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中北大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
學(xué)生姓名： 謝啟華 學(xué) 號(hào)： 0602014231
學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
題 目： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
——轉(zhuǎn)向臂零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師： 武文革 職稱(chēng): 教 授
成云平 職稱(chēng): 副教授
2010年1月4日
中北大學(xué)
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2009/2010 學(xué)年第 1 學(xué)期
學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名： 謝啟華 學(xué) 號(hào)： 0602014231
課程設(shè)計(jì)題目： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
——轉(zhuǎn)向臂零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期：2010年1月4日～2010年1月23日
課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北大學(xué)
指 導(dǎo) 教 師： 武文革、成云平
系 主 任： 王 彪
下達(dá)任務(wù)書(shū)日期: 2010 年1月 4日
課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)
1．設(shè)計(jì)目的：
（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理；機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測(cè)量、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具等)的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)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(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。
2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：
本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（不少于10道工序，見(jiàn)附圖）的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并設(shè)計(jì)其中一道工序的專(zhuān)用夾具，繪制相關(guān)圖紙，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。
具體內(nèi)容如下：
（1）根據(jù)零件圖，確定生產(chǎn)類(lèi)型（一般為中批或大批生產(chǎn)），對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
（2）選擇毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制毛坯圖。
（3）擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸，計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。
（4）填寫(xiě)工藝文件：工藝過(guò)程卡片（或工藝卡片）、工序卡片。
（5）設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖1—2張。
（6）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕：
1．制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機(jī)械加工工藝規(guī)程，畫(huà)零件圖，毛坯圖，填寫(xiě)工藝卡片、工序卡片。
2．專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)某道工序的專(zhuān)用夾具。
3．撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（A4紙）。
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1]崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12
[2]張龍勛. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及習(xí)題.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[3]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9
[4]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社
[5]李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版
[6] 趙家奇，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10
[7] 李云，機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8
5．設(shè)計(jì)成果形式及要求：
提供課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，要求內(nèi)容與設(shè)計(jì)過(guò)程相符，且格式要符合規(guī)定要求；
被加工零件的零件圖1張；毛坯圖1張；夾具裝配圖1套；夾具主要零件圖（通常為夾具體）1張；機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片1套。
6．工作計(jì)劃及進(jìn)度：
2010年1月4日~1月6日 分析研究被加工零件，畫(huà)零件圖；
1月7日~1月10日 工藝設(shè)計(jì)：選擇加工方案、確定工藝路線(xiàn)，畫(huà)毛坯圖，填寫(xiě)工藝卡片；
1月11日~1月18日 夾具設(shè)計(jì)，畫(huà)夾具裝配圖及夾具主要零件圖；
1月19日~1月21日 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1月22日 答辯
系主任審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
目 錄
1零件生產(chǎn)類(lèi)型的確定…………………………………………………………… 1
2零件分析………………………………………………………………………… 1
2.1零件的作用…………………………………………………………………… 1
2.2零件的工藝分析……………………………………………………………… 1
3選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖……………………………………… 2
3.1求最大輪廓尺寸……………………………………………………………… 2
3.2選取公差等級(jí)CT……………………………………………………………… 2
3.3求鑄件尺寸公差……………………………………………………………… 2
3.4求機(jī)械加工余量等級(jí)………………………………………………………… 2
3.5求RMA………………………………………………………………………… 2
3.6求毛皮尺寸…………………………………………………………………… 3
4工藝路線(xiàn)擬定…………………………………………………………………… 3
4.1定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………… 3
4.2擬定加工方法和加工方案…………………………………………………… 4
5選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具…………………………………………… 5
5.1選擇加工設(shè)備及工藝設(shè)備…………………………………………………… 5
5.2確定工序尺寸………………………………………………………………… 6
6確定切削用量及基本時(shí)間……………………………………………………… 6
6.1工序號(hào)02……………………………………………………………………… 7
6.2工序號(hào)03……………………………………………………………………… 8
6.3工序號(hào)04……………………………………………………………………… 9
6.4工序號(hào)05 …………………………………………………………………… 11
6.5工序號(hào)06……………………………………………………………………… 12
6.6工序號(hào)07……………………………………………………………………… 13
7心得體會(huì)……………………………………………………………………… 13
8參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 14
工 藝 過(guò) 程 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共1 頁(yè)
產(chǎn)品名稱(chēng)
轉(zhuǎn)向臂
零（部）件名稱(chēng)
轉(zhuǎn)向臂
第1 頁(yè)
材料牌號(hào)
KT35-10
毛坯種類(lèi)
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
中批量生產(chǎn)
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工 序 內(nèi) 容
車(chē)間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
名稱(chēng)、型號(hào)
編號(hào)
夾 具
輔具
刀、量具
準(zhǔn)終
單件
10
正火
正火處理145~204HBS
鑄
20
銑
粗銑?26 mm的右端面
熱
30
銑
粗銑?20 mm的兩側(cè)端面
金
立式銑床
X52K
專(zhuān)用夾具
游標(biāo)卡尺
面銑刀
5min
5min
40
鉆
鉆孔?15 mm、 擴(kuò)孔?15.85 mm、 粗鉸?15.95 mm、 精鉸?16 mm、倒角1*45°.
金
立式鉆床
Z525
三爪自定心卡盤(pán)
內(nèi)徑千分尺
鉆頭
擴(kuò)孔鉆
鉸刀
3min
3min
50
鉆
鉆孔?8.5 mm
金
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
內(nèi)徑千分尺
鉆頭
14min
14min
60
鉆
鉆孔?9.3 mm
金
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
內(nèi)徑千分尺
鉆頭
14min
14min
70
鉆
刮平?16 mm的兩側(cè)端面，兩端入體1mm
金
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
游標(biāo)卡尺
平底锪鉆
14min
14min
80
去毛刺
去除全部毛刺
金
鉗工臺(tái)
虎鉗
立銼刀
3min
3min
90
檢查
按零件圖樣要求全面檢查
編 制
審 核
會(huì) 簽
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo) 記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
高卉林
中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
一、 生產(chǎn)類(lèi)型的確定
由原始資料可知是中批量生產(chǎn)類(lèi)型。
二、 零件的分析
1、零件的作用
據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。
2、零件的工藝分析
由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線(xiàn)是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
2．1、 以φ16mm孔的中心線(xiàn)加工表面
這一組加工表面包括：銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。
2．2、 以φ9.3mm孔的中心線(xiàn)加工表面
這一組加工表面包括：銑φ20mm兩端面、鉆φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉頭。
概括：由于φ16、φ9.3的孔中心線(xiàn)位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。
三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖
根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35-10）,中批量生產(chǎn)。按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)可確定：
1、求最大輪廓尺寸
長(zhǎng)133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm
故最大輪廓尺寸為133.5mm。
2、選取公差等級(jí)CT
由表5-1，鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍8～12級(jí)。取為10級(jí)。
3、求鑄件尺寸公差
根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級(jí)CT=10級(jí)，查表5-3得：公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱(chēng)分布。
4、求機(jī)械加工余量等級(jí)
查表5-5，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G，取為F級(jí)。
5、求RMA（要求的機(jī)械加工余量）
對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為133.5mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為1.5mm。
6、求毛坯基本尺寸
依零件圖可知：Φ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，鑄成實(shí)心。
A面屬單側(cè)加工，由式（5-1）得
R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm
B、C面屬兩側(cè)加工，由式（5-2）得
R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm
根據(jù)數(shù)據(jù)可得：
轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表（3-1）
表（3-1）
項(xiàng)目
A面
B、C面
Φ16孔
Φ9.3孔
Φ8.5孔
公差等級(jí)CT
10
10
—
—
—
加工面基本尺寸
32
26
—
—
—
鑄件尺寸公差
2.8
2.6
—
—
—
機(jī)械加工余量等級(jí)
F
F
—
—
—
RMA
1.5
1.5
—
—
—
毛坯基本尺寸
34.9
30.3
0
0
0
7、畫(huà)毛坯圖（見(jiàn)A3圖紙）
四、工藝路線(xiàn)擬定
1、定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互為基準(zhǔn)，以φ20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。
精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選φ16的孔作為精基準(zhǔn)。
2、擬定加工方法和加工方案
2．1、工藝路線(xiàn)：
①、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面
②、銑φ9.3mm孔的兩端面，即φ20mm圓柱B、C面
③、鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°
④、鉆φ8.5mm孔
⑤、鉆φ9.3mm孔
⑥、刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
2．2、確定工藝過(guò)程方案見(jiàn)下表（4-1）
表（4-1）
工序號(hào)
工序內(nèi)容
簡(jiǎn)要說(shuō)明
01
正貨處理145～204HBS
改善材料加工性能
02
銑φ26mm圓柱A面
先加工面
03
銑φ20mm圓柱B、C面
04
鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，
倒角1×45°
后加工孔
05
鉆孔φ8.5mm
06
鉆孔φ9.3mm
07
刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
08
去毛刺
09
終檢
五、選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類(lèi)型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成.
1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
1．1、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床
工序號(hào)02：銑φ26mm圓柱A面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號(hào)03：銑φ20mm圓柱B、C面。因?yàn)榛榛鶞?zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號(hào)04：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。
工序號(hào)05、06：鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。
工序號(hào)07：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。
1．2、選擇夾具
本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專(zhuān)用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。專(zhuān)用夾具見(jiàn)附圖。
1．3、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
①、銑刀：根據(jù)資料查表5-103：選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm。查《金屬機(jī)械加工手冊(cè)》表14-64，得銑刀幾何參數(shù)：Kr=60°，λ=12～15°
②、鉆、擴(kuò)、粗、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專(zhuān)用刀具。
③刮平面φ16mm，選用專(zhuān)用锪刀。
1．4選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下：
①、選擇加工面的量具
根據(jù)資料：查表5-108得，用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長(zhǎng)尺測(cè)量，測(cè)量范圍0mm～150mm，公稱(chēng)規(guī)格為150×0.02。
②、選擇加工孔的量具
根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。所以選擇分度值0.01mm，測(cè)量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺。
2、確定工序尺寸
2．1、面的加工（所有面）
①、A面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。查表5-49：?jiǎn)蝹?cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
②、B、C面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。查表5-49：兩側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm即可。
2．2、孔的加工
①、φ16mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。查表
5-15、5-42得：
鉆孔：φ15mm 2Z=0.95mm
擴(kuò)孔：φ15.85mm 2Z=0.1mm
粗鉸：φ15.95mm 2Z=0.05mm
精鉸：φ16mm
②、φ8.5mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。查表5-15得：
鉆孔φ8.5mm即可。
③、φ9.3mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。查表5-15得：
鉆孔φ9.3mm即可。
六、確定切削用量及基本時(shí)間
1、工序號(hào)02：
本工序?yàn)殂姦?6mm端面。已知工件材料為可鍛鑄鐵（KT35-10），選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。查表5-146得：硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-148得：銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
查表2-17.有
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由表2-17的公式算得
Vc=173.930 m/min
nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min
根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
查表5-76，選f=118 mm/min
則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機(jī)床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計(jì)算F=135.5 N
P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW
可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求
⑤、基本時(shí)間
查表2-28：(d對(duì)稱(chēng)銑削)
T=(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=26mm、l=17mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=（26+17+2）/118=0.38 min=22.8 s 取T=23s
單側(cè)走刀2次：T=2×23=46s
2、工序號(hào)03：
本工序?yàn)殂姦?0mm端面。已知工件材料為可鍛鑄鐵（KT35-10），選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=20mm。銑削深度a=2.15mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。查表5-146得：硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-148得：銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
查表2-17.有
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由表2-17的公式算得
Vc=194.379 m/min
nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min
根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
查表5-76，選f=118 mm/min
則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機(jī)床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計(jì)算F=75.4 N
P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW
可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求
⑤、基本時(shí)間（兩端加工）
查表2-28：(d對(duì)稱(chēng)銑削)
T=2(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s
每端走刀2次：T=2×36=72 s
3、工序號(hào)04：
本工序?yàn)殂@φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機(jī)用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。
①、鉆孔：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-127得：f=0.61～0.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r
⑵選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15mm a=7.5mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =22.061 m/min
nc=22.061×1000/3.14×15=468.4 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=400 r/min=6.67 r/s
則V=3.14×15×6.67/1000=0.314 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s
則T=（32+5+5）/0.72×6.67=8.75s 取T=9s
②、擴(kuò)孔：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-128得：f=0.9～1.1 mm/r 由表5-66取得f=0.96 mm/r
⑵選擇擴(kuò)孔鉆磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：擴(kuò)孔鉆后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=30min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=27.9、z=0.2、x=0.1、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=0.425mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =34.964 m/min
nc=34.964×1000/3.14×15.85=702.5 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750 r/min=12.5 r/s
則V=3.14×15.85×12.5/1000=0.622 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=3mm,f=0.96 mm/r、n=12.5r/s
則T=（32+2+3）/0.96×12.5=3.1 s 取T=4s
③、粗鉸：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r
⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=15.95mm a=0.05mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =12.611 m/min
nc=12.611×1000/3.14×15.95=251.8 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=275 r/min=4.58 r/s
則V=3.14×15.95×4.58/1000=0.229 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、l= 2mm、查表2-27取l=13mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s
則T=（32+2+13）/1.60×4.58=6.4 s 取T=7s
④、精鉸：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r
⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =13.491 m/min
nc=13.491×1000/3.14×16=268.5 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=275 r/min=4.58 r/s
則V=3.14×16×4.58/1000=0.230 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s
則T=（32+2+4）/1.60×4.58=5.2 s 取T=6s
⑤、倒角1×45°
4、工序號(hào)05：
本工序?yàn)殂@φ8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度較小，宜采用手動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=8.5mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r
按公式計(jì)算：
∴Vc =29.9 m/min
nc=29.9×1000/3.14×8.5=1120 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=960 r/min=16 r/s
則V=3.14×8.5×16/1000=0.427 m/s
④基本時(shí)間
鉆φ8.5mm深8mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s
T=（8+4+4）/0.28×16=3.6s 取T=4s
5、工序號(hào)06：
本工序?yàn)殂@φ9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。查表5-127：f=0.47～0.57mm/r 。
由表5-66，按Z525選取f=0.48 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=9.3mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r
按公式計(jì)算：
∴Vc =24.656 m/min
nc=24.656×1000/3.14×9.3=844.33 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=680 r/min=11.33 r/s
則V=3.14×9.3×1.33/1000=0.33 m/s
④基本時(shí)間
鉆φ9.3mm深26mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s
T=（26+5+4）/0.48×11.33=6.4s 取T=7s
6、工序號(hào)07：
本工序?yàn)楣纹溅?6mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較小，采用手動(dòng)進(jìn)給。
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=16mm、則T=60 min。
③確定切削速度V、n
查表5-140、5-66：按Z525 暫取f=0.13mm/r
查得Vc =12～25 m/min 取Vc =18 m/min
∴nc=18×1000/3.14×16=358.28 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=272 r/min=4.53 r/s
則V=3.14×16×4.53/1000=0.228 m/s
④刮平兩端基本時(shí)間
T=2(l+l)/ fn
式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s
T=2（1+1）/0.13×4.53=6.8s 取T=7s
七、心得體會(huì)
根據(jù)轉(zhuǎn)向臂工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)要求，在本設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時(shí)還盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中須做到謹(jǐn)慎、有理可依的風(fēng)格，同時(shí)依據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且使用性好、操作省力高效，同時(shí)定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是成功的。
八、參考文獻(xiàn)
《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》北京理工大學(xué)出版社，2009.8
《機(jī)械制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
《金屬機(jī)械加工》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社（第四版），2006.10
《機(jī)械工程材料》機(jī)械工業(yè)出版社，2002.2
《互換性與測(cè)量技術(shù)》國(guó)防工業(yè)出版社，2003.10
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中北大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
學(xué) 院：
專(zhuān) 業(yè)：
題 目： 轉(zhuǎn)向臂零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師： 職稱(chēng):
職稱(chēng):
20**年1月4日
中北大學(xué)
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2009/2010 學(xué)年第 1 學(xué)期
學(xué) 院：
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)：
課程設(shè)計(jì)題目：
起 迄 日 期：20**年1月4日～20**年1月23日
課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：
指 導(dǎo) 教 師：
系 主 任：
下達(dá)任務(wù)書(shū)日期: 20** 年1月 4日
課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)
1．設(shè)計(jì)目的：
（1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理；機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測(cè)量、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具等)的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)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(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。
2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：
本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（不少于10道工序，見(jiàn)附圖）的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并設(shè)計(jì)其中一道工序的專(zhuān)用夾具，繪制相關(guān)圖紙，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。
具體內(nèi)容如下：
（1）根據(jù)零件圖，確定生產(chǎn)類(lèi)型（一般為中批或大批生產(chǎn)），對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
（2）選擇毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制毛坯圖。
（3）擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸，計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。
（4）填寫(xiě)工藝文件：工藝過(guò)程卡片（或工藝卡片）、工序卡片。
（5）設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖1—2張。
（6）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕：
1．制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機(jī)械加工工藝規(guī)程，畫(huà)零件圖，毛坯圖，填寫(xiě)工藝卡片、工序卡片。
2．專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)某道工序的專(zhuān)用夾具。
3．撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（A4紙）。
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1]崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12
[2]張龍勛. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及習(xí)題.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[3]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9
[4]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社
[5]李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版
[6] 趙家奇，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10
[7] 李云，機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8
5．設(shè)計(jì)成果形式及要求：
提供課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，要求內(nèi)容與設(shè)計(jì)過(guò)程相符，且格式要符合規(guī)定要求；
被加工零件的零件圖1張；毛坯圖1張；夾具裝配圖1套；夾具主要零件圖（通常為夾具體）1張；機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片1套。
6．工作計(jì)劃及進(jìn)度：
2010年1月4日~1月6日 分析研究被加工零件，畫(huà)零件圖；
1月7日~1月10日 工藝設(shè)計(jì)：選擇加工方案、確定工藝路線(xiàn)，畫(huà)毛坯圖，填寫(xiě)工藝卡片；
1月11日~1月18日 夾具設(shè)計(jì)，畫(huà)夾具裝配圖及夾具主要零件圖；
1月19日~1月21日 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1月22日 答辯
系主任審查意見(jiàn)：
簽字：
年 月 日
目 錄
一、 生產(chǎn)類(lèi)型的確定 6
二、 零件的分析 6
1、零件的作用 6
2、零件的工藝分析 6
三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 7
1、求最大輪廓尺寸 7
2、選取公差等級(jí)CT 7
3、求鑄件尺寸公差 7
4、求機(jī)械加工余量等級(jí) 7
5、求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 7
6、求毛坯基本尺寸 7
7、畫(huà)毛坯圖（見(jiàn)A3圖紙） 8
四、工藝路線(xiàn)擬定 8
1、定位基準(zhǔn)的選擇 8
2、擬定加工方法和加工方案 8
五、選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 9
1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 10
2、確定工序尺寸 11
六、確定切削用量及基本時(shí)間 11
1、工序號(hào)02： 11
2、工序號(hào)03： 13
3、工序號(hào)04： 14
4、工序號(hào)05： 17
5、工序號(hào)06： 17
6、工序號(hào)07： 18
七、心得體會(huì) 19
八、參考文獻(xiàn) 19
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一、 生產(chǎn)類(lèi)型的確定
由原始資料可知是中批量生產(chǎn)類(lèi)型。
二、 零件的分析
1、零件的作用
據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。
2、零件的工藝分析
由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線(xiàn)是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
2．1、 以φ16mm孔的中心線(xiàn)加工表面
這一組加工表面包括：銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。
2．2、 以φ9.3mm孔的中心線(xiàn)加工表面
這一組加工表面包括：銑φ20mm兩端面、鉆φ9.3mm的孔、锪φ16mm的沉頭。
概括：由于φ16、φ9.3的孔中心線(xiàn)位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9.3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。
三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖
根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35-10）,中批量生產(chǎn)。按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)可確定：
1、求最大輪廓尺寸
長(zhǎng)133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm
故最大輪廓尺寸為133.5mm。
2、選取公差等級(jí)CT
由表5-1，鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍8～12級(jí)。取為10級(jí)。
3、求鑄件尺寸公差
根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級(jí)CT=10級(jí)，查表5-3得：公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱(chēng)分布。
4、求機(jī)械加工余量等級(jí)
查表5-5，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G，取為F級(jí)。
5、求RMA（要求的機(jī)械加工余量）
對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為133.5mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為1.5mm。
6、求毛坯基本尺寸
依零件圖可知：Φ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，鑄成實(shí)心。
A面屬單側(cè)加工，由式（5-1）得
R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm
B、C面屬兩側(cè)加工，由式（5-2）得
R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30.3mm
根據(jù)數(shù)據(jù)可得：
轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表（3-1）
表（3-1）
項(xiàng)目
A面
B、C面
Φ16孔
Φ9.3孔
Φ8.5孔
公差等級(jí)CT
10
10
—
—
—
加工面基本尺寸
32
26
—
—
—
鑄件尺寸公差
2.8
2.6
—
—
—
機(jī)械加工余量等級(jí)
F
F
—
—
—
RMA
1.5
1.5
—
—
—
毛坯基本尺寸
34.9
30.3
0
0
0
7、畫(huà)毛坯圖（見(jiàn)A3圖紙）
四、工藝路線(xiàn)擬定
1、定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。為互為基準(zhǔn)，以φ20mm端面為粗基準(zhǔn)。即B、C面。
精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準(zhǔn)，選φ16的孔作為精基準(zhǔn)。
2、擬定加工方法和加工方案
2．1、工藝路線(xiàn)：
①、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面
②、銑φ9.3mm孔的兩端面，即φ20mm圓柱B、C面
③、鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°
④、鉆φ8.5mm孔
⑤、鉆φ9.3mm孔
⑥、刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
2．2、確定工藝過(guò)程方案見(jiàn)下表（4-1）
表（4-1）
工序號(hào)
工序內(nèi)容
簡(jiǎn)要說(shuō)明
01
正貨處理145～204HBS
改善材料加工性能
02
銑φ26mm圓柱A面
先加工面
03
銑φ20mm圓柱B、C面
04
鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，
倒角1×45°
后加工孔
05
鉆孔φ8.5mm
06
鉆孔φ9.3mm
07
刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm
08
去毛刺
09
終檢
五、選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類(lèi)型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成.
1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
1．1、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床
工序號(hào)02：銑φ26mm圓柱A面。因?yàn)楣ば虻墓げ綌?shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號(hào)03：銑φ20mm圓柱B、C面。因?yàn)榛榛鶞?zhǔn)，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。
工序號(hào)04：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。
工序號(hào)05、06：鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm。由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達(dá)到加工要求。故選Z525立式鉆床。
工序號(hào)07：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。
1．2、選擇夾具
本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專(zhuān)用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。專(zhuān)用夾具見(jiàn)附圖。
1．3、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具
①、銑刀：根據(jù)資料查表5-103：選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm。查《金屬機(jī)械加工手冊(cè)》表14-64，得銑刀幾何參數(shù)：Kr=60°，λ=12～15°
②、鉆、擴(kuò)、粗、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專(zhuān)用刀具。
③刮平面φ16mm，選用專(zhuān)用锪刀。
1．4選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下：
①、選擇加工面的量具
根據(jù)資料：查表5-108得，用分度值為0.02mm的三用游標(biāo)長(zhǎng)尺測(cè)量，測(cè)量范圍0mm～150mm，公稱(chēng)規(guī)格為150×0.02。
②、選擇加工孔的量具
根據(jù)資料：由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7-IT8、IT12-IT13、大于IT13。所以選擇分度值0.01mm，測(cè)量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺。
2、確定工序尺寸
2．1、面的加工（所有面）
①、A面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。查表5-49：?jiǎn)蝹?cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，再加工的量為1.0mm即可。
②、B、C面：根據(jù)加工長(zhǎng)度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。查表5-49：兩側(cè)加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0.5mm即可。
2．2、孔的加工
①、φ16mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。查表
5-15、5-42得：
鉆孔：φ15mm 2Z=0.95mm
擴(kuò)孔：φ15.85mm 2Z=0.1mm
粗鉸：φ15.95mm 2Z=0.05mm
精鉸：φ16mm
②、φ8.5mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。查表5-15得：
鉆孔φ8.5mm即可。
③、φ9.3mm的孔
毛坯為實(shí)心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。查表5-15得：
鉆孔φ9.3mm即可。
六、確定切削用量及基本時(shí)間
1、工序號(hào)02：
本工序?yàn)殂姦?6mm端面。已知工件材料為可鍛鑄鐵（KT35-10），選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。查表5-146得：硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-148得：銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
查表2-17.有
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由表2-17的公式算得
Vc=173.930 m/min
nc=173.93×1000/3.14×80=692.4 r/min
根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
查表5-76，選f=118 mm/min
則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機(jī)床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計(jì)算F=135.5 N
P=135.5×3.14/1000=0.425 KW < 7.5 KW
可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求
⑤、基本時(shí)間
查表2-28：(d對(duì)稱(chēng)銑削)
T=(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=26mm、l=17mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=（26+17+2）/118=0.38 min=22.8 s 取T=23s
單側(cè)走刀2次：T=2×23=46s
2、工序號(hào)03：
本工序?yàn)殂姦?0mm端面。已知工件材料為可鍛鑄鐵（KT35-10），選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm,齒數(shù)Z=10mm，Kr=60°。且已知銑削寬度a=20mm。銑削深度a=2.15mm，選用機(jī)床X62臥式銑床。
①、確定每齒進(jìn)給量f
根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。查表5-146得：硬質(zhì)合金牌號(hào)YG8的每齒進(jìn)給量為0.2～0.29mm/z。取f=0.2
②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-148得：銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。
銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min
③、確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量f
根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z > 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min
查表2-17.有
C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0
則由表2-17的公式算得
Vc=194.379 m/min
nc=194.379×1000/3.14×80=773.80 r/min
根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750r/min=12.5r/s
∴V=3.14×80×12.5/1000=3.14 m/s
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為f=0.20×10×60=120 mm/min
查表5-76，選f=118 mm/min
則實(shí)際的每齒進(jìn)給量f=118/10×60=0.197 mm/z
④、檢查機(jī)床功率
根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0
計(jì)算F=75.4 N
P=75.4×3.14/1000=0.237 KW < 7.5 KW
可知機(jī)床功率能夠滿(mǎn)足要求
⑤、基本時(shí)間（兩端加工）
查表2-28：(d對(duì)稱(chēng)銑削)
T=2(l+l+l)/ f
∵Kr=60°<90° 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min
∴T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s
每端走刀2次：T=2×36=72 s
3、工序號(hào)04：
本工序?yàn)殂@φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄機(jī)用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。
①、鉆孔：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-127得：f=0.61～0.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r
⑵選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15mm a=7.5mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =22.061 m/min
nc=22.061×1000/3.14×15=468.4 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=400 r/min=6.67 r/s
則V=3.14×15×6.67/1000=0.314 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s
則T=（32+5+5）/0.72×6.67=8.75s 取T=9s
②、擴(kuò)孔：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-128得：f=0.9～1.1 mm/r 由表5-66取得f=0.96 mm/r
⑵選擇擴(kuò)孔鉆磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：擴(kuò)孔鉆后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=30min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=27.9、z=0.2、x=0.1、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=0.425mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =34.964 m/min
nc=34.964×1000/3.14×15.85=702.5 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=750 r/min=12.5 r/s
則V=3.14×15.85×12.5/1000=0.622 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=3mm,f=0.96 mm/r、n=12.5r/s
則T=（32+2+3）/0.96×12.5=3.1 s 取T=4s
③、粗鉸：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r
⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=15.95mm a=0.05mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =12.611 m/min
nc=12.611×1000/3.14×15.95=251.8 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=275 r/min=4.58 r/s
則V=3.14×15.95×4.58/1000=0.229 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、l= 2mm、查表2-27取l=13mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s
則T=（32+2+13）/1.60×4.58=6.4 s 取T=7s
④、精鉸：
⑴確定進(jìn)給量f
因?yàn)樯疃葹?2mm較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給。查表5-129得：f=1.5～3.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r
⑵選擇鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。
⑶確定切削速度V
查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm
按公式計(jì)算：
∴Vc =13.491 m/min
nc=13.491×1000/3.14×16=268.5 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=275 r/min=4.58 r/s
則V=3.14×16×4.58/1000=0.230 m/s
⑷鉆孔基本時(shí)間
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s
則T=（32+2+4）/1.60×4.58=5.2 s 取T=6s
⑤、倒角1×45°
4、工序號(hào)05：
本工序?yàn)殂@φ8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度較小，宜采用手動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=8.5mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r
按公式計(jì)算：
∴Vc =29.9 m/min
nc=29.9×1000/3.14×8.5=1120 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=960 r/min=16 r/s
則V=3.14×8.5×16/1000=0.427 m/s
④基本時(shí)間
鉆φ8.5mm深8mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s
T=（8+4+4）/0.28×16=3.6s 取T=4s
5、工序號(hào)06：
本工序?yàn)殂@φ9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較大，宜采用自動(dòng)進(jìn)給可達(dá)到加工要求。查表5-127：f=0.47～0.57mm/r 。
由表5-66，按Z525選取f=0.48 mm/r
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=9.3mm、則T=35min。
③確定切削速度V、n
查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r
按公式計(jì)算：
∴Vc =24.656 m/min
nc=24.656×1000/3.14×9.3=844.33 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=680 r/min=11.33 r/s
則V=3.14×9.3×1.33/1000=0.33 m/s
④基本時(shí)間
鉆φ9.3mm深26mm的通孔:
T=(l+l+l)/ fn
式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s
T=（26+5+4）/0.48×11.33=6.4s 取T=7s
6、工序號(hào)07：
本工序?yàn)楣纹溅?6mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標(biāo)準(zhǔn)高速鋼帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿(mǎn)足加工要求：d=8.5mm、Kr=45°。
①確定進(jìn)給量f
由于深度較小，采用手動(dòng)進(jìn)給。
②選擇鉆頭磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查表5-130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0.8mm。
鉆頭直徑d=16mm、則T=60 min。
③確定切削速度V、n
查表5-140、5-66：按Z525 暫取f=0.13mm/r
查得Vc =12～25 m/min 取Vc =18 m/min
∴nc=18×1000/3.14×16=358.28 r/min
根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速
n=272 r/min=4.53 r/s
則V=3.14×16×4.53/1000=0.228 m/s
④刮平兩端基本時(shí)間
T=2(l+l)/ fn
式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s
T=2（1+1）/0.13×4.53=6.8s 取T=7s
七、心得體會(huì)
根據(jù)轉(zhuǎn)向臂工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)要求，在本設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時(shí)還盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中須做到謹(jǐn)慎、有理可依的風(fēng)格，同時(shí)依據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且使用性好、操作省力高效，同時(shí)定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次設(shè)計(jì)是成功的。
八、參考文獻(xiàn)
《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》北京理工大學(xué)出版社，2009.8
《機(jī)械制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
《金屬機(jī)械加工》上海科學(xué)技術(shù)出版社（第四版），2006.10
《機(jī)械工程材料》機(jī)械工業(yè)出版社，2002.2
《互換性與測(cè)量技術(shù)》國(guó)防工業(yè)出版社，2003.10
附件圖紙
零件圖
毛坯圖
夾具裝配圖
機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡