mm、切削深度a =3mm，则进给量为0.30.4。再根据机械加工工艺设计手册查取横向进给量取f =0.3mm/r。（3）确定切削速度VC：根据切削手册当用YG6硬质合金车刀加工，a =2mm，f =0.3mm/r。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量手册，查得切削速度的修正系数为：Kv =0.81,则 （4）确定机床主轴转速： 按C365L车床转速（机械

15、加工工艺设计手册）选择与401r/min相近似 的机床转速n =480r/min,则实际切削速度V = dn /1000=3.14x25x480/1000=118m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =3mm，f =0. 3, n =480r/min, V =118m/min（6）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3 (其中d=25,d1=12,L1=0,L2=L3=0) =(2512)/2+3+0+0=9.5mm T = 9.5×1÷(0.3×480)=0.104min。倒角1x45o。 采用车刀。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速车削相同：

16、n=480r/min， 手动进给。半精车端面（1）确定背吃刀量ap 粗车的余量为0.5, a =0.5mm。（2）确定进给量查切削用量简明手册：加工材料#45、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径25mm、切削深度a =0.5mm，则进给量为0.10.2。再根据机械加工工艺设计手册查取横向进给量取f =0.1mm/r。（3）确定切削速度VC：根据切削手册当用YG6硬质合金车刀加工，a =0.5mm，f =0.1mm/r。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量手册，查得切削速度的修正系数为：Kv =0.81,则 （4）确定机床主轴转速： 按C365L车床转速（机械加工工艺设计手册）选择与

17、539r/min相近似 的机床转速n =600r/min,则实际切削速度V = dn /1000=3.14x25x600/1000=170m/min。综上，此工步的切削用量为：a =0.5mm，f =0. 1, n =600r/min, V =170m/min。（5）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3 (其中d=25,d1=12,L1=0,L2=L3=0)=(2512)/2+3+0+0=9.5mm T = 9.5×1÷(0.1×600)=0.158min。倒角2.5x 2。采用车刀。为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速车削相同：n=600r/min，

18、手动进给。切槽1.5x0.5。采用切槽刀。为缩短辅助时间，取的主轴转速车削相同：n=480r/min，手动进给。工序三：3.5.3.1钻9.8mm孔（1）切削深度：ap=0.25 （2）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=0.22mm/r（3）取切削速度V=12.25m/min（4）机床主轴转速： 根据机械加工工艺设计手册，取n=480r/min（5）实际切削速度V = dn /1000=3.14x9.8x480/1000=14.47m/min。（6）计算基本工时： 机动时间tm 取l=53，l1=3，l2=4, f=0.22,n=480r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nw

19、f=53+3+4/0.22x480=0.568min3.5.3.2扩10.5孔（1）切削深度：ap=0.5 （2）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=1.1mm/r（3）取切削速度V=0.4xV钻=5.788m/min（4）机床主轴转速： 根据机械加工工艺设计手册，取n=180r/min（5）计算基本工时： 机动时间tm 取l=53，l1=3，l2=3, f=1.1,n=180r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nwf=53+3+3/1.1x180=0.264min3.5.3.3锪孔（1）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=0.22mm/r（2）取切削速度V=12.25m/

20、min（3）机床主轴转速：根据机械加工工艺设计手册，取n=480r/min（4） 实际切削速度V = dn /1000=3.14x10.5x480/1000=15.82m/min。3.5.3.4钻5.8mm孔（1）切削深度：ap=2.9 （2）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=0.14mm/r（3）取切削速度V=15m/min（4）机床主轴转速： 根据机械加工工艺设计手册，取nw=910r/min（5）实际切削速度V = dn /1000=3.14x5.8x910/1000=16.57m/min。（6）计算基本工时： 机动时间tm 取l=47，l1=3，l2=3, f=0.14,n=91

21、0r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nwf=47+3+3/0.14x910=0.416min3.5.3.5饺6.1孔（1）切削深度：ap=0.1 f=0.9mm/r（2）取切削速度V=0.4xV钻=6.628m/min（3）机床主轴转速：根据机械加工工艺设计手册，取n=480r/min（4）计算基本工时： 机动时间tm 取l=47，l1=3，l2=3, f=1.1,n=480r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nwf=47+3+3/0.9x480=0.123min3.5.3.6锪孔（1）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=0.9mm/r（2）取切削速度V=10m/

22、min（3）机床主轴转速：根据机械加工工艺设计手册，取n=600r/min（4）实际切削速度V = dn /1000=3.14x6.1x600/1000=11.49m/min。3.5.3.7钻2.9mm孔（1）切削深度：ap=1.45 （2）进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=0.08mm/r（3）取切削速度V=15m/min（4）机床主轴转速：根据机械加工工艺设计手册，取nw=1700r/min（5）实际切削速度V = dn /1000=3.14x2.9x1700/1000=15.48m/min。（6）计算基本工时： 机动时间tm 取l=48，l1=3，l2=0, f=0.08,n=17

23、00r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nwf=48+3+0/0.08x1700=0.397min3.5.3.8饺3孔（1） 切削深度：ap=0.05 f=0.7mm/r（2） 取切削速度V=0.4xV钻=6m/min（3） 机床主轴转速：，根据机械加工工艺设计手册，取n=600r/min（4） 计算基本工时： 机动时间tm 取l=48，l1=3，l2=0, f=1.1,n=480r/min代入公式得： T = l+l1+l2/nwf=48+3+0/0.7x600=0.129min3.5.3.9锪孔（1） 进给量：根据机械加工工艺设计手册，取f=1/3xf钻=0.0267mm/r（2） 取切削速度V=1/3xV钻=5.16m/min（3） 机床主轴转速：，根据机械加工工