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1、中北大学信息商务学院课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 吴 鹏 学 号： X15 系： 机械自动化系 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 机械制造工艺学课程设计 转向臂零件的工艺规程及夹具设计 指导教师： 庞俊忠 职称: 教授 于大国 职称: 副教授 2013年12月8日目 录1零件的工艺分析及生产类型的确定 11.1零件的作用 11.2零件的工艺分析 12选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 22.1求最大轮廓尺寸 22.2选取公差等级CT 22.3求铸件尺寸公差 22.4求机械加工余量等级 22.5求RMA（要求的机械加工余量） 22.6求毛坯基本尺寸 32.7画毛坯图（见A3图纸
2、） 33工艺路线拟定 43.1定位基准的选择 43.2拟定加工方法和加工方案 44选择加工设备及刀具、夹具、量具64.1选择加工设备与工艺设备64.2确定工序尺寸75确定切削用量及基本时间85.1工序号0285.2工序号03105.3工序号04125.4工序号05165.5工序号0617错误！未定义书签。5.6工序号07186课程设计总结 19错误！未定义书签。7参考文献191零件的工艺分析及生产类型的确定 由原始资料可知是中批量生产类型。1.1零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。1.2零件的工艺分析由零件图可知：16、9.3的孔中
3、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两组： 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145、钻8.5mm的孔。 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。2选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯
4、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：2.1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。2.2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。2.3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。2.4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。2.5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查
5、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。2.6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=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm B、C面属两侧加工，由式（5-2）得 R=F+2RMA+CT/2=26+21.5+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孔8.5孔公差等级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FFRMA1.51.5毛坯基本尺寸34.9
6、30.30007、 画毛坯图（见A3图纸）3工艺路线拟定3.1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。3.2拟定加工方法和加工方案工艺路线： 、铣16mm孔的端面，即26mm圆柱A面、铣9.3mm孔的两端面，即20mm圆柱B、C面、钻、扩、粗铰、精铰孔16mm，倒
7、角145、钻8.5mm孔、钻9.3mm孔、刮平B、C面16mm，两端入体1mm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正火处理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145后加工孔05钻孔8.5mm06钻孔9.3mm07刮平B、C面16mm，两端入体1mm08去毛刺09终检4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
8、完成.4.1选择加工设备与工艺设备 4.1.1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145。选用Z535立式钻床。 工序号05、06：钻孔8.5mm、9.3mm。由于内孔的粗糙度、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
9、采用Z525立式钻床。12、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。13、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145。选用麻花钻等专用刀具。刮平面16mm，选用专用锪刀。14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
10、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1500.02。、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。4.2确定工序尺寸21、面的加工（所有面）、A面：根据加工长度为34.9mm，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
11、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。4.1.2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：15mm 2Z=0.95mm 扩孔：15.85mm 2Z=0.1mm 粗铰：15.95mm 2Z=0.05mm 精铰：16mm、8.5mm的孔毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于IT12-IT13之间。查表5-15得：钻孔8.5mm即可。、9.3mm的孔 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。5确定切削用量及基本时间5.1工序号02： 本工序为铣44mm端面。已知工件
12、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：dW=63mm,齿数Z=16mm，选用机床X53T卧式铣床。、确定切削速度Vc和每齿进给量f根据资料所知：取f=0.06mm/z、Vc=15 m/min 、确定主轴转速理论主轴转速nS=1000VC/(dW)=151000/(3.1463)=76r/min实际主轴转速去nw=80r/min所以工作台每转进给量fM应为fM=fz*Z=0.06X16=0.96mm/r=15mm/min、基本时间 T=(l+l+l)/ f 且式中l=70mm、l=56mm、l=11mm、f=15mm/min T=（70+56+11）/15=4
13、.7min 单侧走刀1次：T=4.7min5.2工序号03：本工序为铣56mm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：dW=63mm,齿数Z=16mm，选用机床X53T卧式铣床。、确定切削速度Vc和每齿进给量f根据资料所知：取f=0.06mm/z、Vc=15 m/min 、确定主轴转速理论主轴转速nS=1000VC/(dW)=151000/(3.1463)=76r/min实际主轴转速去nw=80r/min所以工作台每转进给量fM应为fM=fz*Z=0.06X16=0.96mm/r=15mm/min、基本时间 T=(l+l+l)/ f 且式中l=5
14、8mm、l=44mm、l=3mm、f=15mm/min T=（58+44+3）/15=8.33min 单侧走刀1次：T=8.3min6课程设计总结根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。7参考文献 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，2006.1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