轉(zhuǎn)向臂機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 一、生產(chǎn)類型的確定1 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 二、零件的分析1 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 1、零件的作用2 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2、零件的工藝分析22. 1、以616mm孔的中心線加工表面22. 2、 以6 9.3mm孔的中心線加工表面22.3、 轉(zhuǎn)向臂技術(shù)零件要求表2 HYPERLINK l book

2、mark42 o Current Document 三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖2 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 1、求最大輪廓尺寸3 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 2、選取公差等級CT3 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3、求鑄件尺寸公差3 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 4、求機(jī)械加工余量等級3 HYPERLINK l bookmark62 o Current Docum

3、ent 5、求RMA （要求的機(jī)械加工余量）3 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 6、求毛坯基本尺寸37、畫毛坯圖（見A3圖紙）4 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 四、工藝路線擬定4 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 1、定位基準(zhǔn)的選擇4 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 2、擬定加工方法和加工方案42. 1、工藝路線：4 HYPERLINK l bookmark88 o Current Doc

4、ument 五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具5 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備51、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床51. 2、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具53選擇量具52、確定工序尺寸 71、面的加工（所有面）72.2、孔的加工 7六、確定切削用量及基本時間7工序號04： 7 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 七、夾具設(shè)計117.1夾具設(shè)計的基本要求和步驟錯誤!未定義書簽。7.1.1基本要求錯誤!未定義書簽。7.1.2設(shè)計步驟錯誤!未定義書簽。7.2夾具設(shè)計錯誤

5、!未定義書簽。7.2.1選擇夾具錯誤!未定義書簽。7.2.2問題的提出錯誤!未定義書簽。7.2.3定位基準(zhǔn)的選擇錯誤!未定義書簽。7.2.4定位元件的選擇錯誤!未定義書簽。7.2.5 導(dǎo)向元件錯誤!未定義書簽。7.2.6夾緊裝置錯誤!未定義書簽。7.2.7定位誤差分析錯誤!未定義書簽。7.2.8夾具設(shè)計及操作的簡要說明錯誤!未定義書簽。 TOC o 1-5 h z 7.2.9夾具體圖157.3.0夾具體裝配圖17八、鳴謝17九、參考文獻(xiàn)17一、零件生產(chǎn)類型的確定由原始資料可知：年產(chǎn)量Q=5000臺/年零件數(shù)量n=1件/臺備品率a=3%廢品率3 =0.5%N=Qn (1+a) (1+3) =50

6、00*1* (1+3%) (1+0.5%) =5176 件/年 所以是大批量生產(chǎn)。二、零件的分析圖S-21 椅向皆1、零件的作用據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到 控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。2、零件的工藝分析由零件圖可知：616、69.3的孔中心線是主要的設(shè)計基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組:2. 1、以中16mm孔的中心線加工表面這一組加工表面包括：銑626mm單側(cè)端面、鉆616mm的孔、倒角1X45、 鉆6 8.5mm的孔。2. 2、以中9.3mm孔的中心線加工表面這一組加工表面包括：銑6 20mm兩端面、鉆6 9.3mm的孔、锪6 16mm的頭。概

7、括：由于616、69.3的孔中心線位置精度不高，又616mm內(nèi)孔的精度比 69.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加 工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的 位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。2.3、 轉(zhuǎn)向臂技術(shù)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32IT1212.5尺寸26mm中前端面B26IT1212.5尺寸26mm中后端面C26IT1212.5中16mm孔016o-035IT71.61偵D中9.3mm孔09.3 + 0.1IT12

8、12.5中8.5mm孔中8.5IT1425三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35-10），大批量生產(chǎn)。按機(jī)械制 造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南第五章第一節(jié)可確定：1、求最大輪廓尺寸長133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm，故最大輪廓尺寸為133.5mm。2、選取公差等級CT由課程設(shè)計指導(dǎo)教程P27表2-1,鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按鑄 鐵，得CT范圍812級。取為10級。3、求鑄件尺寸公差根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級CT=10級，查表2-3得：公差 帶相對于基本尺寸對稱分布。4、求機(jī)械加工余量等級查表2-5,得機(jī)械加工余量等級范圍為EG，取

9、為F級。5、求RMA （要求的機(jī)械加工余量）對所有加工表面取同一個數(shù)值，由表2-4查最大輪廓尺寸為133.5mm, 機(jī)械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1.5mm。6、求毛坯基本尺寸依零件圖可知：16、69.3、68.5孔徑較小，鑄成實(shí)心。A面屬單側(cè)加工，由式（2-1 ）得R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mmB、C面屬兩側(cè)加工，由式（2-2）得R=F+2RMA+CT/2=26+2X 1.5+2.6/2=30.3mm根據(jù)數(shù)據(jù)可得：轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表（3-1）表（3-1）項目A面B、C面16孔9.3孔8.5孔公差等級CT1010加工面基 本尺寸32

10、26鑄件尺寸 公差2.82.6機(jī)械加工FF余量等級RMA1.51.5毛坯基本 尺寸34.930.3000畫毛坯圖（見A3圖紙）四、工藝路線擬定1、定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互 為基準(zhǔn)，以6 20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基 準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與 設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得 以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選616的孔作為精基準(zhǔn)。2、擬定加工方法和加工方案2.1、工藝路線：、銑616mm孔的端面

11、，即6 26mm圓柱A面、銑69.3mm孔的兩端面，即6 20mm圓柱B、C面、鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔616mm，倒角1X45、鉆6 8.5mm孑L、鉆6 9.3mm孑L、刮平B、C面6 16mm，兩端入體1mm五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床， 其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在 各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成.1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備1.1、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床工序號02：銑6 26mm圓柱A面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不 高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥

12、銑銑床。工序號03：銑620mm圓柱B、C面。因?yàn)榛榛鶞?zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成 批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。工序號04:鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔616mm，倒角1 X45。選用Z535立式 鉆床。工序號05、06:鉆孔6 8.5mm.6 9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不 高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。工序號07：刮平B、C面616mm，兩端入體1 mm。粗糙度要求不高，宜采用 Z525立式鉆床。2、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具、銑刀：根據(jù)資料查機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表3-31：選 擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=

13、80mm，齒數(shù)Z=10mm。查金屬機(jī) 械加工手冊，得銑刀幾何參數(shù)：Kr=60，入二1215、鉆、擴(kuò)、粗、精鉸孔616mm，倒角1 X45。選用麻花鉆等專用刀具。、刮平面616mm，選用專用锪刀1. 3選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精 度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下：、選擇加工面的量具根據(jù)資料：查表3-48得，用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長尺測量，測量 范圍0mm150mm，公稱規(guī)格為150X0.02。、選擇加工孔的量具根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大 于IT13。所以選擇分度值0.01

14、mm，測量范圍分別為25mm50mm、25mm50mm、 5mm30mm的內(nèi)徑千分尺。確定工藝過程方案見下表（4-1）表（4-1）工序號工序內(nèi)容機(jī)床設(shè)備刀具量具01正貨處理145 204HBS02銑626mm圓柱A面X62臥銑銑床端面銑刀三用游標(biāo)長尺03銑6 20mm圓柱B、C面X62臥銑銑床端面銑刀三用游標(biāo)長尺04鉆、擴(kuò)、粗鉸、精 鉸孔6 16mm， 倒角1X45Z535立式鉆床鉆頭擴(kuò)孔鉸 刀內(nèi)徑千分尺05鉆孔6 8.5mmZ525立式鉆床麻花鉆等專 用刀具內(nèi)徑千分尺06鉆孔6 9.3mmZ525立式鉆床麻花鉆等專 用刀具內(nèi)徑千分尺07刮平B、C面616mm， 兩端入體1mmZ525立式鉆床

15、平底锪鉆三用游標(biāo)長尺08去毛刺鉗工臺銼刀09終檢四面組合機(jī)床擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)2、確定工序尺寸2.1、面的加工（所有面）、A面：根據(jù)加工長度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。查表，得：單側(cè) 加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。、B、C面：根據(jù)加工長度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。查表，得：兩 側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm 即可。2. 2、孔的加工、6 16mm的孑L毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。查表2-20 得:鉆孔：6 15mm2Z=0.95mm擴(kuò)孔：

16、615.85mm2Z=0.1mm粗鉸：615.95mm2Z=0.05mm精鉸：6 16mm、6 8.5mm的孔毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。查表，得: 鉆孔6 8.5mm即可。、6 9.3mm的孔毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。查表，得：鉆孔6 9.3mm即可。六、確定切削用量及基本時間工序號04：本工序?yàn)殂@616mm深32mm的孔。包括：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔、倒角 1X45。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機(jī)用鉸刀： r0 =0、a0 =15、Kr=45。、鉆孔：確定進(jìn)給量f因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查機(jī)械制造技術(shù)課程 設(shè)計指導(dǎo)

17、教程表5-25得:f=0.610.75 mm/r由表5-27取得f=0.72mm/r選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、 則 T=60min。確定切削速度V查表 5-27 得：C V=16.4. z 0.22、x 0、y 0.4、m=0.125、取kV=1.0且 d=15mm a =7.5mm按公式計算：P.V =22.061 m/minn =22.061 X 1000/3.14X15=468.4 r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=400 r/min=6.67 r/s則 V=3.14X15X6.67/100

18、0=0.314 m/s鉆孔基本時間T頂二(l+l1+l2)/ f n式中 l=32mm、取 l1 = 12 =5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s則 T.二(32+5+5) /0.72X6.67=8.75s取T. =9s鉆孔的輔助時間7根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程第五章第二節(jié)所訴，輔助時間Tf與 基本時間T.的關(guān)系為Tf= (0.150.2) T .,取Tf= 0.15T .,得T f=0.15X9s=1.35s鉆孔其他時間的計算Tb + Tx +(Tz/m) =9%X(9+1.35) s=0.93s單間時間定額的計算T =(9+1.35+0.93)s=11.28sbj鉆、擴(kuò)孔：確定進(jìn)給

19、量f因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查表5-25得:f=0.91.1 mm/r 由表 5-27 取得 f=0.96 mm/r選擇擴(kuò)孔鉆磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查表5-130：擴(kuò)孔鉆后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=30min。確定切削速度V查表 5-27 得：C=27.9、z 0.2、x0.1、y0.4、m=0.125、取 k v=1.0且 d=15.85mm a =0.425mm按公式計算：P.V =34.964 m/minn =34.964X1000/3.14X15.85=702.5 r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=750 r/min=

20、12.5 r/s則 V=3.14X 15.85X 12.5/1000=0.622 m/s鉆孔基本時間T廣(l+l1+l2)/ f n式中 l=32mm、取 l1 = 2mm、12 =3mm,f=0.96 mm/r、n=12.5r/s則 T .二(32+2+3) /0.96X 12.5=3.1 s 取 T .二4s鉆孔的輔助時間7根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程第五章第二節(jié)所訴，輔助時間七與基本時間T.的關(guān)系為Tf=(0.15-0.2)T .，取Tf= 0.15T .，得T f=0.15X4s=0.60s鉆孔其他時間的計算Tb + Tx +(Tz/m) =9%X(4+0.60) s=0.42s單間時間定額的

21、計算T = (4+0.6+0.42) s=5.02sbj擴(kuò)、粗鉸：確定進(jìn)給量f因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查表5-32得:f=1.53.0 mm/r 由表取得 f=1.60 mm/r選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。確定切削速度V查表 5-29 得：C V=23.2、z V=0.2、x v=0.1、y v=0.5、m=0.3、取 k v=1.0 且 d=15.95mm a =0.05mm按公式計算：P.V =12.611 m/minn =12.611X 1000/3.14X 15.95=251.8 r

22、/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=275 r/min=4.58 r/s則 V=3.14X15.95X 4.58/1000=0.229 m/s鉆孔基本時間T .二(l+l1+l2)/ f n式中 l=32mm、l1 = 2mm、查表，取 12 =13mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s則 T廣(32+2+13) /1.60X4.58=6.4 s取 T. =7s7(5)鉆孔的輔助時間7根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程第五章第二節(jié)所訴，輔助時間Tf 與基本時間T.的關(guān)系為Tf= (0.15-0.2) T .，取Tf= 0.15T .，得Tf=0.15X7s=1.05s鉆孔其他

23、時間的計算Tb + Tx +(Tz/m) =9%X(7+1.05) s=0.72s單間時間定額的計算T =(7+1.05+0.72)s=8.77s bj粗鉸、精鉸：確定進(jìn)給量f因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動進(jìn)給。查表5-32得:f=1.53.0 mm/r 查表，取得 f=1.60 mm/r選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。確定切削速度V查表 5-30 得：C V =23.2. z 0.2、x0.1、y 0.5、m=0.3、取 k V=1.0 且 d=16mm a =0.025mm按公式計算：P.*.V =13

24、.491 m/minn =13.491X1000/3.14X16=268.5 r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=275 r/min=4.58 r/s則 V=3.14X16X4.58/1000=0.230 m/s鉆孔基本時間T頂二(l+11+l2)/ f n式中 l=32mm、取 11 = 2mm、12 =4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s則 T頂=(32+2+4) /1.60X4.58=5.2 s 取 T頂=6s7 (5)鉆孔的輔助時間7根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程第五章第二節(jié)所訴，輔助時間Tf與基本時間T頂 的關(guān)系為Tf= (0.15-0.2) T頂，取Tf

25、 = 0.15T頂，得T f=0.15X6s=0.90s鉆孔其他時間的計算Tb + Tx + (Tz/m) =9%X(6+0.90) s=0.62s單間時間定額的計算T =(6+0.90+0.62)s=7.52sbj精鉸、倒角1X45綜上所述，工序4的單間計算時間：T bj=Tbj 鉆 +T bj 擴(kuò) +T bj 粗鉸+T bj 精鉸二11.28s+5.02s+8.77s+7.52s=32.59s七、夾具設(shè)計7.1夾具設(shè)計的基本要求和步驟7.1.1基本要求對機(jī)床夾具的基本要求是保證工件加工工序的精度要求，提高勞動生 產(chǎn)率，降低工件的制造成本，保證夾具有良好的工藝性和勞動條件。在這些 基本條件中

26、，有一些是有矛盾的，例如，提高工序的精度，夾具的制造成本 就要提高，隨著工件制造精度的不斷提高，對夾具本身也提出更高的精度， 那末，工件制造成本也將提高。因此，必須綜合考慮零件批量和制造成本。7.1.2設(shè)計步驟設(shè)計準(zhǔn)備首先應(yīng)分析、研究工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝要求、工件 的材料生產(chǎn)批量以及本工序的技術(shù)要求。然后，了解所使用機(jī)床的規(guī)格、性 能、精度及使用刀具、量具的規(guī)格，了解本廠工人的技術(shù)要求等。方案的確定在經(jīng)過設(shè)計準(zhǔn)備階段后，擬定設(shè)計方案。1）確定夾具類型。2）確定工件定位方案，選擇相應(yīng)的定位裝置。3）確定夾緊方式，選擇夾緊裝置。4）確定刀具調(diào)整方案，選擇合適的導(dǎo)向元件及對刀元件。5）考慮各種裝置、

27、元件的布局，確定夾具的總體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時，同時構(gòu)思幾套方案，繪出草圖，經(jīng)過分析、比較選出最佳方案。夾具的精度分析為保證夾具設(shè)計的正確性，必須對夾具精度進(jìn) 行分析，驗(yàn)證夾具公差W（1/31/5）工件允許公差。繪制夾具總圖 夾具總圖應(yīng)遵循國家制圖標(biāo)準(zhǔn)來繪圖，總圖比 例除特殊情況外，一般按1：1繪制，以保證良好的直觀性。主視圖應(yīng)取操 作者實(shí)際工作時的位置，以作為裝配夾具時的依據(jù)并供使用時參考?？倛D中 的視圖應(yīng)盡量少，當(dāng)必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和整體結(jié)構(gòu)，表 示出各種裝置、元件相互位置關(guān)系等。繪制總圖的順序一般可采用：1）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形，并顯示出加工余量。2）把工件輪廓線視為“透明體”，按照工件的形狀及