铣床（等臂）杠杆 加工工艺和钻2-φ8孔夹具设计[版本2]【课程资料 含全套CAD图纸】

目录 1 杠杆的工艺分析及生产类型的确定 . 1 件的作用 . 1 杆的技术要求 . 1 查杠杆的工艺性 . 1 定杠杆的生产类型 . 1 2 确定毛坯 . 2 择毛坯 . 2 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 3 拟定杠杆的工艺路线 . 3 位基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 面、孔加工方法的确定 . 3 工阶段的划分 . 4 序的集中与分散 . 4 序顺序的安排 . 4 械加工工序 . 4 处理工序 . 5 助工序 . 5 定加工路线 . 5 4 机床设备及工艺装备的选用 . 7 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 床设备的选用 . 7 艺装备的选用 . 7 5 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 8 6 切削用量、时间定额的计算 . 9 削用量的计算 . 9 孔工步 . 9 铰工步 . 9 铰工步 . 9 间定额的计算 . 10 本时间 计算 . 10 助时间 计算 . 11 他时间的计算 . 11 件 时间 计算 . 11 7 夹具设计 . 12 题的提出 . 12 具设计 . 12 定位方案 . 12 紧机构 . 12 具体 . 12 位误差分析 . 13 削力及夹紧力的计算 . 13 8 心得体会 . 15 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 参考文献 . 16 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 摘要 本次课程设计的题目为： “杠杆 ”零件加工工艺规程及加工 8工序专用夹具。 本次课程设计综合利用了以前学过的机械制图学、机械原理、机械设计学、互换性与测量技术基础、机械制造技术基础学等课程，这次课程设计对我们以后的学习和工作有很大的帮助作。 通过本次课程设计，我们学会了加工零件的方法，并能够设计加工零件某个工序的夹具机构，使得我们在以后的工作中能够很快的适应工作。我们在设计的时候也互相研究和切磋，使我们对以前的课程有了更好的理解。在设计的时候，指导老师给予了我悉心的指导，让我能够更好更快的做完本次课程设计。 由于本人水平有限，再加上时 间仓促，设计当中有很多缺点和不足， 恳买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 请老师给予指导。 he mm of a of on of of or we of be to of a of us in to to we so a In of me to 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 is of I to 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 1 杠杆的工艺分析及生产类型的确定 件的作用 题目所给定的零件是杠杆，其主要作用是传递和转换力和运动，其主要工作面是左右两个小孔和左边下端面、右边上端面。 杆的技术要求 将该杠杆的全部技术要求列于表 1 1工表面 尺寸及偏差 差及精度等级 表面粗糙度 m 形位公差 间 25 左 8 右 8 前 10 中间上端面 0 中间下端面 0 左边上端面 右边上端面 0 查杠杆的工艺性 分析零件图可知，该杠杆四个孔、中间两个端面、左边下端面和右边上端面均要求切削加工，并且这几处表面粗糙度和公差等级不算太高，所以该零件的工艺性较好。 定杠杆的生产类型 依设计题目知： Q=8000 台 /年；结合生产实际，备品率和废品率分别是 3%和 5%。代人指导书中公式（ 1 N=8000+3%)X（ 1+5%） = /年，则该杠杆的生产类型为大中批生产。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 2 确定毛坯 择毛坯 根 据零件图，零件材料确定毛坯为灰铸铁 过计算和查阅相关资料可知，生产类型为中批或大批量生产，可采用金属型铸造毛坯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。拔模斜度为 5。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 用查表法确定各加工表面的总余量，见表 2 2工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 中间 40端面 54 F 左边下端面 58 F 右边上端面 11 F 由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表 2 2要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 间 40端面 54 9 边下端面 58 5 边上端面 11 文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 3 拟定杠杆的工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理 ， 可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中 会 问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废， 使 生产无法正常进行。 基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。根据该杠杆零件的技术要求和装配要求，选择 25孔和中间圆柱下端面作为精基准。 基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当 选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，杠杆以 40 面、孔加工方法的确定 根据杠杆零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表 3 表 3杆各表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方案 备注 中间 25 铰 表 1 8 精铰 表 1 8 精铰 表 1 10 表 1间上端面 铣 表 1文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 中间下端面 铣 表 1边上端面 铣 表 1边上端面 铣 表 1工阶段的划分 该杠杆的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。加工过程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各细节部分。 序的集中与分散 该零 件选用工序集中原则安排加工工序。该杠杆的生产类型是中、大批生产，可以采用专用机床配以专用夹具，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。 序顺序的安排 械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面。 （ 4）遵循“先面后孔”原则，先加工端面，再加工孔，确 定工艺路线。 制定机械加工工序如下： 工序 1 粗铣中间下、上端面 工序 2 半精 铣 中间下端面 工序 3 钻、扩、铰 25工序 4 粗铣左边下端面 工序 5 半精铣左边下端面 工序 6 粗铣右边上端面 工序 7 半精铣铣右边上端面 工序 8 钻、铰前 10 选用 工序 9 钻、粗铰、精铰左 8 选用 式钻床加工 工序 10 钻、粗铰、精铰右 8 选用 式钻床加工 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 处理工序 加工之前进行时效处理。 助工序 在 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，该杠杆加工工序的安排顺序为：热处理（时效处理） 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 主要表面精加工。 定加工路线 在综合考虑上述工序安排的原则基础上，由表 3 表 3序号 工序名称 设备 工艺装备 量具 1 粗铣中间下、上端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 2 半精 铣 中间下端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 3 钻、扩、铰 25四面组合钻床 麻花钻、扩孔钻、绞刀、专用夹具 游标卡尺、塞规 4 粗铣左边下端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 5 半精铣 左边下端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 6 粗铣右边上端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 7 半精铣右 边上端面 立式铣床 速钢套式面铣刀、专用夹具 游标卡尺 8 钻、铰前 10四面组合钻床 直柄短麻花钻、专用夹具、绞刀 游标卡尺、塞规 9 钻、粗铰、精铰左 四面组合钻床 直柄麻花钻、专用夹 内径百分买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 8 具、绞刀 尺、塞规 10 钻、粗铰、精铰右 8 四面组合钻床 直柄麻花钻、专用夹具、绞刀 内径百分尺、塞规 11 去毛刺 钳工台 平锉 12 中检 塞规、百分表、卡尺等 13 清洗 清洗机 14 终检 塞规、百分表、卡尺等 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 4 机床设备及工艺装备的选用 床设备的选用 在大中批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提 出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合机床”。主要以由表 艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。 刀具、量具已经在表 3 该零件的生产类型为大中批生产，所选用的夹具均为专用夹具。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 5 加工余量、工序尺寸和公差的确定 该说明书只对对第 9 道工序进行相关计算。 毛坯为实心，由指导书中表 2 钻孔： Z=铰： Z=铰： 87 由表 1铰： 铰： 据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰： 粗铰： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸和公差分别为：精铰： ；粗铰： ；钻孔： 。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 6 切削用量、时间定额的计算 削用量的计算 计算工序 9 钻、粗铰、精铰左边 8 孔工步 1）背刀吃量 取 p= 2）进给量的确定 由指导书中表 5取该工步的每转进量 f=r。 3）切削速度的计算 由指导书中表 5工件材料为铸铁 条件选取，切削速度 v=15m/取。由指导书中公式（ 5 n=1000v/ d 可求得该工序钻头钻速 n=据指导书中表 4 立式钻床得主轴转速，取转速 n=680r/将此转速代入公式v=n d/1000= 铰工步 1）背吃刀量的确定 取背吃刀量 p= 2）进给量的确定 由指导书中表 5取该工步的每转的进给量 f=r。 3）切削速度的计算 由指导书中表 5工件材料为灰铸铁 条件选取，切削速度可以取为2m/指导书中公式（ 5 1000 /n v d 可求得该工序钻头转速 n =80 r/照指导书中表 4525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n =97r/将此转速带入指导 书 中 公 式 （ 5 ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度/ 1000v n d =97r/ 000= 铰工步 1)背吃刀量的确定 取双面背吃刀量 p= 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 2)进给量的确定 由指导书中表 5取该工步的每转的进给量 f=r。 3)切削速度的计算 由指导书中表 5工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为 4m/指导书中公式（ 5 1000 /n v d 可求得该工序钻头转 速 n =照指导书中表 4列 立式钻床的主轴转速，取转速 n =195r/将此转速带入指导书中公式（ 5 ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度/ 1000v n d =195r/ 8000= 间定额的计算 本时间 计算 1）钻孔工步 根据指导书中表 5孔的基本时间可由公式 12t = / ( ) /L fn l l l 求得。 l =1511 c o t (1 2 )2 rD =12 l ; f=r;n=680r/该工步的基本时间t=(15+)/r /680r/）粗铰工步 根据指导书中表 5圆柱孔的基本时间可由公式 j 1 2( ) /L f n l f nt l l 求得。式中 1l 、 2l 由指导书中表 5 r =15 、 p=(2=件查得 1l =l =13 l =15f=r； n=97r/上述结果代入公式，则该工序的基本时间 t=(50+3)/r / 97r/ 3）精铰工步 根据指导书中表 5圆柱孔的基本时间可由公式 j 1 2( ) /L f n l f nt l l 求得。式中 1l 、 2l 由指导书中表 5 r =15 、 p=(2=件查得 1l =l =13 l =15f=r； n=195r/上述结果代入公式 ，则该工序的基本时间 t=(50+3)/r / 68r/ 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 助时间 计算 根据指导书中第五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为(该零件取 则该工序的辅助时间为： 工序 9钻孔工步的辅助时间： 工序 9粗铰工步的辅助时间： 工序 9精铰工步的辅助时间： 他时间的计算 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该推动架的生产类型大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可以忽略不计；布置工作地时间 作业时间的 2% 7%，休息与生理需要时间 作业时间的 2% 4%,本工件均取 3%，则各工序的其他时间（ 可按关系式（ 3%+3%） （ 计算，他们分别为： 工序 9钻孔工步的其他时间： 6% （ = 工序 9粗铰孔工步的其他时间： 6% （ = 工序 9精铰工步的其他时间： 6% （ = 件时间 计算 工序 9的单件时间 三个工步单价时间的和，其中 钻孔工步 粗铰工步 精铰工步 因此，工序 9的单件时间 3+上述零件的工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 7 夹具设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机 械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 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。根据老师给定的题目，设计工序 9 钻、粗铰、精铰 8的专用夹具。本专用夹具将用于 具为麻花钻、套式机用铰刀等，制造夹具体毛坯的材料为 过铸造得到。 题的提出 本夹具主要用来设计工序 9 钻、粗铰、精铰 8。由于工序较多，工艺要求相对较高，加工相对复杂。本夹具的设计工程中应主要考虑如何定位，使用六点定位原理限制六个自由度。同时由于加工过程中受力较大，还应考虑如何才能实现很好的夹紧，以便进行相应的机械加工。其次还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。本专用夹具将用于 具设计 定位方案 工件采用一面两孔组合定位方案，即以中间 40、前 10及中间下端面为定位基准。其中 40柱销平面限制工件 4 个自由度， 10边销限制 1 个自由度定平面限制最后 1个自由度。该定位为完全定位，没有出现欠定位和过定位现象。综上，该定位方案可行。 紧机构 采用手动螺母螺旋配合定位销夹紧工件，通过拧紧上端端螺母压紧工件实现夹紧。 具体 夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 置情 况以及加工性质等。所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。 夹具体设计时应满足一下基本要求： 1）有足够的强度和刚度 2）减轻重量，便于操作 3）安放稳定，可靠 4）尺寸稳定，有一定的精度 5）结构稳定，工艺性好 6）排屑方便 7）使用安全 位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个圆柱销、一个削边销和一个平面。 因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ d+ S） /2 d = S= j= 切削力及夹紧力的计算 各工序中，钻孔过程受力最大，所以只计算该工序切削力即可。 钻孔切削力：查机床夹具设计手册表 3钻削力计算公式： P 式中 P钻削力 t钻削深度 ,15每转进给量 , 麻花钻直径 , 8布氏硬度， 140买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 所以 P =N） 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册 3得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式： 32)(2 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元件之间的摩擦系数 ,螺杆直径 螺纹升角 Q 手柄作用力 L 手柄长度 则所需夹紧力 32)(2 =953（ N） 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 8 心得体会 在学完机械制造 技术基础 之后，我们经过了为期 3周 的课程设计。本次课程设计的任务是根据 设计 加工工件 的工艺规程和某道工序的专用 夹具，我设计的零件是 杠杆 ， 相对于其他组同学设计的夹具要容易，但我并没有因为它的容易而放弃学习更多的机会，我在