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1、 數(shù)控加工工藝課程設計設計題目 設計“搖臂支架”零件的機械加工班 級：設 計 者：指導教師：設計日期 2011年 5月20日至6月4日序言 機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學和大部分專業(yè)課，并進行生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學課程的一次深入的全面的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際哦訓練。因此，它在幾年的學習中占有重要的地位。 這次設計的是搖臂支架。包括零件圖、毛坯圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。根據(jù)零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案。 就我個人而言，我希望通過這
2、次課程設計，對自己今后從事的工作，進行一次適應性訓練，通過設計提升自己，加強分析、解決問題的能力，為以后的工作打下一個良好的基礎。同時，我也相信這次課程設計是非常有益的。我參考了許多資料，增長了對設計的淺顯認識。我也在網(wǎng)絡上搜羅了相關知識，輔助自己完成、完善課程設計。 總之，這次課程設計是大有裨益的。最后，我要感謝老師的辛勤教育。機械制造工藝學課程設計說明書目錄 目 錄序言 2設計任務書 4課程設計說明書正文 5 一、零件的分析 7二、確定生產(chǎn)類型 7三、工藝規(guī)程的設計 8（一）確定毛坯的制作形式 8（二）基準的選擇 8（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析 8（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯
3、尺寸的確定 10（五）確定基本工時 12四、課程設計心得體會 14參考文獻 15設計任務書機械加工技術課程設計任務書設計題目: “搖臂支架“機械加工工藝規(guī)程設計內(nèi)容：1產(chǎn)品零件圖 2產(chǎn)品毛坯圖 3機械加工工藝過程卡片 4機械加工工序卡片 5課程設計說明書班 級： 設 計 者： 指 導 教師： 2011年6月3日 機械加工技術課程設計 機械加工技術課程設計是機械加工技術課程教學的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是學生全面綜合運用本課程及其有關先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結構設計的一次重要實踐。它對于培養(yǎng)學生編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力，為以后搞好畢業(yè)設計和到工廠從事工藝與夾具
4、設計具有十分重要的意義。本課程設計的目的在于： (1)培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工藝學及相關專業(yè)課程(工程材料與熱處理、機械設計、互換性與測量技術、金屬切削加工及裝備等)的理論知識，結合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 (2)能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計保證加工質量的高效、省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。 (3)使學生熟悉和能夠應用有關手冊、標準、圖表等技術資料，指導學生分析零件加工的技術要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝設計
5、的方法和步驟。 (4)進一步培養(yǎng)學生機械制圖、設計計算、結構設計和編寫技術文件等的基本技能。(5)培養(yǎng)學生耐心細致、科學分析、周密思考、吃苦耐勞的良好習慣。 (6)培養(yǎng)學生解決工藝問題的能力，為學生今后進行畢業(yè)設計和去工廠從事工藝與夾具設計打下良好的基礎。搖臂支架一、零件的分析（一）零件的作用 支撐搖臂按正常軌跡動作。（二）零件的工藝分析 零件圖中所有尺寸精度如下： 加工表面尺寸及偏差(mm)精度等級表面粗糙度Ra/m形位公差/mm支架底面20IT116.3支架雙耳端面54IT76.3支架雙耳表面12IT80.8與底面的平行度誤差為0.1/1003mm孔3IT1212.54mm孔IT86.31
6、0.5mm孔10.5IT1212.56.1mm孔6.1IT1212.5支架外圓表面20IT126.3與底面的平行度誤差為0.05（精度等級查公差配合與測量技術P14表1.4而得） 由列表可知，整個零件對尺寸精度、形位精度要求一般 搖臂支架是形狀不規(guī)則的支架類零件，尺寸精度、形位精度要求一般，零件的主要技術要求分析如下：1. 4孔的尺寸精度高，主要是保證里面的鋼珠壓入后孔口收口。2. 鍛件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、硬度及剛度，在外力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。3. 兩個12的軸是比較重要的，也是以后機械加工各工序的主要定位基準。因此加工此軸的工序是比較重要的。二、確定生產(chǎn)類
7、型 已知此零件的生產(chǎn)綱領為5000件/年，可確定該生產(chǎn)類型為中批，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序適當集中；加工設備以通用設備為主，并大量采用通用夾具和量具。（該零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比較低，不需要高精度的機床加工，通過銑削，車削，鉆床的粗加工就可以達到加工要求）三 、工藝規(guī)程的設計 （一） 確定毛坯的制造形式 由于零件的結構簡單，所以采用金屬型鍛造。工件材料為Q235，毛坯的尺寸精度要求為IT11IT12級。（二） 基準的選擇 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知外圓12、孔4等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應予以分析。 定位基準有粗基準和精基準之分。通常
8、先確定精基準，后確定粗基準。（1） 精基準的選擇在底面加工以后各工序則以該底面為定位精基準，這樣就滿足了基準重合與基準統(tǒng)一的原則。搖臂支架的底面是設計基準，選用其做精基準定位加工10.5mm孔和.mm孔以及搖臂支架的外圓20mm。搖臂支架耳朵的端面做為精基準，可以鉆3mm孔和4mm孔。這樣就實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。同時也保證了被加工表面的平行度要求。在加工某些面時，可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。（2） 粗基準的選擇按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，故此處選擇外圓20mm的外圓面做粗基準。 （三）工藝路線的擬定 由特種
9、機械加工技術P109表3-5、3-6、3-7，列出對搖臂支架外圓柱、孔、表面的加工方法如下：加工部位精度等級表面粗糙度Ra/m加工方法支架底面IT116.3粗車-半精車支架雙耳端面IT76.3粗車-半精車支架雙耳表面IT80.8粗車-半精車-精車3mm孔IT1212.5鉆4mm孔IT86.3鉆-擴-鉸10.5mm孔IT1212.5鉆6.1mm孔IT1212.5鉆支架外圓表面IT126.3粗車-半精車支架雙耳圓柱IT8-IT90.1粗車-半精車-粗磨-精磨 為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。 由于生產(chǎn)綱領為成批生產(chǎn)，所以采用通用機床配以專用的工具
10、、夾具、量具，并考慮工序集中、加工順序的安排，以提高成產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，是生產(chǎn)成本下降。工藝路線方案一： 模鍛，局部淬火 工序：工序010 . 粗車、半精車底面。工序020. 鉆10.5 、6.1工序030. 粗車與半精車外圓，切槽、倒角工序040. 鉆3工序050. 鉆22工序060. 鉆、擴、鉸4工序070. 磨212，粗磨與半精磨工序080. 局部淬火工藝路線方案二：模鍛，局部淬火工序：工序010. 銑底面工序020. 鉆10.5，6.1工序030. 粗車與半精車外圓，切槽、倒角工序040. 鉆22工序050. 鉆3，鉆、擴、鉸4工序060. 磨212工序070. 局部淬火兩個工藝方案
11、的比較與分析： 兩個工藝方案中除第一道工序不同外，后面的工序都相同，第一道工序是為了獲取精基準。方案一、方案二都能滿足精度和加工要求，而方案二較方案一，能夠更加的節(jié)約時間，提高生出效率，增加效益。 后面的工序均以孔和端面定位，故基準是重合的，兩方案在這點是相同的。 另外，選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等因素，如設備，能否借用工、夾、量具等。本次設計選擇工藝路線二。根據(jù)供需方案二制定出詳細的工序劃分如下所示： 毛坯為精鍛件，在車間銑去毛刺，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。工序：工序010. 銑底面工序020. 鉆10.5 、6.1 兩孔工序030. 整形搖臂支架工序040. 粗
12、車與半精車外圓，按要求切槽、倒角、車臺階工序050. 鉆3，Ra=12.5；鉆22工序060. 鉆、擴、鉸4工序070. 去除搖臂支架毛刺工序080. 精磨212的搖臂支架兩耳至要求工序090. 清洗搖臂支架工序100. 對搖臂支架雙耳進行局部淬火 工序110. 清洗油道后，壓入鋼球工序120. 檢查根據(jù)此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片，見附表 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖。 搖臂支架材料為Q235由于產(chǎn)品外表面大部分不用加工，所以毛坯選用精密模鍛。該種模鍛的尺寸公差等級為67 級，用查表法確定加工表面的總余量。但由于用查表法所確定的總余
13、量與成產(chǎn)實際情況有些差距，故還應根據(jù)工廠具體情況進行適當?shù)恼{(diào)整。現(xiàn)將調(diào)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總余量毛坯尺寸公差12的面123+1161高533+2580.6總長542+2580.6由此，即可繪制出零件的毛坯圖（見圖）2銑底面、鉆10.5mm、6.1mm兩孔 兩孔經(jīng)由鉆頭一次鉆出，即可滿足使用設計要求由制造工藝與夾具表8-3得，選用硬質合金端銑刀，保證尺寸350.15選用機床：臥式銑床刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡
14、稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角：s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。因為余量較小，故選擇ap=3mm，一次走刀即可完成。由械制造工藝與夾具P609得，鉆10.5mm、6.1mm兩孔用麻花鉆就能滿足要求取鉆孔的進給量f=0.4mm/r，a=3mm,由表11-2得鉆孔時的切削速度v得： V=2.0m/min由此可以算出轉速為n =606.6r/minn=1044.17r/min機床實際轉速取n=720r/min則實際切削速度為：=23.74r/min=13.79計算鉆削力扭矩及功率，按械制造工藝與機床夾具(含課程設計與習題)表8-
15、7可以得到：軸向力F=833.8510.50.89=3811.5N切削扭矩M=333.64=20.3N/s切削功率=23.1420.310.1=1.3Kw有上訴計算結果與機床允許值相比軍允許，確定采用切削量3. 加工，切槽 可用硬質合金車刀加工，可以一次加工出留有余量0.2mm即可。 硬質合金車刀選用型號為C122， 刀具的幾何角度：刀具主偏角，刃傾角，前角， 后角，副偏角，副后角。由文獻表7-1可以得到，f=0.2mm/r,n=720r/min則相應的切削速度為切槽刀用YT15加工，由表7-5得，,4.鉆 用高速鋼鉆頭，進給量，切削速度5.鉆、擴、鉸采用高速鋼麻花鉆，直徑選擇切削用量，背吃刀
16、量，進給量根據(jù)表8-69查得：,，由文獻得切削速度按公式計算主軸轉速=擴 ，用鋼擴孔鉆，進給量，用齒數(shù)為6的高速鋼鉸刀，進給量。6. 磨2選用陶瓷結合劑砂輪，輪寬為2 ，精磨淬火鋼工件，回轉的圓周速度縱向進給量：工作臺單行程的橫向進給量(五) 確定基本工時1. 時間定額計算計算鉆孔的時間定額1）機動時間 由文獻得鉆孔的計算公式： t=代入數(shù)值 2）輔助時間，由文獻開停車 0.015min升降鉆桿 0.015min主軸運轉 0.02min清除鐵屑 0.04min卡尺測量 0.10min裝卸工件時間有文獻表2.5-42取一分鐘所以輔助時間 T=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+
17、1)min=1.19min3)作業(yè)時間 T=t+T=(0.368+1.19)min=1.558min4)常量工作場地時間T 由參考文獻，取=3，則 T0= T=1.5583=0.04674min5）休息和生理需要時間T由參考文獻，取，則 T= T =1.5583=0.04674min6）準備與終結時間T由文獻的去部分時間為：簡單件 26min深度定位 0.3min使用鉆模 6min由設計給定5000件，則 T/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min7)單件時間T=2.39986min8)單件計算時間 T= T+ T/n=2.40632min四、課程設計心得體會通過這次的課程設
18、計，使我進一步地理解了所學過的理論知識及具體運用了這些知識。我也從中學到了許多有關機械加工的知識,主要歸納為以下：搖臂支架外形較復雜，且其技術要求高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證搖臂支架技術要求的重要問題之一。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。而搖臂支架的機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。搖臂支架的加工路線可以分為三個階段：劃分為粗加工，半精加工和精加工。在這次夾具設計的課程設計中，我學會了更多專業(yè)知識，培養(yǎng)了實際操作和創(chuàng)新的能力。在過去的課程中，我們只是學習了一些重要的理論知識，而沒有切合實際的練習與測試。在這次課程設計中我遇到了許多難題和問題，我又重
19、新學習了以往遺漏和沒有完全掌握的知識。通過這次的課程設計，使自己對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學會了查圖表、資料、手冊等工具書 ?？傊?，通過這次課程設計使我受益匪淺，為我以后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎。在此，衷心感謝各位老師的幫助和指導！參考文獻1、蘭建設主編,械制造工藝與夾具 機械工業(yè)出版社,2004,72、劉守勇主編，械制造工藝與機床夾具(含課程設計與習題)機械工業(yè)出版社3. 陸劍中、孫家寧主編，金切削原理與刀具機械工業(yè)出版社2005.14、晉禮、楊琳主編，機械加工設備機械工業(yè)出版社，2005.8 5、焦建民主編，切削加工手冊電子工業(yè)出版社，2007.9 6、黃如林主編，切削加工簡明實用手冊化學工業(yè)出版社2004.47. 董燕主編，公差配合與測量技術 武漢理工大學出版社 2008.78. 劉紅普主編，特種機械加工技術 北京理工大學出版社 2010.1 15
課程設計設計“搖臂支架”零件的機械加工
