转向摇臂课程设计说明书

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专业课程综合设计设计题目：转向摇臂工艺规程设计专业：机械电子1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目录一、任务介绍……………………………………………………1二、转向摇臂零件图分析…………………………………1三．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、小结…………………………………………………………13五、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《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：（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：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、Φ12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Φ12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Φ12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（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1.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Ra6.3Φ26.03齿轮齿顶圆表面D1：钻孔（IT12）→扩孔（IT10）→粗铰（IT8）→精铰（IT6）Φ18圆锥内孔D2：钻Φ10通孔（IT12）→钻Φ14孔深度16（IT12）→铰圆锥孔（IT8）Φ12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）62.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Ⅰ为加工方案。方案Ⅰ方案Ⅱ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、T2060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、D2D1、D2070铣，铣宽为3的槽T5、T7070铣T5、T7面D1080钻孔，以基面定位，钻扩D1，D2，倒角T8、D1080钻孔，以基面定位，钻D3，倒角T3、D1铰孔，以基面定位，铰D1、D2D1、D2铰孔，以基面定位，铰D3D3090钻孔，以基面定位，钻D3，倒角T3、D1090插齿，对D1进行插齿，加工齿D2铰孔，以基面定位，铰D3D3100铣，铣宽为3的槽T5、T7100插齿，对D1进行插齿，加工齿D2110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）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/Ra12.51.5粗铣29上端面：无/Ra12.51.5粗铣325.03.0上端面：无/Ra12.51.5粗铣35上端面：无/Ra12.51.5粗铣Φ26.03015.00齿顶圆IT6120.90.080.035钻→24扩→25.8粗铰→25.96精铰→26.030大端Φ18±0.05，小端Φ101：8锥形孔IT10/Ra3.2钻→10（通孔）钻→14（深度16）铰孔→1:8锥形孔038前后端面：无/Ra6.321粗铣→40半精铣→3844Φ1222.00IT12/Ra6.35.50.5钻→11铰→1203前后端面：无/Ra12.51.5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）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1f=0.3mm/r，切削速度V=1.0m/s；扩孔进给量分别为1f=0.3mm/r，切屑速度V1=0.22m/s；（六）基本工时及工序工时的确定（1）工序5：粗铣四个平面切屑深度分别为:1.5mm铣平面参数：每齿进给量为af=0.16mm/r，采用W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6，齿数为Z=10，直径D=100mm.刀具寿命180min,则每转进给量为:f=afZ=1.6mm/r切屑速度为:V=1.0m/s转速：nr/min代人相关数据可得:n=191.08r/min根据机床型号，选择转速n=160r/min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）9铣削基本时间i代人相关数据得：Tj1=11.25sTj2=7.03sT总=（Tj1+Tj2）*2=36.56s（2）工序6：钻扩铰D1，钻铰D2钻D1孔。钻D2孔，分不同直径钻头进行钻孔，第一次用Φ10钻头钻通孔，第二次用Φ14钻头钻，深度为16。钻头直径分别为：D1=24mm，D2=10mm，D3=14mm刀具寿命都为80Min进给量分别为1f=0.3mm/r，2f=3f=0.24mm/r切屑速度V1=0.22m/sV2=0.18m/sV3=0.28m/s转速：nr/min代人相关数据可得:175.16r/min343.95r/min3n=383.17r/min根据机床型号，选择转速200r/min3n=400r/min基本时间: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）10代人相关数据得：Tj1=26s;Tj2=16s;Tj3=8s对D1孔扩孔。