摇臂支座夹具毕业设计论文

辽宁工程技术大学

机械制造技术基础

课程设计

题目：摇臂支座的机械加工工艺规程及钻Φ3mm孔工艺装备设计

班级：汽车08-1班

姓名：贾大权

学号：0807130110

指导教师：冷岳峰

完成日期：2011.

任务书

一、设计题目:摇臂支座的的机械加工工艺规程及钻Φ3mm孔工艺装备设计

二、原始资料

(1) 被加工零件的零件图1张

(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）

三、上交材料

1．所加工的零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程卡片1套4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字）1份

四、进度安排

本课程设计要求在3周内完成。

1．第l～2天查资料，绘制零件图。

2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。

3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。

4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。

5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。

7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩

五、指导教师评语

该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。

综合评定成绩：

指导教师

日期

摘要

这次设计的是摇臂支座Φ3mm孔的夹具。设计包括零件图、毛坯图、装配图各一张，以及编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。

机械制造工艺学课程设计是我们在完成生产实习，学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题与分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

Abstract

This design is Φ 3mm hole rocker bearing fixture. Design including part figure, blank chart, each one, and prepare the assembly design jigs corresponding that procedure machining process card and process card every one. According to the properties and parts drawing parts the roughness of the end face of blank size and determined mechanical machining allowance. Finally, formulate the process roadmap worked clamping workpiece, draw the fixture assembly drawing.

Mechanical manufacturing technology curriculum design is in complete production practice, we all learn through college course and specialized course, technology after most of the curriculum design, by apply theory and production in combination with practice, solved the problem and the analysis question ability, also for preliminary training after graduation design well, on jobs for a comprehensive training. This is our graduation design in the course of the learned before the first in-depth comprehensive review, is also a total theory with practice training, therefore, it in our four year university life occupies an important position.

For me personally, I hope that through the curriculum design

of their future will be engaged in the work of a real training exercise from its own analysis, problem-solving abilities. As capacity constraints, there are still many deficiencies in the design, ask teachers to give guidance.

目录

摘要..................................................................... 错误！未定义书签。Abstract ................................................................... 错误！未定义书签。

1 零件的工艺性分析 (1)

1.1 摇臂支座的技术要求 (1)

1.2 审查摇臂支座的工艺性 (2)

1.3 确定摇臂支座的生产类型 (2)

2 确定毛坯、绘制毛坯简图 (2)

2.1 选择毛坯 (2)

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (2)

3 拟定摇臂支座的工艺路线 (4)

3.1 定位基准的选择 (4)

3.2 表面加工方法的确定 (4)

3.3 加工阶段的划分 (5)

3.4 工序的集中和分散 (5)

3.5 工序顺序的安排 (6)

3.4 机床设备和工艺装备的选用 (7)

3.5 加工余量，工序尺度和公差的确定 (8)

3.6 切削用量、时间定额的计算 (8)

4 专用机床设计夹具 (9)

4.1 专用钻床夹具设计 (11)

4.2 问题的指出 (11)

4.3 确定夹具的结构方案 (11)

4.4 关于定位误差的分析 (12)

5 方案综合评价与结论 (12)

6 体会与展望 (12)

参考文献 (15)

1 零件的工艺性分析

1.1 摇臂支座的技术要求

摇臂支座在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，支架材料一般采用高强度碳钢和合金钢；该摇臂支架采用45钢。耳朵表面要求高频淬火处理，硬度为52~56HRC。

1.2 审查摇臂支座的工艺性

分析零件图可知，该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求。主要工作表面加工精度虽然相对较高，但在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量的加工出来。

由此可见，该零件的工艺性较好。

1.3 确定摇臂支座的生产类型

摇臂支座属于轻型零件，大批量生产。

2 确定毛坯、绘制毛坯简图

2.1 选择毛坯

毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。

由于摇臂支座在工作过程中要承受冲击载荷，为增强其强度和韧性，且根据生产纲领为大量生产，毛坯选用锻件。为提高生产率和锻件的精度，采用模锻方法来制造毛坯。

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

由表2-10~表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，应该先确定一下各个因素。

1.公差等级

由摇臂支座的工用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2.锻件重量

计算后，摇臂支座的重量约为0.23KG，初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.4KG.

3.锻件形状复杂系数

对零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容提的长度、宽度、高度。即L=54mm，b=32mm，h=53mm。由公式（2-3）和（2-5）可计算

级。

出该锻件的形状复杂系数S=0.526。属于S

2

4.锻件材质系数

摇臂支座的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢。所以

级。

该锻件的材质系数属于M

1

5.锻件分模线形状

根据该零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于直分模线。

6.零件表面粗糙度

由零件图可知，各个加工表面的粗糙度Ra大多数都大于等于3.2μm。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列表如下

3 拟定摇臂支座的工艺路线

3.1 定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准之分。

通常先确定精基准，后确定粗基准。

1.精基准的选择

根据该摇臂支座的技术要求和装配要求，选择摇臂支座的底面和摇臂支架耳朵的端面作为精基准。零件上的很多表面都可以采用它们作为基准来进行加工。即遵循了“基准统一”的原则。摇臂支座的底面是设计基准，选用其做精基准定位加工Φ10.5mm孔和Φ６.１mm孔以及摇臂支座的外圆Φ20mm。摇臂支座耳朵的端面做为精基准，可以钻Φ3mm孔和Φ4mm孔。这样就实现了设计基准和工艺基准的重合。同时也保证了被加工表面的平行度要求。

2.粗基准的选择

选择粗基准，要注意表面是否平整，有没有飞边，毛刺或者其他缺陷。我选择摇臂支座外圆Φ20mm的外圆面做粗基准。

3.2 表面加工方法的确定

3.3 加工阶段的划分

该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工。

在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工。保证其他加工表面的精度要求。然后钻Φ10.5mm孔和Φ6.1mm 孔。粗车摇臂支座外圆表面和摇臂支架前臂表面，在半精加工阶段，完成摇臂支座外圆表面和摇臂支座前臂表面的半精车，以及各种孔的钻，扩和铰方案。在精加工阶段，进行摇臂支座前臂表面的磨削加工。

3.4 工序的集中和分散

零件选用工序集中的原则安排摇臂支座的加工工序。该摇臂支座的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短付诸实践，而且由于在一次装家中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

3.5 工序顺序的安排

1.机械加工顺序

（1）遵循“先基准后其他”的原则。首先加工精基准——摇臂支座的底面。

（2）遵循“先粗后精”的原则。先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。

（3）遵循“先主后次”的原则。先加工主要表面——摇臂支座的底面、摇臂支座耳朵端面、摇臂支座耳朵表面。

（3）遵循“先面后孔”的原则。首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。

2.热处理工序

模锻成型后切边，进行调质。调制硬度为241~285HBS，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脱碳而对机械加工带来的不利影响。摇臂支座前臂表面在精加工之前需要进行局部淬火，提高它的耐磨性和在工作中成熟冲击载荷的能力。

3.辅助工序

在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中检工序。

综上所述，该摇臂支座的安排顺序为：基准加工——主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。

3.4 机床设备和工艺装备的选用

1 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合钻床”。

2 工艺装备主要包括刀具和量具，夹具等，在工艺卡片中要简明写出

它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。

此摇臂支座的生产类型为大批生产，所用的夹具均为专用夹具。

3.5 加工余量，工序尺度和公差的确定

加工Φ3mm孔，根据所给的条件，可一次性钻出。

=2.9mm。由表1-20可确定工序尺由表2-28可查得，钻孔余量Z

钻

寸的加工精度等级为，钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为，钻：0.1mm。

综上所述，该工序工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔：

+mm，即为所求。

Φ2.91.0

3.6 切削用量、时间定额的计算

一.切削用量的计算

工序40：钻Φ3mm孔，选用台式钻床Z4006A ，高速钢莫氏锥柄阶梯麻花钻。

1.背刀吃量的确定

a=1.5mm

p

2.进给量的确定由表5-21，选取该工步的每转进给量f=0.13mm ／r。

3.钻削速度的计算由表5-21，按照工件材料的条件选取，切削速度

π可求得该工序钻头转速V=20 m／min。由公式5-1可知，n=1000v/d

n= 2123 r／min。参照台式钻床Z4006A的主轴转速，取转速n= 2900

π中，可求出该工序的实际钻r／min.再将此转速代入公式n=1000v/d

π

削速度mi n

v=

n

?

=π

d

=

?

/m

1000

/

27

3.

2900

/3

1000

二.时间定额的计算

t的计算

1.基本时间

m

根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式fn

l l l fn L t j 2

1++==

求得。式中，mm l 48=，因为是盲孔，所以02=l 。

mm mm mm k D l r 2154cot 2

3)2~1(cot 21≈+=+=；进给量 f =0.13mm ／r ，n=

2900 r ／min ，所以，fn

l l l fn L t j 2

1++=

==0.133min=7.96s. 2.辅助时间a t 的计算

a t =0.15×m t =0.15×7.96=1.2s 3.其他时间的计算

工序40的其他时间=x b t t +=6%×(a t +m t )=0.55s 4.单件时间 dj t 的计算

工序40的单件时间 dj t =7.96s+1.2s+0.55s=9.71s

将上述零件工艺规程设计的结果,填入工艺文件. 机械加工工艺过程卡片：

4 专用机床设计夹具

4.1 专用钻床夹具设计

已知摇臂支座的材料为45钢，毛坯为锻件，所用机床为台式钻床Z4006A，大批量生产，要求为工序40设计一个钻床夹具。

4.2 问题的指出

本夹具主要用来钻Φ3mm孔。由于本工序的加工精度不高，在加工本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.3 确定夹具的结构方案

1) 确定定位元件

根据零件图和和规定的定位基准，为了减小定位误差，按基准重合原则选Φ10H7/h6定位销与Φ10.1mm孔为定位基准。选用可换定位销（长圆柱销）限制4个自由度在选用摇臂支架另一只耳朵，即外圆柱面为工件定位基面。选用长V型块，也可以限制限工件4个自由度，即工件在沿X轴和绕X轴方向的运动同时被限定，属于重复定位。

2) 确定导向装置

本工序选用可换钻套作为刀具的导向元件。查表后，确定钻套高度

H=16mm ，排屑空间h=4mm 。

4.4 关于定位误差的分析

本夹具的主要定位元件为孔面口，而该定位元件的尺寸公差为

003

.0 ，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。

5 方案综合评价与结论

Φ3mm 孔的加工精度要求不高，只需要钻即可。在我设计Φ3mm 孔的夹具过程中，遇到了许多困难，例如，如何选择定位元件等。根据零件图和和规定的定位基准，为了减小定位误差，按基准重合原则

选Φ1067

h H 定位销与Φ10.1mm 孔为定位基准。选用可换定位销（长圆

柱销）限制4个自由度在选用摇臂支座的另一只耳朵，即外圆柱面为工件定位几面。选用长V 型块，也可以限制限工件4个自由度，即工件在沿X 轴和绕X 轴方向的运动同时被限定，属于重复定位。而此夹具没有另设夹紧装置，因为用于钻小孔的夹具，常常不另外再设夹紧装置，这种处理方法可以缩短夹具的制造周期，降低夹具制造成本，又可以节省安装工件的时间，提供生产率。

6 体会与展望

通过对摇臂支座的机械加工工艺及对Φ3mm 孔的夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,主要归纳为以下两个方面：

第一方面：摇臂支座外形较复杂，且其技术要求高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证摇臂支座技术要求的重要问题之一。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。

而摇臂支座的机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。摇臂支座的加工路线可以分为三个阶段：划分为粗加工，半精加工和精加工。 第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。

（1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。

（2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是孔夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题。

（3）、夹具体设计：摇臂支座的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。（5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。

在这次夹具设计的课程设计中，我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。例如，如何完全限制它的六个自由度，怎样使用定位元件更为合理，夹具图怎样绘制更容易让其他人看懂，CAXA电子图版怎样使用更为便捷等等。

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关零件夹具设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在冷岳峰老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道理，给了我很多方法，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了摇臂支座的工艺性和复杂性；熟悉了常用机床、夹具；了解了机床和刀具的使用方法；以及如何提高专用夹具的性能等等，掌握了夹具和车床的方法和技术，通过查询资料，也了解了摇臂支座的构造及原理。

我认为，在这学期的课程设计中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。