杠杆零件机械加工工艺规程制订及第3.5工序工艺装备设计说明书

毕业设计说明书  专   业：   机械制造与自动化        班   级：   机制 3106        姓   名：    王小强           学   号：   15           指导老师：   白福明 .谭波            陕西国防工业职业技术学院  二 O 一三届毕业设计（论文）任务书  专业：机械制造及自动化      班级：机制 3106    姓名：王小强     学号： 15 一、设计题目 (附图 )：  杠杆  零件机械加工工艺规程制订及第  3. 5   工序工艺装备设计。  二、设计 条件 ：    l、零件图；      2、生产批量：中批量生产。  三、设计内容 ：  1、零件图分析： l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）； 2）、绘制零件图；  2、毛坯选择：   1）、毛坯类型；   2）、余量确定；   3）、毛坯图。  3、机械加工工艺路线确定：   1）、加工方案分析及确定；   2）、基准的选择； 3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。  4、工艺尺寸及其公差确定：    1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；    2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸；  3）、基准 不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。  5、设备及其工艺装备确定：  6、切削用量及工时定额确定：  确定每道工序切削用量及工时定额。  7、工艺文件制订：  1）、编写工艺设计说明书；   2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）  8、指定工序机床夹具设计：  1）、工序图分析；   2）、定位方案确定；   3）、定位误差计算；   4）、夹具总装图绘制。     9、指定工序刀具、量具设计。（绘制刀具量具工作图）  四、上交资料 （全部为电子文稿）：  1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰 写）  2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）；  3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）  4、夹具总装图一张（ A4 图纸）；零件图两张（ A4 图纸）；  5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）  6、刀具工作图一张（ A4 图纸）；量具工作图一张（ A4 图纸）。  五、起止日期：  2 012 年 11 月  12 日一 2 012 年  12 月  28 日 (共 7 周 ) 六、指导教师：  七、审核批准：      教研室主任：                  系主任：  年     月     日  八、设计评语：  九、设计成绩：  年     月     日   目   录  第一部分  工艺设计说明书 14 第二部分  第 05 号工序夹具设计说明书 17 第三部分  第 05 号工序刀具设计说明书 20 第四部分  第 03 号工序量具设计说明书 24 第五部分  毕业设计体会 25 第六部分   参考资料 26  设计说明书  1.零件的结构工艺性分析   （ 1）该零件为杠杆，从图纸上看尺寸标注完整，个别尺寸不合理的位置改正 (详见零件图 )。由图可知所使用的成型方法为铸造。其主要加工部位为内孔和端面，其中重要尺寸为： 20H7.24H8 等。  2.技术要求  (1)尺寸精度： 20 0.012 0 24 0.033 0  22 +0.2 -0.1      44 0 -0.1    88.5 +0.1 -0.1 (2)Ra:  Ra0.8  Ra1.6  Ra3.2  Ra6.3 3.确定毛坯  (1)选择毛坯类型：铸件  (2)确定毛坯余量：（见毛坯图）  4.工艺规程设计  加工表面  基本尺寸  加工余量  B 40     1.5 C       40     1.5 D       40     2.0 E       40     2.0 宽 22 槽       2228     1.5 宽 24 槽       2432 1.5 （ 1）定位基准的选择 ：  基准的选择：杠杆的 B 面 .C 面和 20 孔既是装配基准又是设计基准，用它作精基准符合“基准重合 ” 的原则 .实现工件“一面一孔”的典型定位方式。其他各面，孔和槽以及螺纹的加工也能用它定位，这样使得工艺路线遵循了“基准统一”的原则。  此外， B 面 C 面的面积较大定位比较稳定，夹紧也比较牢靠。操作也比较方便，最先加工的表面是 B 面 C 面以及 20 的孔。  加工 B 面用 C 面作基准限制 3 个自由度，用 V 形块进行夹紧加工好 B 面后加工 C 面。这样后面的加工都可以用这几个以加工好的面作为精基准。加工 20 孔时，可以用 B 面作为精基准，使用以上方案，钻  扩  铰 20 孔。加工槽时可以用 B 面 20 孔作精基准。按照基准统一，使用一面一销的方案来加工槽并用一压板压紧。原则  根据表面加工要求和加工方法能达到的经济精度，确定表面的加工方法如下：  B 面：粗铣 . 半精铣    C 面：粗铣 . 半精铣  E 面：粗铣 .半精铣  D 面：粗铣 . 半精铣   20孔：钻 . 扩 . 铰   M12 的螺纹底孔：攻 M12 的螺纹（由于中批生产，故可采用工序相对集中的原则。即在一次装夹下将粗铣 . 半精铣 . 以及钻 .扩 .铰一次完成。这样更省工时，生产效率高。根据先面后孔 .先主后次 .先粗后精的原则，将 B 面 .C 面放在钻 20H7 孔的前面，然后是 D 面 .E 面以及铣两端面槽，最后再攻螺纹 .倒角。  （ 2）工艺路线 : ( 01)  铸造  （ 03）  时效  （ 05）铣 B 面   （ 07）铣 C 面   (09)钻 .扩 .铰 20H7 孔。倒 1*45 1.5*45角  （ 11） 铣  D 面   (13)铣 E 面   （ 15）铣宽为 24 的槽   （ 17）铣宽为 22 的槽   （ 19） 钻 .扩 .铰 M12 螺纹底孔并攻螺纹   （ 210 磨宽为 24 的槽   （ 23）检验  入库  5.选择加工设备以及刀具  量具  夹具   由于生产类型为中批量生产 .故加工加工设备以通用机床为主，辅助少量专用机床 .其生产方式以通用机床加专用夹具为主 ,辅助以少量专用机床流水线 .工件在机床上的装卸以及各机床的传送均有人工完成 . 粗铣 .半精铣 B面：考虑到工件的定位 .夹紧以及夹具结构的设计问题 .采用卧式铣床 X6132A.半精铣选择的刀具型号与粗铣时相同，采用精铣专用夹具以及游标卡尺，小型直尺 .粗铣 .半精铣 A 面 .设备以及刀具  夹具  量具与 B 面相同 . 钻  扩  铰 20H7 孔采用摇臂钻床 Z3025， 钻孔选用锥柄麻花钻 19.5 扩孔钻， 20H7 铰 .钻  扩  铰 20H7 孔，选用游标卡尺  和 20H7 塞规检查孔径（参考文献 1）    粗铣  半精铣宽为  22 的槽：采用卧式铣床，选用专用铣刀 .半精铣时选择的刀具型号与粗铣相同，采用精铣专用夹具以及游标卡尺  小型直尺 .     粗铣  精铣宽为 24 的槽：采用卧式铣床，选用专用铣刀 .粗铣铣刀 .精铣铣刀，采用精铣专用夹具以及游标卡尺 .小型直尺 . 钻  扩  铰  M12 螺纹底孔，采用摇臂钻床 Z3025，钻孔选用麻花钻 11.5 扩孔钻， 12 铰刀和专用夹具，选用游标卡尺 . 攻 M12 螺纹，选用 Z3025 加工，攻螺纹采用机用丝杠以及丝  锥夹具，采用专用夹具， M12 孔径用游标卡尺，  M12 螺纹塞规检验 .   第二部分   第 17 道工序 夹具的设计  这道工序是铣宽为 22 的槽，按照基准重合的原则，并考虑到目前已有 B 面 .C 面以及 20H7孔均加工完成 .因此选用 B 面和 20H7 孔来定位 . 方案：将件竖放，用一个长销穿过 20H7 孔，再用一压板将其压紧，最后加一个体型块来进行定位和夹紧     7.夹紧力计算  铣刀用直径为 63 的圆柱铣刀，其中 CP 值为 52 背吃刀量 ap 为 2 每齿进给量 0.12 铣刀直径 63 铣削宽度 0.5 得出力 P=10*52*2*0.86*0.12*0.72*63*0.86*0.5*32=88.2N 压板夹紧力计算公式 F=2MLn/dl.Tan(30) 其中 n=0.95 L=225 L=90  d=10    M=200 得出：横向铣削力小于夹紧力，所以夹紧装置可靠  定位精度分析 ： 由于 20H7 孔的定位作用，故宽为 22 的槽的位置精度由铣刀来保证  计算基本工时 tm=L/Vf(例 ) 其中 L=1+ +，其中 l=4*52min=208mm 根据切削用量简用手册 3.25.y+ =17mm 故 tm=208+85=2.65mi 根据铣 6132A 说明书，选择转速 160r/min  vf=85mm/min 因此实际切削速度哦和每齿进给量  Ve=3.14dn/1000 Fze=vf/nz 工序工时计算 =辅助工时 +各加工面耗时  切削时间：  基本时间 Tj= ifnL=fn llll 321 L1= )32(tan krapL2=35， L3 为单件小 件生产时的试切附加长度  所以 Tj=0.09min （ 2）辅助时间  查表： Tf=装卸工件时间 T1+启动时间 T2+停止机床时间 T3+改变切削用量时间T4+测量时间 T5+. 所以 Tf=T1+T2+T3+T4+T5.= 58min （ 3）布置工作地，身理和修理所要时间  查表：取该项目占操作时间 0.218 即： Tbx=（ Ti+Tf） *0.218=0.15 （ 4）准备终结时间  查表，按普通卧式铣床终结时间类比确定：  固定部分 22min，零件装夹并校正 15min，更换道具时间 2min 所以 Tzz=22+15+2=36. 所 以 本 工 序 单 间 时 间 定 额 为 ： Td=Tj+T +Tbx+Tzz/N=69.8min  夹具总装图  第三部分  第 19 道工序 刀具的设计  倒锥角   =45  刃倾角  一般情况下刃倾角取 0加工韧性较大材料时刃倾角取 15 20  前角  一般情况下前角取 0粗铰韧性较大的材料时取 5 10  螺旋角  一般情况下螺旋角取 0（直齿）；加工深孔或断续表面时，可用螺旋齿铰刀；加工盲孔取右旋，加工通孔取左旋；加工灰铸铁 .淬硬钢，螺旋角取 7 -8；加工可锻铸铁 .钢时，螺旋角取 12 -20；加工铝和轻金属时，螺旋角取 35 -45d  主偏角  加工铸铁等脆性材料时，主偏角取 3 -5；加工刚等塑性材料时，主偏角取 12_15；加工盲孔时，主偏角取 45  后角与韧带  直径d0/mm 1-3 >3-10 >10-18 >18-30 >30-50 >50-80 后角  14 -18  10 -14  8 -12  6 -10  6 -10  60 -10  韧带  0.05-0.1 0.1-0.15 0.15-0.25 0.2-0.3 0.25-0.4 0.3-0.5 倒锥量  直径  2.8-6 >6-18 >18-32 >32-50 >50-80 倒锥量  0.005-0.02 0.02-0.04 0.03-0.05 0.04-0.06 0.05-0.07 0.06-0.08 d02 d02= d0-（ 1.3 1.4） 2A(A 为单边铰孔余量   刀具工作图  第四部分  第 09道工序 量具设计  公差带图  量规的极限偏差计算  通规（ T）上偏差 =EI+Z+T/2=0+0.0034+0.0012=0.0046mm          下偏差 =EI+Z-T/2=0+0.0034-0.0012=0.0022mm 磨损极限 =EI=0 止规（ Z)上偏差 =ES=+0.012mm 下偏差 =ES-T=0.012-0.0024=0.0096  量具的设计  由于该道工序是测量直径为 20+0.012                                         0，因此量具采用了塞规   第五部分   设计心得  毕业的日子逐渐逼近，毕业设计也进入了末期。在指导老师的带领下，经 过几周的奋战我终于顺利完成了毕业设计。在没做毕业设计之前我觉得毕业设计只不过是对这几年所学知识的单纯汇总，但通过亲身设计才发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己综合能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了原来我对所学知识还比较欠缺，自己要学的东西还很多。以前老是觉得自己什么都能做，什么都懂，眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断地学习，努力提高自己的知识和综合素质。在这次毕业设计过程中也使我们同学间的关系 更进一 步，同学之间互相帮助，互相学习。  不知不觉设计已经结束 ， 常言道： 真是万事开头难， 从刚开始的 不知道如何入手。最后终于做完 ， 有种如释重负的感觉。此外， 还从中悟出一个真理 ：知识必须通过应用才能 体现其价值！有些东西 自 以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以只有到真正会用了 才是真的学会了。   此外 要感谢我的指导老师对我悉心的指导 和 帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识， 虽然 经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了 我独立工作的能力，对自己 树立了 信心， 我 相信 这 会对 我 今后的学习工作生活 都会有深远 的影响。  最后祝辛勤工作的老师身体健康，工作顺利！  此致  敬礼  机械工程学院  机制 3106 15#  第六部分  参考资料  1. 机械制造工艺学             郑修本主编                机械工业出版社  2. 机械制造技术实训教程     黄雨田 、 殷雪艳主