机械制造技术课程设计-杠杆（一）加工工艺及铣22槽夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“杠杆”零件加工工艺规程及铣 22 槽工序专用夹具 班 级： 机 sx05-1 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008-06-29 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 . 0 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 夹具设计 . 10 4.1 定位基准选择 . 10 4.2 定位元件的选择 . 10 4.3 夹具设计及操作的简要说明 10 4.4 定位误差分析 . 11 4.5 夹具设计及操作的简要说明 11 5 设计新得 . 11 参考文献 12 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 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 杠杆右端 24h8 内上下面 24h8 it7 1.6 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 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 钢，该铸件的采制系数属 m2 级。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 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 杠杆左端 44 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 4.粗铣杠杆左端 22 内表面 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 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 1）背吃刀量为 ap=19.8mm 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 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 辅助时间=0。15*62。4=9。36 秒 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 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 4 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计 专用夹具。并设计工序铣 22 槽的夹具。 4.1 定位基准选择定位基准选择 由零件图可知， ，20 为圆柱孔，为使定位误差为零，应该选择 杠杆右端面为定位基准保证基准重合。此外，还应以杠杆中间圆柱下 端面为基准，从而保证加工位置。 4.2 定位元件的选择定位元件的选择 夹具的主要定位元件为两个定位销，这两个定位销的尺寸与公差 规定为与本零件在工作时与其相匹配杠杆两端的尺寸与公差相同，即 由两个支撑板就可以。 4.3 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母 12 扣，拔下划块，实现 工件的快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺 纹加工。 4.4 定位误差分析定位误差分析 （1） 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个定 位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹 配杠杆两端的尺寸与公差相同。 （2）计算钻套中心线与工作台的度误差。 钻套外径520g与衬套孔720h的最大间隙为： 026 . 0 )011 . 0 (015 . 0 max = 衬套外径 615r 与钻模板孔 715h 的最大间隙为： 005 . 0 023 . 0 018 . 0 max = 则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026-0.005=0.021。 （3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。 定位销轴与夹具体孔的最大间隙为： 034 . 0 001 . 0 035. 0 max = 夹 具 体 孔 的 长 度 为14mm， 则 上 述 间 隙 引 起 的 最 大 平 行 度 误 差 为 ： 0.034/14，即 0.24/100。 4.5 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设 计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母 12 扣，拔下开口垫圈， 实现工件的快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行 钻孔加工。 5 设计新得设计新得 作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能 做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们 在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践 面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做 类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过 程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计 更加完