左摆动杠杆的加工工艺及钻Ф12孔夹具设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

I 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 左摆动杠杆 加工工艺规程及其钻 12 孔的夹具设计是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 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 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 so on 12 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 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 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 左摆动杠杆 的加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课 程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 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 目录 摘 要 . 、左摆动杠杆的工艺分析 . 1 摆动杠杆的作用 . 1 . 1 摆动杠杆的工艺分析 . 2 定左摆动杠杆的生产类型 . 2 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 . 2 . 2 . 3 三、拟定左摆动杠杆工艺路线 . 4 . 4 . 4 . 5 . 5 . 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 . 12 4坯 28下表面 . 12 . 14 槽 . 18 计算 . 18 6 专用夹具的设计 . 21 题提出 . 21 位基准的选择 . 21 位元件的设计 . 21 削力和夹紧力的计算 . 22 位误差分析 . 22 . 23 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 总 结 . 26 致 谢 . 27 参 考 文 献 . 28 1 一、左摆动杠杆的工艺分析 摆动杠杆的作用 左摆动杠杆主要应用在某柴油机的左摆动器中，包括有中部有定轴管、一端为拨叉、另一端为触杆的锻造成型的杠杆体，在其两触杆端部各设有孔，在该两孔中设有与其紧密配合的钢球头。 摆动杠杆的技术要求 表一 左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 购买设计文档后加 费领取图纸 2 右图 6 孔 6 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。 二、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 购买设计文档后加 费领取图纸 3 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 表二左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 购买设计文档后加 费领取图纸 4 左 摆 动杠 杆上端面 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。 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。如表三所示 购买设计文档后加 费领取图纸 5 表三左摆动杠杆各表面加工方案 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 6 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 表四： 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 7 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 左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 “先粗后精” 购买设计文档后加 费领取图纸 8 孔 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 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。 购买设计文档后加 费领取图纸 9 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、 24参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 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 工序名称 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 购买设计文档后加 费领取图纸 10 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 工序名称 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 工序名称 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 工序名称 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 工序名称 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工序名称 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 购买设计文档后加 费领取图纸 11 8、 6孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 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工序名称 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 工序名称 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工序名称 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 购买设计文档后加 费领取图纸 12 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 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工序名称 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 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 工件材料： 45 机床： 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 1000 m 54100*0*0001000 rd 按照参考文献 3表 n=300r/ 购买设计文档后加 费领取图纸 13 实际铣削速度 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 (: 购买设计文档后加 费领取图纸 14 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 确定进给量 f 根据参考文献 1表 28查出 m m /f,0l/d 0 , 9.0 m m / 表f 。查取 。 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 柄短麻花钻，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 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 （ 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 购买设计文档后加 费领取图纸 15 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 （ 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 购买设计文档后加 费领取图纸 16 查表 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 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，因为工件为 45 号钢， v=20m/入公式得 m 010001000 rd 参照表 4列 立式机床的主轴转速取 n=590r/际转速为 m 扩孔工步 1）背吃刀量 购买设计文档后