杠杆（二）加工工艺及钻Φ20H7孔的夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：杠杆（二）机械加工工艺规程及 20的夹具设计 班 级： 机械 09 姓 名： 杨再煜 学 号： 0907100126 指导教师： 刘宏梅 完成日期： 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 任 务 书 一、设计题目： 杠杆（二）机械加工工艺规程及 20二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型 :（中批或大批大量生产） 三、 上交材料 1所加工的零件图 1张 2毛坯图 1张 3编制机械加工工艺过程卡片 1套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套 5绘制夹具装配图（ 1） 1张 6绘制夹具中 1个零件图（ 2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为 夹具体）。 1张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000 1份 四、进度安排 本课程设计要求在 3周内完成。 1第 l 2天查资料，绘制零件图。 2第 3 7天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 8 10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13天，完成夹具装配图的绘制。 5第 14 15天，零件图的绘制。 6第 16 18天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19天，完成图纸和说明书的输出打印。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 8第 20 21天，答辩 五、指导教师评语 该生 设计的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及计算 ，设计方案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 。 综合评定成绩： 指导教师 日 期 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 摘 要 设计内容：“杠杆（二）”机械加工工艺规程及 20孔的夹具设计，并绘制出调速杠杆零件图、毛坯图、夹具零件图和夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。 设计目的：通过该课程设计，使我把自己所学理论与生产实践很好地相结合， 锻炼了我分析问题 、 解决问题的能力，在这个过程中我独立分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有 许多不足之处，还请各位老师多加指教。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 2) of in of of I to of a of my in am an of of of A of to be in of an a As of of on to 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 目录 . 8 件的功用 . 8 件的技术要求 . 8 查杠杆的工艺性 . 9 定杠杆的生产类型 . 9 定毛坯尺寸、设计毛坯图 . 9 定毛坯制造方法 . 9 定毛坯尺寸公差和加工余量 . 9 定毛坯尺寸 . 9 定毛坯尺寸公差等级和公差 . 10 制毛坯图 . 11 . 11 择定位基准 . 11 基准的选择 . 11 基准的选择 . 11 面加工方法的确定 . 12 工阶段的划分 . 13 序集中与分散 . 13 序顺序的安排 . 14 械加工工序的安排 . 14 处理工序及表面处理工序的安排 . 15 助工序安排 . 15 定工艺路线 . 15 加工 孔 ) . 16 定加工方案 . 16 定加工余量 . 16 算两次工序尺寸的基本尺寸 . 17 次工步计算 . 17 孔工步 . 17 丝孔工步 . 17 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 . 18 工步时间定额的计算 . 18 孔工步 . 18 攻工步 . 18 助时间的计算 . 18 . 18 题的提出 . 19 位方案设计 . 19 位误差分析与计算 . 20 紧力方向的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 紧力作用点的选择 . 20 削力及夹紧力计算 . 20 具操作简要说明 . 20 . 20 参考文献 . 22 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 本零件为用于某些机械中的杠杆，其功用是传递驱动力。 加工表面 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 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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 硬度 60 210。零件年产量为中批量，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个小孔不铸出，中间 20孔铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 左端缺口 8 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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 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 查铸造工艺手册中表 1定本零件的毛坯尺寸公差 如下。 杠杆尺寸公差 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 孔上端面 边余量 两 85边余量 缺口 8边余量 零件毛坯尺寸 公差 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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 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文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 换算，本题目以 20孔为精基准，基本满足要求。 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 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 加工表面 尺寸精度等级 表面粗超度 m 加工方案 备注 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；然后粗铣三个买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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 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。 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 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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 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式铣 端铣刀 游标卡尺 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 孔外端面 床 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 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 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 加工 20 ) 根据课程设计指导书中表 2最大公称直径为 20差等级为 ，公差为 0 孔已经铸出，因此确定加工方案为：粗扩 精扩 铰。 由表 2 2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：粗扩的加工余量为 的加工余量），查得：精扩的加工余量为 的加工余量），查得：铰用的加工余量为 铰孔后孔的最大公称直径尺寸为 20表 2粗扩孔的直径为 精扩孔工序的加工尺寸为： 则精扩孔加工余量为： 扩孔 工步 1、背吃刀量的确定 取 、进给量的确定 查表 5零件材料是 度 60 210， 选取该工步的每钻进给量 f=r 3、切削速度的计算 查网上数据，选取 v=50m/ 由公式（ 5： n=1000 v/000 50/(803r/文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 参照表 4四面组合钻床，主轴钻速可取 n=960r/此带入公式（ 5际钻削速度 v=n d/1000= 精扩孔 工步 1、背吃刀量的确定 取 、 进 给 量 的 确 定 选 取 该 工 步 的 每 钻 进 给 量f=r 3、切削速度的计算 查网上数据，选取 v=50m/ 由公式（ 5： n=1000 v/000 50/(798r/照表 4四面组合钻床，主轴钻速可取 n=960r/此带入公式（ 5际钻削速度 v=n d/1000= 铰孔 工步 1、背吃刀量的确定 取 、进给量的确定 查表 5取该工步的每钻进给量f=r 3、切削速度的计算 查表 5 v=4m/ 由公式（ 5： n=1000 v/000 4/(20)=637r/照表 4四面组合钻床，主轴钻速可取 n=680r/此带入公式（ 5际钻削速度 v=n d/1000=扩孔 工步 根据表 5扩孔的基本时间可由下面公式计算 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 (l1+l2+l)/中： D/2） 12)=（ ） +2=4 mm,l=30 入可得 精扩孔 工步 根据表 5扩孔的基本时间可由下面公式计算 (l1+l2+l)/中： D/2） 12)=（ ） +2=4 mm,l=30 入可得 铰孔 工步 根据表 5孔的基本时间可由下面公式计算 (l1+l2+l)/据表 5中： 13 mm,l=30 入可得 辅助时间的计算 由公式 计算粗扩孔工步的辅助时间 算精扩孔工步的辅助时间 算铰孔工步的辅助时间 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。设计粗扩 精扩 铰 20 孔，本夹具将用于四面组合钻床，刀具为麻花钻、扩孔钻、铰刀。 题的提出 本夹具是用来加工 20 孔的夹具 ,加工孔需要三道工序才能完成，并且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。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 定位方案设计 分析该零件图的工艺性，并考虑到机床的结构限制，所以采用一面一支撑杆一 V 型块的定位方法。选择 8为定位孔， 20一侧外端面为定位面，而其外圆侧面由固定 V 型块定位。夹具体采用结构均匀的“ V”形夹具体形式。 分析加工 20的工序定位要求可知，该工序定位需要限制六个自由度，夹具体的钻模版限定 3 个自由度，固定 V 型块限定 2 个自由度，支撑杆以及压板限制 1 个自由度，其定位符合要求，能保证加工精度要求，并且保证了铸造件的壁厚均匀形状简单，使得铸造方便。 分析夹紧力的动力源，采用手动作 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，该方案可靠，操作方便、工作效率高。 位误差分析与计算 由夹具装配图可看出，在固定 V 型块处工序基准与定位基准重合， b=0,只有基准位移误差，则： d= j= d/2 /2)=8 /2)= 夹紧力方向的选择。 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平行于主要定位基准面，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。即夹紧力方向向右。 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。 8外圆下侧面为一平面，方便定位受力，且定位稳定，所以夹紧力作用在杠杆 8外圆侧面为平面处。 削力及夹紧力计算 在加工过程中 , 粗扩、精扩、铰孔时的主要切削力为钻头的切削方向 ,即垂直于第一定位基准面 ,只要 V 型块与杠 杆 8侧面平面处夹紧即可，无须再对切削力进行计算。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 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，装卸工件时只需手动