C650车床杠杆加工工艺与夹具设计

毕 业 设 计 说 明 书专业： 机械制造与自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 二 O 一四 届毕业设计（论文）任务书一、设计题目(附图)：C650 车床杠杆加工工艺与夹具设计 零件机械加工工艺规程制订及工序工艺装备设计。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、量具没计。 （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、零件图、毛坯图各一张；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） ；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） 。第一部分 工艺说明书一， 零件图分析： 结构工艺性分析：该零件为一般性的零件，结构简单，刚性较好，主要加工面为内孔、端面、立面、键槽。 技术要求分析：尺寸精度,形状精度及表面粗糙度分析：25 的通孔为主要定位工作面、25 的孔和 45 孔的左端面为定位基准面。102 所在的左端面表面粗糙度为 12.5um、102 所在的上端面表面粗糙度为3.2um、25 槽的左右工作面的表面粗糙度为 1.6um、25 槽的上表面的粗糙度为 3.2um、45 外圆左端面的表面粗糙度为 1.6um、45 外圆的表面粗糙度为1.6um、44 外圆右端面的表面粗糙度为 1.6um、5 平底孔的底面表面粗糙度为 12.5um、15 所在的左端面的粗糙度为 3.2um。其余表面均采用不切除材料处理。位置精度分析：加工顺序确定与定位基准有关，一般是“先加工粗基准后加工精基准，先加工主要表面再加工次要表面”的原则。 二， 毛坯的确定： 毛坯类型的确定：本杠杆采用铸造的方法成型。铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外力的作用下，不致于发生意外事故。由于 HT200（老牌号 HT18-36）铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉，生产设备简单，所以在机械零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。由于该零件在工作过程中经常受到冲击载荷，采用这种材料，零件的强度也能保证，该零件的材料选择 HT200（老牌号 HT18-36） 。整个外形尺寸不大，所以，可采用铸造成型。另外，该零件结构比较简单，在毛坯制作时，可考虑毛坯形状与零件尽量接近。 毛坯结构，尺寸和精度的确定：简化零件结构细节。由于零件为中批生产，精度一般加工余量等级 G,单边余量为 2。 毛坯图三， 工艺路线的拟定：主要加工表面的确定：102 所在的左端面表面粗糙度为 12.5um、102 所在的上端面表面粗糙度为3.2um、25 槽的左右工作面的表面粗糙度为 1.6um、25 槽的上表面的粗糙度为 3.2um、45 外圆左端面的表面粗糙度为 1.6um、45 外圆的表面粗糙度为 1.6um、44 外圆右端面的表面粗糙度为 1.6um、5 平底孔的底面表面粗糙度为 12.5um、15 所在的左端面的粗糙度为 3.2um。其余表面均采用不切除材料处理。其余表面一次加工完成。2 工序尺寸计算铣削端面工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸粗铣 0.12 2 20 20半精铣 0.05 1 18 18镗削外圆柱面工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸粗镗 0.017 3 50 50半精镗 0.017 1.5 47 47精镗 0.017 0.5 46.5 46.5钻孔加工工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸钻孔 0.5 1.5 0 0扩孔 0.1 0.5 22 22铰孔 0.05 0.1 25 25铣削端面工艺路线 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸粗铣 1 4 0 0半精铣 0.5 1.5 4 4精铣 0.25 0.5 2 23 加工顺序的安排加工顺序确定与定位基准有关，一般是“先加工粗基准后加工精基准，先加工主要表面再加工次要表面”的原则。 4 工艺流程确定：经过以上过程的分析，该齿轮轴的加工工艺过程拟定为；工序 1：铸造工序 2：热处理工序 3：粗铣尺寸 15，所在的左端面工序 4：半精铣尺寸 15，所在的左端面工序 5：粗铣 45，所在的左端面工序 6：半精铣 45，所在的左端面工序 7：粗铣钢球孔，所在的左端面工序 8：粗铣尺寸 102，所在的上端面工序 9：半精铣尺寸 102，所在的上端面工序 10：粗镗 45 的外圆柱面工序 11：半精镗 45 的外圆柱面工序 12：粗镗 44 的外圆柱面工序 13：钻 25 的通孔工序 14：扩 25 的通孔工序 15：铰 25 的通孔工序 16：钻 M8 的螺纹孔工序 17：攻 M8 的内螺纹工序 18：钻 5 的平底孔工序 19：粗铣 6X30 的键槽工序 20：半精铣 6X30 的键槽工序 21：精铣 6X30 的键槽工序 22：倒角工序 23：清洗工序 24：终检工序 25：入库以上工艺过程祥见“机械加工工艺卡片” 。5.设备及其工艺装备确定根据中批生产类型的工艺特征，设计主要采用普通设备，而工艺装配主要采用手动专用工艺装备（见工序卡片）6.车削切削用量及工时确定：工序 3、4：铣尺寸 15，所在的左端面根据切削手册 mm/z20.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min .19v刀具选用高速钢面铣刀 mm 8wd0z（r/min）4.7602.10dvns现采用 X6132 卧式铣床，根据机床说明书，取 n =95r/min。w故实际切削速度 （m/min）87.231095wndv当 n =95 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）952.0wzmnf查机床说明书，取 mm/min1m切削工时 （min）27680.49ltf工序5、6：铣45，所在的左端面根据切削手册 mm/z2.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min .19v刀具选用高速钢面铣刀 mm 80wd0z（r/min）4.762.10dvns故采用 X6132 立式铣床，根据机床说明书，取 n =95r/min。w故实际切削速度 （m/min）87.231095wndv当 n =95 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf （mm/min）19052.0wzmnf查机床说明书，取 mm/minm切削工时 （min）12.80.169ltf工序 7：粗铣钢球孔，所在的左端面根据切削手册 mm/z2.0zf切削速度：根据相关手册 取 m/min .19v刀具选用高速钢面铣刀 mm 8wd0z（r/min）4.7602.10dvns故采用 X6132 立式铣床，根据机床说明书，取 n =95r/min。w故实际切削速度 （m/min）87.231095wndv当 n =95 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）952.0wzmnf查机床说明书，取 mm/min1m切削工时 （min）24380.279ltf工序 8、9：铣尺寸 102，所在的上端面根据切削手册 mm/z.zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 2.19v刀具选用高速钢面铣刀 mm 80wd0z（r/min）4.76.10dvns故采用 X6132 立式铣床，根据机床说明书，取 n =95r/min。w故实际切削速度 （m/min）87.231095wndv当 n =95 r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf （mm/min）19052.0wzmnf查机床说明书，取 mm/minm切削工时 （min）12830.379ltf工序 10、11：镗 45 的外圆柱面1、根据内孔表面加工方案及其经济精度可得到：粗镗时其加工经济精度可达到 IT11IT13,表面粗糙度 Ra 为 12.56.3。具体余量如下： 单边余量4853m23Z1.5Zm2、选用机床：选用 TX618 卧式铣镗床 5.pkw输3、选用刀具：硬质合金外圆镗刀。4、选择切削用量决定切削深度 由切削余量可知道 （单边）1pa决定切削进给量查表工件是铸铁时，刀头是刀头时 。fm、决定切削速度 40/inv计算主轴转速40138/iNr按机床说明书，可知道机床分 18 级 81000r/min 选主轴转速为 30/minr所以实际速度为：38/min10v计算各孔加工工时=12wmlltnf53810.7i工序 12：镗 44 的外圆柱面1、根据内孔表面加工方案及其经济精度可得到：粗镗时其加工经济精度可达到 IT11IT13,表面粗糙度 Ra 为 12.56.3。具体余量如下： 单边余量473m23Z1.5Zm2、选用机床：选用 TX618 卧式铣镗床 5.pkw输3、选用刀具：硬质合金外圆镗刀。4、选择切削用量决定切削深度 由切削余量可知道 （单边）1pa决定切削进给量查表工件是铸铁时，刀头是刀头时 。1fam、决定切削速度 40/inv计算主轴转速40138/iNr按机床说明书，可知道机床分 18 级 81000r/min 选主轴转速为 30/minr所以实际速度为：38/min10v计算各孔加工工时=12wmlltnf3810.i工序 13、14、15：钻、扩、铰 25 的孔根据工艺手册查得加工 25mm 孔的进给量 =0.310.37mm/r，按机床规格取 =0.35mm/r，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取 v=12.3m/min，加工f孔径 =22mm。则0d（r/min）0112.378svn根据机床选取 n =195r/min。w实际切削速度 （m/min）021953.1dnv切削工时 （min）230.wltf工序16、17：钻、攻M8的螺纹孔根据工艺手册查得加工 8mm 孔的进给量 =0.520.75mm/r，按机床规格取 =0.7mm/r，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取 v=15.6m/min，加工孔f径 =6mm。则0d（r/min）0115.682svnd根据机床选取 n =680r/min。w实际切削速度 （m/min）068012.1dnv切削工时 （min）12630.78wltnf工序19、20、21：钻5的孔根据工艺手册查得加工 5mm 孔的进给量 =0.520.75mm/r，按机床规格取 =0.7mm/r，切削速度，根据相关手册及机床说明书，取 v=15.6m/min，加工孔f径 =5mm。则0d（r/min）0115.693svnd根据机床选取 n =976r/min。w实际切削速度 （m/min）059761.31dnv切削工时 （min）230.2wltf工序 7：铣 6X30 的键槽根据切削手册 mm/z0.4zf切削速度：根据相关手册 取 m/min 21.5v刀具选用高速钢槽铣刀 mm6wd（r/min）10.4svnd故采用 X6132 立式铣床，根据机床说明书，取 n =1000r/min。w故实际切削速度 （m/min）6108.410wdnv当 n =1000r/min 时，工作台每分钟进给量 应为w mf（mm/min）.4mzwfn查机床说明书，取 mm/min0mf切削工时 （min）12308.4mltf 12第二部分第 13 道工序夹具设计三、夹具设计一、准备阶段：（1）该零件的零件图如图。（2）生产类型：中批量生产。（3）毛坯类型：HT18-36。（4）现要求设计第 13 道工序的专业钻床夹具。机床：Z525 刀具：25 的钻头。二、设计阶段：1、根据零件图和工艺过程确定零件定位夹紧方案：根据零件特点，按照工艺过程要求，确定工件定位夹紧方案，设计夹具的总体结构。2、定位方案设计：（1）定位方案的确定就是保证夹具在机床上的相对定位，使夹具体的连接表面与机床连接，以确定夹具在机床主轴或工作台上的准确位置，实现对机床切削成形运动的定位。夹具在机床上的准确位置，其本质是指定位元件的工 1349作面对机床切削成形运动的定位，从而达到了工件被加工表面对定位基准的位置和尺寸精度的要求。本夹具采用夹具体的底面和零件的后面限制工件的 5 个自由度，又以活动 V 型块限制一个自由度，实现完全定位。考虑到工件是一个比较薄并且比较长的零件，我们在工件的左前方采用活动方块配合方头螺栓对其进行辅助定位，以增加工件加工的稳定性。本夹具在使用时一次只能安装一个工件。（2）本文中的定位元件分为对工件的定位和对其他零件的定位：工件的定位元件 采用夹具、下定位块、后定位块、V 型块及辅助定位的方块。钻模座等其他零件的定位 采用“一面两销”的定位原理对其进行定位。（3）定位误差分析：本工序采用夹具的底面和后定位块及 V 型块，共 3 个面进行工件的定位。又让工件的底面与夹具体的底面始终紧贴。以实现工件的完全定位。考虑到工件自重带来一定垂直向下的力。因此，工件定位在钻套正上方，进而使加工位置没有转角误差。在加只有钻套，故应当能满足定位要求3、布置导引元件：确定钻套形式：根据零件的生产类型和加工特点，钻套采用固定钻套，钻套以 H7/n6 固定安装在钻模板上。4、 布置夹紧装置：工件定位后将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。夹紧装置的组成由以下三部分组成。a、动力源装置 它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。b、传力机构 它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态。c、夹紧元件 它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。设计夹紧装置应遵循以下原则：a、工件不移动原则；b、工件不变形原则；c、工件不振动原则；d、安全 14可靠原则；e、经济实用原则；夹紧机构是指能实现以一定的夹紧力夹紧工件选定夹紧点的功能的完整结构。它主要包括与工件接触的压板、支承件和施力机构。对夹紧机构通常有如下要求。a、可浮动；b、可联动；c、可增力；d、可自锁本夹具采用双头螺栓及螺母对工件进行夹紧。即左边和后边的均有一个压紧块，然后用螺栓螺母对压紧块进行夹紧，从而夹紧工件。为了提高加工效率，采用手动夹紧工件快换装置。5、设计夹具体，完成夹具总装图。根据总体结构设计，结合各部分结构，选择结构合理的夹具体。三、绘图阶段：绘制夹具总装图时，一般绘图比例都选择为 1：1。但因为本夹具比较的大采用的比例为 2:1.主视图尽量选择为夹具在机床上工作时与操作者正对的位置。被加工零件用双点划线画出外轮廓和主要表面，可视为透明体，可对其剖视表示，其加工余量用网纹线表示。四、标注尺寸和技术要求：尺寸标注：将其尺寸按照重要度分级进行标准公差，未注公差的按照GB/T1804-m。五、编写零件明细表：按照国家机械制图标准的规定，对夹具总装图中的各个零件进行编号，并在标题栏上方画出零件明细表及填写具体信息。最后所得钻床夹具总装图 1549。1.。23。4.。1.未 注 圆 角 R3-52未 注 倒 角 X4技 术 要 求 16 1749第三部分第 13 麻花钻刀具设计1 已知条件工件材料：Cr使用机床：Z5252 设计计算步骤及有关参数确定：麻花钻外型尺寸包括刀杆直径、工作长度、总长度：25mm、175mm、250mm3 绘制刀具工作图 18第四部分第 13 工序量具设计说明书设计量规应遵循极限尺寸判断原则，即孔或轴的尺寸不允许超过最大实体尺寸，且在任何位置的实际尺寸不允许超过最小实体尺寸。 1 工作尺寸计算： 1.1 确定检测工件的极限偏差：孔的上下偏差分别 es=+0.14mm.ei=-0.14mm.1.2.确定工件量规（卡规）的制造公差和位置公差值，查表 2-1。选择测量长度