CA6140杠杆的加工工艺及夹具设计说明书（论文）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 杆的加工工艺及夹具设计 摘 要 本设计是 杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆45 外圆面作为粗基准，以 25 孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基 准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 关键词 杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is to of in to of is of of to is to 5 as to 5 as is to be as In of In of of by is It is is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 摘 要 . . 1 绪论 . 1 . 1 具 的基本结构及设计内容 . 1 2 杠杆加工工艺规程设计 . 3 . 3 . 3 . 3 相应措施 . 4 . 4 . 4 . 4 序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 . 6 . 17 . 25 3 专用夹具设计 . 25 5 夹具设计 . 26 . 26 . 26 . 27 套、钻模板及夹具体设计 . 27 . 27 . 27 0. 28 . 28 . 28 . 29 . 29 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 35 . 35 8螺纹孔夹具设计 . 36 . 36 . 36 . 37 力的计算 . 37 套、钻模板及夹具体设计 . 38 . 38 . 38 . 39 4 总结 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用 是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 题背景及发展趋势 材料 、 结构 、 工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的 “ 功能 ” 。 技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现， 必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种 ，对 中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对 机床夹具提出更高的要求。 具的基本结构及夹具设计的内容 按在夹具中的作用 ,地位结构特点 ,组成夹具的元件可以划分为以下几类 : (1)定位元件及定位装置； (2)夹紧元件及定位装置 (或者称夹紧机构 )； (3)夹具体 ； (4)对刀 ,引导元件及装置 (包括刀具导向元件 ,对刀装置及靠模装置等 )； (5)动力装置； (6)分度 ,对定装置； (7)其它的元件及装置 (包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉 ,销钉 ,键和各种手柄等 )； 每个夹具不一定所有的各类元件都具备 ,如手动夹具就没有动力装置 ,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夹具上还需要设有其它装置及机构 ,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（ 1）定位装置的设计；（ 2）夹紧装置的设计；（ 3）对刀 4）夹具体的设计；（ 5）其他元件及装置的设计。 2 杠杆加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。 件的工艺分析 零件的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： （ 1）主要加工面： 1）小头钻 及与此孔相通的 14 阶梯孔、 纹孔； 2）钻 孔及铣 孔平台； 3）钻 2 纹孔； 4）铣杠杆底面及 2 纹孔端面。 （ 2）主要基准面： 1）以 45 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括： 孔、杠杆下表面 2） 以 孔为中心的加工表面 这一组 加工表面包括： 14 阶梯孔、 纹孔、 孔及 孔平台、 2 纹孔及其倒角。 其中主要加工面是 纹孔和 孔平台。 杠杆的 25 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工 25 孔的是立式钻床。工件以 25 孔下表面及 45 孔外圆面为定位基准，在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工 25 时，由于孔表面粗糙度 为 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。 本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 立式铣床。孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面：包括粗精铣宽度为 30下平台、钻 锥孔， 由于30下平台 的表面、 孔表面粗糙度都为 。其中主要的加工表面是孔 用 球检查。 本套 夹具中用于加工与 25 孔相通的 纹底孔是用立式钻床。工件以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 孔及其下表面和宽度为 30下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 纹底孔时，先用 7 麻花钻钻孔，再用 丝锥攻螺纹。 杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 定毛坯的制造形式 零件的材料 于年产量为 4000 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。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 面的选择 （ 1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗 基 准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个 V 形块支承 45 圆的外轮廓作主要定位，以限制 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 25 的孔。 （ 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 25的孔作 为精基准。 定工艺路线 表 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 序 3 粗精铣宽度为 30工序 4 钻 工序 5 加工 纹孔，锪钻 14 阶梯孔 工序 6 粗精铣 2端面 工序 7 钻 2纹底孔孔，攻螺纹孔 2序 8 检查 表 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 序 3 粗精铣宽度为 30工序 4 钻 工序 5 粗精铣 2端面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序 6 钻 2孔，加工螺纹孔 2表 序 7 加工 纹孔，锪钻 14 阶梯孔 工序 8 检查 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5钻 14 孔，再加工螺纹孔 为“工序 7粗精铣 端面 ”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 25孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻 锥 孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选 第二条工艺路线 而先 上端面 ， 再“ 钻 14 孔，加工螺纹孔 不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 表 终工艺过程 工序 1 粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 式升降台铣床 工序 2 加工孔 25。钻孔 25的毛坯到 22孔 22孔 证粗糙度是 535。采用专用夹具。 工序 3 粗精铣宽度为 30下平台，仍然采用立式铣床组合夹具。 工序 4 钻 锥孔，采用立式钻床 保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。 工序 5 加工螺纹孔 钻 14 阶梯孔。用组合夹具，保证与垂直方向成 10。 工序 6 粗精铣 。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成 36的台肩。用卧式铣床 用组合夹具。 工序 7 钻 2纹底孔、攻 2纹用立式钻床 保证加工的孔的位置度，采用专用夹具 工序 8 检查 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 坯的重量 产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造 , 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义 上 的加工余量，实际上加工余量有最大加工余 量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有： (具体见零件图 )故台阶已被铸出 ,根据 参考文献14的铣刀类型及尺寸可知选用 6半精铣与精铣的加工余量都为 1）加工 25 的端面，根据 参考文献 8表 4表 4虑 3加工 2金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1理上下端面的加工余量都是 2 2）对 25 的内表面加工。 由于内表面有粗糙度要求 次精加工 可达到要求。 3）加工宽度为 30下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求 ，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是 4）钻锥孔 要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用 12 的钻头，切削深度是 5）钻 14 阶梯孔，由于粗糙度要求 ，因此考虑加工余量 2一次粗加工 次精加工 可达到要求。 6）加工 孔，根据 参考文献 8表 4虑加工余量 一次钻削加工余量 次攻螺纹 可达到要求。 7）加工 2纹，根据 参考文献 8表 4虑加工余量 一次钻削加工余量 次攻螺纹 可达到要求。 8）加工 2面，粗加工 2金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工 1达到要求。 定切削用量 工序 1：粗、精铣 25 孔 下平面 （ 1）粗铣 25 孔下平面 加工条件： 工件材料： 造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机床： 式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=以铣削深度齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1000式（ 式中 V 铣削速度； d 刀具直径。 由式 床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 300 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /a Z n m m s 工作台每分进给量4 . 8 / 2 8 8 / m i m m s m m a：根据参考文献 7表 40a （ 2）精铣 25 孔下平面 加工条件： 工件材料： 造。 机床： 式铣床。 参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15 100D ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=削深度齿进给量据参考文献 7表 30 31，取 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 V m s 机床主轴转速 n ，由式（ ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i 1 4 1 0 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按照参考文献 7表 75 / 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量式（ ： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i m m s m m 工序 2：加工孔 25 到要求尺寸 工件材料为 ，硬 度 200的直径为 25差为 面粗糙度 加工机床为 式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔 22准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 准高速钢扩孔钻；铰孔 25准高速铰刀。选择各工序切削用量。 （ 1）确定钻削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28 4 7 0 . 5 7 /f m m r表 ，由于孔深度比 0/ 3 0 / 2 2 1 . 3 6， ，故( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1 /f m m r 表 。查 式钻床说明书，取0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据表 28许的进给 量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 2）确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 1 mP 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为： 0 2 2 1 9 5 / m i n 1 4 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由表 281 M F M ，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 3）校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 22d 0 /f m m r ， 195 / m ， 14 / 相应地 5016， m， （ 2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28f 表 （ 0 . 7 0 . 8 ） m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根据 床说明书 ，取f =r。 2）确定切削速度 v 及 n 根据 参考文献 7表 28 2 5 / m 。修正系数： ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2 根 据 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / )n v d 表 （ 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 )2 8 6 / m i nm m m 查机床说明书，取 275 / m 。实际切削速度为 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 02 1 . 3 / m i nm m （ 3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 281 . 3 2 . 6f m m表，按该表注 4，进给量取小植。查 明书，取 f mm r 。 2）确定切削速度 v 及 n 由 参考文献 7表 28 8 m 。由 参考文献 7表 28修正系数 ， 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2根 据 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / ( )n v d 表 1 0 0 0 7 . 1 4 ( / m i n ) / ( 2 5 )9 1 . 5 / m i n m m 查 明书，取 100 / m ，实际铰 孔速度 30 10v d n 32 5 1 0 0 / m i n 1 0 7 . 8 / m i nm m r m （ 4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：0 22d 0 /f m m r ， 195 / m ， 14 / 扩孔：0 0 /f m m r ， 275 / m ， 2 1 m 铰孔：0 25d f mm r ， 100 / m ， m 工序 3：粗精铣宽度为 30下平台 （ 1）粗铣宽度为 30下平台 加工条件： 工件材料： 造。 机床： 式铣 床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2以铣削深度2pa 齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣 削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 V m s 。 由式 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 300 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /a Z n m m s 工作台每分进给量4 . 8 / 2 8 8 / m i m m s m m a：根据参考文献 7表 30a 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 30l ， 刀具切入长度 1l ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 式（ 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 3 0 ) ( 1 3 ) 5 . 3 刀具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 （ 2）精铣宽度为 30下平台 加工条件： 工件材料： 造。 机床： 式铣床。 由参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15 100D ， 齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=削深度齿进给量据 参考文献 7表 30 31，取 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 V m s 机床主轴转速 n ，由式（ ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 75 / 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量式（ ： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 工序 4： 钻 锥孔 工件材料为 ，硬度 200的直径为 。加工机床为 式钻床，钻孔 12 准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。 （ 1）确定钻削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28 4 7 0 . 5 7 /f m m r表 ，由于孔深度比 0/ 3 0 / 2 2 1 . 3 6， ，故买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1 /f m m r 表 。查 式钻床说明书，取0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 2）确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率考文献 7表 28插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 1 mP 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m