课程设计--转向摇臂工艺规程设计

华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 1 机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院 专业课程综合设计专业课程综合设计 设计题目：设计题目：转向摇臂工艺规程设计转向摇臂工艺规程设计 专业： 机械电子机械电子 1 班班 届别：08 学号： 0811114006 姓名： 指导老师： 2011 年 7 月 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 2 目录目录 一一、 任务介绍任务介绍1 二二、转向摇臂零件图转向摇臂零件图分析分析1 三三机械加工工艺过程设计机械加工工艺过程设计2 （一） 基准选择2 （二） 拟定工艺过程2 （三）加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定4 （四） 机床及刀具的选择5 （五） 确定切屑用量5 （六） 基本工时及工序工时的确定5 （七）计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介11 （八） 工艺方案的比较与技术经济分析12 四四、 小结小结13 五五、参考文献参考文献 13 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 3 前言前言 机械制造工艺学课程设计是我们学习了画法几何及机械制图、工程力学、机械制造 工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM 等专业基础课和金工实习、认识实习等实践教学环 节，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性操作，特别强调对已学课程知识 的运用， 同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合， 因此这是我们对以前所学各门课程的一 次较为深入的综合总复习， 同时还要对相关课外知识进行查阅和学习， 也是一次对我们实际 运用知识、解决问题能力的练习。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的 理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。 这次工艺规程课程设计，我拿到的题目是“转向摇臂” ，其作为汽车上连接转向器的一 个重要零部件， 它可以把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆， 进而推动转向轮偏动， 属杆类零件。希望通过对转向摇臂的加工工艺规程的设计，可以进一步学习机械制造工 艺学并掌握简单零件的加工工艺设计。虽然这是大学以来的第二次课程设计，但毕竟还是 第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，因此在设计 过程中难免会有考虑不周全或错误的地方，望老师多多批评和指正。 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 4 一任务介绍一任务介绍 设计题目设计题目：设计转向摇臂的机械加工工艺规程。 设计内容及要求设计内容及要求： （1） 绘制零件图，注意将旧国家标准转化为新的国家标准，并合理补充次要尺寸； （2） 根据生产类型，对零件进行工艺分析； （3） 设计工艺过程并制定工艺过程卡，选择工序加工设备及工艺装备，确定各工序切削用 量及工序尺寸，并计算工序的工时定额； 。所有零件的加工按照中等-较大批量生产规模设计 工艺过程； （4） 对必要的工序填写工序卡，绘制工序附图，要保证卡片填写完整。 (5)撰写设计说明书。 原始资料：转向摇臂零件图，生产规模为中等较大规模生产。 二转向摇臂零件图分析：二转向摇臂零件图分析： 零件工艺分析：零件工艺分析： 转向摇臂零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。转向摇臂是汽车上 一个重要部件， 其作用是把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆， 进而推动转向轮偏 动。结构上来讲，其大端与转向摇臂轴相连，小端与转向拉杆绞接。安装时，摇臂与摇臂轴 要对正记号，以保证从中间向两边摆动是摆角大致相同。 本次设计使用的转向摇臂材料为 40MnB，即低淬透性合金调质钢，用于制造截面尺寸较 小或载荷较小的零件，具有优良的综合力学性能。在大圆端，有内啮合齿轮，要求具有一定 的强度，零件轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，属中大批量生产，故毛坯可采用模锻成型。 加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床；按零件分类，部分布置成流水线，部 分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和 量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹； 有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。 根据零件图可知，零件整体精度要求不高，除左端 1:8 锥形孔、12 的孔及内啮合齿 轮外，其他公差等级都在 IT14 以下，表面粗糙度方面，零件外表面除12 孔两端平面 T5、 T6 为 Ra6.3，粗糙度要求都是 Ra12.5，根据手册，模锻粗糙度就可以达到这一要求，且精 度在 IT12-IT14，考虑到毛坯缺陷及定位的需要，对摇臂大小两端平面 T1、T2、T3、T4 进 行粗铣。对于左端面圆锥孔 D2，由于零件为非回转体零件，所以不能用车的办法进行加工， 并且 1:8 锥度较大，所以用钻床进行多次加工后，用专用铰刀加工，表面粗糙度 Ra3.2 及精 度 IT10 均符合要求。右端齿顶圆表面 D1 公差等级为 IT6，表面粗糙度为 Ra3.2，根据手册， 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 5 可通过钻孔，扩孔，粗铰，精铰获得。其齿，可通过插齿 零件右端纵向与内啮合齿轮相通的槽 T7，表面粗糙度要求为 Ra12.5，只需用锯片铣刀粗铣 一刀即可。右端12 孔表面粗 D3 糙度要求为 Ra6.3，精度等级为 IT12，进行钻孔及铰孔加 工即可得到。 三机械加工工艺过程设计三机械加工工艺过程设计 （一）选择定位基准（一）选择定位基准 (1)选择粗基准 根据零件图的要求以及定位基准的选择原则，对零 件而言，尽可能选择不加工面为粗基准。而对有若干不 加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的不加工 表面作为粗基准；同时根据零件毛坯的形式，选择 T4 为粗基准加工 T3，以 T8 为粗基准加工 D1。 精基准的选择根据基准重合原则、统一基准原则、 基准重合原则和自为基准原则： 加工 T4 和 T2 时，以已加工的 T3 面为精基准进行加工（T3 为设计基准） ； 加工 T1，以 T2 为精基准； 加工 D3，以 D1 和 T3 为精基准； 加工 T5、T7，以 D1 为精基准； 加工 T6，以 D1 为精基准。 （二）拟定工艺过程（二）拟定工艺过程 1.选择表面加工方法选择表面加工方法 根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度， 查手册选择零件主要表面的 加工方法与方案如下： T1、T2、T3、T4 平面：粗铣（IT12） ； T5 和 T7 平面：粗铣（IT12）半精铣（IT10)，表面粗糙度达到要求的 Ra6.3 26.03 齿轮齿顶圆表面 D1：钻孔（IT12）扩孔（IT10）粗铰（IT8）精铰（IT6） 18 圆锥内孔 D2：钻10 通孔（IT12）钻14 孔深度 16（IT12）铰圆锥孔（IT8） 12 通孔 D3：钻孔（IT12）铰孔（IT8） 槽 T6 表面：粗铣（IT12） 齿轮加工：插齿加工 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 6 2.确定工艺过程方案确定工艺过程方案 （1）拟定方案由于各表面加工方法及粗精度已基本确定，现按照“先粗后精” 、 “先主后 次” 、 “先面后孔” 、 “基准先行”的原则，初步拟定两种工艺方案； （2） 方案论证两个方案的差别在于第六和第七步， 方案二把铣端面的步骤提到前面了， 这样做虽符合“先面后孔”的原则，但是其破坏了“基准先行”和重要表面先加工的原则， 显然在本题中，左右端面的孔和内啮合齿轮为重要加工表面。 而且，如果先加工 T6 的槽的话，在加工 T5 和 T6 是，以及 D3 时，势必会在刀具的切 削力下让工件右边半环发生形变，使工件不符合要求。 综上所述，取方案为加工方案。 方案方案 工序 号 工序内容定位基准工序 号 工序内容定位基准 010锻坯010锻坯 020热处理正火020热处理正火 030清理 清除毛刺、飞边、涂漆 030清理 清除毛刺、飞边、涂漆 040划线，划杆身 中心线，左右端孔中心线 040划线，划杆身 中心线，左右端孔中心线 050铣 T3、T2、T4、T1 面T4、T3、T2050铣 T3、T2、T4、T1 面T4、T3、 T2 060 钻孔，以基面 定位，钻扩 D1，D2，倒角 T8、D1060铣 T5、T7 面D1 铰孔， 以基面定位，铰 D1、D2 D1、D2070铣，铣宽为 3 的槽T5、T7 070铣 T5、T7 面D1 080 钻孔，以基面 定位，钻扩 D1，D2，倒角 T8、D1 080 钻孔， 以基面定位，钻 D3，倒角 T3、D1铰孔， 以基面定位，铰 D1、D2 D1、D2 铰孔， 以基面定位，铰 D3 D3 090 钻孔， 以基面定位，钻 D3，倒角 T3、D1 090插齿， 对 D1 进行插齿，加工齿 D2铰孔， 以基面定位，铰 D3 D3 100铣，铣宽为 3 的槽T5、T7100插齿， 对 D1 进行插齿，加工齿 D2 110钳工，去尖角，去毛刺110钳工，去尖角，去毛刺 120检验，探伤检查，检查 零件表面裂纹、折皮、叠层等 120检验，探伤检查，检查 零件表面裂纹、折皮、叠层 等 130油封入库130油封入库 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 7 （三）（三）加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 结合转向摇臂尺寸及查阅手册、 课本等资料得到相关数据可计算得到加工余量、 工序尺 寸和毛坯尺寸如表： 加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸 26±0.5 上端面：无 /Ra12.5 1.5粗铣 29 上端面：无 /Ra12.5 1.5粗铣 32 5 . 0 3 . 0 上端面：无 /Ra12.5 1.5粗铣 35 上端面：无 /Ra12.5 1.5粗铣 26.03 015. 0 0 齿顶圆 IT6 12 0.9 0.08 0.035 钻24 扩25.8 粗铰25.96 精铰26.03 0 大端18±0.05， 小端10 1：8 锥形孔 IT10/Ra3.2 钻10（通孔） 钻14（深度 16） 铰孔1:8 锥形孔 0 38 前后端面：无 /Ra6.3 2 1 粗铣40 半精铣38 44 12 22. 0 0 IT12 /Ra6.3 5.5 0.5 钻11 铰12 0 3 前后端面：无 /Ra12.5 1.5粗铣0 华侨大学机械制造工艺学课程设计08 机械电子 1 班陈校（0811114006） 8 （四）机床及刀具的选择（四）机床及刀具的选择 综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度机床与刀具如下： 卧式铣床 X61硬质合金端面铣刀、锯片铣刀（GB6120-85） 钻床 Z3040高速钢钻头、高速钢扩孔钻、专用铰刀、硬质合金铰刀 插齿机A 级圆盘形插齿刀 （五）（五）确定切屑用量确定切屑用量 根据工件尺寸和相关要求，并参考实用机械加工工艺手册等资料，可得工件尺寸 和切屑深度的选择为： 粗铣每齿进给量为 0.16mm，半精铣每转进给量为 1.0mm；钻孔进给量分别 1 f=0.3mm/r ，切削速度 V=1.0m/s；扩孔进给量分别为 1 f=0.3