左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程及钻Ф12孔夹具设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

毕业设计（论文） 左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程和夹具设计 二一五年 1月 日 院 系 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 本文是对左摆动杠杆零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对左摆动杠杆零件的一道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量 生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是设计 左摆动杠杆钻床夹具设计 。 关键词：左摆动杠杆零件，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差is of of of of In to of of a a of is a to is in a to to to of is of of of 录 一、绪论 . 1 械加工工艺概述 . 1 械加工工艺流程 . 1 具概述 . 1 床夹具的功能 . 2 床夹具的发展趋势 . 2 床夹具的现状 . 2 代机床夹具的发展方向 . 3 二、 左摆动杠杆 的工艺分析 . 4 摆动杠杆 的用途 . 4 技术要求 . 4 摆动杠杆 的工艺分析 . 5 定 左摆动杠杆 的生产类型 . 5 三、确定毛坯、绘制毛坯简图 . 5 . 5 . 6 四、拟定 左摆动杠杆 工艺路线 . 7 . 7 . 7 . 8 . 8 . 9 . 9 五、 加工余量、工序尺寸、和公差的确定 . 11 . 11 . 12 六、切削用量、时间定额的计算 . 15 4坯 28下表面 . 15 工 . 17 槽 . 21 . 21 七、专用夹具设计 . 24 究原始质料 . 错误 !未定义书签。 计要求 . 错误 !未定义书签。 购买设计文档后加 费领取图纸 5 具的组成 . 错误 !未定义书签。 具的分类和作用 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 定位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 切削力及夹紧力的计算 . 错误 !未定义书签。 位误差的分析 . 错误 !未定义书签。 套、衬套、钻模板设计与选用 . 26 具设计及操作的简要说明 . 27 结 论 . 27 参考文献 . 29 致 谢 . 30 1 一、绪 论 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每 个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流 程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高 经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、 购买设计文档后加 费领取图纸 2 装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具 设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。 自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位 元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置， 并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4 年就要更新 80%左右的专用夹 具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数 购买设计文档后加 费领取图纸 3 控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具 的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、 具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发 展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商 品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 购买设计文档后加 费领取图纸 4 二、左摆动杠杆的工艺分析 图 摆动杠杆的用途 杠杆原理亦称 “杠杆平衡条件 ”。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。 摆动杠杆的技术要求 表 摆动杠杆的零件技术要求 加工 表面 尺寸及偏差 差及精度等级 表面粗糙度 Ra 摆动杆上面 177 摆动杆右面 28 摆动杆左面 28 图 12 12 图 6 孔 6 购买设计文档后加 费领取图纸 5 左图 12 孔及 12 图 12 盲孔 12 *18 图 15 孔 15 2 8 摆动杠杆的工艺分析 分析零件图可知，左摆动杠杆的上、 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。 定左摆动杠杆的生产类型 依设计题目知： Q=5000 件 /年， m=1 件 /年，结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 代入公式得： N=5000 台 /年 /台 X（ 1+3%） X（ 1+ =摆动杠杆重量为 表 1，左摆动杠杆属轻型零件；由表1，该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。 三、确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和冲击韧度，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 购买设计文档后加 费领取图纸 6 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 由左摆动杠杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 已知机械加工后的左摆动杠杆的重量为 锻件形状复杂系数 对左摆动杠杆进行分析计算，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。 由零件图可知，该左摆动杠杆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 摆动杠杆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 左 摆 动杠 杆左端面 2*2=4 表 2表2 摆 动杠 杆中端面 2*2=4 2 5711表 2表2 摆 动杠 杆上端面 2*2=4 81 表 2表2 购买设计文档后加 费领取图纸 7 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、拟定左摆动杠杆工艺路线 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，选择左摆动杠杆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。 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 根据左摆动杠杆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 摆动杠杆各表面加工方案 购买设计文档后加 费领取图纸 8 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 该左摆动杠杆的质量要求较高，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。 购买设计文档后加 费领取图纸 9 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，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：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 粗铣左右端面及上下端面 床 面铣刀 游标卡尺 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 购买设计文档后加 费领取图纸 10 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 11 表 摆动杠杆加工工序安排 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” 五、 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 购买设计文档后加 费领取图纸 12 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 刀具因为加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 购买设计文档后加 费领取图纸 13 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 14 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 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