【工装夹具类】杠杆(CA1340自动车床)（一）加工工艺及钻φ3沉头孔夹具设计【CAD图纸和说明书】
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【工装夹具类】杠杆(CA1340自动车床)（一）加工工艺及钻φ3沉头孔夹具设计【CAD图纸和说明书】,工装,夹具,杠杆,ca1340,自动,车床,加工,工艺,沉头孔,设计,cad,图纸,以及,说明书,仿单
- 内容简介：
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江南大学 机械学院 机自 0606 李幸福 机械加工工艺过程卡片 零 件 号 零件名称 01 杠杆 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、 退火 2、 粗铣，半精铣 35 右端面 立式铣床 用夹具 三面刃 铣刀 80 7954 1999 游标卡尺 1003、 粗铣，半精铣 ，精铣 35左端面 立式铣床 用夹具 三面刃 铣刀 80 7954 1999 游标卡尺 1004、 粗铣 ，半精铣 20 凸台面 立式铣床 用夹具 三面刃 铣刀 80 7954 1999 游标卡尺 1005、 粗铣 ，半精铣 杠杆 尾部 槽 立式铣床 用夹具 镶齿套式面铣刀 80 7954 1999 游标卡尺 1006、 20 孔倒角 立式铣床 用夹具 90O 锥面锪钻 40 1143 7、 铣 槽 立式铣床 用夹具 8、 铣 角 立式铣床 用夹具 9、 钻，扩，粗铰，精铰 20 孔 立式钻床 用夹具 锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀 255 11415 1133标卡尺、塞尺 5010、 钻，粗铰，精铰 8 孔 立式钻床 用夹具 锥柄麻花钻、锥柄机用铰刀 55 11415 1133标卡尺、塞尺 5011、 钻 20， 10， 5，4， 3 孔 立式钻床 用夹具 锥柄麻 花钻 5 12、 10， 5， 4， 孔攻丝 立式钻床 用夹具 丝锥 25 1133标卡尺、塞尺 10013、 去毛刺 钳工台 专用夹具 游标卡尺、塞尺百分表等 10014、 检验 课程设计说明书 杠杆（ 动车床）零件 及夹具说明书 设计者： 李幸福 学院：机械学院 班级：机自 0606 班 学号： 0401060625 完成时间： 2009 年 6 月 - 2 - 目 录 一、零件的分析 3 （一）零件的作用 3 （二）零件的分析 3 二、工艺规程设计 4 （一）确定毛坯的制 造形式 4 （ 二 ）制定工艺路线 4 （ 三 ） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 （ 四 ）确定 主要 切削用量及基本 工 时 6 三、夹具设计 15 （一）问题的提出 15 （二）夹具设计 15 （三）夹具优缺点分析 16 四、 小结 17 五、 参考文献 18 - 3 - 一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是 动车床上的杠杆（见附图），它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。 （二）零件的工艺分析 杠杆共有四 组加工表面， 现分述如下： 1 以 20为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个 20孔及其倒角，粗糙度为 寸为 35与孔 20垂直的两个平面，粗糙度为 ，55的油槽； 3沉孔 60深 3孔 。 2 以 10为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个 10孔及 18 的螺纹 ； 20 且与10相垂直的凸台面，粗糙度为 3 以 8为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 一个 8孔， 个 槽和一个螺纹孔 ，二者皆与 8垂直 。 4 以 8为中心 的加工表面 这一组加工表面包括：一个 8 18孔；与之垂直的一个 螺纹孔和 20的平面，粗糙度 由以上分析可知，对于这 四 组加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它们为精准加工其它表面。另外，该零件结构简单，工艺性好。 - 4 - 二 、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件的材料为球墨铸铁 虑到零件结构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件应该达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在 12下，故可采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 （ 二 ）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工作集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 工序 1 去应力退火。 工序 2 粗铣，半精铣 35 右端面 。选用 式铣床 和专用夹具。 工序 3 粗铣，半精铣 35 左端面 。 选用 式铣床和专用夹具。 工序 4 粗铣，半精铣 20 凸台面 。 选用 式铣床和专用夹具。 工序 5 粗铣，半精铣杠杆尾部槽 。 选用 式铣床和专用夹具。 工序 6 扩，粗铰，精铰 20孔。选用 式钻床和专用夹具。 工序 7 锪 20孔倒角。选用 式钻床 和专用夹具。 工序 8 铣 角 。 选用 式铣床和专用夹具。 工序 9 铣 槽 。选用 式 铣 床和专用夹具。 工序 10 钻，粗铰，精铰 8 孔 。 选用 式 钻床和专用夹具。 工序 11 钻 20， 10， 5， 4， 3 孔 。 选用 式 钻床和专用夹具。 工序 12 攻丝。 选用 式 钻床和专用夹具。 工序 13 去毛刺。 在钳工台 完成 。 工序 14 终检。 (三 )机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 自动车床杠杆 ” 零件材料为 产类型为大批生产 ,采 用机器造型 ,金属模铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺 ,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下 : 1. 20 孔外端面的加工余量 (加工余量的计算成本长度为 66) 加工余量计算表如下 : - 5 - 工序 加工 尺寸及公差 铸件毛坯 ( 20二端面尺寸 66) 粗铣二端面 半精铣两端面 加工前尺寸 最大 70 68 最小 68 66 加工后尺寸 最大 70 68 66 最小 68 66 66 加工余量（单边） 2 最大 1 小 1 1)按照金属机械加工工艺人员手册表 12毛坯的单边加工余量Z=2件尺寸精度等级为 5，固偏差为 1。 (2)半精铣余量 :单边为 Z=见简明机械加工工艺手 册表 1加工精度等级为 (3)粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为 Z=（简明机械加工工艺手册表 1加工精度等级为 2. 纹孔 外端面的加工余量 (1) 按照金属机械加工工艺人员手册表 12毛坯的单边加工余量Z=2件尺寸精度等级为 5，固偏差为 (2)半精铣加工余量 :单边为 Z=明机械加工工艺手册表 1加工精度等级为 (3) 粗铣加工余量： 单边为 =两次走刀，固每次加工量为Z= /2=工精度等级为 加工余量计算表（零件尺寸 28） 工序 加工余量（单边） 工序尺寸 半精铣 28铣（两次） 30坯 32. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 钻孔 - 6 - 粗铰 Z=铰 Z=. 20 孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 毛坯孔 18孔 Z=铰 Z=铰 Z=. 槽 加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 粗铣 1精铣 2 Z=. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 钻孔 . 尾部槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 粗铣 4精铣 6 Z=15四 )确定 主要 切削用量及基本 工 时 工序 2， 3 粗铣，半精铣 35 两端面 。选用机床： 式铣床。 1粗铣 35孔的右端面 零件材料为球墨铸铁 可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表 11表 12铣刀直径d=125齿， z=20 齿。 由于粗铣加工单边余量为 2于 5铣削宽度 查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表 11知， =z, 取 0.1 。 查工艺手册表 14 u=38m/： 000u/96（ r/ - 7 - 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速00r/实际切削速度 000=r/ 当00r/，刀具每分钟进给量20 100=200(mm/查机床说明书，取实际进给速度05mm/实际进给量 ) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出长度 是行程长度为 机动工时为 （ （ 35 3） /205=2半精铣 35 孔两端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细 齿， d=125mm,z=20 齿。 由于加工余量 查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度工艺手册表 14f= ,取 f=z 查工艺手册表 14 U=45m/ 000u/ d=114.6(r/根据机床使用说明书 ,查表 主轴转速25r/实际切削速度 000=49(m/当25r/ ,工作合每分钟进给量20 125=200(mm/ 查机床使用说明书 ,取刀具实际进给速度为05 mm/实际进给量为 f = mf/05/(20 125)=mm/z) 切削工时 :由粗铣加工可知 ,刀具行程为 机动工时 为 （ （ 35+） /205= - 8 - 工序 4 粗铣，半精铣 20 凸台面 。 选用机床： 式铣床。 1粗铣 20凸台面 零件材料为球墨铸铁 可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表 11表 12铣刀直径d=120齿， z=20 齿。 由于粗铣加工单边余量为 于 5铣削宽度 查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表 11知， =z, 取 0.1 。 查工艺手册表 14 u=38m/ 000u/100（ r/ 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速00r/实际切削速度 000=r/ 当00r/，刀具每分钟进给量20 100=200(mm/查机床说明书，取实际进给速度05mm/实际进给量 ) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出长度 是行程长度为 机动工时为 （ （ 20 2） /205=2半精铣 20 凸台 面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿， d=120mm,z=20 齿。 由于加工余量 查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度 查工艺手册表 14f= ,取 f=z 查工艺手册表 14 U=45m/ 000u/ d=119.4(r/根据机床使用说 明书 ,查表 主轴转速25r/实际切削速度 - 9 - 000=47.1(m/当25r/ ,工作合每分钟进给量20 125=200(mm/ 查机床使用说明书 ,取刀具实际进给速度为05 mm/实际进给量为 f = mf/05/(20 120)=mm/z) 切削工时 :由粗铣加工可知 ,刀具行程为 则机动工时 （ （ 20 2） /205=工序 5 粗铣，半精铣杠杆尾部槽 。选用机床： 式铣床。 1粗铣 杠杆尾部槽 零件材料为球墨铸铁 选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100度为 8Z=20，粗齿。 查工艺手册表 11=z, 取 。 查工艺手册表 14 u=38m/ 000u/1000 38/（ 100） =r/ 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速25r/实际切 削速度 000=（ 100 125） /1000=r/ 当25r/，每分钟进给量20 125=200(mm/查机床说明书，取实际进给速度05mm/实际进给量 Z 205/（ 20 125） =) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出长度 是行程长度为 机动工时为 （ （ 26 ( - 10 - 2 半精铣杠杆尾部槽 选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100度为 8Z=20，细齿。 半精铣的单边切削宽度 查工艺手册表 14f= ,取 f=z。 查工艺手册表 14 U=45m/ 000U/ d=1000 45/（ 100） =143(r/根据机床使用说明书 ,查表 主轴转速25r/实际切削速度 000=39(m/当25r/ ,工作合每分钟进给量=125 20=150(mm/ 查机床使用说明书 ,取刀具实际进给速度为66 mm/实际进给量为 f = mf/66/(20 125)=mm/z) 切削工时 :由粗铣加工可知 ,刀具行程为 机动工时 为 L2/ 26 (工序 6 扩，粗铰，精铰 20孔。选用机床： 式钻床。 1. 扩 20孔 选用高速钢扩钻 ,d=20 单边切削深度 根据有关资料介绍 ,利用扩钻进行扩孔时 ,其进给量和切削速度与钻同样尺 寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为 F=(1.8)f 钻 U=(1/2 1/3)U 钻 式中 , f 钻、 U 钻 现已知 ： f 钻 =r 简明手册 s=21m/ 简明手册 并令 f= =mm/r) U= =21=mm/000u/ d=1000 20)=r/ - 11 - 按机床使用说明书取 40r/以实际切削速度为 U= d 000= 20 140/1000=m/切削工时：查工艺手册表 152=3扩钻 20 孔的机动工时为 L+2)/f 66+)/(140)=2. 粗铰 选用硬质合金铰刀 ,d=边切削深度 。 查工艺手册表 14f=1 2mm/r，按机床使用说明书取 f=1mm/r。 查工艺手册表 14 U=45m/ 000u/ d=1000 45/( 718(r/按机床使用说明书取 80r/以实际切削速度为： U= d 000= 680/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=22粗铰 的机动工时为 L+2)/f 66+2)/(1 680)=3. 精铰 20 选用硬质合金铰刀 ,d=20边切削深度 ap=z/2= 查工艺手册表 14按机床使用说明书取 f=1mm/r。 查工艺手册表 14 U=60m/ 000u/ d=1000 60/( 20)=954.9(r/按机床使用说明书取 60r/以实 际切削速度为 U= d 000= 20 960/1000=60.3(m/切削工时：查工艺手册得 2=22精铰 20的机动工时为 L+2)/f 66+2)/(960)=工序 7 锪 20孔倒角。选用机床： 式钻床。 - 12 - 1. 锪 20两端倒角 1 45 选用 90锥面锪钻 ,d=25 查工艺手册表 14f=r,按机床试用说明书取f=r。 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同，即 60r/ 工序 9 铣 槽 。选用机床： 式铣床。 1. 铣 槽 选用圆头铣刀， d=4削深度 ap=d/2=4/2=2 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r。 查简明手册表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 4)=954.9(r/按机床使用说明书取 60r/以实际切削速度为 U= d 000= 4 960/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=铣 L+2)/f 55+2+(960)=工序 10 钻，粗铰，精铰 8 。选用机床： 式钻床。 1. 钻 选用高速钢麻花钻 ,d=边切削深度 ap=d/2= 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r。 查简明手册表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 489.7(r/按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为 U= d 000= 545/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 的机动工时为 (L+2)/f (30+(545)= - 13 - 2. 粗铰 选用高速钢铰刀 ,d=边切削深度 ap=z/2= 查简明手册，按机床试用说明书取 f=r。 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 r/按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为 U= d 000= 545/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=11粗铰 8的机动工时为 (L+2)/f (30+1)/(545)=3. 精铰 8 选用高速钢铰刀 ,d=8单边切削深度 ap=z/2= 查简明手册，按机床试用说明书取 f=r。 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 8)=r/按机床使用说明书取 80r/以实际切削速度为 U= d 000= 8 680/1000=17.1(m/切削工时：查工艺手册得 2=11精铰 8孔的机动工时为 (L+2)/f (30+1)/(680)=工序 11 钻 20， 10， 5， 4， 3 孔 。选用机床： 式钻床。 以 纹底孔 3 为例 选用高速钢麻花钻 ,d=3边切削深度 ap=d/2=3/2= 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r。 查简明手册表 11 U=s=9m/ 000u/ d=1000 9/( 3)=955(r/ - 14 - 按机床使用说明书取 60r/以实际切削速度为 U= d 000= 3 960/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 3孔的机动工时为 L+2)/f 8+2+(960)=工序 12 攻丝。 选用机床： 式钻床。 以攻 螺纹底孔为例 查工艺手册表 11用 锥，螺距 P=进给量 f=r。 查工艺手册表 11 U= 000u/ d=1000 4)=541(r/按机床使用说明书取 90r/以实际切削速度为 U= d 000= 4 490/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=攻 纹孔的机动工时为 L+2)/f 8+2+(490)= - 15 - 三 、夹具设计 为了提高劳动生产率，保证质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导教师的协商，决定设计钻 3 孔 专用夹具。本夹具将用于 具为高速钢麻花钻。 (一 ) 问题的提出 本夹具主要用来钻孔，该工序要保证 3 孔中心线与 20 孔中心线之间的夹角为 45 ，因此夹具设计要能保证角度要求，另外还需考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 (二 ) 夹具设计 1. 定位基准的选择 由零件图可知 3 孔的设计基准是 20 孔的中心线，且此工序之前20孔已加工好，所以可用 长圆柱销小端面 定位，以 孔 的设计基准为工艺基准，做到了基准统一。 2. 切削力及夹紧力计算 刀具 为高速钢麻花钻 ， d=3 F= 2 B=6 D=3 t=1K 252 6 20 削力产生的最大转矩 M=F L=摩擦力产生的转矩fM=f F (R+r) 所以需要夹紧力为 F =(=夹具设计手册表 320螺栓的夹紧力为 19070N，大于所需夹紧力 3 夹具设计及操作的简要说明 在夹具设计时 ,应该注意提高劳动生产率 。 因此 ,一般情况下应首先着眼于机动夹紧而不用手动夹紧 ,因为这是提高劳动生产率的重要途径 。 但在本工道工序中 ,采用手动夹紧的夹具的设计比较简单 ,制造成本也不高 ,而机动夹紧虽然可以提高劳动生产率 ,但是夹具的设计相对过于复杂 ,制造成本较高 ,所以本道工序采用手动夹紧。 - 16 - (三 ) 夹具优缺点分析 优点：在结构方面：该夹具结构比较简单，主体部分采用三角形设计，既满足 加工孔所需的角度要求，又能实现良好的稳定性与刚度。 在定位方面：该零件需完全定位，该夹具采用长圆柱销小端面和菱形削边销定位，前者限制 5 个自由度，后者限制 1 个自由度， 共限制 6 个自由度，无过定位与欠定位，良好地满足了定位要求。 在工艺性方面： 该 夹具上装有对刀块 ,可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀 (与塞尺配合使用 )。 缺点： 首先：在钻模套支架部分 我认为 刚度不够，但是考虑到夹具体重量体积，暂时我还没想到改进的办法。 另外： 该夹具还可以改进，观察整个零件 ,仅有这一个孔是非水平非竖直方向的，而仅为这一个孔设 计夹具，考虑到国产车床的价格，在经济性方面显然比较 差强人意，而在设计过程中我的设想是三角形结构都是活动的，由铰链连接，在不需要加工此孔时可以在竖直方向或水平方向上装夹，这样就可以一个夹具当做几个夹具用，在经济性和方便快捷性上就有所提高。当然这只是我不成熟的设想，在实用性方面还欠缺很多经验。 零件图 部分工序卡 均见附图 夹具体零件图 夹具与零件装配图 - 17 - 四、小结 本次课程设计是在学完了机械制造装备设计基础课程，进行了生产实习之后的一 个重要的实践环节，设计任务是：设计杠杆（ 动车床 ） 的机械加工工艺规程及工艺装备。 本次的设计比以前的设计更接近现实生产，因为设计的零件是现实中存在并且已经在使用的，这对我的各方面的知识的掌握和融汇都有了更高的要求。做设计的这几天是
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