铰链零件的机械加工工艺规程和钻夹具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 毕业设计（论文） 铰链零件的机械加工工艺规程和钻夹具设计 二一五年 1月 日 院 系 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 本课题是对铰链零件进行机械加工工艺规程和夹具设计，设计钻孔的专用夹具，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，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出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。 关键词：铰链零件，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is of of 10 In of to of to of of in to is to of of as a by of to 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目录 一、铰链的工艺分析 . 1 链的用途 . 1 . 2 链的工艺分析 . 2 定铰链的生产类型 . 2 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 . 3 . 3 . 3 三、拟定铰链工艺路线 . 4 . 4 . 5 . 5 . 6 . 6 . 6 四、 加工余量、工序尺寸、和公差的确定 . 8 . 8 . 9 五、切削用量、时间定额的计算 . 13 4坯 28下表面 . 13 . 14 槽 . 19 . 19 六、专用夹具设计 . 21 计要求 . 22 具设计 . 22 定位基准的选择 . 22 切削力及夹紧力的计算 . 22 位误差的分析 . 25 套、衬套、钻模板设计与选用 . 26 具设计及操作的简要说明 . 27 七 零件的数控编程 . 28 件的选择 . 28 具路径的生成 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 始参数设定 . 29 建刀具 . 30 建粗加工操作 . 30 建半精加工操作 . 33 结 论 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 42 全套图纸加 Q 401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 一、铰链的工艺分析 图 链的用途 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， 示动力，示动力臂， 示阻力， 示阻力臂。从上式可看出 ，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 链的技术要求 表 链的零件技术要求 加工表面 尺寸及偏差 差及精度等级 表面粗糙度 Ra 链上面 177 链右面 28 链左面 28 图 12 12 图 6 孔 6 图 12 孔及 12 图 12 盲孔 12 *18 图 15 孔 15 2 8 链的工艺分析 分析零件图可知，铰链的上、左和右端面的粗糙度要求较高，为 以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。零件中几个孔的要求较高，粗糙度为 孔的直径较小，所以采取钻、粗铰，精铰的加工以确保精度等级。零件中对形位公差的要求并不高。由此，该零件加工方便，工艺性较好。 定铰链的生产类型 依设计题目知： Q=5000 件 /年， m=1 件 /年，结合生产实际，备品 率 a%和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 废品率 b%分别取 3%和 代入公式得： N=5000 台 /年 /台 X（ 1+3%） X（ 1+ =链重量为 表 1，铰链属轻型零件；由表 1，该铰链的生产类型为大批生产。 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于铰链在实际应用中要承受较大的力，为了增强铰链的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度为 5 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2表 2知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素 由铰链的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 已知机械加工后的铰链的重量为 此可初步估计机械加工前的锻件的重量为 锻件形状复杂系数 对铰链进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即 179 3224详见毛坯图） ;由公式（ 2（ 2以计算出锻 件的复杂系数 0 6 l 由于该材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 碳素钢，故该锻件的材质系数属。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 由零件图可知，该铰链的各加工表面的粗糙度 于或等于 据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二 表 链锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量 项目 机械 加 工余 量/寸工差/ 坯 尺 寸/注 铰链左端面 2*2=4 2 表 2表2链中端面 2*2=4 2 5711 表 2表2链上端面 2*2=4 81 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表2 15 孔 2*2=4 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表210纹孔 2*2=4 表 2表2 6 孔 2*2=4 表 2表2 12 盲孔 2*2=4 5 表 2表2 2*2=4 表 2表2 2*1=2 表 2表2、拟定铰链工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再确定粗基准。 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择铰链的上端面和左端面为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。另一方面，我买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证“基准重合”的原则。最后一方面，以这两个面为定位基准，在加紧方便。 的选择 作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。本例选择右端面为粗基准。 面加工方法的确定 根据铰链零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法。如表 示 表 链各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/工方案 备注 左端面 铣 表 1端面 铣 表 1端面 铣 表 12 右图 精铰 表 1 孔 表 15 精铰 表 1螺纹 12 孔左图 表 12 盲孔 精绞 表 1槽 铣 表 1 铣 表 1工阶段的划分 该铰链的质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 加工阶段，首先应该将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度 ;然后粗钻其他的一些孔，再粗铰 12 、 15 、 6 的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为 孔的精铰加工。 序的集中与 分散 由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。 序顺序的安排 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面 加工次端面 循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。 模锻成型后切边，进行调 质处理，调质硬度为 241进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。 半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序 ;精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该铰链工序的安排顺序为：基准加工 主要表面半精加工 主要孔的精加工 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了杠杆的工艺路线 表 杆的工艺路线 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣左右端面及 床 面铣刀 游标卡尺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 上下端面 2 半精铣左端面，上端面，右端面 床 面铣刀 游标卡尺 3 倒 R=3角 床 车刀 游标卡尺 4 钻 精绞12 *18 盲孔 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 5 钻 精铰孔15 515 钻床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 6 钻 攻螺纹515 钻床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 7 钻 精铰孔12 *2 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 8 钻 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 9 粗铣 刀 游标卡尺 10 粗铣 2 刀 游标卡尺 11 去毛刺 钳工台 平锉 12 中检 塞规 百分尺 卡尺 13 清洗 清洗机 14 终检 塞规 百分尺 卡尺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 表 链加工工序安排 工序号 工 序 内 容 简 要 说 明 10 粗铣左右端面及上下端面 “先基准后其他” 20 半精铣左端面，上端面，右端面 “先基准后其他”、 “先主后次” 30 粗钻 12*18 15“先面后孔” 、“先主后次” 40 扩 15 孔，再粗绞 15孔、 12*18 “先粗后精” 50 粗 钻 攻螺纹 先粗后精” 60 粗钻 12 12*11孔、 6孔 “先粗后精” 70 粗扩 12 12*11孔，精扩 12*11 孔，精绞 12 6孔 “先粗后精” 80 粗 铣 28精铣 8“先粗后精” 四、 加工余量、工序尺寸、和公差的确定 择加工设备与工艺设备 根据不同的工序选择机床 1）工序 1、 2、 3、 4、 10、 11 是粗铣和精铣。各工序工步不多成批生产不要求很高的生产率 件外轮廓尺寸不大 铣床参数如下 型号 轴孔锥度 7:24,主轴孔径 25轴转速 651800r/ 工作台面积 (长宽 )1000 250。工作台最大行程 :纵向 (手动 /机动 )620向手动 190动 170 370动 350 工作台进给量 :纵向 35980mm/向 25765mm/降 12380mm/作台快速移动速度 :纵向 2900mm/向 2300mm/降 1150mm/作台 T 型槽数 :槽数 3、宽度 14、槽距 50。主电机功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 2)工序 5、 6、 7、 8、 9 为钻、绞孔 面粗糙度数值小要较精密的机床才能满足要求因此选用 钻床 的参数如下 型号 20轴行程 100大钻孔直径 1550mm x 主电动机功率 择夹具 本零件除了粗铣及半精铣槽钻孔等工序需要专用夹具外 其他的使用通用夹具即可。 根据不同的工序选择刀具。 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率 ，工件的加工精度，已加 工表面质量 ，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是 数控加工工艺的一个重要部分 。刀具应具有韧 度 艺性和经济性性 45 钢 合金中的 刀具工该类零件时摩擦严重 ,切削温度高 ,而 硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 ,尤其具有高的耐热性 , 在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 1） 粗精铣 24上下表面用 铣刀。 2） 粗精铣 28 左端面及 177前后表面用高速钢圆柱铣刀。 3） 4） 铣 8直齿三面刃铣刀 2用锯片铣刀。 工余量工序尺寸及公差的确定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线 采用计算与查表相结合的 方法确定各工序加工余量， 中间工序公差按经济精度选定，上下偏 差按入体原则标注 ，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、 24买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 5 55112、 24参照实用机 械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 5 5511粗铣 3 6 56 毛坯 3 59 59 3、 177参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 6 55114、 177参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 4 铣 坯 2 26 26 5、 28参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 177 铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 6、 28参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 177 铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 7、 12查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序 名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 12 12 孔 孔 11 11 11 毛坯 4 8 8、 6孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 1 6 6 钻 孔 2 坯 4 2 9、 12*11孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 扩孔 1 12 扩孔 3 11 11 钻孔 8 8 8 毛坯 4 8 10、 15 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22定各工序尺寸及加工余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 15 粗绞 扩孔 钻孔 14 14 14 毛坯 4 11 11、 12*18孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 12 粗绞 孔 11 11 11 毛坯 4 8 12、宽 2 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 13、宽 8 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22表 序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精铣 2 粗铣 2 6 毛坯 4 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 五、切削用量、时间定额的计算 精铣宽 24坯 28下表面 工序 10 粗铣宽度为 24下表面 工件材料： 45 机床： 铣床。 查参考文献 1表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 数 Z=8，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2所以铣削深度 : 每齿进给量据参考文献 3表 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 34 V= 由机床主轴转速 n 得机床主轴转速d 1000 m 54100*0*0001000 rd 按照参考文献 3表 n=300r/际铣削速度 v： m i n/ 进给量 0 工作台每分进给量mf m 88/8.4 a ：根据参考文献 1表 a =30 被切削层长度 l：取 l= 2830 刀具切入长度tl t 1()(2 式（ 具切出长度 2l 2l =2文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 走刀次数为 1 工序 20 精铣宽度为 24坯 28下平面 加工条件： 工件材料： 45钢，锻造。 机床： 由参考文献 1表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： D=100数 12，此为细齿铣刀。 Z=铣削深度 每齿进给量据参考文献 1表 30 31 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 31 V=s 机床主轴转速 n，由式（ ： m rd 按照参考文献 3表 n=75r/际铣削速度 v: 进给量式 (: 工作台每分进给量m 3 5/25.2 刀具切入长度 1l :精铣时 1l =D=100具切出长度 2l :取 2l =2刀次数为 1 的加工 工序 30、 50、 60 确定钻削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 确定进给量 f 根据参考文献 1表 28查出 m m /f,由于孔 深 度 比 0l/, 9.0m m / 表f 。查 式钻床说明书 , 取。 根据参考文献 1表 28头强度所允许是进给量 。由于机 床进给机构允许的轴向力 5690m (由机床说明书查出 ),根据表 28 许的进给量 。由于所选进给量 f 及 f （ 1）确定钻孔 的切削用量 钻孔 选用机床为 具选用 机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 削 速 度 计 算 公 式 为 m （ 查得参数为 , 刀 具 耐 用 度T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为1000 v=确定切削时间（一个孔） t = 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 （ 2）钻螺纹孔及攻螺纹 1011 M 钻螺纹底孔 取 （ 所以 （ r ） 按机床选取 r （ 所以实际切削速度 （ m ） 切削工时（一个孔）： 212 攻螺纹 1011 M 根据表 4取 所以 （ 293 按机床选取 )2 7 2 w 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 12 (3)孔 15 查表 2得，精铰余量为 Z 精 =孔的余量为 Z 扩 =孔的余量为 Z=14表 1确定各工序尺寸的加工精度等级为：精铰 孔 孔 据上述结果，查表 2知，个工步公差为：精铰， 15 孔， 孔 14 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 其相互关系参看右图 钻孔工步 1）背吃刀量 14）进给量 由表 5取每转进给量 f=r 3)切削速度 由表 5得，因为工