机械制造技术课程设计-主离合器分杠杆工艺及及钻右侧Φ12小孔夹具设计（全套图纸） .pdf

辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：主离合器分杠杆机械加工工艺规程及右主离合器分杠杆机械加工工艺规程及右 侧侧12 小孔夹具设计小孔夹具设计 班 级：机自 13 级四班 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期：2016 年 6 月 18 日 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目: 主离合器分杠杆机械加工工艺规程及右侧主离合器分杠杆机械加工工艺规程及右侧12 小孔夹具设计小孔夹具设计 二、原始资料二、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（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。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 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 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 810 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 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天21 天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 五、成绩评定五、成绩评定 优秀 良好 中等 及格 不及格 满分 得分 平时表 现 勤 奋 好 学， 善于 思考 勤 奋 积 极， 态度 认真 比 较 勤 奋 不 够 勤 奋 不勤奋， 态度不端 正 10 图纸质 量 方 案 合 理新颖， 表 达 规 范 方 案 合 理， 图纸 比 较 规 范 方 案 一 般， 图纸 基 本 规 范 方 案 基 本合理， 图 纸 欠 规范 方案不合 理，图纸 不规范 40 说明书 质量 内 容 全 面， 准确 内 容 全 面， 基本 准确 内 容 一 般， 准确 性一般 内 容 基 本全面， 有 小 错 误 内 容 不 全，错误 较多 20 答辩 回 答 问 题 准 确 流利 回 答 问 题 比 较 准确 回 答 问 题 基 本 准确 回 答 问 题 欠 准 确 回答错误 30 总分 100 综合评定成绩：综合评定成绩： 优秀、优秀、 良好、良好、 中等、中等、 及格、及格、 不及格不及格 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 摘摘 要要 机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知 识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为 我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 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。 考虑到零件年产量 5000 件，属于大中批量，但是零件的 结构简单尺寸较小，所以整个加工过程选用通用机床；在夹 具方面选用专用夹具，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单， 机构设计简单，且能满足设计要求。 abstract machinery manufacturing technology curriculum design is that we achieve mastery through a comprehensive university learned knowledge, combining theory with practice, the integrated use of training for professional knowledge, for coming to our own work to lay a good foundation. machining process is specified products or parts machining process and operation method, is to guide the production of important technical documents. it is directly related to the quality of the products, the productivity and the economic benefits of processed products, the size of the production scale, technology level of high and low, and the methods and means to solve the problem of all kinds of craft through mechanical processing technology to reflect, so the procedure of the establishment of good or bad is the important guarantee of the 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 vi quality of the production of the product of the important basis. when compiling process shall ensure that its rationality and scientific nature, integrity. and machine tool fixture is in order to guarantee the quality of the products at the same time, improve production efficiency, improve the labor intensity of workers, reduce the production cost in the machine tool to the clamping workpiece on a device, its role is to make the workpiece relative to the machine or the knife has a correct position, and keep the position in the process of processing the same. their research of mechanical industry has very important significance, so in mass production, often using special fixture. considering the annual production of 5000 pieces of parts, belong to large and medium- sized batch, but the small size of parts of the structure is simple, so the whole process choose general machine tools; choose special fixture in fixture, clamping way use manual clamping, more simple clamping, mechanism design is simple, and can meet the design requirements. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 vii 目目 录录 1.零件的分析零件的分析 1 1.1 零件的作用零件的作用 1 1.2零件的工艺分析零件的工艺分析 . 1 2.工艺规程设计工艺规程设计 . 2 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 2 2.2 基面的选择基面的选择 . 2 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 . 3 2.4 机械加工余量、工机械加工余量、工序尺寸序尺寸及毛坯及毛坯尺寸尺寸的确定的确定 5 2.5 确定确定切削切削用量及基用量及基本本工工时时 . 6 3.夹具设计夹具设计 12 3.1 问问题的题的提出提出 . 13 3.2 夹具设计夹具设计 13 3.3 小小结结.15 结论结论 . 15 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 viii 参考文献参考文献16 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 一、零件的分析一、零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 题目给出的零件是主离合器分离杠杆。 是发动机动力输出系统的 一个零件，它的主要的作用是把离合器踏板产生的机械位移通过花键 转变成扭矩，带动拨叉动作使离合器分离或者接合，控制发动机动力 的输出与停止。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的材料为 45 钢锻造件，hb217255。现分析如下： 主要加工面： 1) 杠杆大头下表面； 2) 小头两侧端面； 3) 花键底孔、 0.16 0.05 12+ + mm 孔及4mm 孔； 4) 花键、12.5mm 及 m12mm 螺纹孔。 5） 1 0 4+槽。 主要基准面： 1) 以杠杆大头下表面为基准的加工表面。这一组加工表面包 括：花键底孔、小头端面 2) 以花键底孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：内孔 花键、12.5mm 孔、m12mm 螺纹孔、 0.16 0.05 12+ + mm 孔、 4mm 孔、 1 0 4+mm 槽及其倒角。其中主要加工面是内孔花键 和 0.16 0.05 12+ + mm 孔。 这两组加工面之间有着一定的位置要求。现分述如下： 杠杆 大头端面与 花键孔轴线 要求相互垂直以保证 杠杆曲臂尺寸 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 851mm 花键孔轴线与 0.16 0.05 12+ + 孔有距离 2300.75mm 的要求以及与12.5 孔、m12 螺纹孔距离 22mm 的要求。 由上述分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工其中一组 表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置 精度要求。 二、工艺规程设计二、工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢，硬度 hb217255，由于零件是一个传递扭矩的 杠杆，工作时承受较大的负荷，因此此零件应该选用锻件；由于该零 件年产量为 5000 件，已达大批生产的的水平，而且零件的轮廓尺寸也 不大，故可锻造成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是 应该的。 2.2 基面的选择基面的选择 粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工 表面是杠杆大头侧肩、面圆头和下端面作为加工的粗基准，可用支撑 板对侧肩进行定位，以限制x r 、y t 、z t 自由度；用一个挡板对圆头定位 和一个支撑销定对小头部杆身定位，以限制y r 、x t 自由度；再以一个垫 板支承42 圆的底面作主要定位消除z r 自由度，达到完全定位。就可 加工上端面和花键底孔。 精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用杠杆大头下端面 和花键底孔作为精基准。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 2.3 确定工艺路线确定工艺路线 表 2.1 工艺路线方案一 工序 1 热处理 工序 2 铣杠杆大头下端面 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 168. 0 00. 0 4 .22 + + mm 工序 4 铣杠杆小头两端面至 0 0.18 13mm 工序 5 钻 0.16 0.05 12+ + 和 4 孔 工序 6 钻 m12 螺纹底孔，扩 12.5 阶梯孔，攻 m12 螺 纹孔 工序 7 拉杠杆大头 36 槽内孔花键 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽 工序 9 检查 表 2.2 工艺路线方案二 工序 1 热处理 工序 2 铣杠杆大头上端面 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 168. 0 00. 0 4 .22 + + mm 工序 4 钻 0.16 0.05 12+ + 、锪 1 0.5 24+ mm 平面以及钻 4mm 孔 工序 5 锪 1 0.5 24+ mm 另一面 工序 6 钻 m12 螺纹底孔，扩 12.5 阶梯孔，攻 m12 螺 纹孔 工序 7 拉杠杆大头 36 槽内孔花键 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽 工序 9 检查 工艺路线的比较与分析： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 第二条工艺路线不同于第一条是将 “工序 3 铣宽度为 0 0.18 13mm 的杠 杆小头两端面”变为“锪 1 0.5 24+ mm 两个端面面”其它的先后顺序均 没变化。通过分析发现这样的变动可以一定程度提高生产效率，但是 不能很好保证零件的尺寸精度和位置精度。所以发现第二条工艺路线 并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合 理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。 表 2.3 最终工艺过程 工序 1 热处理。调质处理，保证硬度 hb217255 工序 2 铣杠杆大头下表面。保证尺寸 0 1 46mm，粗糙度是 25。选用立 式升降台铣床 x52k，专用夹具。 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 0.033 0 22.4+mm。钻孔）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + hmm 的 毛坯到22mm；铰孔22mm 到 ）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + hmm。保证粗糙 度是 6.3；锪孔口45倒角至 1.5mm。采用立式钻床 z535，专 用夹具。 工序 4 铣杠杆小头两端面。保证厚度为 0 0.18 13mm，保证尺寸 851， 粗糙度是 25,采用卧式铣床 xa6132，用专用夹具。 工序 5 钻 0.16 0.05 12+ + 和 4 孔。粗糙度是 25,采用摇臂钻床 z3032，为 保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。 工序 6 钻 m12 螺纹底孔，扩 12.5 阶梯孔，攻 m12 螺纹。采用立 式钻床 z535，专用夹具。 工序 7 拉 杠 杆 大 头36槽 内 孔 花 键 。 用 内 花 键 拉 刀 拉 孔 ）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + h至 36 槽内花键，粗糙度是 3.2,采用卧式拉床 l6120c，组合夹具。 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽。铣杠杆大头开槽，保证宽度为 1 0 4+mm， 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 保证粗糙度是 25,采用卧式铣床 xa6132，用专用夹具。 工序 9 检查 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 45 钢锻件，毛坯的重量约 3kg，生产类型为大批生 产。由于毛坯用采用模锻件, 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。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1杠杆大头厚度 46mm 考虑到花键孔端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查 课程设计指导书表 2-13，其余量值为 2.02.5mm，现取 2mm。 故厚度毛坯值为 48mm 2内孔花键 考虑到锻模的简单方便，将内孔花键锻成实心，内孔花键钻、铰、 拉出。 钻孔：22mm 铰孔：）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + hmm 拉花键：专用拉刀拉成 3杠杆小头厚度 () 0 0.18 13h12 考虑到端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查课程设 计指导书表 2-13，其余量值为 2.02.5mm，现取 2mm。 故厚度毛坯值为 15mm 4杠杆小头面上 () 0.16 0.05 12d11 + + mm 孔及4mm 孔 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 考虑到孔径很小锻造很难实现，将内孔锻成实心，内孔钻出。 钻孔：4mm 钻孔： () +0.16 0.05 12d11 + mm 5m12-3 螺纹、12.5mm 孔 由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。 64mm 槽 由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 1：热处理 工序 2：铣杠杆大头下表面 机床：x52k 立式铣床。 刀具：硬质合金端铣刀，材料：15yt，100dmm=，齿数5z =， 此为粗齿铣刀。 因其余量：=2mm 所以铣削深度 p a：2 p amm= 每齿进给量 f a：查课程设计指导书，取0.12/ f amm z= 铣削速度 v ：参照参考文献，取45/ minvm=。 机床主轴转速n： 1000 143.3m / min v n d = 查机床说明书145 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 145 45.5/ min 10001000 dn vm = 进给量 f v：0.12 5 14587/ min ff va znmm= 工作台每分进给量 m f ：90/ min m fmm= 切削行程 12 m m 429 t0.57min f90 w lll+ = 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 工序 3 钻、铰孔22.4mm，并锪倒角 1.545 1 钻孔22 mm 确定进给量f:查课程设计指导书表 5-23，当钢的 b 800mpa， 0 d =22mm 时，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工22mm 孔时属 于中等刚度零件，故进给量应乘系数 0.75， 则 f=（0.390.47）x0.75=0.290.35mm/r 根据机床说明书，现取f=0.25mm/r。 切削速度：根据课程设计指导书，查得切削速度 v=18m/min。 所以 1000v1000 18 260 / min 22 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =225r/min，故实际切削速度为 22225 15.5/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=46mm h46 0.82min 225 0.25 m w t n f = 2铰孔：）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + hmm 采用刀具：）（ 168. 0 00. 0 84 .22 + + hmm 专用铰孔钻。 进给量：f=（0. 91.2）0.7=0.630.84mm/r 查机床说明书，取f=0.72mm/r。 机床主轴转速：取 n=68r/min，则其切削速度 v=8.26m/min 机动工时 l=46mm h46 0.94min 68 0.72 m w t n f = 3.锪倒角 1.545 采用 90锪钻。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与铰孔时相同： w n =68r/min 手动进给。 工序 4 铣小头两端面 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s 即 27m/min 采用镶齿三面刃铣刀， w d =160mm，齿数 z=18。则 1000v1000 27 54 / min 160 s w nr d = 现采用 x63 卧式铣床，根据机床使用说明书，取 w n =60r/min，故 实际切削速度为 160 60 30.1/ min 10001000 ww d n vm = 当 w n =37.5r/min 时，工作台的每分钟进给量 m f 应为： m f = zw f zn =0.081860=86.4mm/min 查机床说明书，取 m f =75mm/min， 切削工时：铣刀的行程=60+24mm，则机动工时为 8484 1.12min 75 m m t f = 工序 5 钻4mm、12mm 孔 1钻4mm 孔 确定进给量f:查课程设计指导书表 5-23，当钢的 b 800mpa， 0 d =4mm，f=0.080.10mm/r。由于本零件在加工4mm 孔时属于中等 刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 f=（0.080.10）0.75=0.060.08mm/r 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 根据机床说明书，现取f=0.08mm/r。 切削速度：查课程设计指导书，查得切削速度 v=26m/min。所以 1000v1000 26 2070 / min 4 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =2000r/min，故实际切削速度为 42000 25.1/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=13mm 1313 0.08min 2000 0.08 m w t n f = 1钻4mm 孔 2. 钻12mm 孔 确定进给量f:查课程设计指导书表 5-23，当钢的 b 800mpa， 0 d =12mm 时，f=0.250.31mm/r。由于本零件在加工12mm 孔时属 于中等刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 f=（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r 根据 z3032 机床说明书，现取f=0.20mm/r。 切削速度： 查课程设计指导书表 5-23， 查得切削速度 v=16m/min。 所以 1000v1000 16 425 / min 12 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =400r/min，故实际切削速度为 12 400 15.1/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=13mm h13 0.16min 400 0.20 m w t n f = 工序 6 钻12.5mm 孔，钻 m12 螺纹底孔，攻 m12 螺纹孔。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 机床：z535 立式钻床，刀具：锥柄钻头12.5mm、10.2mm， 加长柄机用丝锥（12 1.75m） 1钻孔12.5mm 确 定 进 给 量f: 查 课 程 设 计 指 导 书 表5-23 ， 当 钢 的 b 800mpa， 0 d =12.5mm 时，f=0.250.31mm/r。由于本零件在加工 12.5mm 孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 f=（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r 根据 z535 机床说明书，现取f=0.20mm/r。 切削速度：查课程设计指导书，查得切削速度 v=16m/min。所以 1000v1000 16 407 / min 12.5 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =400r/min，故实际切削速度为 12.5 400 15.7/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=22mm h22 0.28min 400 0.20 m w t n f = 2钻 m12 螺纹底孔 确 定 进 给 量f: 查 课 程 设 计 指 导 书 表5-23 ， 当 钢 的 b 800mpa， 0 d =10.2mm 时，f=0.250.31mm/r。由于本零件在加工 10.2mm 孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 f=（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r 根据 z535 机床说明书，现取f=0.20mm/r。 切削速度：查课程设计指导书，查得切削速度 v=16m/min。所以 1000v1000 16 500 / min 10.2 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =500r/min，故实际切削速度为 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 10.2 500 16/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=21mm h20 0.20min 500 0.20 m w t n f = 1. 攻 m12 螺纹孔 切削速度v：查课程设计指导书，取1112m/minv =: 机床主轴转速n： () () 0 100011121000 292318/ min 3.14 12 v nr d = : :， 根据机床说明书，取丝锥回转转速300 / minnr= 实际切削速度 v ： 0 3.14 12 300 11.3/ min 10001000 d n vm = = 确定进给量f：由于其螺距1.75pmm=,因此进给量1.75/fmm r= 切削工时：h=20mm h20 0.04min 300 1.75 m w t n f = 工序 7 拉 36 槽内花键 确定进给量f:当钢 b 800mpa，属于中等刚度零件，查课程设计 指导书表 5-34，根据零件材料选拉削速度分组， 则查表 5-34 拉削速度选 v=4.53.5m/min 根据 lg120c 机床说明书，现取 v=4m/min。 切削工时： 12 m lll66046 10 t0.18min v10004 1000 + + = 工序 8 铣大头 4mm 开槽 采用高速钢锯片铣刀， w d =160mm，齿数 z=80。 切 削 速 度 ： 查 课 程 设 计 指 导 书5-1， 确 定v=15-30m/min， 取 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 v=30m/min，则 1000v1000 27 54 / min 160 s w nr d = 现采用 x63 卧式铣床，根据机床使用说明书，取 w n =60r/min，故 实际切削速度为 160 60 30.1/ min 10001000 ww d n vm = 当 w n =60r/min 时，工作台的每分钟进给量 m f 应为： m f = zw f zn =0.081860=86.4mm/min 查机床说明书，取 m f =75mm/min， 切削工时：铣刀的行程=60+24mm，则机动工时为 8484 1.12min 75 m m t f = 工序 9：检查 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果连同其他加 工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。 三、三、 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专 用夹具。 经指导老师分配任务设计，设计钻右侧12 小孔专用夹具。本夹 具将用于 z3032k 立式钻床。刀具为一把硬质合金端铣刀，对工件的端 面进行加工。 3.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用来钻右侧12 小孔，由于这个加工精度要求不是很 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 高，因此在加工本道工序时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳 动强度；以及生产的经济性。 3.2 钻右侧钻右侧12 小孔夹具设计小孔夹具设计 本夹具主要用来钻右侧12 小孔。由加工本道工序的工序简图可 知。加工时，要保证孔的位置度，