【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力。 4) 通過(guò)對(duì)搖臂支架的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。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。 5) 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)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。 6) 通過(guò)零件圖，裝配圖繪制，使我們對(duì)于 AutoCAD 繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。 通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料 等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1) 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：首先運(yùn)用 AutoCAD 軟件繪制搖臂支架的二維零件圖； 2) 對(duì)搖臂支架零件進(jìn)行工藝分析， 確定毛坯類型和制造方法，搖臂支架的材料為 45 鋼，擬采用以鍛造的形式進(jìn)行毛坯的制造， 并建立該零件三維模型，設(shè)計(jì)該西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 零件毛坯 ； 3) 所給零件的工藝分析，計(jì)算、編寫加工工藝：設(shè)計(jì) 2 個(gè)工序的機(jī)床夾具，即對(duì)鉆 Φ2 孔和 Φ3 孔兩加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及夾具體的設(shè)計(jì)， 有定位分析 （ 自由度 ） 、夾具的定位誤差計(jì)算等內(nèi)容； 4) 繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖 ； 5) 各工件具體參數(shù)見所給參考圖紙。 設(shè)計(jì)要求 評(píng)價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù) —經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即 “質(zhì)優(yōu)價(jià)廉 ”才會(huì)受到用戶的歡迎，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù) —經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求、經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。 設(shè)計(jì)的步驟 1) 調(diào)查報(bào)告 研究市場(chǎng)和用戶對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)、預(yù)測(cè)、研究成果、發(fā)展趨勢(shì)、新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。 甚至還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國(guó)家的有關(guān)資料和專利等。通過(guò)對(duì)上述資料的分析研究，擬訂適當(dāng)?shù)姆桨?，以保證機(jī)床的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 2) 擬定方案 通?？梢詳M定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較。每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總布局、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。 在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： (1) 當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)先滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造。要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)； (2) 設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn) 的方案，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可靠后才能用于設(shè)計(jì)； (3) 繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅速提高生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。注意吸取前人和國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)造和發(fā)展。 3) 工作圖設(shè)計(jì) 首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱 “三圖一卡 ”設(shè)計(jì)。并初定出主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。 然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說(shuō) 明書等技術(shù)文件。 最后，對(duì)有關(guān)圖紙進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。2 零件工藝方案設(shè)計(jì) 5 2 零件工藝方案設(shè)計(jì) 零件作用 叉架類零件包括撥叉、支架、連桿、杠桿等，它們多為鑄件或鍛件，結(jié)構(gòu)形狀變化較大，也較為復(fù)雜，機(jī)械加工的工序常不相同。選擇主視圖時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的具體特點(diǎn)，按其工作位置和充分反映零件特征的原則來(lái)選擇定。除用基本試圖外，常采用局部視圖，斜視圖、局部放大圖等放大圖來(lái)表示一些局部結(jié)構(gòu)，而用剖面圖來(lái)表示需要表達(dá)的斷面形狀。 題目所給的零件搖臂支架中，潤(rùn)滑油由 Φ2 孔進(jìn)入 Φ3 孔油道孔， Φ4 孔壓入S4 球收口保證油道內(nèi)部的清潔， 用來(lái)裝配搖臂軸； Φ12 的兩耳與孔配合，起到支撐作用， 支撐搖臂按正常軌跡動(dòng)作。 圖 搖臂支架零件三維圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 搖臂支架零件二維圖 零件的工藝分析 該零件是支架類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度、行位精度要求一般 。 主要技術(shù)要求： 1) 未鍛造圓角 R2~R4。 2) 去銳邊尖角。 3) 清洗油道后在 Φ 孔內(nèi)壓入 S4 壓入孔口收口 。 具體要求如下： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 零件所有尺寸及精度要 加工表面 尺 寸及偏差(mm) 公差 /mm 及精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差 /mm 搖臂支架底面 20 IT11 搖臂支架耳朵端面 54 IT7 搖臂支架耳朵外表面 Φ IT8 Φ3mm 孔 Φ3 IT12 Φ4mm 孔 Φ ， IT8 孔 IT12 孔 IT12 搖臂支架外圓表面 Φ20 IT12 ∥ D ∥ ／ 100 D 3 工藝工程設(shè)計(jì) 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 搖臂支架在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，支架材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；該搖臂支架采用 45 鋼。 45 鋼最低抗拉強(qiáng)度為 600MPa，屈服強(qiáng)度不小于 355MPa， 適用范圍是承受彎曲應(yīng)力及抗拉應(yīng)力。耳朵表面要求高頻淬火處理，硬度為 52~56HRC。 毛坯確定 毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì)材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先 進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來(lái)確定毛坯的制造方法。 由于搖臂支架在工作過(guò)程中要成熟沖擊載荷，為增強(qiáng)其強(qiáng)度和韌性，且根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，毛坯選用鍛件。為提高生產(chǎn)率和鍛件的精度，采用模鍛方法來(lái)制造毛坯。 要確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量，應(yīng)該先確定一下各個(gè)因素。 1) 公差等級(jí)：由搖臂支架的公用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。 2) 鍛件重量：搖臂支架的重量約為 ，初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為 。 3) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對(duì)零件圖金星分析計(jì)算 ： 可大致確定鍛件外廓包容的長(zhǎng)度、寬度 、高度。即 L=54mm， b=32mm， h=53mm?？捎?jì)算出該鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S= /tnmm=。屬于 S2 級(jí)。 4) 鍛件材質(zhì)系數(shù)：搖臂支架的材料為 45 鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 %的碳素鋼。所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于 M 級(jí)。 5) 鍛件分模線形狀：根據(jù)該零件的形位特點(diǎn)，選擇零件高度方向的對(duì)稱平面為分模面，屬于直分模線。 6) 零件表面粗糙度：由零件圖可知，各個(gè)加工表面的粗糙度 Ra 大多數(shù)都大于等于 。 根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸和機(jī) 械加工余量， 如下圖所示 ： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 搖臂支架毛坯圖 搖臂支架材料為 45，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(jí)為 6～ 7 級(jí)，確定加工表面的總余量。 如下表所示： 表 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 Φ12 的面 12 高 53 2 55 總長(zhǎng) 54 3 57 Φ20 的面 25 4 29 零件模鍛毛坯圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 選前準(zhǔn)備 在擬定零件加工工藝路線時(shí)，首先要確定 各個(gè)表面的加工方法和加工方案。零件表面的加工方案，首先取決于加工表面的技術(shù)要求。當(dāng)明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可根據(jù)這些要求選擇能保證該要求的最終加工方法，并同時(shí)確定出所需要經(jīng)過(guò)工序（或工步）的加工方法。具體的加工方法可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參考有關(guān)表以及其它有關(guān)工藝手冊(cè)來(lái)確定。所選擇的加工方法，應(yīng)滿足零件的質(zhì)量要求，要具有良好的加工經(jīng)濟(jì)性和高的生產(chǎn)率。滿足同樣精度要求的加工方法有若干種，為此，選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮下列因素： 1) 按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法 所謂經(jīng)濟(jì)精度指的是在正常生產(chǎn)條件（完好的設(shè)備，使用必需的刀 具和適當(dāng)質(zhì)量的夾具，一定熟練程度等級(jí)的生產(chǎn)工人，合理的定額工時(shí)）下，所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，相應(yīng)的粗糙度稱為經(jīng)濟(jì)粗糙度。 2) 工件的材料性質(zhì) 3) 工件的形狀尺寸 如小孔一般采用鉆、擴(kuò)、鉸的方法；大孔常采用鏜削的加工方法，當(dāng)有孔和外圓時(shí)宜先加工孔。 4) 生產(chǎn)類型 5) 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 對(duì)于較大的平面，銑削加工生產(chǎn)率較高；窄長(zhǎng)的工件宜采用刨削加工；對(duì)于大量生產(chǎn)的低精度孔系，宜采用多軸鉆；對(duì)批量較大的曲面加工，可采用機(jī)械靠模加工，數(shù)控加工和特種加工等加工方法。 6) 具體生產(chǎn)條件 使生產(chǎn)符合實(shí)際，并充分挖掘現(xiàn)有 使用潛力。 7) 特殊要求 。 確定加工方法 平面加工方法：粗銑 —精銑 經(jīng)濟(jì)精度為 IT8~IT10 表面粗糙度為~。 外圓柱面的加工：粗車 —半精車 —精車，經(jīng)濟(jì)精度為 IT7~IT8 ，表面粗糙度~。 未鍛出孔：鉆 —鉸 經(jīng)濟(jì)精度為 IT8~IT9 表面粗糙度為 ~。 小孔加工：鉆 螺紋孔：先鉆后攻絲。 基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇 粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是保證主要加工面有足夠而均勻的加工余量和各待加工 表面有足夠的加工余量；二是保證加工面與不加工面之間的西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 位置精度。 其選擇原則為： 1) 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 2) 合理分配個(gè)加工面的加工余量。 a. 為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)。 b. 為了保證重要加工表面的加工余量均勻，應(yīng)選重要加工面為粗基準(zhǔn)。 c. 粗 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件上各加工表面總的金屬切除量最小。 3) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上通常只使用一次。 4) 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)光潔，要避開鍛造、飛邊和鑄造澆冒口 、分型面、毛刺等缺陷，以保證定位準(zhǔn)確，加緊可靠。當(dāng)使用夾具裝夾時(shí)，選擇的粗基準(zhǔn)面最好使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 因此，選擇外圓 Φ20mm的外圓面做粗基準(zhǔn) 。 精基準(zhǔn)選擇 精基準(zhǔn)的選擇，重點(diǎn)是考慮如何減小工件的定位誤差，保證工件的加工精度，同時(shí)也要考慮工件的裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使零件的制造較為經(jīng)濟(jì)、容易。 其選擇原則為： 1) 基準(zhǔn)重合原則 以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。 2) 基 準(zhǔn)統(tǒng)一原則 加工過(guò)程中采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制定工作，減小夾具設(shè)計(jì)，制造量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備 周期。由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度?；鶞?zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是選擇精基準(zhǔn)的兩個(gè)重要原則。但有時(shí)兩者相互矛盾，必須處理好。當(dāng)遇有尺寸精度較高的表面時(shí)，應(yīng)以基準(zhǔn)重合為主，以免給加工帶來(lái)困難，這時(shí)不宜做到基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，除此之外，均應(yīng)考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3) 自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)加工余量小而均勻時(shí)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 4) 互為基準(zhǔn)原則 用于兩個(gè)有相互位置要求的表面，采用反復(fù)加工，相互作為基準(zhǔn)。 根據(jù)該搖臂支架的技術(shù)要求和裝配要求，選擇搖臂支架 的 底面和搖臂支架耳朵的端面作為精基準(zhǔn)。零 件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行加工。即遵循了 “ 基準(zhǔn)統(tǒng)一 ” 的原則。搖臂支架的底面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工 孔以及搖臂支架的外圓 Φ12mm。搖臂支架耳朵的端面做為精基準(zhǔn)，可以鉆 Φ3mm 孔和 Φ4mm 孔。這樣就實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。同時(shí)也保證了被加工表面的平行度要求。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 工藝路線的擬定 工藝路線方案一 模鍛 工序 1 車外圓、端面、倒角至要求 ， 半精車底面，倒 角，切槽。 工序 2 銑底面和頂面 工序 3 鉆 、 Φ3，鉸孔 Φ4 工序 4 鉆 2Φ2 工序 5 局部淬火 工序 6 磨 2Φ12 工序 7 終檢 工藝路線方案二 模鍛 工序 1 銑底面和頂面 工序 2 外圓、端面、倒角至要求。半精車端面、倒角、切槽。 工序 3 鉆、擴(kuò)孔 鉆、擴(kuò) ，鉆、鉸 Φ3，锪 Φ4 孔。 工序 4 鉆 2Φ2孔 工序 5 局部淬火。 工序 6 磨 Φ12外圓。 工序 7 終檢。 兩個(gè)方案在開始時(shí)加工就出現(xiàn)不同，方案一實(shí)現(xiàn)加工面，方案二實(shí)現(xiàn)加工軸，根據(jù)給定的條件可知， 需先加工作為基準(zhǔn)的底面，而且方案一端面需精加工，因此需兩個(gè)圓柱的粗加工都結(jié)