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内容简介：

目录 序言 一、 零件分析 . . 二、 工艺规程设计 . 三、 夹具设计 . 四、设计心得 . 五、参考文献 . 序言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加以指教。完成夹具结构设计能力，也是熟悉和运用有 关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。 一 、（ 一 ） 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。 (二 )零件的工艺分析 杠杆的 25+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(。工件以 25 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（ 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 40上下平台、钻 10(、钻 2 8+小孔 、粗精铣 30 凸台的上下表面。加工要求有： 40平台的表面粗糙度各为 平台）、 平台）、 10(为 25（ 8（ 表面粗糙度都为 2 8（ 有平行度分别为 A）、 )。 10(的平行度为 A）。杠杆有过渡圆角为 其他的过渡圆角则为 中主要的加工表面是孔 8(要用 8(球检查。 二 、 工艺规程的设计 (一 )、确定毛坯的制造形式。 零件的材料 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 (说明 40上下平台 宽度 3040 30 G H 4 3 加工上下底面 加工上表面 3030 H 3 凸台上下面 10( 10 H 3 加工内孔 8（ 8 H 3 加工内孔 25（ 25 G 4 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 8（ 间的中心距离 168 168 4 10（ 尺寸 10 0 3 25（ 尺 25 5 4 寸 8（ 尺寸 8 3 (二 )、基面的选择 （ 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 40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 40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（ 孔。 （ 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(孔作为精基准。 （ 三 ）、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 40上下平台、钻 10(、钻 2 8+、粗精铣 30凸台的平台。材料为 工方法选择如下： 1、 40柱的上平台：公差等级为 用粗铣精铣的加工方法，并倒 角。 2、 40柱的下平台：公差等级为 用采用粗铣精铣的加工方法，并倒 3、 30差等级为 面粗糙度为 用粗铣 精铣的加工方法。 4、 钻 10(孔：公差等级为 面粗糙度为 行度为 A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。 5、 钻 25（ 孔：公差等级为 面粗糙度为 用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒 1 45内角。 6、 钻 8（ 孔：公差等级为 面粗糙度为 用钻孔 粗铰精铰的加工方法。 (四 )、确定工艺路线 1、工艺路线方案一： 铸造 时效 涂底漆 工序 ： 粗精铣宽度为 40上下平台和宽度为 30平台 工序 ：粗精铣宽度为 30凸台表面 工序 ： 钻孔 25（ 尺寸达到 23 工序 ：扩孔钻钻孔 25(尺寸达到 工序 ：铰孔 25（ 尺寸达到 25( 工序 ：钻 10（ 内孔使尺寸达到 工序 ：粗铰 10(孔使尺寸达到 工序 ：精铰 10（ 孔使尺寸达到 10（ 工序 ：钻、粗、 精 铰 2 8（ 孔使尺寸达到 8（ 工序 ：检验入库。 2、工艺路线方案二： 铸造 时效 涂底漆 工序 ： 粗精铣宽度为 40上下平台和宽度为 30平台。 工序 ：粗精铣宽度为 30凸台表面 工序 ： 钻孔 25（ 尺寸达到 23 工序 ：钻 2 8(小孔使尺寸。 工序 ： 扩孔钻钻孔 25(尺寸达到 工序 ： 铰孔 25（ 尺寸达到 25( 工序 ：钻 10（ 内孔使尺寸达到 工序 ：粗铰 10(孔使尺寸达到 工序 ：精铰 10（ 孔使尺寸达到 10（ 工序 ：粗铰 2 8（ 孔使尺寸达到 工序 ：精铰 2 8(孔使尺寸达到 8（ 工序 ：检验入库。 （ 五 ）：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 40上下肩面作为粗基准， 25（ 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 2 8 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（ 那样就很难保证 2 8 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。 （ 六 ）：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 40上下平台和宽度为 30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=2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 30凸台表面。采用 式铣床，刀具选 D=2削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。 钻孔 25（ 尺寸达到 23用 钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄 2 号刀） D=23用钻夹具，专用 检具。 扩孔钻钻孔 25(尺寸达到 用立式 钻床，刀具选 D=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（ 尺寸达到 25(采用立式 钻床，刀具选 D=25锥柄机用铰刀，并倒 1 45的倒角 钻用铰夹具和专用检量具。 钻 2 8(小孔使尺寸达到 用立式 钻床，刀具选用 D=直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。 钻 10（ 内孔使尺寸达到 用立式 钻床，刀 具选用 D=直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。 粗铰 10(孔使尺寸达到 用立式 钻床，刀具选用 D=10直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。 精铰 10（ 孔使尺寸达到 10（ 用立式 择刀具 D=10精铰刀，使用专用夹具和量检具。 粗铰 2 8(孔使尺寸达到 用立式 钻床，选择刀具为 D=8柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。 精铰 2 8(孔使尺寸达到 8（ 采用立式 钻床，选择刀具为 D=8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） （ 七 ）：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（ 孔的加工设计。 各工步余量和工序尺寸及公差 （ 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸 2 8(钻孔 8(扩孔 8(铰孔 8(1、 钻 2 8(小孔使尺寸达到 2、 粗铰 2 8（ 孔使尺寸达到 3、 精铰 2 8(孔使尺寸达到 8（ 这三部工序全都采用 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 床主要技术参数，取钻 2 8(的进给量 f=r,用插入法求得钻 2 8(的切削速度为 v=s=此算出转速为 : n=1000v/ 错误 ! 未找到引用源。 d=1000 r/039r/机床实际转速取 n=1000r/实际切削速度为 v=000/1000m/22m/从参考文献得知： 错误 !未找到引用源。 =未找到引用源。 (N) M=未找到引用源。 (求出钻 2 8(的 错误 !未找到引用源。 和 M 如下： 错误 !未找到引用源。 =8 错误 !未找到引用源。 1=1279N M=错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 1=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 床主要技术参数，取扩孔 2 8(进给量 f=r,参考文献得：扩孔的切削速度为（ 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ） V 钻，故取 v 扩 =1/21/2 22m/1m/由此算出转速 n=1000v/错误 !未找到引用源。 d=1000 11/r/38r/机床实际转速 n=450r/ （ 3）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考 床主要技术参数，取铰孔的进给量 f=r,参考文献得：铰孔的切削速度为v=s=18m/此算出转速： n=1000v/ 错误 ! 未找到引用源。 d=1000 18/8r/17r/照机床的实际转速 n=720r/实际切削速度为： V= 错误 ! 未 找 到 引 用 源 。 000= 8 720/1000m/ 三 、 夹具的设计 本次的夹具为 工序 ：钻、粗、 精 铰 2 8（ 孔使尺寸达到 8（ 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。 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= 根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以 25 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（ 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。 2 、选择定位元件 （ 1）选择带台阶面的定位销，作为以 25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（ 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（ 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、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 错误 !未找到引用源。 与切削力 F 之间的关系为： 错误 !未找到引用源。 =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， 错误 !未找到引用源。=279 3N=3837N，由此可以知道，选择一个 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（ 时，工件为悬臂。 4、定位误差计算 （ 1）加工 8孔距 尺寸 84 定位误差计算，由于基准重合，故 ： 下偏差为：=合尺寸要求。 而基准位移误差为定位孔 ( 25与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为 25量减少位移误差。故： 25，上偏差：偏差： 0基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 定位要求。 （ 2）加工 8时轴线平行度 定位误差计算，由于基准重合，故 ： 基准位移误差是定位孔 25定位面间的垂直度误差。故 :以有： 方案能满足平行度 四、设计心得 两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自 己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和 自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。 同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。 五 、参考文献 1、李益民主编， 机械加工工艺简明手册，北京：机械工业出版社，、李洪主编，机械加工工艺手册，北京：北京出版社， 1990 3、廖念钊等主编，互换性与技术测量（第四版），北京：中国计量出版社， 、于骏一、邹青主编，机械制造技术基础，北京：机械工业出版社， 、刘华明主编，刀具设计手册，北京：机械工业出版社， 1999 广东海洋大学 职业技术学院数控 专业 机械加工工艺过程卡片 零 件 号 零件名称 工序号 工 序 名 称 设备 夹具 刀具 量具 工 时 名称 型号 名称 规格 名称 规格 (名称 规格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 铸造 时效处理 涂底漆 粗铣精铣 40 上 下 端面和宽度为30 的平台面 粗 精铣 30 凸台面 钻 25（ 扩钻 25（ 铰 25( 钻 2 8（ 钻 10（ 粗铰 10（ 精铰 10（ 粗铰 8（ 精铰 8（ 检查、入库 立式铣床 立式铣床 立式钻床 立式钻床 立式钻床 立式