机械制造技术课程设计-等臂杠杆机械加工工艺规程及钻2×φ8H7孔夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学课程设计9辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：杠杆机械加工工艺规程及8H7孔夹具设计班级：机械09-6班姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 任 务 书一、设计题目:杠杆机械加工工艺规程及8H7孔夹具设计二、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1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。全套图纸，加153893706综合评定成绩： 指导教师日期摘要本设计是 CA6140 杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 CA6140 杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要 比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的 加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆 45 外圆面作为粗基准，以 25 孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来， 然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。 在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹 紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 关键词 杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧 ABSTRACTThis paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request. Key Words Lever spare parts, craft proces , tongs, fixed position, tight clip目录1零件分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析12工艺规程的设计12.1确定毛坯的制造形式12.2基面的选择32.2.1粗基准的选择。32.2.2精基准的选择。32.3工件表面加工方法的选择32.4确定工艺路线32.4.1工艺路线方案一：32.4.2工艺路线方案二：42.5工艺方案的比较和分析：42.6选择加工设备及刀、量、夹具42.7加工工序设计53夹具的设计63.1确定设计方案73.2选择定位元件73.3计算夹紧力并确定螺杆直径73.4定位误差计算74设计心得85参考文献891零件分析1.1零件的作用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。要求零件的配合是符合要求。1.2零件的工艺分析 杠杆的25+0.052mm孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于在立式钻床上，加工8(H7)孔。工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。钻8（H7）mm孔时工件为悬臂，为防止工件加工时变形，采用了螺旋辅助支承2，当辅助支承2与工件接触后，用螺母1锁紧。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的上下表面。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、10(H7)孔为Ra3.6um、25（H9）和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是孔8(H7),要用8(H7)钢球检查。2工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。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5000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，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。 查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量 加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值(mm)说明40mm的上下平台宽度30mm的平台40 30GH43加工上下底面加工上表面30mm的凸台上下面 30H3凸台上下面10(H7)孔 10 H3加工内孔8（H7）孔 8 H3加工内孔25（H9）孔25 G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168 410（H7）孔尺寸 102.010 325（H9）孔尺寸253.02548（H7）孔尺寸82.08 32.2基面的选择2.2.1粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H7）的孔。2.2.2精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。2.3工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、 30mm的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、 钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra3.2，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、 钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒145内角。6、 钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。2.4确定工艺路线2.4.1工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2.4.2工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：钻28(H7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2.5工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，25（H7）孔作为精基准，所以就要加工25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7），那样就很难保证28的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。2.6选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣宽度为30mm的凸台表面。采用X5021立式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）2.7加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对8（H7）内孔的加工设计。各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸28(H7)钻孔0.2157.828(H7)扩孔0.055 7.9628(H7)铰孔H78(H7)1、 钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。2、 粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。3、 精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。这三部工序全都采用Z518机床来进行加工的，故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取钻28(H7)孔的进给量f=0.3mm/r,用插入法求得钻28(H7)孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:n=1000v/d=100026.1/3.148r/min=1039r/min按机床实际转速取n=1000r/min，则实际切削速度为v=3.141000/1000m/min22m/min. 从参考文献得知： =9.8142.7do(N) M=9.810.021(N.m)求出钻28(H7)孔的和M如下：=9.8142.781=1279NM=9.810.0211=5N.m根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机床刚度需求。（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取扩孔28(H7)的进给量f=0.3mm/r,参考文献得：扩孔的切削速度为（）V钻，故取v扩=1/2v钻=1/222m/min=11m/min,由此算出转速n=1000v/d=100011/3.148r/min=438r/min,取机床实际转速n=450r/min。（3）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取铰孔的进给量f=0.3mm/r,参考文献得：铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速：n=1000v/d=100018/3.148r/min=717r/min按照机床的实际转速n=720r/min。则实际切削速度为：V=dn/1000=3.148720/1000m/min=18.1m/min。3夹具的设计本次的夹具为工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）而设计的。本工序所加工的孔是位于30凸台平面内，孔径不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用翻转式钻模。3.1确定设计方案这道工序所加工的孔在30凸台平面上，且与土台面垂直，平行度A=0.1。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位。钻8（H7）mm孔时工件为悬臂，为防止工件加工时变形，采用了螺旋辅助支承，当辅助支承与工件接触后，用螺母锁紧。3.2选择定位元件（1）选择带台阶面的定位销，作为以 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。（2）选择可调支承钉为8（H7）孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件 ,用锁紧螺母将其锁紧，防止在加工孔时出现扭转，限制工件六个自由度。为增加刚性，在8（H7）的端面增设一螺旋辅助支承，辅助支承与工件接触后，用螺母将其锁紧。3.3计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为：=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=1279N。所以，=KF=12793N=3837N，由此可以知道，选择一个M30的螺旋辅助支承。一是为了承受切削力的冲击，二是为了防止工件在加工时变形，因为钻8（H7）孔时，工件为悬臂。3.4定位误差计算 （1）加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工