杠杆（二）加工工艺及M4螺孔 钻、攻夹具设计【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 北 华 航 天 工 业 学 院 机械制造专业方向课程综合设计 课程设计报告 报告题目： 机械制造专业方向课程综合设计 作者所在系部： 机械工程系 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2014 年 12 月 24 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 . 1 件的功用 . 1 件的技术要求 . 1 查杠杆的工艺性 . 1 定杠杆的生产类型 . 2 定毛坯尺寸、设计毛坯图 . 2 定毛坯制造方法 . 2 定毛坯尺寸公差和加工余量 . 2 定毛坯尺寸 . 2 定毛坯尺寸公差等级和公差 . 3 制毛坯图 . 4 . 4 择定位 基准 . 4 基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 面加工方法的确定 . 5 工阶段的划分 . 6 序集中与分散 . 6 序顺序的安排 . 7 械加工工序的安排 . 7 处理工序及表面处理工序的安排 . 8 助工序安排 . 8 定工艺路线 . 8 加工 孔 ) . 9 定加工方案 . 9 定加工余量 . 9 算两次工序尺寸的基本尺寸 . 10 次工步计算 . 10 孔工步 . 10 丝孔工步 . 10 . 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工步时间定额的计算 . 11 孔工步 . 11 攻工步 . 11 助时间的计算 . 11 . 11 题的提出 . 12 位方案设计 . 12 述方案的比较 . 12 紧力方向的选择 . 12 紧力作用点的选择 . 13 削力及夹紧力计算 . 13 具操作简要说明 . 13 . 13 参考文献 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 课程设计任务书 课题名称 杠杆（二）加工工艺及 孔 钻、攻夹具设计 完成时间 指导教师 职称 副教授 学生姓名 班 级 总体设计要求和技术要点 设计要求： 1. 学会设计给定零件的工艺规程，并根据要求完成机械加工工艺过程卡片相应的内容，最终掌握中等复杂零件的机械加工工艺过程的设计能力； 2. 学会专用机床夹具的设计方法，并完成装配图的绘制。 3. 学会运用各种设计资料、手册、国家标准等。 技术要 点： 1. 正确分析零件的结构和技术要求； 2. 确定合理的机械加工工艺过程和各工序内容，包括定位基准的确定、加工方案的确定、加工顺序的确定、加工阶段的划分、加工余量以及工序尺寸、工时定额、切削用量的确定等； 3. 根据某工序要求，确定专用夹具的定位方案、夹紧方案、对刀导引方案等等； 4. 制定合理的机床夹具的总体方案，并画出装配图； 标注夹具的技术要求。 工作内容及时间进度安排 本设计时间为 3 周，其进度和时间安排如下（供参考）： 1. 熟悉零件及各种资料，对零件图进行结构和工艺分析 约 8% 2. 机械加工工艺过程设计（毛坯尺寸确定，拟定工艺路线，选择加工设备与工艺装备等） 约 8% 工余量，切削用量，工序尺寸，工序简图，填写工艺过程卡片） 约 25% 4. 夹具设计（草图、总装图） 约 40% 5. 撰写说明书 约 15% 6. 质疑或答辩 约 4% 课程设计成果 1零件图 1 张 （ 1:1） 2. 机械加工工艺过程卡片： 1 套（按规定格式） 3机床夹具总装图： 1 张（ 1： 1） 4. 夹具体零件图 1 张（ 1:1） 5. 课程设计报告 ： 1 份（ 按规定格式 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 本零件为用于某些机械中的杠杆，其功用是传递驱动力。 该杠杆形状复杂、结构简单，属于典型的杠杆类零件。为实现传递驱动力的功能，其杠杆各孔与机器有配合要求，因此加工精度要求较高。杠杆左端两臂内表面在工作中需承受较大的冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理；为保证装配时有准确的位置， 8 20 8要求，中间孔与两端的孔的平行度为 综上所述，该杠杆的各项技术要求制定的较合理，符合该零件在传递驱动力中的功用。 分析零件图可知，杠杆零件中的 8 20 8尺寸及偏差 /差 /表面粗糙 度 位公差 / 20孔外端面 15 35孔外端面 15 16孔外端面 6 10孔上端面 插槽内表面 5 8 8 20 20 8 8 10孔加工 10 左端缺口 8 ， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 面均要求铣削加工 ,并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了其接触刚度； 80以防止加工过程中钻头偏离，以保证加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工 作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 依题目可知，该杠杆生产类型为中批量生产。 定毛坯尺寸、设计毛坯图 零件材料是 件年产量为中批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型中的金属模铸造。零件形状复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近， 8 8间 20坯尺寸通 过确定加工余量后再决定。 定毛坯尺寸 分析本零件，所有加工表面 此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量即可 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量 /明 8孔外端面 15边余量 20外端面 15边余量 8外端面 6边余量 10 孔上 边余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 定毛坯尺寸公差等级和公差 （ 1） 确定毛坯尺寸公差等级由课程设计指导书中表 2批量生产的毛坯铸件的公差等级表确定毛坯的尺寸的公差等级。由于铸件材料为球墨铸铁加工方法为金属型铸造，确定毛坯尺寸公差等级为（ 2） 确定毛坯尺寸公差 查 机械制造工艺设计简明 艺手册中确定本零件的毛坯尺寸公差如下。 杠杆尺寸公差 端面 两 85边余量 缺口 8边余量 零件毛坯尺寸 公差 8孔外端面 20外端面 8外端面 10 孔上端面 8之间的表面 口 8文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 制毛坯图 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量得到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 基准的选择 根据该杠杆零件的技术要求和装配要求 ,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以 20孔为精基准，基本满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 基准的选择 重点考虑到既要保证在各加工面均有 加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选杠杆零件 20 8端面为粗基准。 1、杠杆零件中零件 20 8外端面，它是毛坯铸造出来之后第一个加工的端面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为 据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、 10孔上端面，表面粗糙度为 据表面粗糙度要求我们采取粗铣的加工方式。 3、 8面 粗糙度 为 据表面粗糙度要求我们采取粗铣 半精铣的加工方式。 4、两 8表面需要检查，要求检查范围与80内，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣 半精铣的加工方式。 5、 20将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要求我们采取粗扩 精扩 铰的工序过程，最终完成 20 6、 8 8工时对于 20面粗糙度为 据表面粗糙度要求我们采取钻 精铰的加工方式。 7、 10孔加工，表面粗糙度为 据表面粗糙 度要求我们采取钻孔就能达到要求。 8、缺口的加工，表面粗糙度为 据表面粗糙度要求我们采取粗车就能达到要求。 9、 虑到工艺要求，我们采取钻、攻丝两步工序。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 各表面加工方案如下表 加工表面 尺寸精度等级 表面粗超度 m 加工方案 备注 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 20 8铣 半精铣 表 1 10孔上端面 铣 表 1 8铣 半精铣 表 1 8铣 半精铣 表 1 20扩 精扩 铰 表 1 8 精铰 表 1 8 精铰 表 1 10孔加工 表 1口的加工 铣 表 14螺孔加工 攻 表 1该杠杆加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准 （ 20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；然后粗铣三个圆孔的外端面、粗铣 10孔上端面以及两 8 8口的粗铣、钻 10孔及 精加工阶段，进行三个圆孔的外端面的半精铣、 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 在生产纲领一确定成批生产的情况下，考虑到经济效益，工艺简单，尽量降低成本等因素我们采用工序集中。该杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万用型机床配以专用工、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，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 械加工工序的安排 方案一： 1、粗扩 精扩 铰 20 2、粗铣 半精铣 20 8外端面 3、粗铣两 8之间的表面 4、粗铣 半精铣 8的外端面 5、检验 6、粗铣 10 孔上端面 7、粗铣缺口 8、钻 精铰 8及 8 9、钻 10 孔 10、钻 攻 孔 方 案二： 1、粗扩 精扩 铰 20 2、钻 精铰 8及 8 3、粗铣 半精铣 20 84、粗铣两 8之间的表面 5、检验 6、钻 10 孔 7、粗铣 10 孔上端面 8、粗铣 半精铣 89、 粗铣缺口 10、钻 攻 孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 处理工序及表面处理工序的安排 1、铸造成型后，为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序：时效处理。 2、在粗加工之后，为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理 工序：人工时效处理 助工序安排 在粗加工和热处理后，安排去毛刺；在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述：该杠杆工序的安排顺序为：基准加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 热处理 主要表面精加工。 对于上述工序安排的两个方案进行比较： 方案一工序相对集中，便于管理。方案二则采用工序分散原则，各工序工作相对独立。考虑到该零件生产批量较大，工序集中可简化调整工作，易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率，故采用方案一较好。 在综合考虑上述 工序顺序安排原则的基础上，下表列出了杠杆的工艺路线。 杠杆工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗扩 、精扩、铰20 四面组合钻床 麻花钻、扩孔钻、铰刀 卡尺、塞规 2 粗铣 20 8立式铣床 铣刀 游标卡尺 3 半精铣 208立式铣床 铣刀 游标卡尺 4 粗铣两 8立式铣床 铣刀 游标卡尺 5 粗铣 8立式铣床 铣刀 游标卡尺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 6 半精铣 8立式铣床 铣刀 游标卡尺 7 去毛刺 钳工台 平锉 8 检验 塞规、百分尺、卡尺等 9 粗铣 10孔上端面 立式铣床 铣刀 游标卡尺 10 粗铣缺口 立式铣床 铣刀 游标卡尺 11 钻 精铰 8四面组合钻床 麻花钻、扩孔钻 卡尺、塞规 12 钻 10孔 立式钻床花钻 塞规 13 钻、攻 孔 四面组合钻床 麻花钻、丝锥 塞规 14 清洗 清洗机 15 终检 塞规、百分表、卡尺等 加工 孔 ) 根据课程设计指导书中表 2孔最大公称直径为 4差等级为 ，公差为 由表 得对于中批生产，采用金属型铸造成型，取其尺寸公差等级为 8 级，加工余量等级为 F 级 . 的加工余量），查得：钻孔的加工余量为 螺纹孔前钻孔用麻花钻直径），查的：钻孔用的麻花钻直径为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 用丝锥的参数），查的： 尺寸的基本尺寸 攻螺纹后孔的最大公称直径尺寸为 4表 普通粗牙螺纹内孔的直径为 钻孔工序的加工尺寸为： 孔工步 1、背吃刀量的确定 取 、进给量的确定 查表 取该工步的每钻进给量 f=r 3 、 切 削 速 度 的 计 算 查表 v=15m/ 由公式得： n=1000 v/000 15/(1447r/照表 四面组合钻床，主轴钻速可取 n=1360r/此带入公式 实际钻削速度 v=n d/1000= 攻丝孔工步 1、背吃刀量的确定 取 、进给量的确定 查表 取该工步的每钻进给量 f=r 3 、 切 削 速 度 的 计 算 查表 v=10m/ 由公式得： n=1000 v/000 10/(796r/照表 四面组合钻床，主轴钻速可取 n=780r/此带入公式（ 5际钻削速度 v=n d/1000=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 孔工步 根据表 削基本时间的计算），钻孔的基本时间可由下面公式计算 (l1+l2+l)/中： D/2） 12)=2,代入可得 丝攻 工步 根据表 丝攻螺纹基本时间的计算），攻孔的基本时间可由下面公式计算 (l1+l2+l)/l1+l2+l)/i 式中： 13） P 23） P 代入可得 辅助时间的计算 由公式 计算钻孔工步的辅助时间 算攻孔工步的辅助时间 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 6 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计钻 4 孔，本夹具将用于四面组合钻床， 刀具为麻花钻、丝锥。 本夹具是用来加工 纹孔时的夹具 ,加工该螺纹孔需要两道工序才能完成，并且螺孔的中心线与工件水平线有一定的角度要求 ,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率 ,降低劳动强度 ,保证精度。 定位方案设计 对于该杠杆零件的夹具设计中的定位方案的设定，在课程设计前期设定方案一，在设计中后期设定了方案二，将其列于下面进行比较。 方案一： 分析该零件图的工艺性，采用一面一孔定位一面夹紧的定位方式。并采用手动夹紧的方式。选择 20为定位孔， 20侧的外端面为定位面，另一端面受夹紧力。夹具体采用左右面宽，下端面窄的“ G”形夹具体形式。 方案二： 分析该零件图的工艺性，并考虑到机床的结构限制，所以采用一面两孔的定位方法。选择 20及 20为定位孔， 20一侧受夹紧力作用夹紧。夹具体采用结构均匀的“ L”形夹具体形式。 述方案的比较： 分析加工 纹孔时的工序定位要求可知，该工序定位需要限制六个自由度。方案一的定位方法，只能保证限制五个自由度，无法限制在工件在销的轴向上的转 动，属于欠定位，在加工该工序时容易由于工件的转动而导致孔的中心的变动，从而导致孔径的变化。方案二，在方案一的基础上加了一个“削边销”来限制第六个自由度，将零件固定，其定位符合要求，能保证加工精度要求。 分析夹具体的铸造问题，方案一的夹具体不符合铸造件的要求，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 铸造件要求壁厚均匀，并且“ G”形工件无法铸造，相比方案二，保证了铸造件的壁厚均匀，并且“ L”形工件，形状简单，铸造方便。 分析夹紧力的动力源，方案一采用手动夹紧。对于该工件属于中批量生产，手动显得工作效率，不能满足生产纲领。相比之下方案一，采用气压作为夹 紧的动力源，虽然存在一定的不稳定性，但对于总体加工并无影响，能保证工作效率，满足生产纲领。 综上所述，选择方案二比较好。该方案可靠，操作方便、工作效率高。 紧力方向的选择。 考虑到夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。所以选择夹紧力方向为垂直于主要定位基准面，以保证工件夹紧的稳定性。并与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。即夹紧力方向向左。 紧力作用点的选择 夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。选择时注意：应落在支撑元件上或 几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。下端面作用面积大，稳定，所以夹紧力作用在杠杆中间大圆的外端面上。 削力及夹紧力计算 在加工过程中 ,钻、攻螺纹孔时的主要切削力为钻头或丝锥的切削方向 ,即垂直于第一定位基准面 ,只要夹紧杠杆中间大圆的外端面即可，无须再对切削力进行计算。 具操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠汽缸控制压力杆 的收缩即可轻松实现。 在老师的指导下，顺利完成了机械制造课课程设计的全部内容。通过这次的课程设计，收获颇多。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 1、 对理论知识有了更深的理解 通过对实际零件的功用分析、工艺分析、机械加工工艺规程设计及 指定工序的专用机床夹具设计等学习，对于以往学过的课程中的知识点有了更系统化的复习，对于这些理论知识有了更深的理解。 2、 对理论知识在实践中的应用有了更深的理解 通过这次专用夹具的设计，完全是自己运用所学知识，通过查找资料，根据实际工作情况完成该零件的夹具设计，使自己更加形象的理解了理论 知识在实际中的运用。 3、 激发了自己学习的积极性 通过该课程设计，使我全面系统的理解了专用夹具设计的基本实现方法。把僵硬的课本知识变的生动有趣，激发了学习的积极性。把学过的机械制造知识强化，能够把课堂上的知识通过自己的设计实践化，加深了对理论知识的理解。 4、 理解了该知识点以及学科之间的融合渗透 本次课程设计部分是运用机械制造基础课中的夹具设计知识点完成的，在设计的过程中运用了，机械制图、互换性与测量技术、工程材