杠杆零件25工序夹具设计说明书.docx

机械制造工艺课程设计说明书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学 号4113010515学生姓名指导教师管红艳提交日期2016年 6 月 3 日目 录引 言11 零件分析31.1 零件的作用31.2 零件的结构特点31.3 零件的结构工艺性32 确定毛坯类型绘制毛坯简图42.1选择毛坯42.2 绘制毛坯图43工艺规程设计53.1 定位基准的选择53.1.1 粗基准的选择53.1.2 精基准选择53.2 拟定工艺路线53.3 加工设备及其工艺装备的选用53.4 确定工艺路线63.5 加工余量 工序尺寸 公差的确定73.5.1 加工余量的确定73.5.2 切削用量的计算73.5.3 切削速度的计算73.5.4 扩孔73.5.5 粗铰83.6 工序时间83.6.1 钻孔83.6.2 扩孔83.6.3 铰孔83.6.4 辅助时间的计算83.6.5 其他时间的计算94 专用夹具设计104.1 夹具设计任务104.1.1 工序尺寸和技术要求104.1.2 生产类型及时间定额10总 结11致 谢12参 考 文 献13I引言引 言工业工程作为一门正式学科的出现应追溯到19世纪末。它起源于美国，其理论体系伴随着工业化进程逐渐完善。我国的工业工程严格地讲是从20世纪60年代到80年代才有了一定水平的应用案例1，从80年代开始随着外资企业的进入使工业工程在一定范围内得到推广。经过20多年的发展，取得了较大的成就。机械类专业是为各行各业制造并提供机械设备和电气装置的部门,被誉为“国民经济的装备部”。因为过去几乎所有的工科院校都设有机械类专业,已经培养了不少专业人才,加上传统的机械企业这几年经济效益普遍不好,对人才的吸纳能力和吸引力都有限,所以目前机械行业的就业需求并不旺盛。但如果着眼今后,可以这样说,机械行业将焕发生机。经过数年的改革调整,我国的机械企业逐步摆脱了计划经济的束缚,确立了现代企业制度,机械行业逐步跟上市场经济和信息时代的步伐;而且,随着形势的发展,中国的制造业将得到较大的发展,有专家预测,21世纪的中国很可能成为全球的制造业和加工工业中心,在这种形势下,对机械的需求必将有较大的提升。行业得到发展,继而会对用人提出数量方面和质量方面的要求,因此专家预测,机械类专业人才的就业需求将得到改善,甚至有可能出现“热销”局面,高层次的技术人才将成为企业竞相争夺的对象。 在今后10年内,社会对机械行业毕业生总体需求较大,其中机电一体化专业人才最为紧缺。目前不少企业的生产设备逐步更新换代,掌握机电一体化技术、懂得数控设备的操作与维护的机械专业人才将大受欢迎。不过目前我国高校的一些机械类专业教学内容陈旧,不能适应培养高水平的机电一体化专业人才的需要,这是一个亟待解决的问题。 此外机械设计制造与加工专业人才近年供需比也较高。因为这些专业将来的工作条件相对艰苦,需要从事车、钳、铣、刨等工作,所以报读这些专业的人不多,因而相关岗位上的人才缺口比较大。现在在不少地方的人才市场上,高级机械技术工人的待遇已直逼高学历人士。另外工业工程和工业设计专业也有望成为热门专业,因为我国的工业设计人才相对缺乏,我们20年来所培养的工业设计专业毕业生仅3万人左右,只相当于目前韩国该专业在校生的数量。不过工业设计专业在当前的就业情形并不好,供大于求,这是因为工业设计的重要性还不能为人、为企业所了解、所看重。 从行业发展看,数控机床、工程机械、发电设备、印刷机械等专业的前景都值得看好。1需要说明的是,机械类专业的名称、内涵过去和今天有所不同,现在经调整合并,机械类专业有“机械设计制造及其自动化”“材料成型及控制工程”“工业设计”“过程装备与控制工程”“机械工程及自动化”“车辆工程”“机械电子工程”“汽车服务工程”“制造自动化与测控工程”“微机电系统工程”“制造工程”等专业。 附加参考:在国家人事部发布的“高校毕业生专业需求排行榜”上,机械设计与制造类专业排名第一。社会需求旺盛,说明该专业领域目前在快速发展,需要大量专业人才。这与中国当前国内经济的发展轨迹是吻合的。 机械类专业是一个是实实在在的专业,大到万吨巨轮,小到移动电话,高精到航天飞机,普通到曲别针的制造,都离不开该类人才。而且,机械类专业还具有通用性的优势:学建筑机械的去搞医疗器械能适应,学石油机械的去造飞机也没问题。另外,并非只有机械行业才需要机械专业人才,任何行业,无论是生产型企业还是研发性单位,只要使用设备、生产线,就要给机械专业人才用武之地,如制药、乳品、食品、橡胶等行业都需要他们来安装和维护生产设备。只要整个社会经济正常发展,该专业毕业生就不乏就业岗位,他们既可以成长为工程师,也能胜任管理岗位。 可是,从“高考专业报名热度排行表”上看,考生对该专业的选择并不踊跃。究其原因,可能是因为:前些年大中型国企不景气的影响仍然存在,人们不愿意到生产或研发型企业工作。另外,媒体和社会总是热衷于宣传知名企业家、管理者,而优秀的工程师只能做幕后英雄,难以成为引导青少年人生走向的偶像。还有,就是机械工程师要下车间,给人一种“蓝领”的错觉。11.零件分析1 零件分析1.1 零件的作用本零件为铣床进给机构中的杠杆，它的主要作用是用来支撑固定，实现铣床工作台三个方向的自动进给。1.2 零件的结构特点25H9的孔与一轴连接起支撑零件的作用，左右两孔8H7各装一拔叉控制铣床工作台自动进给的离合器，10H7的孔通过销与另一个杠杆操纵手柄连接即可实现铣床工作台三个方向的自动进给。1.3 零件的结构工艺性 分析零件图可知杠杆中间的两平面和左右两边的断面要进行切削加工25108的孔的两端面均为平面，这样可以防止加工过程中的钻头偏，可以保证加工的精度和配合精度。另外除了10的孔外，对其余的三个孔的孔内表面要求较高，要采取必要的措施以保证其表面精度，但是这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量的加工出来。可以通过铣床和钻床保证其加工精度而不需要使用高精度的机床通过钻削铣削的加工就可以达到要求。33工艺规程设计2 确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料为HT200，考虑到零件在工作中处于润滑状态，因此采用润滑较好的铸铁。由于零件为大批量生产的水平且零件的尺寸不大，铸造表面质量要求较高，故可采用铸造质量稳定的适合于大批量生产的金属模铸造又由于零件的对称性，故可采用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保证加工质量。2.2 绘制毛坯图通过分析加工工艺过程，及加工余量要求，综合考虑材料特性，可绘制图2-1毛坯图。 图2-13工艺规程设计3.1 定位基准的选择3.1.1 粗基准的选择加工宽度为40mm的上平台以及孔25H9按照保证相互位置的原则。3.1.2 精基准选择由零件图可知25H9的孔及其底面既是装配基准又是设计基准，用它们作为精基准能使加工遵循基准重合原则且其余各面和孔的加工也可以用它们定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则，此外采用25H9的孔作为精基准定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠操作方便。3.2 拟定工艺路线零件的主要加工表面有铣宽度为40mm的上下平台。钻10mm的孔，钻28的小孔。铣30的mm的左凸台和铣30mm的右凸台。加工方法如下：40mm的圆柱的下平台公差等级为IT11-IT13表面粗糙度为Ra6.3 采用粗铣的加工方法。40mm圆柱的下平台的公差等级为IT8-IT11表面粗糙度为Ra3.2 采用半精铣的加工方法。30mm的左凸台下表面和30mm的右凸台上表面公差等级为IT11-IT13表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣的加工方法。25H9内孔公差等级为IT9表面粗糙度等级为Ra1.6。采用钻孔-扩孔-铰孔的加工方法。98H7内孔的公差等级为IT7表面粗糙度为Ra1.6。采用钻孔-粗铰-精铰的加工方法。10H7的孔公差等级为IT7表面粗糙度为Ra3.2平行度为0.1mA 采用钻孔-粗铰-精铰的加工方法。3.3 加工设备及其工艺装备的选用粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台，考虑到工件定位加紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择X5012立式铣床，刀具选直径D=2mm的削平行直柄立铣刀具，刀具选择用卡板，游标卡尺。粗精铣宽度为30mm的凸台表面采用铣床X5012的立式铣床刀具选直径D=2mm的削平行直柄立铣刀铣夹具，量具用卡板，游标卡尺。钻孔25H9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号刀直径D=23mm的专用钻夹具，量具用游标卡尺。扩孔钻钻孔25H9使尺寸达到24.8mm，采用立式Z535型钻床，刀具选择D=24.75mm的莫氏锥柄麻花钻专用钻夹具，量具用卡规。铰孔25H9使尺寸达到25H9，采用立式Z535钻床，钻床刀具直径D=25mm的铰刀并倒角45。专用铰夹具量具用卡规。钻10H7的内孔使尺寸达到9.8mm，采用立式钻床 Z518，钻床刀具选择D=9.8mm的直柄麻花钻的专用钻夹具，量具用卡规。粗铰10H7的孔使孔的直径D=9.96mm，采用立式钻床Z518,选用刀具D=10mm的精铰刀便于用专用钻夹具和专用量具。精铰10H7的孔使孔的尺寸达到10H7，采用立式钻床Z518，选用刀具D=10mm的精铰刀便于用专用钻夹具和专用量具。钻28H7的小孔，使尺寸达到D=7.96mm，采用立式Z518型钻床，选择刀具D=8mm的直柄机用钻刀，使用专用钻夹具和专用量具。粗铰28H7的小孔使小孔尺寸达到8H7，采用立式Z518型的钻床，选择刀具直径D=8mm的直柄机用铰刀，专用钻夹具和量具。3.4 确定工艺路线由于零件是大批量生产，所以可以采用自动机床或者专用机床并配以专用夹具加工零件，尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求，所以方案为：粗铣40mm的上端面以及30mm的左右上凸台，达到粗糙度要求Ra6.3m.采用X5012立式铣床和专用铣夹具，铣夹具的直径D=2mm的削平行直柄立铣刀。钻孔25mm使尺寸达到23mm，采用Z535型立式钻床，夹具采用专用钻夹具莫氏锥柄麻花钻，莫氏圆锥2号刀直径D=23mm。以孔25mm和40mm的上端面，粗铣40mm的下端面以及30mm左右的下凸台到粗糙度Ra6.3,采用X5012立式铣床，专用铣夹具，直径D=2mm的削平行立铣刀。以孔25mm以及40mm的下端面钻孔10mm使尺寸达到9.8mm.采用Z518型的立式钻床，专用钻夹具直径D=9.8mm的直柄麻花钻。以孔25mm和10mm的定位钻8mm的孔，使尺寸达到7.8mm,采用Z518型的立式钻床，专用钻夹具直径D=7.8mm的直柄麻花钻。以孔25mm和40mm的上端面，半精铣40mm的下端面使达到粗糙度Ra3.2m。采用X5012的立式铣床，专用钻夹具的直径D=2mm的削平行的直柄立铣刀。扩孔达到24.8mm和铰孔达到25mm.粗铰至9.96mm，采用Z518型的立式钻床，专用钻夹具直径D=10mm的直柄机用铰刀。粗铰至7.96mm，采用Z518型的立式钻床，用专用铰夹具直径D=8mm的直柄机用铰刀。铰孔至25H9，采用Z535型的立式钻床，专用铰夹具的直径D=25mm的锥柄机用铰刀。精铰至10H7，采用Z518型的立式钻床 ，专用铰夹具的直径D=9.8mm的直柄麻花钻。精铰至8H7，采用Z518型的立式钻床，专用铰夹具的直径D=8mm的直柄机用铰刀。去毛刺 钳工入库检查3.5 加工余量 工序尺寸 公差的确定工件材料为HT200的孔径为25H9，表面粗糙度Ra1.6，加工机床为Z535型的立式钻床。钻孔23mm用锥柄麻花钻。钻孔24.8mm用锥柄麻花钻。精铰至25H9。3.5.1 加工余量的确定钻孔余量为2mm ， 扩孔余量为1.8mm， 粗铰余量为0.2mm。3.5.2 切削用量的计算钻孔的背吃刀量为2mm，由机械制造技术基础得每转进给量f=0.43mm/r。3.5.3 切削速度的计算由机械制造技术基础，表5-20查的切削速度为V=20m/min。由公式n=1000v/d=276.79r/min。 取转速为n=275r/min。可得：=nd1000=19.87m/min。3.5.4 扩孔背吃刀量1.8mm。由金属加工工艺选取工部的每转的进给量为f=1.2mm/r。切削速度的计算由机械制造技术基础课程设计指导书选取得V=4m/min。由n=1000v/d=51.34r/min。由机械制造基础课程设计指导书表6-23得Z535型立式钻床的主轴转速n=68r/min。切削的实际速度=nd1000=5.297m/min。3.5.5 粗铰V=5m/min。由公式n=1000vd=63.66r/min。可求的该工步的铰刀的转速n=63.66r/min。由机械制造基础课程设计指导课程设计可得n=68r/min。所以=dn1000=5.34m/min。3.6 工序时间3.6.1 钻孔钻孔的基本时间由公式可得：=d21=9.3mm。=2mm。L=54mm。=Lfn=34s。3.6.2 扩孔扩孔的基本时间由公式可得：=d21=9.9mm。=2mm。L=54mm。=Lfn=48s。3.6.3 铰孔铰孔的基本时间可由机械制造基础课程设计表5.40可查出：=0.2mm。=28mm。L=54mm。=Lfn=91s。3.6.4 辅助时间的计算辅助时间与基本时间之间的关系为：辅助时间为基本时间的0.2倍。=340.2=6.8s。=480.2=9.6s。=910.2=18.2s。3.6.5 其他时间的计算除了作业的时间外，每道工序的单件时间，还包括布置工作地时间，休息与生理需要时间和准备终结时间。因为铣床进给机构中杠杆为大批量生产，所以分摊到每个工件上的准备时间和终结时间可以忽略不记。布置工作地时间为作业时间的0.02-0.07，休息与生理需要时间是作业时间的0.02-0.04，所以均取0.04。钻孔时间：34.26.80.08=3.3s。扩孔时间：48+960.08=4.6s。铰孔时间：91+18.20.08=8.7s。三个工步的时间综合为:钻孔工步时间：34+6.8+3.3=44.3s。扩孔工步时间：48+9.6+4.6=62.2s。铰孔工步时间：91+18.2+8.7=117.9s。因此工件的此工序时间为：44.3+62.2+117.9=224.4s。总结4 专用夹具设计4.1 夹具设计任务为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。为工序25mm的孔且外径为40mm的铣床进给中的杠杆，所用机床为Z535型立式钻床。4.1.1 工序尺寸和技术要求加工25mm的孔，它和8mm的孔平行度为0.15，孔的粗糙度Ra6.3m。4.1.2 生产类型及时间定额生产类型为大批量生产，时间定额为224s。总 结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也