杠杆臂加工工艺规程及其钻孔的翻转式夹具设计【6张CAD图纸和说明书】

摘　要

本文主要介绍杠杆臂、机械加工工艺规程设计、翻转式钻床夹具以及金属切削机床等方面的知识。
杠杆臂加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺机床设计的重点是选定零件翻转式钻床夹具在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；然后对零件各个工步的工序进行尺寸计算，确定各个工序的工艺装备及切削用量，然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

【关键字】杠杆臂，工艺，钻夹具 ，切削用量，夹紧，定位

Abstract
This paper mainly introduces the technical regulations of the lever arm, mechanical design, tilting drilling fixture and metal cutting machine tools and other aspects of knowledge.
Focus on the design of machine tool is selected parts of tilting drilling fixture in the process design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; and then the parts of each step of process dimension calculation, is the key to decide process equipment and cutting of various process amount, then design special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; calculate fixture when generating
The positioning error analysis, rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.

Keywords: lever arm, process,fixture, cutting dosage, clamping, positioning

目  录
第一章   前言 ………………………………………………………………………………1
第二章   零件分析 …………………………………………………………………………2
　　　　 2.1 零件作用……………………………………………………………………2
　　　　 2.2零件的工艺分析………………………………………………………………2
第三章   工艺规程设计 ……………………………………………………………………4
　　　　 3.1确定毛坯的制造形式…………………………………………………………4
　　　　 3.2基面的选择……………………………………………………………………4
　　　　 3.3制定工艺路线 ………………………………………………………………4
         3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………………………5　　　　　　 
        3.5确定切削用量…………………………………………………………………5
         3.6确定基本工时………………………………………………………………12
第四章   夹具设计…………………………………………………………………………16
　　　　 4.1 夹具的工作原理与结构设计………………………………………………16
　　　　 4.2 夹具的使用方法……………………………………………………………17
　　　　 4.3 夹具与翻转式钻床的固定…………………………………………………17
　　　　 4.4 定位误差分析………………………………………………………………17
　　　　 4.5 铣削力与夹紧力计算………………………………………………………18
第五章   翻转式钻床夹具零件的具体设计 …………………………………………… 19
         5.1钻床夹具的概括 ……………………………………………………………19
         5.2 夹具零件的设计……………………………………………………………20
         5.3 夹具体的设计………………………………………………………………20
         5.4定位销的设计……………………………………………………………… 21
         5.5 钻模板以及钻套的设计……………………………………………………21
第六章  总 结  ……………………………………………………………………………27
参考文献 ……………………………………………………………………………………28 致谢 …………………………………………………………………………………………29
第一章 前言
    机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是：
1.完成拨叉零件加工工艺规程的制定；
2.完成钻孔专用夹具的设计。
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适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。

第二章 零件分析
2.1零件的作用
课题给出的零件是机床的杠杆臂。它的主要的作用是实现机床工作部件启起、停止、变速、变向、操纵机构中的传动装置。要求该零件有足够的强度和刚度，尺寸精度，形状精度，是机床操纵机构中重要零件，影响机床操纵动作及控制机构装置运动的准确性。
2.2 零件的工艺分析
对零件进行工艺分析就是研究、审查零件的结构工艺性。零件设计是否满足加工的工艺性和经济性要求。
  

图2.1杠杆臂零件产品图
     

该零件的材料为QT500，球墨铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，强度刚度好、     以下是杠杆臂零件需要加工表面以及加工表面的位置要求。
      该零件是机床操纵结构中一个重要零件，根据产品零件图2.1分析，有四个面需加工（即A,B,C,D面），2个垂直平面铣削，3个通孔需钻铰加工（即?10+0.1  ?22+0.28  ?13+0.12） 。根据产品图尺寸及公差和形状公差要求，用普通铣床和钻床即能保证该零件的加工。
  

第三章  工艺规程设计
3.1 确定毛坯的制造形式
零件的材料QT500。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用铸造加工工艺，适合大批生产的金属型模铸造。铸造后，及时时效处理，以消除内应力。
3.2 基准的选择
（1）粗基准的选择  以杠杆臂铸造件上表面A面为粗基准定位加工铸件下表面D面。
（2）精基准的选择   以加工铸件下表面D面为精基准定位加工杠杆臂零件上表面A面和C面，保证零件尺寸25mm ,以加工铸件下表面D面为精基准定位加工杠杆臂零件小端的上表面。以杠杆臂小端为精基准定位加工小端的下表面，保证尺寸12mm。翻转杠杆臂以杠杆臂大端上表面为精基准加工大端下表面，保证尺寸39.5±0.5。
3.3 确定工艺路线
表2.1 工艺路线方案
工序号 工序名称 工序内容
10 制造金属模 做木模，加工外表面每边放加工余量1.5mm，
20 铸造 铸造杠杆臂，铸件表面应清除毛刺、披缝及粘砂等。
30 时效处理 检验铸件是否合格和有关尺寸是否正确，不加工处涂上放透漆，放置时效处理一个月。
40 铣D端面 以小端上底面A面做粗基准定位，加工大端面的底面D面
50 铣A,C端面 以大端的底面D面做精基准定位，加工大、小上表面A,C面
60 铣D面 以小端的上端A面做精基准，加工下端面D面保证尺寸39.5±0.5
70 铣杠杆臂大端侧面 保证尺寸宽度42，粗糙度为6.3um
80 钻?20孔 打样冲，钻孔?20（大端?22孔）粗糙度为6.3um
90 扩孔 扩镗孔为?21.8mm 粗糙度为3.2um
100 铰工  铰孔为?22+0.28，粗造度为1.6um
110 钻?10孔 以?22+0.28mm和大端面D定位钻?10的孔
120 钻?13孔 将钻夹具翻转90°，钻?13的孔
130 检验 总检杠杆臂的所有尺寸（见图2-1产品图）

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
杠杆的材料是QT500球墨铸铁，毛坯的重量0.85kg，生产类型为大批生产。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：(见零件图2.1)故台阶已被铸出,根据参考文献[12]的粗加工：加工余量1mm，精铣的加工余量为0.5mm。
3.5 确定切削用量