左摆动杠杆加工工艺及钻φ15H8孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

课程设计说明书 课程名称： 机械制造课程设计 设计题目： 左摆动杠杆制造工艺及夹具设计 院系： 机械学院机械工程及自动化 班级： 机自 0802 班 姓名： 魏中汉（ 0401080212） 指导教师： 章军 设计时间： 2011 年 6 月 27 日至 7 月 8日 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 摘 要 . 1 1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 . - 4 - 摆动杠杆的用途 . - 4 - 摆动杠杆的技术要求： . - 5 - 查左摆动杠杆的工艺性 . - 5 - 定左摆动杠杆的生产类型 . - 5 - 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 . - 6 - 择毛胚 . - 6 - 定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 . - 6 - 差等级 . - 6 - 摆动杠杆锻造毛坯尺寸工差及加工余量 . - 6 - 制左摆动杠杆毛坯简图 . - 7 - 3、拟定左摆动杠杆工艺路线 . - 7 - 位基准的选择 . - 7 - 基准的选择 . - 7 - 基准的选择 . - 8 - 表面加工方法的确定 . - 8 - 工阶段的划分 . 错误 !未定义书签。 序的集中与分散 . - 8 - 序顺序的安排 . - 9 - 械加工工序 . - 9 - 处理工序 . - 9 - 定工艺路线 . - 9 - 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . - 10 - 5、切削用量、时间定额的计算 . - 12 - 削用量的计算 . - 17 - 孔工步 . - 17 - 粗铰工步 . - 18 - 铰工步 . - 18 - 间定额的计算 . - 18 - 本时间 计算 . - 18 - 助时间 计算 . - 19 - 他时间的计算 . - 19 - 件时间 计算 . - 19 - 6、夹具设计 . - 20 - 出问题 . - 20 - 计思想 . - 20 - 具设计 . - 21 - 位分析 . - 21 - 削力及 夹紧力的计算 . - 21 - 具操作说明 . - 23 - 定导向装置 . - 23 - 7、体会与展望 . - 24 - 8、参考文献 . - 25 - 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 摘 要 这次设计的是左摆动杠杆。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定左摆动杠杆的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课 、 技术基础课以及大部分专业课之后进行 的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 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 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 左摆动杠杆零件图 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， 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。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 摆动杠杆 的技术要求： 该左摆动杠杆的各项技术要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（ 公差及精度等级 表面粗糙度(形位公差 (左摆动杠杆上侧面 24 摆动杠杆左端面 100 摆动杠杆中端面 55 摆动杠杆上端面 28 摆动杠杆上孔 15 摆动杠杆中孔 12 摆动杠杆下孔 6 10螺纹孔 9 12孔 12 12盲孔 12 88 22 查左摆动杠杆的工艺性 该左摆动杠杆结构简单，形状普通，属一般的杠杆类零件。主要加工表面有左摆动杠杆左、右端面，上端面，其次就是 15 孔及 12孔和 6 孔， 15、 12、 6 孔的加工端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，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。 由此可见，该零件的加工工艺性较好。 定左摆动杠杆的生产类型 依设计题目知： Q=3000 件 /年， m=1 件 /年，结合生产实际，备品买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 率 a%和废品率 b%分别取 3%和 代入公式得： N=3000 台 /年 *1 件 /台 *（ 1+3%+ =3105 左摆动杠杆重量为 知，左摆动杠杆属轻型零件；由表4，此左摆动杠杆的生产类型为中批生产。 2、确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 左摆动杠杆在工作过程中承受冲击载荷及各种应力，毛坯需选用锻件才满足工作要求。该左摆动杠杆的轮廓尺寸不大，形 状亦不是很复杂，故采用模锻。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 4表 4知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 差等级 由左摆动杠杆的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为。 摆动杠杆锻造毛坯尺寸，机械加工余量及公差 项目 机械加工余量 /寸公差 /坯尺寸 /注 左摆动杠杆上侧面 1 1 4摆动杠杆左端面 1+ 4摆动杠杆中端面 1+ 4摆动杠杆上端面 1+ 4 12孔 12 表 4 15孔 2*2=4 1 4 12孔 12 表 410纹孔 10 表 4 6孔 6 表 4文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 12盲孔 2*2=4 42*4=8 表 42*1=2 表 4、绘制左摆动杠杆毛坯简图 3、拟定左摆动杠杆工艺路线 位基准的选择 基准的选择 根据该左摆动杠杆零件的技术要求，选择左摆动杠杆左端面和 12 孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。 12 孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位左摆动杠杆两端面，实是现了设计基准和工艺基准的重合。选用左摆动杠杆 右端面作为精基准同样遵循了“基准重合”原则，因为该左摆动杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择左摆动杠杆左中上三个端面作为基准，使用专用夹具加工直径 15,12,6 的要求较高的三个孔，以提高效率。采用左摆动杠杆右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。 表面加工方法的确定 根据左摆动杠杆零件图上的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，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等级 表 面 粗 糙 度Ra/工方案 备注 上侧面 铣 表 4端面 铣 表 4端面 铣 表 4端面 铣 表 4 12孔 精铰 表 4 15孔 精铰 表 4 6孔 精铰 表 4 12孔 粗铰 表 410孔 表 4 12盲孔 表 4铣 表 4铣 表 4序的集中与分散 选用工序集中原则安排左摆动杠杆的加工工序。该左摆动杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、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的相对位置精度要求。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 序顺序的安排 械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 左摆动杠杆左端面和 12 孔。 （ 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“先面后孔”原则，先加工左摆动杠杆中端面，再加工。 处理工序 加工之前进行时效处理。 辅助工序 在基本型面工序加工完后，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：锻件毛坯 实效处理 基准加工 粗精加工 辅助工序 入库。 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了左摆动杠杆的工艺路线。 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 010 时效处理 020 粗铣左摆动杠杆两侧面面 立式铣床 铣刀 游标卡尺 030 粗、精铣左摆动杠杆左端面 立式铣床 铣刀 游标卡尺 040 粗、精铣左摆动杠杆中端面 立式铣床 铣刀 游标卡尺 050 粗 、 精 铣 上 平 面 m 立式铣床 铣刀 游标卡尺 060 钻孔 12孔15m 钻孔6式钻床 花钻、铰刀 内径千分尺 卡尺、塞规 070 钻孔 12式钻床 花钻、 铰刀 卡尺、塞规 080 攻螺纹 式钻床 锥 卡尺、塞规 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 090 钻、铰 12 盲孔 立式钻床 花钻、锥度铰刀 游标卡尺 100 粗、精铣槽 8 2立式铣床 片铣刀 游 标卡尺 110 去毛刺 钳工台 平锉 120 清洗 清洗机 130 终检 塞规、卡尺、百分表等 4、加工余量、工序尺寸和公差的确定 工序 确定粗、精铣左摆动杠杆左端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表 4查得粗铣的加工余量是 表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣 据上述结果，再查标准公差数值表可确定工步的公差值为，粗铣： +上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗铣 1 前26+粗铣 1 前 2,5+工序 铣左摆动杠杆左端面。 确定粗、精铣左摆动杠杆左端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表 4查得粗铣的加工余量是 表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣 铣 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，精铣： +铣： +上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 铣前 对上端面的影响是精铣前 铣前 工序 40. 左摆动杠杆中端面。 确定粗、精铣左摆动杠杆中端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表 4查得粗铣的加工余量是 精铣的的加工余量是 表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣铣 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铣： +铣： +上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 铣前 对上端面的影响是精铣前 铣前 工序 50. 左摆动杠杆上端面。 确定粗、精铣左摆动杠杆上端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表 4查得粗铣的加工余量是 精铣的的加工余量是 表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣铣 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：精铣： +铣： +削上端面，对上端面尺寸没有影响。对左端面和中端面有影响 对左端面的影响是 精铣前： 铣前： 中端面的影响是 精铣前： 铣前： 序 60. 钻 精铰 12 孔。 确定钻 精铰 12 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 4查得，精铰余量 Z 精铰 =铰余量 Z 粗铰=孔余量 Z 钻 =表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： 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： 铰： ： 综 上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：铰： ： 们的相互关系如下图所示。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 钻 精铰 15 孔 确定钻 精铰 15 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 4查得，精铰余量 Z 精铰 =铰余量 Z 粗铰=孔余量 Z 钻 =表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： 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： 铰： ： 综 上 所 述 ， 该 工 序 各 工 步 的 工 序 尺 寸 及 公 差 分 别 为 ， 精 铰 ： 铰： ： 钻 精铰 6 孔。 确定钻 精铰 6 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 4查得，精铰余量 Z 精 铰 =铰余量 Z 粗铰=孔余量 Z 钻 =表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： 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： 铰： ： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：铰： ： 工序 70. 钻 2孔。 确定钻 精铰 12 孔的加工余量、工序尺寸和 公差。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 由表 4查得，粗铰余量 Z 粗铰 =孔余量 Z 钻=表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰： 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，粗铰： ： 综 上 所 述 ， 该 工 序 各 工 步 的 工 序 尺 寸 及 公 差 分 别 为 粗 铰 ： 12+： 工序 080. 钻 ，攻螺纹 确定 钻 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 4查得，粗铰余量 Z 粗铰 =孔余量 Z 钻=表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰： 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，： ： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗铰： 9+： 然后 攻螺纹 工序 090. 钻 2 盲孔。 确定钻 精铰 12 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 4查得，精铰余量 Z 精铰 =铰余量 Z 粗铰= 孔余量 Z 钻 =表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： 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： 铰： ： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 铰： ： 工序 100. 粗，精铣 8；粗，精铣 2。 确定粗、精铣 8 2的加工余量、工序尺寸和公差 由表 4查得；精铣的的加工余量是 表 4依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣 铣 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铣： + 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 铣前 0。 铣 2，精铣前是 铣前 0。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 5、切削用量、时间定额的计算 铣工步 硬质合金端铣刀铣削用量选择 1选择刀具 1）根据表 4 75至表 4 79，选择 根据表 4 76，铣削深度 4铣刀直径 80mm,0已知铣削宽度 24应根据铣削宽度 90择 100于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 Z=10（表 2）铣刀几何形状（表 3 2）：由于 b 800选择。 0， 0， 5， 0=8 , 0 =10 s= 0= 2选择切削用量 1）决定铣削深度 可在一次大刀内切完，则 a p=h 1）决定每齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。根据表 使用 z 但因采用不对称端铣，故取 z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 刀刀齿后刀面最大磨损 量为 由于铣刀直径 100刀具寿命 T=180 3 8）。 4）决定切削速度 每分钟进给量 切削速度 27 中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 3 13，当 100 z 10， 5 124m 395r 316 各修正系数为： k MV=k 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 故 vc=24 124m/n 395 395r 316 316mm/据 3 30）选择 380r 320此实际切削速度和每齿进给量为 10000 100 380/1000m/320/380 10mm/z=z 5）校验机床功率根据表 3 23，当 b 560 1000 90 4 100 z=10， 320似为 据 床主轴允许的功率为 此所选择的切削用量可以采用，即 320n=380r z, f=r。 6）计算基本工时 式中， L l l 100。不对称安装铣刀，入切量及超切量 =40 L（ 40 100） 140 140/320= 铣工步 硬质合金端铣刀铣削用量选择 1选择刀具 1）根据表 4 75至表 4 79，选择 根 据表 4 76，铣削深度 4铣刀直径 80mm,0文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 但已知铣削宽度 24应根据铣削宽度 90择 100于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 Z=10（表 2）铣刀几何形状（表 3 2）：由于 b 800选择。 0， 0， 5， 0=8 , 0 =10 s= 0= 2选择切削用量 1）决定铣削深度 可在一次大刀内切完，则 a p=h 2）决定每齿进给量 用不对称端铣以提高进给量。根据表 使用 z 但因采用不对称端铣，故取 z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 刀刀齿后刀面最大磨损 量为 由于铣刀直径 100刀具寿命 T=180 3 8）。 4）决定切削速度 每分钟进给量 切削速度 27 中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 3 13，当 100 z 10， 5 124m 395r 316 各修正系数为： k MV=k vc=24 124m/n 395 395r 316 316mm/据 3 30）选择 380r 320此实际切削速度和每齿进给量为 10000 100 380/1000m/文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 320/380 10mm/z=z 5）校验机床功率根据表 3 23，当 b 560 1000 90 4 100 z=10， 320似为 据 床主轴允许的功率为 此所选择的切削用量可以采用，即 320n=380r z, f=r。 6）计算基本工时 式中， L l l 86。不对称安装铣刀，入切量及超切量 =40 L（ 40 100） 140 140/320= （粗，精铣其他面与上述计算类似）。 铰 2 孔 削用量的计算 孔工步 1）背吃刀量的确定 取 2) 进 给 量 的 确 定 由表 4选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量f=r。 3）切削速度的计算 由表 4削速度 v 选取为 22m/公式（ 5n=1000v/求得该工序钻头转速 n=897.6 r/参照 立式钻床的主轴转速，取转速 n=960 r/再将此转速买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 代 入 公 式 （ 5， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 为v=000=25.6 m/ 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 2) 进 给 量 的 确 定 由表 4选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量f=r。 3）切削速度的计算 由表 4削速度 v 选取为 2m/公式（ 5n=1000v/求得该工序钻头转速 n=53 r/参照立式钻床的主轴转速，取转速 n=97r/再将此转速代入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度为 v=000=3.7 m/ 铰工步 1）背吃刀量的确定 取 2) 进 给 量 的 确 定 由表 4选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量f=r。 3） 切削速度的计算 由表 4削速度 v 选取为 4m/公式（ 5n=1000v/求得该工序钻头转速 n=参照 立式钻床的主轴转速，取转速 n=140r/再将此转速代 入 公 式 （ 5， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 为v=000= 间定额的计算 本时间 （ 1） 钻孔工步 根据表 5孔的基本时间可由公式 L/l+l1+得 式中 l=18 *12)=* f=r； n=680mm/r。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间为 （ 2） 粗铰工步 根据表 5 铰 圆 柱 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 =L/l+l1+得。式中 表 5 5、 2=（ ; 5而l=12f=r; n=97r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 125(x 97r/2s。 （ 3） 精铰工步 同上，根据表 5由公式 L/l+l1+得该工步的基本时间。式中 表 5 5、 （ ; 3而 l=12f=0.4 mm/r; n=140 r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 123(x 97r/6s。 助时间 根据第五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为 这里取 则各工序的辅助时间分别为： 钻孔工步的辅助时间为： 粗铰工步的辅助时间 为： 精铰工步的辅助时间为： 他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于左摆动杠杆的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间 作业时间的2%7%，休息与生理需要时间 作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式（ 3%+3%）（ tj+算，它们分别为 ： 钻孔工步的其他时间为： tb+6%x(20s+粗铰工步的其他时间为： tb+6%x(42s+精铰工步的其他时间为： tb+6%x(36s+件时间 计算 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 =20s+买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 粗铰工步 铰 =42s+精铰工步 铰 =36s+因 此 ， 此 工 序 的 单 件 时 间 +铰 +铰= 将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 （加工其他孔的时间与上述计算类似） 6、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。 出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3 个自由度，一个短销限制 2 个自由度，一个支撑钉限制 1 个自由度。 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由手动螺旋快速夹紧机构和固定手柄压紧螺钉夹紧工件。 （ 3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻套与工件之间的间隙排削。 （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸 。 计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来对 12 孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为 面粗糙度 、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度