杠杆（CA1340自动车床）（三）加工工艺及及钻2-M4底孔夹具设计【CAD图纸和说明书】
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杠杆
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车床
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工艺
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夹具
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说明书
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摘 要
在机床上加工工件时，为了使工件在该工序所加工的表面能达到规定的尺寸和位置公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件占有一正确位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。工件定位后即将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不便的操作，称为夹紧。
通过以杠杆Φ20H7孔和其左端面为精基准，运用一面两销来限制工件的6个自由度，在实现中批生产的前提下，采用液压缸来对工件进行夹紧。满足了该杠杆工件的生产要求。
由于本夹具配合面，连接孔较多，因此，夹具的零件对精度比较高，操作时要注意夹具各螺纹是否拧紧；还有就是夹具操作时，要防止定位零件有过大的磨损，若有较大磨损，要注意及时更换，以保证零件加工精度。
夹具上装有对钻套，可以使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀，同时，夹具体上底面有一对定位键，可使夹具工作台上在很好的定位。
工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。
关键词：机械制造 夹具 定位 夹紧元件
目 录
1.CA1340自动车床杠杆工艺分析
1.1杠杆工艺分析及生产类型确定
1.1.1杠杆的技术要求
1.1.2审查杠杆的工艺
1.1.3确定杠杆的生产类型
1.2确定毛坯、绘制毛坯简图
1.2.1选择毛坯
1.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2
1.3拟定杠杆的工艺路线2
1.3.1定位基准的选择2
1.3.2表面加工方法确定3
1.3.3加工阶段划分4
1.3.4工序的集中与分散4
1.3.5工序顺序安排5
1.3.6确定工艺路线5
1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定6
1.5切削用量、时间额定的计算9
1.5.1切削用量的计算9
1.5.2时间额定的计算9
2.专用夹具设计10
2.1 基本定位原理分析10
2.2 定位基准的选择10
2.3 定位误差分析10
2.4夹具操作简要说明12
2.5 夹具使用注意事项、保养及维护12
3.方案综合评价与结论12
4.体会与展望13
参考文献14
附录1：机械加工工艺过程卡
附录2：机械加工工序卡
- 内容简介：
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辽宁工程技术大学课程设计 1 1 CA1340 杠杆 加工工艺分析 1.1泵体工艺分析及生产类型确定 1.1.1 杠杆的技术要求 杠杆 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 形位公差 /mm 杠杆叉 头 左 侧两 端面 12 IT9 6.3 杠杆叉 头 右 侧两 端面 12 IT9 6.3 20mm孔 20H7 IT7 1.6 8mm锥 形孔 8 IT12 12.5 4mm圆 柱孔 4 IT12 12.5 杠杆叉 轴 孔 两 端面 800-0.2 IT11 3.2 杠杆叉脚槽 内侧 面 8 IT9 6.3 杠杆叉脚槽 内 上表面 12 IT9 6.3 M4螺孔 M4 IT7 1.6 6mm孔 6H7 IT7 1.6 0.06 A 8mm孔 8H7 IT7 1.6 0.08 B 1.1.2 审查杠杆的工艺性 该零件材料为 QT45-5，该材料具有 良好的铸造性能、 耐磨性 、切削加工性能及低的缺口敏感性等。另外球墨铸铁可通过热处理大大提高其性能。球墨铸铁工艺简单，一般铸造车间均可生产。 分析零件可知，杠杆叉头和叉轴孔两端面 均需要切削加工，并在nts 辽宁工程技术大学课程设计 2 轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了杠杆端面的接触刚度； 20mm， 6mm 孔 的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 1.1.3确定 杠杆 的生产类型 依设计题目知： N=4500 件 /年，泵体重量为 3.0kg， 泵体属轻型零件。该泵体的生产类型为中批生产。 1.2、确定毛坯，绘制毛坯简图 1.2.1 选择毛坯 根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的拔模斜度为 3 5。 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 已知零件的生产类型为中批生产 。目前，多数铸件采用砂型铸造，其中金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，故 毛坯的铸造方法选用金属型铸造。根据表 2-5 和表 2-1 查得公差等级 为 810 级，即 CT8CT10，机械加工余量等级为 DF 级。 选取 E 级， 查表 2-4 得，加工余量 RAM 为 1.1mm。由于铸造孔的最小直径为 15mm,所以 8、 6、 4 的孔都在铸造时铸成实体，用机械加工的方法制造，所以没有加工余量 。计算需加工表面的毛坯余量：公式 R=F+2RMA+CT/2， R=F-2RMA-CT/2 (1)杠杆叉头两端面 R=12+2*1.1+1.6/2=15(mm) (2)20H7 孔内表面 R=20-2*1.1-1.2/2=17.2(mm) (3)杠杆叉轴孔 20H7 端面 R=80+2*1.1+3.2/2=83.8(mm) 1.3.工 拟订杠杆的工 艺 路线 1.3.1 定位基准的选择 nts 辽宁工程技术大学课程设计 3 （ 1） 精基准的选择 根据该杠杆的技术要求和装配要求，选择杠杆 20H7 孔和其左端面为精基准。零件图上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了 “基准统一 ”原则， 杠杆叉轴孔 20H7 的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工杠杆叉头两端面和孔 20H7，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的平行度要求。选用该 叉轴孔20H7 左端面作为精基准同样遵循了 “基准重合 ”的原则，因为该杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面做设计基准；另外，由于该杠杆零件强度较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据 夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力的作用点不能作用在叉杆上。选用 叉轴孔 20H7 左端面作精基准，夹紧可作用在叉轴孔 20H7 右端面上，夹紧稳定可靠。 （ 2） 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边或其它表面缺陷，在本题中，选择 叉轴孔 20H7 的外圆面和杠杆叉脚右端面作为粗基准。采用20H7 的外圆面定位加工内孔，可以保证孔的壁厚均匀；采用杠杆叉脚右端面作为粗基准加工叉轴孔 20H7 的左端面，可以为后序准备好精基准。 1.3.2 表面加工方法的确定 根据 杠杆 图 上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度 ,确定各加工表面的加工方法如下表 : 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公 差 及 精度等级 表面粗糙度 Ra/ m 加工方案 杠杆叉头左侧两端面 12 IT9 6.3 粗铣 杠杆叉头右侧两端面 12 IT9 6.3 粗铣 20mm 孔 20H7 IT7 1.6 粗扩 -精扩 -铰 nts 辽宁工程技术大学课程设计 4 8mm 锥形孔 8 IT12 12.5 粗铣 4mm 圆柱孔 4 IT12 12.5 粗铣 杠杆叉轴孔两端面 800-0.2 IT11 3.2 粗铣 -半精铣 杠杆叉脚槽内侧面 8 IT9 6.3 粗铣 杠杆叉脚槽内上表面 12 IT9 6.3 粗铣 M4 螺孔 M4 IT7 1.6 钻 -攻 6mm 孔 6H7 IT7 1.6 钻 -粗铰 -精铰 8mm 孔 8H7 IT7 1.6 钻 -粗铰 -精铰 1.3.3 加工阶段的划分 由于该 杠杆 加工质量要求较高 ,所以可将加工阶段划分为粗加工半精加工 精加工 。 在粗加工阶段 ,先将 精 基准 (杠杆 20H7 孔和其左端面 )准备好 ,使后续工序都可采用精基准进行加工 .保证其他加工表面的加工精度 要求，然后粗铣 20H7 孔右端面、杠杆叉头两侧左右端面 、 8mm 锥形孔、 4mm 圆柱孔以及杠杆叉脚槽内表面与其上表面； 在半精度加工阶段 ,完成 对 叉轴孔 20H7 两 端面的铣削 ； 在精加工阶段 ,完成 8mm和 6mm 孔的精 铰 . 1.3.4 工序的集中与分散 本课题选 用工序集中原则来安排 杠杆的 加工工序 ，该杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率； 由于 6 的孔对 叉轴孔 20H7轴线 有较高的 平行度 要求 和 8 的孔对 6 孔轴线也有平行度要求 ,故选用工序集中 ,来减少装夹次数 ,提高nts 辽宁工程技术大学课程设计 5 加工精度 .不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工 了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。 1.3.5 工序顺序的安排 一、 机械加工工序 (1)先基准后其他 首先加工精基准 杠杆 20H7 孔和其左端面； (2)先粗后精 先 安排 粗加工 工序 ,后安排 精加工 工序； (3)先主后次 先进行主要表面 杠杆 20H7 孔及其左、右 端面，杠杆叉头 6mm 孔，杠杆叉脚 8mm 孔， 后加工次要 表面 杠杆叉脚槽内、上表面以 及 8mm 锥形孔、 4mm 圆柱孔； (4)先面后孔 先加工 叉轴孔左端面，再加工叉轴孔 20H7；先 加工杠杆叉头左右端面，再加工 6H7 孔；先铣 杠杆叉脚槽内、上表面，再加工 8H7 孔； 二、 热处理工序 : 铸造成型后进行时效处理 ,来消除残余应力 三、 .辅助工序 : 粗加工杠杆叉头两端面和杠杆叉脚槽内、上表面后安排校直，去毛刺，清洗，终检工序。 综上所述：该杠杆工序的安排顺序：基准加工 主要表面加工 主要表面 半精加工和次要表面粗加工 热处理 主要表面精加工。 1.3.6 确定工艺路线 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣叉轴孔 20H7两端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 2 半精铣叉轴孔 20H7两端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 3 粗扩，精扩，铰孔 20H7 四面组合钻床 扩孔钻，绞刀 卡尺、塞规 4 校正杠杆叉头 钳工台 手锤 nts 辽宁工程技术大学课程设计 6 5 粗铣杠杆叉头左右两端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 6 钻，粗铰，精铰孔 6H7 四面组合钻床 钻头复合绞刀 卡尺、塞规 7 校正杠杆叉脚 钳工台 手锤 8 粗铣杠杆叉脚槽内，上表面 立式铣床X51 键槽铣刀 卡规深度游标卡尺 、内径千分尺 9 钻，粗铰，精铰孔 8H7 四面组合钻床 钻头复合绞刀 卡尺、塞规 10 钻 、攻 底角 M4螺纹孔 立式钻床Z525 麻花钻、 细柄机用丝锥 卡尺、塞规 11 钻直径为 4的圆柱孔 立式钻床Z525 麻花钻 卡尺、塞规 12 钻直径为 8的锥形孔 立式钻床Z525 锪钻 卡尺、塞规 13 去毛刺 钳工台 平锉 14 热处理 淬火机等 15 校正杠杆叉头 、 脚 钳工台 手锤 16 清洗 清洗机 17 终检 卡尺、塞规、百分表 1.4 加工余量、工序尺寸和公差的计算 (1)、工序 1 和工序 2 加工杠杆 叉轴孔 20H7 两端面 第 1、 2 两道工序的加工工艺过程： 1） 以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸 P1； nts 辽宁工程技术大学课程设计 7 2） 以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸 P2； 3） 以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸 P3； 4） 以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸 P4，达到零件的设计尺寸 D 的要求， D=800-0.2mm。 1)P4= 800-0.2mm 2)由图 b 可知， Z4 为 半 精 铣 余 量， 查表 2-36 确定 Z4=1mm, 则P3=80+1=80mm,由于工序尺寸 P3 是在半精铣加工中保证的，查表1-20，半精铣工序的经济加工精度等级可达到表面的最终加工要求 IT11，因此确定该工序尺寸公差为 IT11，其公差值为 0.22mm,则P3=81+ 0.11mm。 3)从 C 所示尺寸链知， P2=P3+Z3，其中 Z3 为半精铣余量。同理 P2=81+1=82mm,工序尺寸 P2 是在粗铣加工中保证的，查表 1-20 知粗铣工序的经济加工精度等级可达到最终加工要求 IT11，因此，确定工序尺寸公差为 IT11，其公差值为 0.22mm，则 P2=82+ 0.11（ mm）。 4) 从 d 图中， P1=P2+Z2， Z2 为粗铣余量，经计算可知此面的加工余量为 1.9，半精铣余量为 1mm,则 Z2=1.9-1=0.9mm,P1=82+0.9=82.9mm。由表 1-20 确定该粗铣工序的经济加工精度等级为 IT12，公差值为0.35mm,则 P1=82.9+0.175（ mm）。 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还要对加工余量进行校核。 1、余量 Z4 的校核 P4 D P3P4 Z4 P2 P3 Z3 P1 P2 Z2 （ a） (b) (c) (d) nts 辽宁工程技术大学课程设计 8 Z4 max=P3max P4min=（ 81+0.11） （ 80-0.2） =1.31mm; Z4 min=P3min P4max = （ 81-0.11） （ 80+0） =0.89mm; 2、 余量 Z3 的校核 Z3 max= P2max P3 min =（ 82+0.11） （ 81-0.11） =0.22mm； Z3 min=P2min P3max = （ 82-0.11） （ 81+0.11） =0.78mm； 3、 余量 Z2 的校核 Z2 max= P1max P2 min=（ 82.9+0.175） （ 82-0.11） =1.185mm； Z2 min=P1min P2max=（ 82.9-0.175） （ 82=0.11） =0.615mm； 余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 将工序尺寸按“入体原则”表示： P4=800-0.2mm;P3=81.110 -0.22mm;P2=82.110-0.22mm;P1=83.0750-0.35mm （ 2） 、工序 10 钻 攻底角 M4 螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 1、 工步一 钻孔。根据表 2-39 可知，攻螺纹前用麻花钻钻孔，选用普通细牙螺纹直径为 3.5mm 的麻花钻，螺距为 0.5mm。由表 1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，钻： IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：钻： 0.15mm。 2、 工步二 攻丝，依据加工要求，在钻完孔之后，选用 细柄机用丝锥 进行攻丝，完成对螺纹孔的加工。查表 3-38 可知， 细柄机用丝锥 的主要参数：公称直径： 4.0mm；螺距： 0.70mm。同理 可确定该工序尺寸的加工精度等级为，攻： IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：钻： 0.012mm。 3、 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：钻： 3.50+0.15 mm, 攻： 40+0.012mm。它们的相互关系如图： 加工方向 0.5 +0.15 3.50+0.15 40+0.012 nts 辽宁工程技术大学课程设计 9 1.5 切削用量、时间定额的计算 1.5.1 切削用量的计算 这里只计算需要进行工艺分析的那道工序，工序 10 钻 攻底角 M4螺纹孔。该工序分两个工步， 工步 1 是钻直径为 3.5mm，工步 2 是攻丝完成对 M4 螺纹孔的加工。 （ 1） 背吃刀量的选择 1、 钻孔 取 ap =3.5mm; 2、 攻螺纹 由表 2-39 可知， M4 螺纹孔在加工前底孔直径为 3.5mm,因此攻螺纹的背吃刀量 ap =4 3.5=0.5mm。 （ 2） 进给量的选择 1、 钻孔 由表 5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.08mm/r。 2、 攻螺纹 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此f=0.5mm。 （ 3） 切削速度的选择 1、 钻孔 由表 5-22，按工件材料为 QT45-5 的条件选取，切削速度 v可取为 10m/min。由公式（ 5-1） n=1000v/a 可求得该工序钻头转速n=910r/min,参照表 4-9 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min。在将此转速代入公式（ 5-1），可求出该工序的实际钻削速度 v=nd/1000=960*3.14*3.5/1000=10.6m/min。 2、 攻螺纹 由表 5-37 查 得 攻 螺 纹 的 切 削 速 度 v=510n/min, 取v=6m/min 。 由 公 式 （ 5-1 ） n=1000v/d 可 求 得 该 工 位 的 主 轴 转 速n=477r/min，参照表 4-9 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min。在将此转 速代入公式（ 5-1），可求出该工序的实际切削速度 v=nd/1000=545*3.14*3.5/1000=5.99m/min。 1.5.2 时间定额的计算 （ 1） 工序 1 钻孔 根据表 5-41 中钻孔和钻中心孔的基本时间计算公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/(fn),可求出该工序的基本时间。这里已知l=6mm;l2=1mm;l1=Dcot/2+(12)=4*cot54/2+1=2.45mm;f=0.08mm/r;n=960r/min。将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 工 序 的 基 本 时 间tj=(6+1+2.45)/(0.08*960)=0.123min=7.38s。 nts 辽宁工程技术大学课程设计 10 （ 2） 工序 2 攻螺纹 根据表 5-46 用丝锥攻螺纹的基本时间计算公式 tj=(l+l1+l2)/(fn)+（ l+l1+l2） /（ fn0） ,可求出该工序的基本时间。这里知 l=6mm;l1=(13)p=1*0.7=0.7mm;l2=(23)p=2*0.7=1.4mm;n=545r/min; n0=272r/min； f=0.5mm。将上述结果代入公式，则工序的基本时间 tj=（ 6+0.7+1.4）/（ 0.5*545） +（ 6+0.7+1.4） /（ 0.5*272） =5.36s。 2、专用 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。 2.1 基本定位原理分析 这里讨论 6 点定位中， 6 个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案一个物体在空间可以有 6 个独立的运动，即沿 X、 y、 Z 轴的平移运动，分别记为 。 X1、 Y1、 Z1；绕 X、 y、 Z 轴的转动，记为 x 、y 、 z ，习惯上，把上述 6 个独立运动称作 6 个自由度如果采用一定的约束措施，消除物体的 6 个自由度，则物体被完全定位例如讨论长方体工件时，可以在底面布置 3 个不共线的约束点，在侧面布置2 个约束点，在 端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制 X2、 Y2 、Z2 3 个自由度，侧面约束点限制 X1、 Z12 个自由度，端面约束点限制y。这个自由度，就完全限制了长方体工件 6 个自由度 2.2 定位基准的选择 由零件图知道， 4M 孔其设计基准为 8 端面内端面 ，为保证设计基准与工艺基准重合，避免产生基准不重合误差，应选择以底面定位的平面结构，但此处 M4 孔是没有定位公差的，为方便，选择 32 端面做基准，产生的基准不重合误 差在允许范围内，为使 M4 孔定心，加用一个定位销和削边销，这样，便实现了完全定位。 为提高生产率，缩短辅助时间，采用 液 动夹紧， 即使用液压缸夹紧机构，通过活塞杆的伸出压紧，在定位元件的基础上实现工件的夹紧。 2.3 定位误差分析 nts 辽宁工程技术大学课程设计 11 使用夹具加工工件时，加工表面的位置误差与工件在夹具中的定位的因素密切相关。为了保证工件的加工精度，必须使工序中各项加工误差的总和小于或者等于该工序规定的公差 值， pw 1式中 1 .与机床夹具有关的加工误差； w .与工序中夹具 以外其他因素有关的误差 p .工序误差 夹具有关的加工误差 1 一般包括工件夹具中的定位误差 b;工件在加紧时产生的误差 ;夹具相对于机床成形运动的位置误差 ;夹具想对于刀具的位置误差 ;以及夹具产生磨损造成的加工误差等。 为了给加工中其他误差因素能占有更大一些比例，由上式可见，应当尽量减小与夹具有关的误差。其中除了在夹具的制造，安装，调整，使用中产生的误差外。在夹具设计时的的正确计算和减小工件在夹具中的定位误差，是必须解决的重要问题之一。 定位误 差是工件在夹具中定位时，工序基准（一批零件的）位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的变动所引起的，因此在夹具设计时，应当尽可能选折工序基准为定位基准并选折精度较高的表面作为定位基准。一般应使定位误差控制在有关尺寸内或者位置公差的1/3 1/5。 轴承座零件为一面两孔零件，因此它的定位我们主要采用一平面，一定位销和一削边削，定位方式如下图： 图 4 5 零件加工定位方式 因此夹具的主要定位元件为一平面和一定位销一削边销 ； nts 辽宁工程技术大学课程设计 12 平面的尺寸公差须要保证零件尺寸 80 0.1 ， 若平面公差太大，若超过 0.1，则零件尺寸公差无法保证，因此，平面公差只能比零件公差小，由相关经验，一般取平面公差为零件公差的 1/3，所以，取平面公尺寸公差为 0.03 ； 定位销和削边 销 是与零件孔 11 相配合的，通过定位销 、 削边销与零件孔的配合来确定加工孔的中心，最后达到完全定位。因此，定位销与其相配合的孔的公差相同，即公差为 h7,其尺寸为 00.02111 。 2.4 夹具操作简要说 明 （ 1）、将整个夹具安装在工作台上，使其和工作台，刀具保持正确的位置关系。 （ 2）、启动 液压 缸 ，使 活塞杆收进气缸，使压块张开，把零件放在定位 元件上 正确定位，零件的两孔和定位销、削边销配合。 （ 3）、启动 崖压 缸，活塞杆伸出，推动压块压在零件凸台上 。 压紧力合适， （ 4）、钻孔加工， 钻 刀通过 钻 套导向、对刀，加工完后，退出 钻 刀。 （ 5）启动 液压 缸，活塞杆收进气缸，使压块张开，把零件取出，开始加工下一个零件。 2.5 夹具使用注意事项、保养及维护 （ 1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置； （ 2）如果挡销磨损超 差，可以进行打磨修复；如果定位销、定位板超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。 （ 3）使用后需要涂防绣油。 3 方案综合评价与结论 在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。为此，首先着眼于机动夹紧，而非手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径，本道工序选用了 液 动夹紧方式。本工序切削力较大，为了夹紧元件，势必增大 液压缸 缸直径，而这样将使整个夹具庞大，因此，有三个措施：一是提高制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择比较理想的扩力机构；三是在可能情况下，适当提高压缩 液体 压力，以增大推力。 nts 辽宁工程技术大学课程设计 13 由于本夹具配合面，连接孔较多，因此，夹具的零件对精度比较高，操作时要注意夹具各螺纹是否拧紧；还有就是夹具操作时，要防止定位零件有过大的磨损，若有较大磨损，要注意及时更换，以保证零件加工精度。 夹具上装有对钻套，可以使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀，同时，夹具体上底面有一对定位键，可使夹具工作台上在很好的定位。 本题通过以 杠杆 20H7 孔和其左端面为精基准，运用一面两销来限制工件的 6 个自由度，在实现中批生产的前提下，采用液压缸来对工件进行夹紧。满足了该杠杆工件的生产要求。因此，所设计的工艺路线和所采用的 工艺措施均是符合题意的。 4 体会与展望 机械制造技术基础课程设计，是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。我们通过该课程设计，将所学的理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养。重点从以下几方面得到了锻炼： 1、 可以让我们具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其它课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。 2、 具有设计专用夹具的初步能力，提高了机构设计能力。 3、 通过查阅资料，提高了我们熟练的使用设计手册、参考资料等方面的能力。 4、 通过设 计的全过程，让我们懂得了进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。 作为机械类的学生，这次课程设计是我们继机械原理课程设计、机械设计课程设计之后的又一重要的设计阶段，我们通过这样的设计，能够增强我们将理论用于实际的本领，对我们的学习意义重大！ nts 辽宁工程技术大学课程设计 14 5 参考文献 1 崇凯，机械制造技术基础课程设计指南，化学工业出版社， 2006 2 王启平，机床夹具设计，哈尔滨工业大学出版社， 1995 3马贤智，夹具与辅具标准应用手册，机械工业出版社 ， 1996 4唐金松，简明机械设计手册 ，上海科学技术出版社， 1989 5 冷兴聚，王春华，机械设计基础，东北大学出版社， 2002 6甘永立，几何量公差与检测 （第七版），上海科学技术出版社， 2005 7 冯辛安，机械制造装备设计（第二版），机械工业出版社， 2005 8 王小华，机械夹具图册，机械工业出版社， 1992 9 邱宣怀，机械零件，高等教育出版社， 1989 10孙恒，机械原理，人民教育出版社， 1993 11龚定安，机床夹具设计，陕西科技出版社， 1981 12徐发仁，机床夹具设计，重庆大学出版社， 1991 13张龙勋，机械制造工艺学课程设计指导书及习题， 机械工业出版社， 2005 14赵家齐， 机械制造工艺学课程设计指导书，机械工业出版社， 2006 15罗洪甜， 机械原理课程设计指导书，高等教育出版社， 1986 nts 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： CA1340 杠杆加工工艺及 M4 螺孔加工夹具设计 班 级： 机械 07-2 姓 名： 孙泽远 指导教师： 于英华 nts 辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目 (学生空出，由指导教师填写 ) 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) 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 (5000 8000 字 ) 1 份 四、四、进度安排 (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 成 绩： 指导教师 日 期 nts 辽宁工程技术大学课程设计 II 摘 要 在机床上加工工件时，为了使工件在该工序所加工的表面能达到规定的尺寸和位置公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件占有一正确位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。工件定位后即将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不便的操作，称为夹紧。 通过以杠杆 20H7 孔和其左端面为精基准，运用一面两销来限制工件的 6 个自由度，在实现中批生产的前提下，采用液压缸来对工件进行夹紧。满足了该杠杆工件的生产要求。 由于本夹具配合面，连接孔较多，因此，夹具的零件对精度比较高，操作时要注意夹具各螺纹是否拧紧；还有就是夹具操作时，要防止定位零件有过大的磨损，若有较大磨损，要注意及时更换，以保证零件加工精度。 夹具上装有对钻套，可以使夹具在一批零件的 加工之前很好的对刀，同时，夹具体上底面有一对定位键，可使夹具工作台上在很好的定位。 工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。 关键词：机械制造 夹具 定位 夹紧元件 nts 辽宁工程技术大学课程设计 III Abstract In the processing machine parts, in order to enable the workpiece in the process by processing the surface can achieve the required size and location of tolerance requirements, starting in the machine for processing before, we must first make a correct position of the workpiece possession. The workpiece is usually identified in the machine tool or fixture in the possession of the correct location of the process, known as the location. When the workpiece positioning, in order to avoid being in the processing of cutting force, gravity, and so undermine the role and positioning, but also should use a certain body parts or devices will be fixed. After positioning the workpiece to be fixed, in the process to maintain the target of inconvenience in the operation, known as the clamp. 20H7 to leverage through the hole and its fine base for the extreme left side, use a pin to limit the two parts of six degrees of freedom, in the realization of the grant under the premise of the production, use of hydraulic cylinders to the workpiece to clamp. Parts of the lever to meet the production requirements. As the fixture with face, connecting more holes, so the fixture parts of the relatively high precision, the operation of the fixture should pay attention to whether the tightening thread; fixture is still in operation, to prevent the positioning is too large parts of wear and tear, if Have greater wear and tear, attention should be paid timely replacement to ensure that the precision machining parts. Fixture is equipped with sets of drilling, so that the fixture in a number of processing before the good parts of the knife, at the same time, specific folder on the underside of a pair of targeting key fixture will work on stage in a very good location. Workpiece clamping is correct, rapid, convenient and nts 辽宁工程技术大学课程设计 IV reliable, will directly affect parts of the processing q uality, productivity, manufacturing costs and operational safety. In bulk, mass production, part of the fixture through the machine to achieve the fixture. Fixture for the production of machine tools in the application of a very wide range. Keywords: Machinofacture Fixture Location Clamping components nts 辽宁工程技术大学课程设计 V 目 录 1.CA1340 自动车床杠杆工艺分析 . 错误 !未定义书签。 1.1 杠杆 工艺分析及生产类型确定 . 错误 !未定义书签。 1.1.1 杠杆的技术要求 . 错误 !未定义书签。 1.1.2 审查 杠杆 的工艺 . 错误 !未定义书签。 1.1.3 确定 杠杆 的生产类型 . 错误 !未定义书签。 1.2 确定毛坯、绘制毛坯简 图 . 错误 !未定义书签。 1.2.1 选择毛坯 . 错误 !未定义书签。 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 1.3 拟定 杠杆 的工艺路线 . 2 1.3.1 定位基准的选择 . 2 1.3.2 表面加工方法确定 . 3 1.3.3 加工阶段划分 . 4 1.3.4 工序的集中与分散 . 4 1.3.5 工序顺序安排 . 5 1.3.6 确定工艺路线 . 5 1.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 6 1.5 切削用量、时间额定的计算 . 9 1.5.1 切削用量的计算 . 9 1.5.2 时间额定的计算 . 9 2.专用夹具设计 . 10 2.1 基本定位原理分析 . 10 2.2 定位基准的选择 . 10 2.3 定位误差分析 . 10 2.4 夹具操作简要说明 . 12 2.5 夹具使用注意事项、保养及维护 . 12 3.方案综合评价与结论 . 12 4.体会与展望 . 13 参考文献 . 14 附录 1：机械加工工艺过程卡 附录 2：机械加工工序卡 nts 辽宁工程技术大学 机械加工专业 机械加工工序卡片 工 序 名 称 钻、攻M4mm 螺纹孔 工序 号 M 49 . 54 01.65460零件数量 1 零件号 零件名称 CA1340 杠杆 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 QT45-5 180HB 铸件 4kg 设 备 夹 具 工序工时 (min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 立式钻床 Z525 工步 工 步 内 容 刀 具 量 具 走刀次数 切削深度 mm 进给量 mm/r 主轴转速 r/min 切削速 度 m/min 工步工 时 /s 1 钻直径为 3.5 孔 麻花钻、内径千分尺 1 3.5 0.08 960 10.6 7.38 2 攻丝 M4 螺纹孔 细柄机用丝锥 1 0.5 0.5 545 5.59 5.3
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