大工机械加工工艺及工装毕业设计

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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题 目：拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生：

指导教师：完整内容及相关CAD请邮件yladam@foxmail.com询问 完成日期： 年 月 日

拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

内容摘要

在机械制造批量生产中根据加工零件的工艺要求，（钻床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。通过钻床夹具设计，不仅可以培养综合运用已学知识的能力而且可以得到工程设计的初步训练），因此，拐臂零件在机械制造行业中占有十分重要的地位。

本设计的内容包括： 一、绪论

二、工艺规程设计，包括： 1. 被加工零件的分析； 2. 零件毛坯的选择； 3. 定位基准的选择； 4. 工艺路线的安排； 5. 重点工序加工方法说明； 6. 切削用量的确定；

7. 机动时间的计算和工序时间定额。 三、夹具设计（见详图） 四、总结

五、设计所参考的资料

具体内容，见详细的设计说明书。

关键词：切削用量；定位基准；重点工序

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

目 录

内容摘要 ............................................................................................................................................... I 引 言 ................................................................................................................................................ 1 1 绪论 ................................................................................................................................................ 2 2 工艺规程设计 ................................................................................................................................ 3

2.1年生产量和批量的确定 ........................................................................................................ 3 2.2零件分析 ................................................................................................................................ 3 3 确定毛坯 ........................................................................................................................................ 4

3.1 毛坯的选择 ........................................................................................................................... 4 3.2 确定铸件加工余量及形状 ................................................................................................... 4 4 定位基准的分析与选择 .................................................................................................................. 5

4.1基准的概念 ............................................................................................................................ 5 4.2 基准选择原则 ....................................................................................................................... 5 4.3 定位基准的选择 ................................................................................................................... 6 4.4 制定工艺路线 ....................................................................................................................... 7 4.5选择夹具 ................................................................................................................................ 9 4.6 选择刀具 ............................................................................................................................... 9 4.7机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 ............................................................................ 9 5 . 夹具设计 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

5.1 问题的提出 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 定位基准的选择 ................................................................................. 错误！未定义书签。 5.3定位元件选择 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 5.4 夹紧元件的选择 ................................................................................. 错误！未定义书签。 5.5夹紧力的计算 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 5.6 定位误差分析 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 6总结 ................................................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

II

拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

引 言

毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们对学完所有课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过毕业设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。

本次毕业设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

1 绪论

本次设计的题目是拐臂零件的机械加工工艺及工装设计。这个题目是机械设计课题，在做这个设计题目过程中，涉及了很多工艺规程设计方面的知识。

本次的设计任务是：制定一给定的零件的机械加工工艺及就加工该零件的某一道工序的夹具设计。

设计内容包括： 毛坯零件综合图一张； 夹具装配图1张； 夹具体图1张； 工序卡的编订、绘制； 论文1份；

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

半精车、精车。

（6）端面：右端面的表面粗糙度均为Ra3.2μm，进行粗车、半精车即可；左端面的表面粗糙度均为Ra3.2μm，且左端面有位置精度要求，端面跳动公差等级为7级，需进行粗车、半精车（表1.4-10）；Φ48外圆两端面的断面跳动公差等级为8级，需进行粗车、半精车（表1.4-12）。

（7）平面：Φ48外圆阶梯轴水平面的公差等级为IT7，表面粗糙度为

Ra6.3μm，需进行粗铣、精铣。

（8）槽：键槽深度的公差等级为IT11，键槽宽度的公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2μm，用键槽铣刀加工即可达到要求；6个3×0.5的槽粗车即可。

（9）Φ4H9孔及Φ2小孔：用立式钻床加工。

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-6，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序10 （1）粗铣顶面，以两外轮廓圆弧表面和底面为的定位基准，采用X51立

式铣床，普通夹具；

（2）粗铣底面，以两外轮廓圆弧表面和顶面为定位基准，采用X51立式

铣床，普通夹具；

工序20 划线，确定六边形中心位置

工序30 在六边形中心位置钻Φ48内孔,以划线和粗铣后的底面为定位基准，采

用Z525立式钻床，普通夹具；

工序40 精铣顶面、底面，以Φ48内孔和粗铣后的底、顶面为基准，采用X51立

式铣床，普通夹具；

工序50 粗铣，精铣外轮廓，以Φ48内孔和底面为基准，采用采用X51立式铣床，

普通夹具；

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

0.043工序60 插50??0.009多边形内孔、倒锐角，以外轮廓圆弧和底面为定位基准，采用

B5020插床，普通夹具；

工序70 钻?20孔，以正多边形内孔和上，下端面为定位基准，Z550型立式钻床，

专用夹具；

?0.021工序80 扩、粗、精铰?22H70孔、倒角，以正多边形内孔和上，下端面为定

位基准，采用Z550卧式镗床，专用夹具；

工序90 钻M8底孔，以顶、底面及外轮廓面为基准，采用Z4112-2钻床，专用夹

具；

工序100 攻螺纹M8，以顶、底面及外轮廓面为基准，采用Z525钻床，专用夹具； 工序110 钻M16底孔，以顶、底面及外轮廓面为基准，采用Z4112-2钻床，专用

夹具；

工序120 攻螺纹M16，以顶、底面及外轮廓面为基准，采用Z525钻床，专用夹

具；

工序130 铣槽，以顶、底面及外轮廓面为定位基准，采用X60卧式铣床加专用夹

具；

工序140 检验； 工序150 调质。 4.5选择夹具

本零件除粗铣及半精铣槽、粗铣及精铣平面、钻、铰孔等工序需要专用夹具外，其他工序使用通用夹具即可。车床工序采用用三爪自定心卡盘。 4.6 选择刀具

（1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT，类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用Y30.切槽刀宜选用高速钢。

（2） 加工Φ22H7孔选用的刀具为高速钢麻花钻头，高速钢扩孔钻，硬质合金铰刀。

（3）铣键槽按表3.1-27选用键槽铣刀，键槽的深度为4.5mm；铣Φ48阶梯轴段的平面选用专用铣刀，铣刀做成105°的形式。 （4）钻Φ4H9孔选用直柄麻花钻。

4.7机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.7.1 圆柱表面工序尺寸：

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如表二所示： 表二：

加工 表面 加工 加工精度工序 尺寸 表面粗 糙度 Φ20IT12 钻孔 （D1） ?0.11.8 IT12 ?8.20 ?0.027 ?100?0.1?10.20工序余量 最小 最大 1.5 0 1.5 0 1.8 +0.027 1.8 +0.027 内容 余量 等级 12.5 3.2 12.5 3.2 铰孔 0.02 IT9 1.8 IT12 Φ22IT12 钻孔 （D2） 铰孔 0.06 IT9 ?0.027 ?1204.7.2 平面工序尺寸： 表三：

工序 内容 铸件 加工 基本 经济 工序尺寸 余量 尺寸 精度 偏差 7.0 CT12 +3.5 0?0.250?0.250?0.25工序余量 最小 +1.0 +1.0 +1.0 +1.0 最大 +1.5 +1.5 +1.5 +1.5 粗铣φ20孔下端面 3.5 23.5 12 粗铣φ22孔下端面 3.5 28 12 粗铣φ20孔上端面 3.5 23.5 12 粗铣φ22孔上端面 3.5 28.0 12 精铣φ20孔下端面 1.5 23.5 11 精铣φ22孔下端面 1.5 28 11 精铣φ20孔上端面 1.5 23.5 11 精铣φ22孔上端面 1.5 (1) 工艺卡的填写

1．叙述切削用量的概念等相关文字

28 11 0?0.180?0.030?0.030?0.0270?0.0270+0.02 +0.03 +0.02 +0.03 0 0 +0.027 +0.027 切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。与某一工序的切削用量有密切关系的刀具寿命，一般分为该工序单件成本最低的经济寿命和最大生产率寿命两类。按前者选择的切削用量称为最低成本切削用量，这是通常使用的；按后者选择的切削用量称为最大生产率切削用量，一般在生产任务紧迫时使用。

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拐臂零件的机械加工工艺及工装设计

1）切削速度Vc是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方向的瞬时速度。

2）进给量f在主运动每转一转或每一行程时，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。

3）背吃刀量（切削深度）ap指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。 2．在填好的工序卡中，选择工序70 钻?20孔，以正多边形内孔和上，下端面为

定位基准，Z550型立式钻床，专用夹具

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