左摆动杠杆加工工艺及钻φ12孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

第 1 页 共 37 页 目录 第 1 章 课程设计 摆动杠杆的工艺分析 . 1 摆动杠杆的用途 . 1 . 1 摆动杠杆的工艺分析 . 2 定左摆动杠杆的生产类型 . 2 定毛坯、绘制毛坯简图 . 2 . 2 . 2 定左摆动杠杆工艺路线 . 4 . 4 . 5 . 5 . 5 . 6 工余量、工序尺寸、和公差的确定 . 8 . 8 . 9 削用量、时间定额的计算 . 13 4坯 28下表面 . 13 . 14 槽 . 19 . 19 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 具设计 . 21 第 2 章 综合实践 . 24 具零件三维造型实现方法概述 . 24 具装配三维造型过程简述 . 30 设计小结 . 32 参考文献 . 33 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 第 1 章 课程设计 摆动杠杆的工艺分析 图 1 1 零件图 摆动杠杆的用途 杠杆原理亦称 “ 杠杆平衡条件 ” 。要使 杠杆 平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力 动力臂 =阻力 阻力臂，用代数式表示为 2中，示动力， 示动力臂， 示阻力， 示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力 的几分之一。 表 1摆动杠杆的零件技术要求 加工表面 尺寸及 偏差 差及精度等级 表面粗糙度 摆动杆上面 177 摆动杆右面 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 左摆动杆左面 图 12 图 6 孔 图 12 孔及 12 图 12 盲孔 12 *18 图 15 孔 2 8 摆动杠杆的工艺分析 分析零件图可知，左摆动杠杆的上、左和右端面的粗糙 度要求较高，为 以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。零件中几个孔的要求较高，粗糙度为 孔的直径较小，所以采取钻、粗铰，精铰的加工以确保精度等级。零件中对形位公差的要求并不高。由此，该零件加工方便，工艺性较好。 定左摆动杠杆的生产类型 依设计题目知： Q=5000 件 /年， m=1 件 /年，结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 代入公式得： N=5000 台 /年 /台 X（ 1+3%） X（ 1+ =摆动杠杆重量为 表 1，左摆动杠杆属轻型零件；由表 1，该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。 定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度为 5度。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2知，要确定毛坯的尺寸公差及机 械加工余量，应先确定如下的因素 差等级 由左摆动杠杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 件重量 已知机械加工后的左摆动杠杆的重量为 此可初步估计机械加工前的锻件的重量为 件形状复杂系数 对左摆动杠杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即179 3224详见毛坯图） 件材质系数 由于该材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 碳素钢，故该锻件的材质系数属 件表面粗糙度 由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度 据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二 表 1摆动杠杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量 项目 机械 加 工余 量/寸工差/ 坯 尺 寸/注 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 左 摆 动杠 杆左端面 2*2=4 表 2表2 摆 动杠 杆中端面 2*2=4 2 1157 表 2表2 摆 动杠 杆上端面 2*2=4 181 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表2 15 孔 2*2=4 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表210纹孔 2*2=4 表 2表2 6 孔 2*2=4 表 2表2 12 盲孔 2*2=4 5 表 2表2 2*2=4 表 2表2 2*1=2 表 2表2定左摆动杠杆工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再 确定粗基准。 基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择左摆动杠杆的上端面和左端面买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。另一方面，我们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证“基准重合”的原则。最后一方面，以这两个面为定位基准，在加紧方便。 基准的选择 作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。本例选择右端面为粗基准。 面加工方法的确定 根据左摆动杠杆零件图 上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法。如表三所示 表 1摆动杠杆各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/工方案 备注 左端面 铣 表 1端面 铣 表 1端面 铣 表 12 精铰 表 1 孔 表 15 精铰 表 1螺纹 12 孔左图 表 12 盲孔 精绞 表 1铣 表 1铣 表 1 加工阶段的划分 该左摆动杠杆的质量要求较高，可将加工阶段划分 为粗加工、半精加工和精买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 加工几个阶段。在粗加工阶段，首先应该将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度 ;然后粗钻其他的一些孔，再粗铰 12 、 15 、 6 的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为 孔的精铰加工。 序的集中与分散 由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序 集中的原则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。 序顺序的安排 械加工工序 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面 加工次端面 循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。 处理工序 模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为 241进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增 加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。 助工序 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、清洗和终检工序。 综上所述，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：基准加工 主要表面半精加工 主要孔的精加工 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了杠杆的工艺路线 表 1艺路线 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣 100的上 立铣刀 游标卡尺 2 粗铣 28的下表面 立铣刀 游标卡尺 3 粗铣 28的右端面 立铣刀 游标卡尺 4 精铣 100的上表面 立铣刀 游标卡尺 5 精铣 28的下表面 立铣刀 游标卡尺 6 精铣 28的右表面 立铣刀 游标卡尺 7 钻 12、 12 6 组合钻床 麻花钻 游标卡尺 8 钻 15 12的孔 组合钻床 麻花钻 游标卡尺 9 扩 12 6立式钻床 扩孔钻 游标卡尺 10 扩 15孔 立式钻床 扩孔钻 游标卡尺 11 粗铰 12 6 立式钻床 铰孔钻 内径百分表 12 粗铰 15孔 立式钻床 铰孔钻 内径百分表 13 精铰 12 6立式钻床 铰孔钻 内径百分表 14 精铰 15孔 立式钻床 铰孔钻 内径百分表 15 钻 孔 立式钻床 麻花钻 游标卡尺 16 铣宽 8的槽 立式铣床 立铣刀 角度尺，游标卡尺 17 铣宽 2的槽 立式铣床 锯片铣刀 游标卡尺 18 攻螺纹 立式钻床 丝锥 通规 19 去毛刺 20 检验 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 左摆动杠杆加工工序安排 表 1序安排 工序号 工 序 内 容 简 要 说 明 10 粗铣左右端面及上下端面 “先基准后其他” 20 半精铣左端面，上端面，右端面 “先基准后其他”、 “先主后次” 30 粗钻 12*18孔、 15“先面后孔” 、“先主后次” 40 扩 15 孔，再粗绞 5孔、 12*18 “先粗后精” 50 粗钻 攻螺纹 先粗后精” 60 粗钻 12、 12*11孔、 6孔 “先粗后精” 70 粗扩 12、 12*11孔，精扩 12*11孔，精绞 12 6孔 “先粗后精” 80 粗铣 28精铣 8“先粗后精” 加工余量、工序尺寸、和公差的确定 择加工设备与工艺设备 择机床 根据不同的工序选择机床 1）工序 1、 2、 3、 4、 10、 11 是粗铣和精铣。各工序工步不多成批生产不要求 型号 轴孔锥度 7:24,主轴孔径 25轴转速 651800r/ 工作台面积 (长宽 )1000 250。工作台最大行程 :纵向 (手动 /机动 )620向买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 手动 190动 17070动 350 工作台进给量 :纵向 35980mm/向 25765mm/降 12380mm/作台快速移动速度 :纵向 2900mm/向 2300mm/降 1150mm/作台 槽数 3、宽度 14、槽距 50。主电机功率 2)工 序 5、 6、 7、 8、 9型号 20轴行程 100大钻孔直径 1550mm x 主电动机功率 择夹具 其他的使用通用夹具即可。 择刀具 根据不同的工序选择刀具。 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率， 工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个45 切削温度高 ,而 硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 ,尤其具有高的耐热性 , 在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 1）粗精铣 24 2）粗精铣 28左端面及 177 3 4）铣 8 工余量工序尺寸及公差的确定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线采用计算与查表相结合的方法确定买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 表面 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量见表 1 1序尺寸及加工余量 工序名 称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 6 1155 表面 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量见表 1 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 4 铣 坯 2 26 26 表面 参照 实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量见表 1 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 0 粗铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 表面 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量表 1 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 粗铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 2 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表表 1 表 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 12 扩孔 孔 11 11 11 毛坯 4 8 孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 1 表 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 1 6 钻孔 2 坯 4 2 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 5 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 1表 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及 极限偏差 精绞 15 粗绞 扩孔 钻孔 14 14 14 毛坯 4 11 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 1表 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极 限偏差 粗铣 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 1表 1序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精铣 2 粗铣 2 6 毛坯 4 2 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 削用量、时间定额的计算 精铣宽 24坯 28下表面 工序 10 粗铣宽度为 24下表面 工件材料： 45 机床： 查参考文献 1表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 数 Z=8，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2所以铣削深度 : 每齿进给量据参考文献 3表 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 34 V= 由机床主轴转速 1000 m 54100*0*0001000 rd 按照参考文献 3表 n=300r/际铣削速度 v： m i n/ 进给量 0 工作台每分进给量mf m 88/8.4 a ：根据参考文献 1表 a =30 被切削层长度 l：取 l= 2830 （ 具切出长度 2l 2l =2刀次数为 1 工序 20 精铣宽度为 24坯 28下表面 加工条件： 工件材料： 45钢，锻造。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 机床： 由参考文献 1表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： D=100数 12，此为细齿铣刀。 Z=铣削深度 每齿进给量据参考文献 1表 30 31 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 31 V=s 机床主轴转速 n，由式（ ： m rd 按照参考文献 3表 n=75r/际铣削速度 v: 进给量式 (: 工作台每分进给量m 3 5/25.2 刀具切入长度 1l :精铣时 1l =D=100具切出长度 2l :取 2l =2刀次数为 1 的加工 工序 30、 50、 60 确定钻削用量 确定进给量 f 根据参考文献 1表 28查出 m m /f,由于孔深查 取 。 根据参考文献 1表 28头强度所允许是进给量 。由于机 床进给机构允许的轴向力 5690m (由机床说明书查出 ),根据表 28 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 许的进给量 。由于所选进给量 f 及 f （ 1）确定钻孔 6切削用量 钻孔 6用机床为 具选用 机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔 进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 削速度计算 m （ 3 查得参数为 , 刀 具 耐 用 度T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为1000 v=确定切削时间（一个孔） t = 28 （ 2）钻螺纹孔及攻螺纹 1011 M 钻螺纹底孔 取 （ m ） 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 所以 （ r ） 按机床选取 r （ 所以实际切削速度 （ m ） 切削工时（一个孔）： 212 攻螺纹 1011 M 根据表 4 所以 （ 293 按机床选取 )2 7 2 w 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 12 (3)孔 15 查表 2铰余量为 孔的余量为 孔的余量为 Z=14表 1铰 孔 孔 据上述结果，查表 2工步公差为：精铰， 15 孔， 孔 14 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 其相互关系参看右图 钻孔工步 1）背吃刀量 14）进给量 由表 5取每转进给量 f=r 3)切削速度 由表 5为工件为 45 号钢， v=20m/入公式得 m 010001000 rd 参照表 451 型立式机床的主轴转速取 n=590r/际转速为 m 扩孔工步 1）背吃刀量）进给量 由表 5查得，取 f=mm/r 3）切削速度计算 由表 5v=2 m/m 1 0 001 0 00 rd 参照表 4525型立式钻床单主轴转速，取 n=97 r/ 实际转速m 精铰工步 1）背吃 刀量文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 2）进给量 查表 5f=0.4 mm/r 3)切削速度计算 查表 5v=4 m/m 10001000 rd 参照表 4525型立式钻床的主轴转速，取 n=140 r/际转速 m 工序 40、 70 确定扩孔切削用量 1 确定进给 f 为 1表 28表。根据 f=r。 2）确定切削速度 v及 n 根据参考文献 1表 28 5 表。修正系数： 根据 故 m 5 表m i n/286)221000)/1000 00 （ 表 75 。实际切削速度为 m 110 30 工序 40、 50、 70 确定铰孔切削用量 （ 1） 确定进给量 f 根据参考文献 7表 28f，按该表 注 4，进给量取小植。查 mm/ 。 （ 2）确定切削速度 v及 n 由参考文献 7表 28表。 由 参 考 文 献 1 表 28 得 修 正 系 数 99.0 故 m .8 表买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 m 1 0 0 00 （ 表查 明 书 ， 取 n=100r/实 际 铰 孔 速 度m i n/30 槽 工序 80 r c=90m/n=1000 d= Vf=n r 精铣 r 50m/n=1000 d=Vf=n r 间定额的计算 一、计算 12 盲孔的时间 基本时间的计算 1）钻孔 查表 5l =24 2 )21(c o kl =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/入 j 224 2）扩孔 根据表 5 15 ， 得 )21(c o kl 5.3 mm j 3）铰孔 根据表 5表 5得 20 22 l=24 f=0.4 mm/r , n=140 r/j 02224 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 辅助时间的计算 根据经验公式，辅助时间与基本时间的关系为 （ 本例取则各工步的辅助时间为： 钻孔工步： 孔工步： 铰工步： 他时间计算 除了作业时间之外，每件工序的单位时间还包括布置工作地点时间、休息时间与生理需要时间和准备与终结时间。由于是大批生产，分摊到每个工件的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作时间 作业时间的 2% 7%，休息与生理需要时间 作业时间的 2% 4%,在此均取 3%，则各工序的其他时间（ 可按关系式（ 3%+3%） (计算，他们分别为： 钻孔： 6%（ =孔： 6%（ =孔： 6%（ =件总时间的计算 钻孔工步： 孔工步： 孔工步： 工单件总时间 T=文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 二、钻 11*12 孔 （ 1） 机床的选择：选用 （ 2） 刀具的选择：选用直径 10（ 3） 切削用量选择： 查表得： f=r，进给量取 f=r 当使用高速钢标准锥柄麻花钻加工 f=r， 查出4 mv c ， 则根据 m 410 241 0 0 01 0 0 0 rd vn w 按 床的转速列表查得与 近的转速为n=400r/实际切削速度为 m 04001000 确定 ， f=r， n=400r/v= 4）计算基本工时 11 其中 93l ， 1(c 22 l 所以， f 451 具设计 位方案设计 件在夹具体中的定位 通过分析零件可知， 15的孔是以 12孔的中心轴线、与左端面为设计基准，为保证“基准重合”的原则，选择以下的定位方案： 用定位销定位，定位销位于 12的孔 内 , 限制了两个方向的平动与两个方向的买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 转动自由度； 用支承钉顶住左端面定位，限制一个方向的平动； 用支承钉顶住下端面，与定位销共同限制一个方向的转动； 由上分析，此种定位方案共限制了 6个自由度，实现了完全定位，保证加工的准确性。 位误差的分析 由于实现了定位基准与设计基准的统一，所以基准不重合度误差为 0。基准位移误差为 15孔的加工误差，所以此种定位方案实现了定位误差的最小。 向装置设计 根据工序 7的加工工步：钻孔 铰孔。与 加工所用的刀具（铣刀）与机床（四面组合机床），采用快换钻套与衬套想配合的方式作为铣刀与钻刀的导向装置。 快换钻套的选取：根据经验公式 H=（ 1 d 可以确定钻套的高度为 15 根据表 9 衬套的选取：根据所选的快换钻套，选取与之配合的衬套。 排屑间隙的确定：根据经验公式 h=（ 取 12。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 根据定位装置与快换钻套与衬套，设计钻模板。 紧装置设计 根据支承钉钉分布情况与工件的定位方法，采用两种相辅相成的夹 紧方式： 夹紧螺钉定位，使夹紧力指向定位基准；偏心轮夹紧，并使夹紧力指向下端面。此种夹紧方案，能限制所有方向的移动与转动，夹紧可靠，保证加工精度。 具体如装配图。 具体设计 根据定位方案、导向装置、夹紧装置的要求，并考虑结构公益性和清除切削等要求，设计夹具体，具体见夹具体图。 案综合评价与分析 此套方案，从机械加工工艺规程设计到夹具体的设计，都是在分析零件的功能与工艺性的基础上展开的。工艺规程制定合理、规范，有很强的实用性。夹具体的设计，从定位方案的设计，到导向装置与夹紧装置的设计，也是 以零件为基本，所以做到合理。 总之，这套方案合理、规范，使用性强。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951