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毕业设计 等臂杠杆工艺规程及夹具设计.doc

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毕业设计 等臂杠杆工艺规程及夹具设计.doc

机械工艺与夹具课程设计说明书第1页共30页目录前言................................................................................................................................2第1章零件的分析......................................................................................................31.1零件的用途分析...............................................................................................31.2零件的技术要求...............................................................................................31.3零件的工艺分析...............................................................................................31.4确定零件的生产类型.......................................................................................4第2章工艺规程设计..................................................................................................52.1确定毛坯的制造形式.......................................................................................52.2确定毛坯的制造方法.......................................................................................52.3基面的选择.......................................................................................................52.3.1粗基准的选择.........................................................................................52.3.2精基准的选择。.....................................................................................52.4工件表面加工方法的选择...............................................................................52.5选择加工设备及刀、量、夹具.......................................................................62.5确定工艺路线...................................................................................................72.5.1工艺路线方案一.....................................................................................72.5.2工艺路线方案二.....................................................................................82.5.3工艺方案的比较和分析.........................................................................92.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.............................................102.7确定切削用量与时间定额的计算.................................................................12第3章夹具设计........................................................................................................273.1确定设计方案.................................................................................................273.2选择定位元件.................................................................................................273.3计算夹紧力并确定螺杆直径.........................................................................273.4定位误差计算.................................................................................................283.5夹具设计及操作的简要说明.........................................................................28设计心得......................................................................................................................29参考文献......................................................................................................................30机械工艺与夹具课程设计说明书第2页共30页前言机械工艺与夹具技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了,随着工业的迅猛发展机制工艺与夹具技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展,出现了机制工艺与夹具技术系统,并作为一门应用科学已发展成熟,形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计)和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂零件(杠杆)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案。通过这次课程设计与学习,使我能对制造活动有一个总体的、全貌的了解与把握,能掌握金属切削过程的基本规律,掌握机械加工的基本知识,能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数,具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识,初步具备分析解决现场工艺问题的能力。了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况,初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力。机制工艺与夹具技术的应用非常广泛,如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等,行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等,钢铁工业用的冶金机械、提升装置等。应该提及的是,近年来,世界科学技术不断迅速发展,各部门对机制工艺与夹具技术提出了更高的要求。同时,机制工艺与夹具技术与电子技术的配合,广泛应用于智能机器人、海洋开发、高精度零件的制造与加工等,使机制工艺与夹具技术的应用提高到一个崭新的高度。通过设计实践进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中,坚持实践是检验真理的唯一标准,坚持理论联系实际,坚持与机械制造生产情况相符合,使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。由于时间和水平有限,本课程设计难免有不少缺点和错误,恳请老师批评指正。机械工艺与夹具课程设计说明书第3页共30页第1章零件的分析1.1零件的用途分析题目给出的零件是杠杆。它主要的作用是用来支承、固定的、传递力矩的。1.2零件的技术要求杠杆零件的Φ25、Φ10、Φ8四孔的轴线有平行度的要求。现分述如下表表1.1杠杆零件技术要求表加工表面尺寸及公差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/μm形位公差/mmΦ40大表面046.054IT126.3Φ40小表面046.054IT123.2左Φ30表面74.0058,15IT126.3右Φ30表面15IT126.3Φ25孔052.0025IT91.6Φ10孔015.0010IT73.2∥0.1A左Φ8孔Ф015.008,2.084IT71.6∥0.15A右Φ8孔Ф015.008,2.084IT71.6∥0.1A该杠杆的形状特殊、结构简单,是常见的杠杆零件。为实现起功能,对其的配合面要求较高,加工精度要求较高。因其在工作中的工作平稳,故无须进行热处理。综上所述,该杠杆的各项要求制定较合理,符合其功用。1.3零件的工艺分析分析零件图可知,杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工,Φ25、Φ10、Φ8孔的端面均为平面,这样可以防止加工的过程中钻头钻偏,可以机械工艺与夹具课程设计说明书第4页共30页保证加工的精度和配合的精度。另外,除了Φ10孔以外,对其余的三孔的孔内表面的要求较高。要采取必要的措施以保证其表面精度。但这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量地加工出来。端面和孔的加工可以同过通用铣床和钻床保证其加工精度,而不需要使用高精度的机床,通过钻削、铣削的加工就可以达到要求。1.4确定零件的生产类型依设计题目知Q5000件/年,结合生产实际,备用品率a和废品率b分别取3和0.5。代入公式得N5000X(13)X(10.5)5175.75件/年。通过三维软件PROE的实体估算,其重量为6千克,查参考文献得,该杠杆属中型零件由参考文献得,生产类型为大量生产。机械工艺与夹具课程设计说明书第5页共30页第2章工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式杠杆零件的材料为灰铸铁HT200。考虑到杠杆零件在工作中的载荷平稳并且处于润滑状态,因此应该采用润滑效果较好的铸铁,以使金属纤维尽量不被裁断,保证零件工作可靠。2.2确定毛坯的制造方法由于年产量为5000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。毛坯的拔模斜度为5°。又由于零件的对称特性,故采取两件铸造在一起的方法,便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。2.3基面的选择2.3.1粗基准的选择对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的加工表面就是宽度为Ф40mm的肩面表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用一组V形块支承Φ40mm的外轮廓作主要定位,以消除Z、Z、Y、Y四个自由度。再以一面定位消除X、X两个自由度,达到完全定位,就可加工Φ25(H7)的孔。2.3.2精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用Φ25H7的孔作为精基准。2.4工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10H7孔、机械工艺与夹具课程设计说明书第6页共30页钻2Ф015.008的小孔、粗精铣Φ30凸台的平台。材料为HT200,加工方法选择如下1、Φ40mm圆柱的上平台公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。2、Φ40mm圆柱的下平台公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra3.2,采用采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。3、Φ30mm的凸台上下表面公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法。4、钻Φ10H7内孔公差等级为IT7~IT8,表面粗糙度为Ra3.2,平行度为0.1µm(A),采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。5、钻Φ25(H9)内孔公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为Ra1.6,采用钻孔→扩孔钻钻孔→→粗铰→精铰的加工方法,并倒145°内角。6、钻Φ8(H7)内孔公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为Ra1.6,采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。2.5选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择XA6132万能立式升降铣床(参考文献机械工艺设计手册,主编李益民,机械工业出版社出版社),刀具选D50mm的圆柱形铣刀(参考文献机械工艺设计手册,主编李益民,机械工业出版社出版)、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。采用XA6132万能立式升降铣床,刀具选D50mm的圆柱形铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。采用Z550型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀)D23mm,专用钻夹具,专用检具。扩孔钻钻孔Ф25H9使尺寸达到Ф24.8mm。采用立式Z550型钻床,刀具选机械工艺与夹具课程设计说明书第7页共30页D24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。粗铰孔Ф25H9使尺寸达到Ф24.94mm。采用立式Z550型钻床,刀具选D24.94mm的锥柄机用铰刀,专用钻夹具和专用检具。精铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25H9。采用立式Z550型钻床,刀具选D25mm的锥柄机用铰刀,并倒145°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻2Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到Φ9.8mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D9.8mm的直柄麻花钻,专用的钻夹具和量检具。粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ9.96mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D10mm的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具。精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具D10mm的精铰刀,使用专用夹具和量检具。粗铰2Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ7.96mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。精铰2Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D8mm的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具。2.5确定工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领(生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用,它决定了各工序所需专业化和自动化的程度,决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。)已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配以专用夹具,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。2.5.1工艺路线方案一铸造时效

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