机械制造技术课程设计-杠杆(一)加工工艺及铣24mm槽夹具设计【全套图纸】 .pdfVIP

辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 摘要摘要 机械制造技术基础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.这是我们在进行毕业设计 之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系 实际的训练,得到解决问题和分析问题能力的初步培养，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 的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能 力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 abstract after the machine manufacture technology base curriculum project was we studies universitys complete basic course, the technical basic course as well as the majority of professional courses, carried on. this is we before carrying on the graduation project to studies various curricula a thorough comprehensive total review, is also a apply theory to reality training, is solved the problem and the analysis question ability preliminary raise, therefore, it holds the important status in we four year university life. to my own opinion, i hoped that can the work which own will be engaged in the future carry on an adaptability training through this curriculum project, exercises itself to analyze the question, to solve the question ability, will participate in the motherland for the present “the four modernizations” the construction to build a good foundation. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 目录目录 1 杠杆的工艺性分析 . 4 1.1 杠杆的用途 . 4 1.2 杠杆的技术要求 . 4 1.3 确定杠杆的生产类型 5 2、确定毛坯，绘制毛坯简图. 5 2.1 选择毛坯 . 5 2.2 确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量 5 2.2.1 公差等级 . 5 2.2.2 铸件重量 . 5 2.2.3 铸件的材质系数 . 5 3 拟定工艺路线 . 6 3.1 选择定位基准 . 6 3.1.1 粗基准的选择 . 6 3.1.2 精基准的选择 . 6 3.1.3 表面加工方法的确定 6 3.2 拨叉零件各表面加工方案及加工余量 7 3.3 确定工艺路线 . 7 3.4 确定切削用量，时间定额 . 8 3.4.1 切削用量的计算 . 8 3.4.2 时间定额的计算 . 9 4 铣槽夹具设计 11 4.1 研究原始质料 . 11 4.2 定位基准的选择 . 11 4.3 切削力及夹紧分析计算. 12 4.4 误差分析与计算 13 4.5 零、部件的设计与选用. 14 4.5.1 定位销选用 . 14 4.5.2 夹紧装置的选用 . 15 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 4.5.3 定向键与对刀装置设计. 15 4.6 夹具设计及操作的简要说明 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5 设计新得 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1 杠杆的工艺性分析杠杆的工艺性分析 1.1 杠杆的用途杠杆的用途 题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。 1.2 杠杆的技术要求杠杆的技术要求 杠杆零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及精度 等级 表面粗糙度 ra(m) 杠杆中间圆住上下面 430.05 it12 3.2 杠杆左端 44 上下面 430.05 it12 3.2 杠杆右端 18 上下面 18 it12 6.3 杠杆左端 22 内表面 220.15 it12 3.2 杠杆左端 28 内表面 28 it12 3.2 钻、粗铰、精铰 20h7 孔 20h7 it7 1.6 车 m12 的螺纹 12 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 杠杆右端 24h8 内上下面 24h8 it7 1.6 杠杆右端 32 内表面 32 it12 3.2 1.3 确定杠杆的生产类型确定杠杆的生产类型 依 设 计 题目 知：n=4000 件/年，杠杆 重量为 1.0kg，杠 杆 属 轻 型零 件。该杠杆的生产类型为大批生产 2、确定毛坯，绘制毛坯简图、确定毛坯，绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯选择毛坯 零件的材料 ht150。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润 滑效果较好的铸铁。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，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质 量稳定的，表面质量与机械性能均好，适合大批生产的金属模铸造。 又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和 加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 2.2 确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量 2.2.1 公差等级公差等级 由于杠杆的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级. 2.2.2 铸件重量铸件重量 已知机械加工后杠杆件的重量为 1kg，由此可初步估计机械加工 前铸件毛坯的重量为 1.5kg。 2.2.3 铸件的材质系数铸件的材质系数 由 于 该 拨 叉材 料 为 ht200， 是 碳 的 质 量 分 数 大 于 0.65%的碳 素 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 钢，该铸件的采制系数属 m2 级。 杠杆铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量 铸件重量/kg 包容体重量 /kg 形状复杂系数 材料系数 公差等级 1.5 1 s2 m1 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注 宽度 44 1.4 48.22.8 厚度 24h8 1 20.72.3 厚度 22 1 18.72.3 孔径 20h7 1 16.72.3 3 拟定工艺路线拟定工艺路线 3.1 选择定位基准选择定位基准 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。 3.1.1 粗基准的选择粗基准的选择 以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表 面为辅助粗基准。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原 则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两 个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 3.1.3 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据拔叉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 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 备注 杠杆中间圆住上下面 it12 3.2 粗铣-半精 铣 表 1-8 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 杠杆左端 44 上下面 it12 3.2 粗铣-半精 铣 表 1-8 杠杆右端 18 上下面 it12 6.3 粗铣 表 1-8 杠杆左端 22 内表面 it12 3.2 粗铣-半精 铣 表 1-8 杠杆左端 28 内表面 it12 3.2 粗铣-半精 铣 表 1-8 钻、粗铰、精铰 20h7 孔 it7 1.6 钻-粗铰-精 铰 表 1-8 车 m12 的螺纹 攻螺纹 表 1-8 杠杆右端 24h8 内上下 面 it7 1.6 粗铣-半精 铣 表 1-8 杠杆右端 32 内表面 it12 3.2 粗铣-半精 铣 表 1-8 3.2 拨叉零件各表面加工方案及加工余量拨叉零件各表面加工方案及加工余量 3.3 确定工艺路线确定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加 工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采 用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此 之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制 造工艺设计简明手册 ，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工 序 工序称名 工序内容 设备 工艺装备 00 10 铣 1.粗铣杠杆上下面 立式铣 床 x51 高速钢套式立铣 刀、游标卡尺、专 用夹具 2.粗铣杠杆左端 44 上下面 3.粗铣杠杆右端 18 上下面 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 4.粗铣杠杆左端 22 内表面 5.粗铣杠杆左端 28 内表面 20 钻 钻、粗铰、精铰 20h7 孔 四面组 合钻床 麻花钻、铰刀、内 径千分尺 30 铣 1.半精铣杠杆中间圆柱上面 立式铣 床 x51 高速钢套立铣刀、 游标卡尺、专用夹 具 2. 半精铣杠杆左端 44 上下 面 3. 半精铣杠杆左端 22 内表 面 40 车 1.车倒角 1x45 转塔式 六角车 45偏刀 2.车倒角 1.5 x45 50 钻 用直径为 10.5 的钻钻空 四面组麻花钻、内径千分 60 板牙 攻 m12 的螺纹 70 铣 1.粗铣杠杆右端 24h8 内上下 面 立式铣 床 x51 高速钢立铣刀、游 标卡尺、专用夹具 2.粗铣右端 32 内表面 80 铣 半精铣杠杆右端 24h8 内上下 面 立式铣 床 x51 高速钢立铣刀、游 标卡尺、专用夹具 90 热处理 杠杆左右叉局部淬火 淬火机 100 校正 校正杠杆右端拨叉上下面平 行度 校正工具、游标卡 尺 110 磨 磨杠杆中间圆柱两端面至 44- 0 .-0.1，对 20h7 的圆跳动 为 0.05 m7120a 砂轮 1-35040 127-wa46k5v， 磨夹 具游标卡尺 120 辅助 清洗 清洗机 130 检 终捡 3.4 确定切削用量，时间定额确定切削用量，时间定额 工步 20 钻，粗铰，精铰直径为 10 毫米的孔 3.4.1 切削用量的计算切削用量的计算 1钻孔工步 钻孔至直径为 20h7，ra1.6um 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 1）背吃刀量为 ap=19.8mm 2) 进给量由表查 5-22 得 f=0.2mm/r 3)切削速度计算由表 5-22 得 v 取 18m/min。由公式 5-1 计算的钻头转 速为 734.93r/min,参照表 4-9 选取主轴转速为 n=960r/min.在有公式 算出.v=23.5m/min. 2粗铰工步 1)背吃刀量为 ap=0.16mm 2)进给量由表查 5-22 得 f=1mm/min 3) 切削速度计算由表 5-22 得 v 取 3m/min。由公式 5-1 计算的钻头转 速为 120r/min,参照表 4-9 选取主轴转速为 n=140r/min.在有公式算 出.v=3.49m/min. 3精铰工步 1)背吃刀量 ap=0.04mm 2)进给量由表查 5-22 得 f=0.8mm/min 3) 切削速度计算由表 5-22 得 v 取 4m/min。由公式 5-1 计算的钻头转 速为 159r/min,参照表 4-9 选取主轴转速为 n=195r/min.在有公式算 出.v=4.89m/min. 3.4.2 时间定额的计算时间定额的计算 钻孔工步 基本时间=（25+4。6+1）/392*0。1=46。8 秒 辅助时间=0。15*46。8=7。02 秒 其它时间=0。06*46。8=2。81 秒 钻孔的单件时间=46。8+7。02+2。81=56。63 秒 粗铰工步 基本时间=（25+0。37+15）/97*0。4=62。4 秒 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 辅助时间=0。15*62。4=9。36 秒 其它时间=0。06*62。4=3。74 秒 粗铰的单件时间 62。4+9。36+3。74=75。5 秒 精铰工步 基本时间=（25+0。19+13）/97*0。3=78。6 秒 辅助时间=0。15*78。6=11。79 秒 其它时间=0。06*78。6=4。72 秒 精铰的单件时间=78。6+11。79+4。72=95。11 秒 因此，加工 10 毫米孔的单件时间为 5653+75。5+95。11=227。14 秒 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 4 铣槽夹具设计铣槽夹具设计 4.1 研究原始质料研究原始质料 利用本夹具主要用来粗、精铣24槽，该槽对孔 207h的中心线要满足对称 度要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键 是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 4.2 定位基准的选择定位基准的选择 由零件图可知：在对槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔 207h进行了钻、扩、铰加工，因此，定位、夹紧方案有： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 铣该槽时其对孔 207h的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了 使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两个档销的定位方式，这种定位在 结构上简单易操作。一面即为底平面。 4.3 切削力及夹紧分析计算切削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 0 0 15 = 0 0 10 = 顶刃 0 n = 侧刃6 00 10 15 = 30 r k = 40dmm= 160dmm= 20.5lmm= 22z = 0.08/ f amm z= mmap0 . 2= 由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.1 2335 pz fafdb zn = 有： 0.900.801.11.10.1 2335 2.00.082820.522 2.4836.24()fn = 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不 利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再 乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： fkwk= 安全系数 k 可按下式计算： 6543210 kkkkkkkk = 式中： 60 kk为各种因素的安全系数，查参考文献5121 可知其公 式参数： 123 456 1.0,1.0,1.0, 1.3,1.0,1.0. kkk kkk = = 由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56k = 所以 836.24 1.561304.53() k wk fn= 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方 便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 查参考文献51226 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以 下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 )( 21 0 + = tgtg ql w z 式中参数由参考文献5可查得： 6.22 = 2.76 z r = o 90 1 = 059 2 = o 2 29 = o 其中：33()lmm= )(80 nq = 螺旋夹紧力： 0 4748.2()wn= 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如 2.1. 由表2621得：原动力计算公式 0 0 1 k l ww l = 即： 004748.2 33 0.98 9032.75() 17 k w l wn l = 由上述计算易得： kk ww 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方 便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 4.4 误差分析与计算误差分析与计算 该夹具以一面两个档销定位。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误 差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 gwj + 与机床夹具有关的加工误差 j ，一般可用下式表示： mjjjwdadzwj += 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 11 1mind wdd =+ 1122 1min2min . 2 dddd j w arctg l + = 其中： 1 0.052 d mm=， 2 0 d mm= 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 14 1 0.011 d mm=， 2 0.023 d mm= 1min 0mm=， 2min 0.034mm= 且：l=135mm ，得