机械制造技术课程设计-等臂杠杆零加工工艺及铣15mm端面的铣床夹具设计（全套图纸） .pdf

机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计 设计题目：铣杠杆的端面夹具设计设计题目：铣杠杆的端面夹具设计 指导老师：指导老师： 设设 计计 者：者： 班班 级：级： 目目 录录 序 言 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 一 零件的分析 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 零件的作用 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 零件的工艺分析 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 二 工艺规程设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1 确定毛坯的制造形式 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.2 基面的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3 制定工艺路线 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定错误！ 未定义错误！ 未定义 书签。书签。 2.5 确立切削用量及基本工时 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 三 夹具设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1 确定设计方案 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 选择定位元件 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3 计算夹紧力 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.4 定位误差分析 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 总 结 . 17 致 谢 . 18 参 考 文 献 . 19 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 一、零件分析一、零件分析 （一一）零件的作用零件的作用 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。要求零件的配合是符合要求。 (二二)零件的工艺分析零件的工艺分析 杠杆的25+0.052mm 孔的轴线和两个端面有着垂 直度的要求。现分述如下： 本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的 15 上下端 面。 工件以25h9 孔及其 ra3.2 端面和水平面底为定位 基准。在长销大平面、支承钉和可调 v 形挡块上实现完 全定位。 要加工的主要工序包括： 粗精铣宽度为40mm 的上下平台、钻10(h7)孔、钻 28+0.015 的小孔 、 粗精铣 15 端面的上下表面。加工要求有：40mm 的平 台的表面粗糙度各为 ra6.3um（上平台） 、ra3.2（下平 台） 、10(h7)孔为 ra1.6um、25（h9）孔为 ra3.2um、 15 端面的上下表面粗糙度如图和8（h7）孔表面粗糙 度都为 ra1.6um。 28 （h7） 孔有平行度分别为 0.1um （a） 、0.15um(a)。10(h7)孔的平行度为 0.1um（a） 。 杠杆有过渡圆角为 r5，则其他的过渡圆角则为 r3。其 中主要的加工表面是 15 端面的上下表面。 二二、工艺规程的设计工艺规程的设计 (一一)、确定毛坯的制造形式、确定毛坯的制造形式。 零件的材料 ht200。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。由于年产量为中批生 产水平，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，适合中批生产的金属 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。 查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量 加工表面加工表面 基本尺寸基本尺寸 加工余加工余 量等级量等级 加工余量加工余量 数数/mm 说明说明 40mm 的上下平的上下平 台台 54 g 4 加工上下 底面 宽度宽度 30mm 的的 平台平台 25 h 3 加工上表 面 15mm 端端 面的上下面的上下 面面 15 h 3 加工端面 上下面 10h7 孔孔 10 h 3 加工内孔 8h7 孔孔 8 h 3 加工内孔 25h9 孔孔 25 g 4 加工内孔 又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差 主要尺主要尺 寸寸 零零 件尺件尺 寸寸 总余总余 量量 毛坯毛坯 尺寸尺寸 公公 差差 ct 28 （h7） 之间的） 之间的 中心距离中心距离 1 68 168 4 10 （h7） 孔尺寸） 孔尺寸 10 2.0 7 3 25 （h9） 孔尺寸） 孔尺寸 2 5 3.0 21 4 8 （h7） 孔尺寸孔尺寸 8 2.0 5 3 15 端面端面 的上下表面的上下表面 尺寸尺寸 1 5 18 40mm 的上下平台的上下平台 宽度宽度 30mm 的平台的平台 5 4 25 58 28 (二)、基面的选择 （1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准 的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为 40mm 的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台 进行加紧，利用一组 v 形块支承40mm 的外轮廓作主 要定位，以消除 z、z、y、y 四个自由度。再以一面定位 消除 x、 x 两个自由度， 达到完全定位,就可加工25 （h7） 的孔。 （2）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25(h7)的孔作为精基准。 （三） 、工件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有：粗精铣40mm 的上下平台 和宽度为 30mm 的平台面、钻10(h7)孔、钻 2 8+0.015 的小孔 、粗精铣30 凸台的平台。材料为 ht200，加工方法选择如下： 1、 40mm圆柱的上平台和宽度为30mm 的平台面：公差等级为 it8it10,表面粗糙度为 ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒 r3 圆 角。 2、 40mm 圆柱的下平台：公差等级为 it8it10,表面粗糙度为 ra3.2，采用采用粗铣 精铣的加工方法，并倒 r3 圆角。 3、 15mm 的上下表面：公差等级为 it13， 表面粗糙度为ra6.3， 采用粗铣精铣的加工方法。 4、 钻10(h7)内孔：公差等级为 it7 it8，表面粗糙度为 ra1.6，平行度为 0.1m（a） ， 采用钻孔粗铰精铰的加工方法。 5、 钻25（h9）内孔：公差等级为 it6 it8，表面粗糙度为 ra3.2，采用钻孔扩孔钻钻 孔精铰的加工方法，并倒 145内角。 6、 钻8 （h7） 内孔： 公差等级为 it6it8, 表面粗糙度为 ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加 工方法。 (四)、确定工艺路线 1、工艺路线方案一： 铸造 时效 涂底漆 工序：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽 度为 30mm 的平台 工序：粗精铣 15mm 的上下表面 工序：钻孔25（h9）使尺寸达到23mm。 工序：扩孔钻钻孔25(h9)使尺寸达到 24.8mm。 工序：铰孔25（h9）使尺寸达到25(h9)。 工序 ：钻10（h7）的内孔使尺寸达到 9.8mm。 工序：粗铰10(h7)内孔使尺寸达到 9.96mm。 工序：精铰10（h7）内孔使尺寸达到10（h7） mm。 工序：钻、粗、精铰 28（h7）小孔使尺寸达 到8（h7） 。 工序：检验入库。 2、工艺路线方案二： 铸造 时效 涂底漆 工序：粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度 为 30mm 的平台。 工序：粗精铣宽度为30mm 的凸台表面 工序：钻孔25（h9）使尺寸达到23mm。 工序：钻 28(h7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(h9)使尺寸达到 24.8mm。 工序：铰孔25（h9）使尺寸达到25(h9)。 工序 ：钻10（h7）的内孔使尺寸达到 9.8mm。 工序：粗铰10(h7)内孔使尺寸达到 9.96mm。 工序：精铰10（h7）内孔使尺寸达到10（h7） mm。 工序： 粗铰 28 （h7） 小孔使尺寸达到 7.96mm。 工序： 精铰 28(h7)小孔使尺寸达到8 （h7） 。 工序：检验入库。 （五） ：工艺方案的比较和分析： 上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为 40mm 的上下肩面作为粗基准，25（h7）孔作为精基 准，所以就要加工25 孔时期尺寸达到要求的尺寸，那 样就保证了 28 小孔的圆跳动误差精度等。 而方案二 则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（h7） ，那 样就很难保证 28 的圆度跳动误差精度。 所以决定选 择方案一作为加工工艺路线比较合理。 （六） ：选择加工设备及刀、量、夹具 由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以采用通 用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用 机床加专用夹具为主， 辅以少量专用机床的流水生产线。 工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完 后。 粗精铣宽度为40mm 的上下平台和宽度为 30mm 的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等 问题，采用立铣，选择 x5012 立式铣床（参考文献：机 械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版 社） ，刀具选 d=2mm 的削平型立铣刀（参考文献：机械 工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版） 、 专用夹具、专用量具和游标卡尺。 粗精铣 15mm 的上下表面。采用 x5021 卧式铣床， 刀具选 d=2mm 的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具 和游标卡尺。 钻孔25（h9）使尺寸达到23mm。采用 z535 型 钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄 2 号刀） d=23mm，专用钻夹具，专用检具。 扩孔钻钻孔25(h9)使尺寸达到24.8mm。采用立 式 z535 型钻床， 刀具选 d=24.7mm 的锥柄扩孔钻 （莫氏 锥度 3 号刀） ，专用钻夹具和专用检具。 铰孔25 （h9） 使尺寸达到25(h9)。 采用立式 z535 型钻床， 刀具选 d=25mm 的锥柄机用铰刀， 并倒 145 的倒角钻用铰夹具和专用检量具。 钻10（h7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立 式 z518 型钻床，刀具选用 d=9.8mm 的直柄麻花钻，专 用的钻夹具和量检具。 粗铰10(h7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式 z518 型钻床， 刀具选用 d=10mm 的直柄机用铰刀， 专用 夹具和专用量检具。 精铰10（h7）内孔使尺寸达到10（h7）mm。 采用立式 z518 型钻床，选择刀具 d=10mm 的精铰刀， 使用专用夹具和量检具。 钻 28(h7)的小孔使尺寸达到 7.8mm。采用立式 z518 型钻床，刀具选用 d=7.8mm 的直柄麻花钻，专用 钻夹具和专用检量具。 粗铰 28(h7)小孔使尺寸达到7.96mm。 采用立 式 z518 型钻床，选择刀具为 d=8mm 直柄机用铰刀，使 用专用夹具和专用量检具。 精铰 28(h7)小孔使尺寸达到8（h7） 。采用立 式 z518 型钻床，选择刀具为 d=8mm 的直柄机用铰刀， 使用专用的夹具和专用的量检具。 （参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主 编：李益民，机械工业出版社出版） （七） ：加工工序设计 根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出 工序的计算。下面是对8（h7）内孔的加工设计。 各工步余量和工序尺寸及公差 （mm） 加工表 面 加工方 法 余量 公差等 级 工序尺 寸 15 的 上下表面 粗铣 1 16 15 的 上下表面 精铣 0 15 1、 粗铣 15 端面使尺寸达到 16。 2、 精铣 15 端面使尺寸达到 15。 这两部工序全都采用 x5021 机床来进行加工的， 故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考 x5021 机床主要技术参数， f=0.1mm,v=200m/min,l=30mm n=1000v/(2l)=3333r/min 按机床实际转速取 n=3000r/min，则实际切削速度 为 v180m/min. 从参考文献得知： =9.8142.72l(n)=22600n m=9.810.0212l 2l(n.m)=667n*m 根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩 和最大进给力，故满足机床刚度需求。 基本工时 t=2/(0.13000)=0.07min （2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考 x5021 机床主要技术参数，取精铣 f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min 基本工时 t=1/(0.15000)=0.02min 三、夹具的设计 本次的夹具为工序 ii： 粗精铣 15mm 的上下表面 而设计的。 本工序所加工的面是位于30 凸台平面 内，尺寸不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不 是很大等原因，采用卧式定位、立式铣刀侧铣的方法。 1、 确定设计方案 这道工序所加工的面在30 凸台平面内。 根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面 ra3.2 和水平 面底、v 形挡块分别在长销小平面、可调支承钉和可调 螺钉上实现完全定位。 铣 15 端面时， 为防止工件加工时 旋转，采用了可调支承钉。 2 、选择定位元件 （1）选择长销大平面，作为以 25h9 孔及其端面 的定位元件。 （2） 选择可调支承钉和可调 v 形块， 防止在加工孔 时出现旋转，限制工件六个自由度。 3、计算夹紧力 参考文献 （机械加工工艺手册） ， 因夹具的的夹紧力 与切削力方向相反， 实际所需夹紧力与切削力 f 之间 的关系为： =kf，式中的 k 为安全系数。由参考文献得，当 夹紧力与切削力方向相反时，取 k=3。 由前面的计算可知 f=22600n。 所以， =kf=67800n. 4、定位误差计算 （1）加工8h7 时孔距尺寸 84 0.2mm 的定位误 差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm， 0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185） =0.4mm，符合尺寸要