机械制造技术基础课程设计-左摆动杠杆的工工艺规程及钻Ф15孔的夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学课程设计题目：左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计全套图纸，加全套图纸，加153893706班级：机电06-3班姓名：指导教师：完成日期：2009.06.30辽宁工程技术大学课程设计1一、设计题目一、设计题目(学生空出，由指导教师填写学生空出，由指导教师填写)二、原始资料二、原始资料(1)被加工零件的零件图1张(2)生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料三、上交材料(1)被加工工件的零件图1张(2)毛坯图1张(3)机械加工工艺过程综合卡片(参附表1)1张(4)与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张(4)夹具装配图1张(5)夹具体零件图1张(6)课程设计说明书(50008000字)1份四、四、进度安排四、四、进度安排(参考参考)(1)熟悉零件画零件图2天(2)选择工艺方案确定工艺路线填写工艺过程综合卡片5天(3)工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图)9天(4)编写说明书3天(5)准备及答辩2天五、指导教师评语五、指导教师评语成成绩：绩：指导教师指导教师日日期期辽宁工程技术大学课程设计2摘摘要要此次课程设计是学习完机械制造技术基础这一门课程后的一次实践学习。所以，他最突出的特点是很强的实践性。在设计过程中，主要完成了某零件的工艺卡片与工序卡片的制定，进一步熟悉了机械生产的全过程；同时针对某一指定工序设计夹具体，实现零件的大批量生产。此次课程设计的主要意义有：一进一步熟悉所学课程，并应用到实践，再从实践中反过来加强对所学知识的熟悉程度。二增强知识的综合运用的能力。此次课程设计，不但设计到机械制造技术基础这一门课程，更是对机械精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的一次全面复习，与综合运用能力的锻炼。三增强自主解决问题的能力与设计能力。辽宁工程技术大学课程设计3AbstractThecurriculumdesignisanotherlearningafterthelearningofManufacturingTechnologycoursethistime.Thereforehismostprominentfeatureisthestrongpracticalism.WehavecompletedthemainpartsoftheprocessofacardandtheprocessofadevelopmentofthecardbecomingmorefamiliarwiththemachineryoftheentireprocessofproductionAtthesametimeforaspecificfolderwedesignprocessesandachievehigh-volumeproductionparts.Themainsignificanceofthecurriculumdesignhasthefollowings:First.TofurtherfamiliarizethemselveswiththecourseandappliedtopracticefrompracticeinturnenhancetheknowledgeofthedegreeoffamiliaritywithSecond.ThecurriculumdesignisnotonlyatotallyreviewofthesuchcoursesasMachineryManufacturingTechnology、precisionmechanicaldesignandtesting、mechanicalGraphicsandmechanicaldesign，butalsoarcisecomprehensiveuseofability.Third.Enhancetheabilityofindependentproblem-solvinganddesigncapability辽宁工程技术大学课程设计4目录目录1左摆动杠杆的工艺分析1.1左摆动杠杆的用途.61.2左摆动杠杆的技术要求.61.3左摆动杠杆的工艺分析.61.4确定生产类型.72确定毛坯、绘制毛坯简图.72.1选择毛坯.72.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.73拟定左摆动杠杆工艺路线.93.1定位基准的选择.93.2表面加工方法的确定.93.3加工阶段的划分.103.4工序的集中与分散.113.5工序顺序的安排.113.6确定工艺路线.115.1切削用量的计算.145.2时间定额的计算.156机床的夹具设计.166.1定位方案设计.16辽宁工程技术大学课程设计56.2导向装置设计.176.3夹紧装置设计.186.4夹具体设计.187方案综合评价与分析.188体会与展望.18辽宁工程技术大学课程设计61左摆动杠杆的工艺分析左摆动杠杆的工艺分析1.1左摆动杠杆的用途左摆动杠杆的用途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。1.2左摆动杠杆的技术要求左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mm公差及精度等级表面粗糙度Raum左摆动杆上面177IT93.2左摆动杆右面28054.00+IT93.2左摆动杆左面28054.00+IT93.2右图12F孔12018.00+FIT71.6右图6F孔6012.00F+IT71.6右图12F孔及M10螺纹12FM10IT86.4左图12F盲孔12FIT86.4左图15F孔15018.00F+IT71.6左图下槽8IT83.21.3左摆动杠杆的工艺分析左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3.2，所以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不辽宁工程技术大学课程设计7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3.2，但孔的直径较小，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。1.4确定生产类型确定生产类型该零件为大批生产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52.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-10和表2-12可知，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2.2.1公差等级公差等级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。2.2.2锻件重量锻件重量已知机械加工后的左摆动杠杆的重量为1.2Kg，由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为2.3Kg2.2.3锻件形状复杂系数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179mm，辽宁工程技术大学课程设计832mm，24mm。（详见毛坯图）由公式（2-3）和（2-5）可以计算出锻件的复杂系数46.08.724321792.1)(2.1106=-rlbhSmmts2.2.4锻件材锻件材质质系数系数由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。2.2.5零零件件表面粗糙表面粗糙度度由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um根据上述因素，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锻件重量Kg包容体重量Kg形状复杂系数材质系数公差等级1.22.3S2M1普通级项目mm机械加工余量mm尺寸公差mm备注宽度286.11.15.0+-表2-101.7-2.2取2表2-13长度1170.24.16.0+-表2-101.7-2.2取2表2-13高度246.11.15.0+-表2-10辽宁工程技术大学课程设计91.7-2.2取2表2-133拟定左摆动杠杆工艺路线拟定左摆动杠杆工艺路线3.1定定位基准位基准的选择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。3.1.1精基准精基准的选择的选择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。3.1.2粗基准粗基准的选择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。3.2表面表面加工加工方法方法的确定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Raum加工方案备注左端面IT93.2粗铣-半精铣表1-8右端面IT93.2粗铣-半精表1-8辽宁工程技术大学课程设计10铣上端面IT93.2粗铣-半精铣表1-812F孔右图IT71.6钻-粗铰-精铰表1-76F孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-715F孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-7攻螺纹M10钻-攻螺纹12F孔左图IT86.3铰表1-712F盲孔IT86.3钻-粗铰表1-78mm的槽IT83.2粗铣-半精铣表1-82mm槽IT83.2粗铣-半精铣表1-83.3加工阶段的划分加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12F、15F、6F的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为1.6的孔的精铰加工。辽宁工程技术大学课程设计113.4工序的集中与分散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。3.5工序顺序的安排工序顺序的安排3.5.1机械加工工机械加工工序序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-左端面与上端面；遵循“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-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。3.5.2热处理热处理工工序序模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为241-285HBS，并进行酸洗，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。3.5.3辅助辅助工工序序半精加工后，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-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-热处理-主要孔的精加工3.6确定工艺路线确定工艺路线辽宁工程技术大学课程设计12在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了拨叉的工艺路线表四工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣左右端面及上下端面X51面铣刀游标卡尺2半精铣左端面，上端面X51面铣刀游标卡尺3半精铣右端面X51面铣刀游标卡尺4钻-粗铰12F盲孔四面组合机床麻花钻铰刀5钻-粗铰-攻螺纹四面组合机床麻花钻铰刀6钻-粗铰-精铰孔15F四面组合机床麻花钻铰刀7钻-粗铰-精铰孔12F四面组合机床麻花钻铰刀8钻-粗铰-精铰孔6F四面组合机床麻花钻铰刀9粗铣-半精铣8mm槽X51铣刀铰刀辽宁工程技术大学课程设计1310粗铣-半精铣2mm槽X51铣刀铰刀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4加工余量、工序尺寸、和公差的确定（只算工序加工余量、工序尺寸、和公差的确定（只算工序5）查表2-28可得，精铰余量为Z精=0.15mm扩孔的余量为Z扩=0.85mm；钻孔的余量为Z=14mm查表1-20可确定各工序尺寸的加工精度等级为：精铰IT8；扩孔IT10；钻孔IT12根据上述结果，查表2-40可知，个工步公差为：精铰，F15F15.027；扩孔，F14.85F14.92；钻孔F14F14.018辽宁工程技术大学课程设计14其相互关系参看右图5切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算只算工序5的切削用量、时间定额5.1切削切削用量的计用量的计算算5.1.1钻孔钻孔工工步步1）背吃刀量ap=14mm2）进给量由表5-12，选取每转进给量f=0.2mmr3)切削速度由表5-22查得，因为工件为45号钢，v=20mmin，带入公式得min47.4481414.32010001000rdvn=p参照表4-15所列X51型立式机床的主轴转速取n=590rmin。实际转速为min44.1210001414.35901000mdnv=p5.1.2扩孔扩孔工工步步1）背吃刀量ap=0.85mm2）进给量由表5-31可查得，取f=0.50mmr3）切削速度计算由表5-31可得v=2mminmin13.4085.1414.3210001000rdvn=p参照表4-9所列Z525型立式钻床单主轴转速，取n=97rmin。实际转速min87.1100085.1414.3971000mdnv=p5.1.3精铰精铰工工步步1）背吃刀量ap=0.15mm辽宁工程技术大学课程设计152）进给量查表5-31f=0.4mmr3)切削速度计算查表5-31可查到v=4mminmin08.531614.3410001000rdvn=p参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取n=140rmin实际转速min71.310001614.31401000mdnv=p5.2时间时间定定额额的计的计算算5.2.1基本时间基本时间的计的计算算1）钻孔查表5-41，l=24mm，l2=2mm)21(cos21+=klkD=5mmf=0.2mmrn=590rmin带入sfnLtj8.155902.05224=+=2）扩孔根据表5-41，l1，l2按kk=15，ap=1.5，查得l2=0.56mm，)21(cos21+=klkD=5.3mmsfnLtj8.33972.03.5224=+=3）铰孔根据表5-41及表5-42查得l1=20mm，l2=22mm，l=24mmf=0.4mmrn=140rminsfnLtj6.451404.0202224=+=5.2.2辅助时间辅助时间的计的计算算根据经验公式，辅助时间与基本时间的关系为tf=（0.150.2）tj本例取tf=0.15tj，则各工步的辅助时间为：钻孔工步：tf=0.1515.8=2.37s辽宁工程技术大学课程设计16扩孔工步：tf=0.1533.8=5.07s精铰工步：tf=0.1545.6=6.84s5.2.3其他时间计算其他时间计算除了作业时间之外，每件工序的单位时间还包括布置工作地点时间、休息时间与生理需要时间和准备与终结时间。由于是大批生产，分摊到每个工件的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%在此均取3%，则各工序的其他时间（tb+tx）可按关系式（3%+3%）tb+tx(tb+tx)计算，他们分别为：钻孔：tb+tx=6%（2.37+15.8）=1.09s扩孔：tb+tx=6%（5.07+33.8）=2.33s铰孔：tb+tx=6%（6.84+45.6）=3.15s5.2.4单件总时间的计算单件总时间的计算钻孔工步：tdj=15.6+2.37+1.09=19.06s扩孔工步：tdj=33.8+5.07+2.33=41.2s铰孔工步：tdj=45.6+6.84+3.15=55.51s5.2.5加工单件总时间加工单件总时间T=19.06+41.2+55.5=1115.86机机床床的的夹具夹具设计设计6.1定定位方案位方案设计设计6.1.1工件在夹具体中的定位工件在夹具体中的定位辽宁工程技术大学课程设计17通过分析零件可知，F15的孔是以F12孔的中心轴线、与左端面为设计基准，为保证“基准重合”的原则，选择以下的定位方案：用定位销定位，定位销位于F12的孔内限制了两个方向的平动与两个方向的转动自由度；用支承钉顶住左端面定位，限制一个方向的平动；用支承钉顶住下端面，与定位销共同限制一个方向的转动；由上分析，此种定位方案共限制了6个自由度，实现了完全定位，保证加工的准确性。6.1.2定位误差的分析定位误差的分析由于实现了定位基准与设计基准的统一，所以基准不重合度误差为0。基准位移误差为F15孔的加工误差，所以此种定位方案实现了定位误差的最小。6.2导导向装置向装置设计设计根据工序7的加工工步：钻孔-扩孔-铰孔。与加工所用的刀具（铣刀）与机床（四面组合机床），采用快换钻套与衬套想配合的方式作为铣刀与钻刀的导向装置。快换钻套的选取：根据经验公式H=（12.5）d可以确定钻套的高度为1537.5。再根据表9-10可以选取相应的钻套。衬套的选取：根据所选的快换钻套，选取与之配合的衬套。辽宁工程技术大学课程设计18排屑间隙的确定：根据经验公式h=（0.71.5）d可以确定排屑间隙为10.522.5，选取12。根据定位装置与快换钻套与衬套，设计钻模板。6.3夹紧装置设计夹紧装置设计根据支承钉钉分布情况与工件的定位方法，采用