杠杆零件的机械加工工艺规程和夹具设计概述.doc

青岛理工大学 毕 业 设 计 论 文 题目题目 杠杆零件的机械加工工艺规程和杠杆零件的机械加工工艺规程和 专用夹具设计专用夹具设计 学生姓名 学生姓名 学生学号 学生学号 指导教师 指导教师 机械工程机械工程 学院学院 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 专业专业 班班 2010年6月15日 毕业设计 论文 任务书毕业设计 论文 任务书 专业 机械设计制造及其自动化 班级 姓名 下发日期 题目题目杠杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计 专题专题杠杆工艺规程设计 加工工艺孔及铣下平台专用夹具设计 主主 要要 内内 容容 及及 要要 求求 要求 要求 在指导老师的帮助下 根据设计任务 合理安排时间和进度 认真地 有计划地按时 完成任务 培养良好的工作作风 工艺规程设计应该注意理论与实践的结合 满足加 工质量 生产率 经济性要求 机床夹具设计方案合理 计算步骤清晰 计算结果正 确 设计制图符合国家标准 计算机绘图 说明书要求文字通顺 简练 图示清洗 主要内容主要内容 1 确定生产类型 对零件进行工艺分析 2 选择毛坯种类及其制造方法 绘制零件 毛坯图 3 拟定零件的加工工艺过程 选择各工序的加工设备和工艺装备 确定各工序切削 用量 计算工序的工时定额 填写工艺文件 包括工艺过程卡片 工序卡片 5 设计指定工序的专用夹具 绘制装配总图和主要零件图 6 撰写毕业设计说明书 任务内容任务内容 设计说明书不少于45页 查阅文献10篇以上 翻译英文资料 译文字数不少于5000字 绘制图纸折合总量不少于两张半的A0 主要技主要技 术参数术参数 零件图一张 规定年生产纲领6000件 每日一班 进进 度度 及及 完完 成成 日日 期期 1 实习 3月 8 日 3月19 日 2周 2 绘制被加工件的零件图和毛坯图 3月22日 3 月26 日 1周 3 绘制加工工艺路线 绘制工艺卡 3月29日 4月 9 日 2周 4 进行设计和计算 4月12日 4月23日 2周 5 设计夹具装配图 4月26日 5月14日 3周 6 设计夹具的零件图 5月17日 5月28日 3周 7 翻译英文资料 5月31日 6月4日 1周 8 编制和整理设计计算说明书 6月7日 6月11日 1周 9 机动 6月14日 6月18日 1周 10 准备答辩和答辩 6月21日 6月25日 1周 教学院长签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期 指 导 教 师 评 语 指导教师 年 月 日 指 定 论 文 评 阅 人 评 语 评阅人 年 月 日 答 辩 委 员 会 评 语 指导教师给定 成绩 30 评阅人给定 成绩 30 答辩成绩 40 总 评 答辩委员会主席 签字 评 定 成 绩 摘要摘要 本设计是CA6140车床杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计 CA6140车床杠杆零件的主要加工表面是平面和孔 一般来说 保证平面的加 工精度要比保证孔的加工精度容易 因此 本设计遵循先面后孔的原则 并将 孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔和平面的加工精度 基准的选择以杠杆 45外圆面作为粗基准 以 25孔及其下表面作为精基准 先 将底面加工出来 然后作为定位基准 在以底面作为精基准加工孔 整个加工 过程选用专用夹具 考虑到零件的结构尺寸简单 加紧方式多采用手动加紧 加紧简单 机构设计简单 且能满足设计要求 关键词 杠杆零件 加工工艺 夹具 定位 加紧 图A 零件三维效果图 Abstract This paper is to design the craft processes of making the CA6140lever spare parts and some specialized tongs in the process The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores Generally speaking to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore Therefore this design follows the principle that surface first and then the bore and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore process The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25bore and its next surface as precise basis The bottom is first processed out to be fixed position basis and process the bore using the bottom as the precise basis In the whole processes specialized tongs are used In consideration of the simple construction size of the spare parts clipping by hands is adopted It is simple and the organization is simple and can satisfy the design request Key Words Lever spare parts craft process tongs fixed position tight clip 目录目录 摘要 I ABSTRACT II 目录 第一章 绪论 1 1 1课题背景及发展趋势 1 1 2夹具的基本结构及夹具设计的内容 1 第二章 杠杆加工工艺规程设计 3 2 1零件的作用 3 2 2零件的工艺分析 4 2 3 工艺规程的设计 4 2 4机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 工时的确定 7 第三章 专用夹具设计 27 3 1加工 25孔夹具设计 27 3 2粗 精铣宽度为30MM的下平台夹具设计 31 总结 37 参考文献 38 致谢 39 附件一 40 附件二 58 第一章第一章 绪论绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固 是在进行社会实 践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 也是理论联系实际的训练 机床夹具已成为机械加工中的重要装备 机床夹具的设计和使用是促进生 产发展的重要工艺措施之一 随着我国机械工业生产的不断发展 机床夹具的 改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务 1 1课题背景及发展趋势课题背景及发展趋势 材料 结构 工艺是产品设计的物质技术基础 一方面 技术制约着设计 另一方面 技术推动设计 从设计美学的观点看 技术不仅仅是物质基础还 具有其本身的 功能 作用 只要善于应用材料的特性 予以相应的结构形式 和适当的加工工艺 就能创造出实用 美观 经济的产品 即在产品中发挥技 术潜在的 功能 技术是产品形态发展的先导 新材料 新工艺的出现 必然给产品带来新 的结构 新的形态和新的造型风格 材料 加工工艺 结构 产品形象有机联 系在一起的 某个环节的变革 便会引起整个机体的变化 工业的迅速发展 对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求 使多品 种 中小批生产作为机械生产的主流 为了适应机械生产的这种发展趋势 必 然对机床夹具提出更高要求 1 2夹具的基本结构及夹具设计的内容夹具的基本结构及夹具设计的内容 在机床上应用夹具装夹工件时 其主要功能是使工件定位和夹紧 1 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件 使工件装夹中的定位和夹紧 1 定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程 定位是通过工件定位基准而与 夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正定位可以保证加工面的尺寸和位置 的精度要求 2 夹紧 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不错的操作 由于 工件在加工时 受到各种力的作用若不将其固定 则工件会松动 脱离 因此 夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件 2 机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向 1 对刀 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块 它能迅 速地确定铣刀相对于夹具的正确位置 2 导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套 能迅速的确定钻头的位置 并引导其进行 钻削 导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模 镗床夹具 镗模 也是 具有导向的功能的 按在夹具中的作用和结构特点 组成夹具的元件可划分为以下几类 1 定位元件及定位装置 2 夹紧元件及定位装置 或者称夹紧机构 3 夹具体 4 对刀 引导元件及装置 包括刀具导向元件 对刀装置及靠模装置等 5 动力装置 6 分度 对定装置 7 其他的元件及装置 包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床想连接 用的紧固螺钉 销钉 键和各种手柄等 每个夹具不一定所有的各类元件都具备 如手动夹具就没有动力装置 一 般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置 反之 按照加工等方面的要 求 有些夹具上还需要设有其它装置及机构 例如在有的自动化夹具中必须有 上下料装置 专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计 定位装置的设计 夹紧 装置的设计 对刀 引导装置的设计 夹具体的设计 其他元件及装置的设计 第二章第二章 杠杆加工工艺规程设计杠杆加工工艺规程设计 图图2 1杠杆零件图杠杆零件图 2 1零件的作用零件的作用 位于车床制动机构中 主要起制动作用 杠杆一端与制动带连接 另一端通 过刚球与齿条轴的凸起 或凹槽 相接触 当离合器脱开时 齿条轴与杠杆下 端接触 是起逆时针方向摆动 将制动带拉紧 当左右离合器中任一个接合时 杠杆都顺时针方向摆动 使制动带放松 从而达到制动的目的 2 2零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的材料为HT200 灰铸铁生产工艺简单 铸造性能优良 该零件的加 工表面之间又相互位置要求 现分析如下 1 主要加工面 1 25的孔 2 25的孔的下表面 3 与 25的孔相通的的沉头孔及M8的螺纹孔 14 4 宽度为30的平面及其的孔 12 7 5 2 M6螺纹孔及其端面 倒角 2 主要基准面 1 以 45外圆面为基准的加工表面 2 以 25的孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括 的沉头孔及M8的螺纹孔 的孔及其平台 2 14 12 7 M6螺纹孔及其端面 倒角 2 3 工艺规程的设计工艺规程的设计 2 3 1确定毛坯的制造形式 零件的材料HT200 考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 由于大批生产 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 图2 2 杠杆毛坯图 2 3 2基准选择 1 粗基准的选择 粗基准的选择原则 当零件有不加工表面时应以这些不加工表面作为粗基准 若零件有若干个不加工表面时 则应以与加工表面要求相对位置精度较高 的不加工表面作为粗基准 故可选的外圆作为粗基准 工件以的外圆以及孔的 45 45 25 下表面作为定位基准 在定位块和V形块上实现完全定位 2 精基准的选择 零件中 各尺寸都以孔作为尺寸基准 故可取该圆作为精基准 采 25 用专用夹具保证精度及加工效率 2 3 3 制定工艺路线 工艺路线方案一 工序1 粗铣孔下表面 25 工序2 精铣孔下表面 25 工序3 钻 扩 铰孔使尺寸达到 25 0 023 0 工序4 钻 扩的锥孔 使尺寸达到 12 7 12 7 工序5 粗铣宽度为30mm的凸台 工序6 精铣宽度为30mm的凸台 工序7 锪钻沉头孔 钻M8的螺纹底孔并攻螺纹 14 6 7 工序18 粗铣2 M6上端面 工序9 精铣2 M6上端面 工序10 钻2 M6螺纹底孔 并攻螺纹锪120 倒角 6 工序11 终检 工艺路线方案二 工序1 粗铣孔下表面 25 工序2 精铣孔下表面 25 工序3 钻 扩 铰孔使尺寸达到 25 0 023 0 工序4 锪钻沉头孔 钻M8的螺纹底孔并攻螺纹 14 6 7 工序5 粗铣2 M6上端面 工序6 精铣2 M6上端面 工序7 钻2 M6螺纹底孔 并攻螺纹锪120 倒角 6 工序8 粗铣宽度为30mm的下平台 工序9 精铣宽度为30mm的下平台 工序10 钻 扩的锥孔 使尺寸达到 12 7 12 工序11 终检 2 3 4工艺方案的比较与分析 第二条路线与第一条路线的区别在于路线一先加工锥孔及其平面 第 12 7 二条路线则把该组面放在最后 通过分析会发现 先加工锥孔及其平 12 7 面有利于锪钻沉头孔 钻M8的螺纹底孔并攻螺纹工序的定位 14 6 7 从提高效率和保证精度这两个前提下 第一个方案比较合理 所以我决定以第 一个方案进行生产 具体的工艺过程如下表所示 工序1粗铣孔下表面 选用立式升降台铣床X52K 25 工序2精铣孔下表面 选用立式升降台铣床X52K 25 工序3 钻 扩 铰孔使尺寸达到 选用立式钻床Z535 25 0 023 0 工序4粗铣宽度为30mm的下平台 选用立式升降台铣床X52K 工序5精铣宽度为30mm的下平台 选用立式升降台铣床X52K 工序6钻 扩的锥孔 使尺寸达到 选用立式钻床Z535 12 7 12 7 工序7锪钻沉头孔 钻M8的螺纹底孔并攻螺纹 选用立式升降台 14 6 7 铣床X52K 工序8粗铣2 M6上端面 选用卧式铣床X62W 工序9精铣2 M6上端面 选用卧式铣床X62W 工序10钻2 M6螺纹底孔 并攻螺纹锪120 倒角 选用立式钻床Z535 6 工序11终检 2 4机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 工时的确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 工时的确定 2 4 1机械加工余量的确定 杠杆的材料是HT200 毛坯的重量0 85Kg 生产类型为大批生产 由于毛 坯采用金属模铸造 毛坯的尺寸确定如下 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差 因此所规定的加工 余量其实只是名义上的加工余量 实际上加工余量有最大加工余量和最小加工 余量之分 由于本设计规定零件为大批量生产 应该采用调整法加工 因此计算最大 与最小加工余量时应该按调整法加工方式予以确定 毛坯与零件不同的尺寸有 1 加工直径25毫米孔的下端面 粗加工1 9毫米到金属铸模的质量和表面粗糙度 要求 精加工0 1毫米达到要求的表面粗糙度要求 2 加工直径25毫米的孔 由于内表面粗糙度要求为1 6 采用钻22毫米 扩到24 7毫米 铰25毫米 就可以达到要求 3 加工宽度为30毫米的下平台 用铣削的方法加工台肩 由于台肩的表面粗糙 度要求为6 3 铣削加工就可满足要求 故采用粗 精加工两次就可以 粗加工 余量1 9毫米 精加工0 1毫米 4 直径为12 7的锥孔 查工艺手册 应用钻 扩两步就可以达到要求 采用直 径12毫米的钻头钻孔 再用12 7的扩孔钻加工到要求精度 具体精度控制可以 控制加工转速 6 锪直径14毫米的沉头孔 此次加工决定一次锪钻就达到要求 控制转速及进 给量来保证精度 7 钻M8螺纹底孔及攻螺纹 采用直径6 7的钻头钻底孔 再用M8的机用细柄丝 锥攻螺纹 8 加工2 M6的端面 粗加工1 9毫米到金属铸模的质量和表面粗糙度要求 精加工0 1毫 米达到要求的表面粗糙度要求 9 加工2 M6螺纹 采用直径5的钻头钻底孔 再用M6的机用细柄丝锥攻螺纹 2 4 2确定切削用量及切削工时 工序一 粗铣孔下平面 25 加工材料 HT200 铸造 机床 X52K立式铣床 1 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 刀具 硬质合金三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 8 此为粗 齿铣刀 2 因其单边余量Z 1 9mm 所以铣削深度mmap9 1 3 每齿进给量 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表6 27 现取 zmmaf 3 0 1 0 zmmaf 12 0 4 铣削速度V 查 机械工艺手册 王先逵 V取1 00 2 00m s 现取V 1 3 m s 机床主轴转速n 248r min d v n 1000 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 取n 300r min 实际切削速度v sm dn V 57 1 601000 30010014 3 1000 进给量 f vsmmnzav ff 8 46 300812 0 工作台每分钟进给量 m fmin 288 8 4mmsmmvf fm 5 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 160mm 刀具切入长度l1 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 7 1 0 5 2 2 1 3 故 7mm 1 0 5 100 1002 402 1 3 刀具切出长度l2 取l2 4mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 160 7 4 288 0 59 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 0 59 0 23 0 82min 工序二 精铣孔下平面 25 加工材料 HT200 铸造 机床 X52K立式铣床 1 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表4 16 刀具 高速钢三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 12 此为细 齿铣刀 2 因其单边余量Z 0 1mm 所以铣削深度 0 1 3 每齿进给量 根据 机械工艺手册 表2 1 73取 0 056 4 铣削速度V 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表3 30 取V 0 32m s 机床主轴转速n 61r min 1000 查机械工艺手册 取n 75 r min 实际切削速度v 1000 3 14 100 75 1000 60 0 4 进给量 0 056 20 75 60 1 4 工作台每分钟进给量 1 4 84 5 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 160mm 刀具切入长度l1 精铣时l1 D 100mm 刀具切出长度l2 取l2 2mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 160 100 2 475 0 55 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 0 55 0 23 0 78min 工序三 加工孔到要求尺寸 25 工件材料为HT200 硬度为200HBS 孔的直径为25mm 表面粗糙度 1 6 加工机床为Z535立式钻床 加工工序为钻 扩 铰 加工刀具分别为 钻孔 标准高速钢麻花钻 磨出双锥和修磨横刃 扩孔 22 标准高速钢扩孔钻 铰孔 标准高速钢铰刀 24 7 25 选择各工序切削用量 1 确定钻削用量 1 确定进给量 根据 机械加工工艺设计手册 王先逵 表3 4 1 可查出 故可取 表 0 47 0 0 57 表 0 47 根据手册 钻头强度所允许的进给量 由于机床进给机构允许的 2 轴向力允许的进给量 15690 2 由于所选f远小于 故所选f合适 2 确定切削速度V 轴向力F 转矩T及切削功率Pm 由插入法得 V表 17m min F表 4732N T表 51 69N M Pm表 1 25KW 由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同 故应对所查得的数据进行修 正 查上述手册 得到KMV 0 88 KIV 0 75 故V表 17 0 88 0 75 11 22m min 1000 表 0 1000 11 22 3 14 22 162 查机床手册 取n 195r min 实际切削速度为 0 1000 14 查上述手册 KMF KMT 1 06 故F 4732N 1 06 5016N T 5169N M 1 06 54 8 N M 3 校验机床功率 切削功率Pm为 表 1 25 195 246 1 06 1 05 机床有效功率 4 5 0 81 3 65 故选择的钻削用量可用 即 d0 22mm f 0 43mm r n 195r min v 14m min 相应的 F 5016N T 54 8 N M 1 05 2 确定扩孔钻削用量 1 确定进给量f 根据 机械加工工艺设计手册 王先逵 表3 4 5可查出 0 7 0 49 0 56mm r 根据机床参数表 取f 0 57m 表 0 7 0 8 m r 3 确定切削速度v及n 根据 机械制造工艺设计手册 表3 54 取v表 25mm min 根据 机械加工工艺设计手册 王先逵 取修正系数 KMV 0 88 根据 1 02 24 7 22 2 1 5 0 9 故v表 25 0 88 1 02 22 44m min N 1000 v表 3 14d0 289r min 查机床参数表 取n 275r min 实际切削速度为 V 3 14 d0 n 1000 3 14 24 7 275 1000 21 3m min 3 确定铰孔切削用量 1 确定进给量f 根据 机械制造工艺设计手册 表3 46 f表 1 3 2 6mm 按该表注4 进给量取小值 查机床手册 取f 1 6mm r 2 确定切削速度v及n 根据 机械制造工艺设计手册 表3 50 取v表 8 2m min 修正系数 KMV 0 88 根据 0 99 25 24 7 2 0 125 1 2 故v表 8 2 0 88 0 99 7 14m min N 1000 v表 3 14d0 91 5r min 查机床参数表 取n 100r min 实际铰削速度为 V 3 14 d0 n 1000 3 14 25 100 1000 7 8m min 1 确定钻 扩 铰工时 1 钻孔工时 切入长度3mm 切出长度1mm d0 22mm f 0 43mm r n 195r min t1 30 3 1 0 47 195 0 37min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t1f 0 67 0 23 0 9min 2 扩孔工时 切入长度3mm 切出长度1mm d0 24 7mm f 0 57mm r n 275r m in T2 30 3 1 0 57 275 0 22min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t2f 0 67 0 23 0 9min 3 铰孔工时 切入长度3mm 切出长度1mm d0 25mm f 1 6mm r n 100r min T3 30 3 1 1 6 100 0 21min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t3f 0 67 0 23 0 9min 总工时t t1 t1f t2 t2f t3 t3f 0 37 0 9 0 22 0 9 0 21 0 9 2 8min 工序四 粗铣宽度为30mm的下平台 加工材料 HT200 铸造 机床 X52K立式铣床 1 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 刀具 硬质合金三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 18 此为 粗齿铣刀 2 因其单边余量Z 1 9mm 所以铣削深度 1 9 3 每齿进给量 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表6 27 现取 0 1 0 3 0 12 4 铣削速度V 查 机械工艺手册 王先逵 V取1 00 2 00m s 现取V 1 3m s 机床主轴转速n 248r min 1000 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 取n 300r min 实际切削速度v 1000 3 14 100 300 1000 60 1 57 进给量 0 12 18 300 60 10 8 工作台每分钟进给量 10 8 648 5 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 30mm 刀具切入长度l1 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 7 1 0 5 2 2 1 3 故 7mm 1 0 5 100 1002 402 1 3 刀具切出长度l2 取l2 4mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 160 7 4 288 0 59 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 0 59 0 23 0 82min 工序五 精铣孔下平面 30 加工材料 HT200 铸造 机床 X52K立式铣床 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 刀具 高速钢三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 20 此为细 齿铣刀 因其单边余量Z 0 1mm 所以铣削深度 0 1 每齿进给量 查手册现取 0 08 铣削速度V 取V 0 32m s 机床主轴转速n 61r min 1000 查手册取n 75 r min 实际切削速度v 1000 3 14 100 75 1000 60 0 4 进给量 0 08 20 75 60 2 工作台每分钟进给量 2 120 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 30mm 刀具切入长度l1 精铣时l1 D 100mm 刀具切出长度l2 取l2 2mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 30 100 2 120 1 1 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 1 1 0 23 1 33min 工序六 钻 扩的孔 12 7 工件材料为HT200 孔的直径为12 7毫米 表面粗糙度为6 3 加工机床为Z535 立式钻床 钻孔 直径12毫米标准高速钢麻花钻 磨出双锥和修磨横刃 扩孔 直径12 7的标砖高速钢扩孔钻 选择各工序切削用量 1 确定钻削用量 1 确定进给量 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表3 42 可查出 故可取 表 0 15 0 55 表 0 43 根据手册 钻头强度所允许的进给量 由于机床进给机构允许 1 75 的轴向力允许的进给量 15690 1 2 由于所选f远小于 故所选f合适 4 确定切削速度V 轴向力F 转矩T及切削功率Pm 由插入法得 V表 17m min F表 4732N T表 51 69N M Pm表 1 25KW 由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同 故应对所查得的数据进行修 正 查上述手册 得到KMV 0 88 KIV 0 75 故V表 17 0 88 0 75 11 22m min 1000 表 0 1000 11 22 3 14 22 162 查机床手册 取n 195r min 实际切削速度为 0 1000 14 查上述手册 KMF KMT 1 06 故F 4732N 1 06 5016N T 5169N M 1 06 54 8 N M 3 校验机床功率 切削功率Pm为 表 1 25 195 246 1 06 1 05 机床有效功率 4 5 0 81 3 65 故选择的钻削用量可用 即 d0 22mm f 0 43mm r n 195r min v 14m min 相应的 F 5016N T 54 8 N M 1 05 计算工时 钻孔工时 切入长度3mm 切出长度1mm d0 12mm f 0 43mm r n 195r min t1 6 7 3 1 0 47 195 0 12min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t1f 0 67 0 23 0 9min 2 确定扩孔钻削用量 1 确定进给量f 根据手册可查出 0 7 0 49 0 63mm r 根据机床 表 0 7 0 9 参数表 取f 0 57mm r 2 确定切削速度v及n 取v表 25mm min 修正系数 KMV 0 88 根据 1 02 24 7 22 2 1 5 0 9 故v表 25 0 88 1 02 22 44m min N 1000 v表 3 14d0 289r min 查机床参数表 取n 275r min 实际切削速度为 V 3 14 d0 n 1000 3 14 24 7 275 1000 21 3m min 扩孔工时 切入长度3mm 切出长度1mm d0 24 7mm f 0 57mm r n 275r min T2 6 7 3 1 0 57 275 0 07min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t2f 0 07 0 23 0 3min 工序七 锪钻沉头孔 钻M8的螺纹底孔并攻螺纹 14 6 7 工件材料为HT200 硬度为200HBS 孔的直径为8mm 加工机床为Z535立式钻 床 加工工序为钻孔至 用的麻花钻头 攻M8的螺纹 选用M8的细柄机 7 7 用丝锥攻螺纹 1 加工M8底孔 切削深度ap ap 15 5 进给量f 取f 0 25mm r 切削速度v 取v 0 43mm r 故机床主轴转速n 1000 0 1000 0 43 60 3 14 7 1174 查机床参数 取n 750r min 实际切削速度v v 0 1000 750 3 14 7 1000 16 48 被切削层长度l l 15 5mm 刀具切入长度l1 1 2cot 1 2 7 2cot 120 2 4 1 刀具切出长度l2 l2 0 走到次数为1次 钻削用时t1 1 1 2 15 5 4 1 0 25 750 0 09 2 攻M8 1 5的螺纹 机床 Z535立式钻床 刀具 细柄机用丝锥 M8 1 5 进给量f 由于螺距P 1 5 因此进给量f 1 5mm r 切削速度v 取v 0 148m s 8 88m min 故机床主轴转速n 1000 0 1000 8 88 3 14 8 353 取n 275r min 丝锥回转转速n0 取n0 275r min 实际切削速度v v 0 1000 275 3 14 8 1000 60 0 12 被切削层长度l l 15mm 刀具切入长度l1 1 4 5 刀具切出长度l2 l2 0 走到次数为1次 钻削用时t1 1 1 2 1 2 0 15 4 5 1 5 275 15 4 5 1 5 275 0 09 2 锪钻沉头孔 14 工件材料为HT200 硬度为200HBS 孔的直径为14mm 表面粗糙度为Ra 3 2u m 加工机床为Z535立式钻床 加工工序为锪钻 加工刀具为 小直径 14 端面锪钻 1 确定进给量 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表3 42 可查出 故可取 表 0 15 0 55 表 0 23 根据手册 钻头强度所允许的进给量 由于机床进给机构允许 1 75 的轴向力允许的进给量 15690 1 2 由于所选f远小于 故所选f合适 确定切削速度V 轴向力F 转矩T及切削功率Pm 由插入法得 V表 17m min F表 4732N T表 51 69N M Pm表 1 25KW 由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同 故应对所查得的数据进行修 正 查上述手册 得到KMV 0 88 KIV 0 75 故V表 17 0 88 0 75 11 22m min 1000 表 0 1000 11 22 3 14 14 255 查机床手册 取n 275r min 实际切削速度为 0 1000 3 14 14 275 1000 12 查上述手册 KMF KMT 1 故F 4732N 1 4732N T 51 69N M 1 51 69N M 校验机床功率 切削功率Pm为 表 1 25 275 246 1 06 1 48 机床有效功率 4 5 0 81 3 65 故选择的钻削用量可用 即 d0 14mm f 0 23mm r n 275r min v 12m min 相应的 F 5016N T 51 69N M 1 48 工时计算 切入长度3mm 切出长度1mm d0 14mm f 0 23mm r n 275r min t1 15 5 3 1 0 23 275 0 31min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t1f 0 67 0 23 0 9min 工序八 粗铣2 M6上端面 加工材料 HT200 铸造 机床 X62W卧式铣床 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 刀具 硬质合金三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 18 此为 粗齿铣刀 因其单边余量Z 1 9mm 所以铣削深度 1 9 每齿进给量 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表6 27 0 1 0 3 现取 0 12 铣削速度V 查 机械工艺手册 王先逵 V取1 00 2 00m s 现取V 1 3m s 机床主轴转速n 248r min 1000 查 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 取n 300r min 实际切削速度v 1000 3 14 100 300 1000 60 1 57 进给量 0 12 18 300 60 10 8 工作台每分钟进给量 10 8 648 5 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 40mm 刀具切入长度l1 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 7 1 0 5 2 2 1 3 故 7mm 1 0 5 100 1002 402 1 3 刀具切出长度l2 取l2 4mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 40 7 4 648 0 08 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 0 08 0 23 0 31min 工序九 精铣2 M6上端面 加工材料 HT200 铸造 机床 X62W卧式铣床 查参考文献 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 刀具 高速钢三面刃圆盘铣刀 材料 YT15 D 100mm 齿数Z 20 此为细 齿铣刀 因其单边余量Z 0 1mm 所以铣削深度 0 1 每齿进给量 查手册现取 0 08 铣削速度V 取V 0 32m s 机床主轴转速n 61r min 1000 查手册取n 75 r min 实际切削速度v 1000 3 14 100 75 1000 60 0 4 进给量 0 08 20 75 60 2 工作台每分钟进给量 2 120 5 确定切削工时 被切削层长度l 由毛坯尺寸可知l 40mm 刀具切入长度l1 精铣时l1 D 100mm 刀具切出长度l2 取l2 2mm 走刀次数为1 机动时间tj 1 2 40 100 2 120 1 2 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表7 30 可查得铣削的辅助时间tf 0 23min 粗铣总工时t 1 2 0 23 1 43min 工序十 钻2 M6螺纹底孔 并攻螺纹锪120 倒角 6 工件材料为HT200 硬度为200HBS 孔的直径为8mm 加工机床为Z535立式钻 床 加工工序为钻孔至 用的麻花钻头 攻M6的螺纹 选用M6的细柄机 5 5 用丝锥攻螺纹 1 加工M6底孔 切削深度ap ap 20 进给量f 取f 0 25mm r 切削速度v 取v 0 43mm r 故机床主轴转速n 1000 0 1000 0 43 60 3 14 5 1643 查机床参数 取n 750r min 实际切削速度v v 0 1000 750 3 14 5 1000 11 78 被切削层长度l l 20mm 刀具切入长度l1 1 2cot 1 2 7 2cot 120 2 4 1 刀具切出长度l2 l2 0 走到次数为1次 钻削用时t1 1 1 2 20 4 1 0 25 750 0 13 2 攻M6 1 5的螺纹 机床 Z535立式钻床 刀具 细柄机用丝锥 M6 1 5 进给量f 由于螺距P 1 5 因此进给量f 1 5mm r 切削速度v 取v 0 148m s 8 88m min 故机床主轴转速n 1000 0 1000 8 88 3 14 6 471 取n 400r min 丝锥回转转速n0 取n0 400r min 实际切削速度v v 0 1000 400 3 14 6 1000 60 0 13 被切削层长度l l 20mm 刀具切入长度l1 1 4 5 刀具切出长度l2 l2 0 走到次数为1次 钻削用时t1 1 1 2 1 2 0 20 4 5 1 5 400 20 4 5 1 5 400 0 08 2 锪钻120 倒角 工件材料为HT200 硬度为200HBS 孔的直径为6mm 表面粗糙度为Ra 6 3um 加工机床为Z535立式钻床 加工工序为锪钻 加工刀具为 小直径锪钻 6 磨出120 刃角 1 确定进给量 根据 机械制造工艺设计手册 哈工大 王绍俊 表3 42 可查出 故可取 表 0 15 0 55 表 0 23 根据手册 钻头强度所允许的进给量 由于机床进给机构允许 1 75 的轴向力允许的进给量 15690 1 2 由于所选f远小于 故所选f合适 确定切削速度V 轴向力F 转矩T及切削功率Pm 由插入法得 V表 17m min F表 4732N T表 51 69N M Pm表 1 25KW 由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同 故应对所查得的数据进行修 正 查上述手册 得到KMV 0 88 KIV 0 75 故V表 17 0 88 0 75 11 22m min 1000 表 0 1000 11 22 3 14 14 255 查机床手册 取n 275r min 实际切削速度为 0 1000 3 14 6 275 1000 5 2 查上述手册 KMF KMT 1 故F 4732N 1 4732N T 51 69N M 1 51 69N M 校验机床功率 切削功率Pm为 表 1 25 275 246 1 06 1 48 机床有效功率 4 5 0 81 3 65 故选择的钻削用量可用 即 d0 6mm f 0 23mm r n 275r min v 5 2m min 相应的 F 5016N T 51 69N M 1 48 工时计算 切入长度3mm 切出长度1mm d0 6mm f 0 23mm r n 275r min t1 2 3 1 0 23 275 0 1min 根据 机械制造工艺设计手册 表7 33 可查得钻削的辅助时间为t1f 0 67 0 23 0 9min 工序十一 终检 第三章第三章 专用夹具设计专用夹具设计 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 在杠杆加工时 需 要设计专用夹具 在各工序中 我选择设计加工 25孔夹具以及铣 12 7孔平台的夹具各一套 其中 加工工艺孔的夹具用于组合钻床 刀具分别为麻花钻 扩孔钻 铰刀 对工件进行加工 铣 12 7孔平台应用组合铣床 刀具为硬质合金端铣刀YG8 3 1加工加工 25孔夹具设计孔夹具设计 本夹具用来钻 扩 铰工艺孔 25 孔的尺寸精度为 0 023 表面粗糙度要 求 与底面垂直 该孔的加工质量直接影响以后各工序的加工精度mRa 6 1 因此加工精度要求较高 本道工序为杠杆加工的第二道工序 其前面已经把 该孔的底面平面加工完毕 因此该工序可以不考虑与底面垂直精度 而应该主 要考虑保证尺寸精度和表面粗糙度要求 以及如何提高劳动生产率 降低劳动 强度 3 1 1基准的选择 由零件图可知 为了保证所加工后的孔能使后续工序的加工余量均匀 根 据基准重合 基准统一原则 在选择定位基准时 应尽量选择上一道工序加工 完毕的表面作为定位基准 以及设计基准作为其定位基准 因此 加工工艺孔 的定位基准应选择选用 45外圆面作为定位基准 可以用V形块定位限制4个自 由度 再以 25孔下表面定位 为了提高加工效率 根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔 进行钻削加工 然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工 最后采用标准 高速钢铰刀对工艺孔进行铰孔加工 采用手动夹紧 3 1 2切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻 扩 铰加工 而钻削力远远大于扩和 铰的切削力 因此 切削力应以钻削力为准 由参考书 2 得 钻削力 6 08 0 26HBDfF 钻削力矩 6 0 8 0 9 1 10HBfDT 式中 D 22mm 232 187255 3 1 255 3 1 minmaxmax HBHBHBHB f 0 43mm r 所以 NF764623243 0 2226 6 08 0 mmNT 4749723243 0 2210 6 08 09 1 本工序加工过程中 工件的 45外圆面与V形块靠紧 采用快速螺旋夹紧机 构推动压头夹紧工件 属于普通螺旋夹紧 夹紧力计算工式 221 0 tgrtgr QL W 式中 单个螺旋产生的夹紧力 N 0 W Q 原始作用力 N L 作用力臂 mm 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径 mm r 螺杆端部与工件间的摩擦角 1 螺纹中径的半径 mm 2 r 螺纹升角 螺旋副的当量摩擦角 2 3 1 3夹紧元件及动力装置的确定 由于杠杆的生产量很大 采用手动夹紧的夹具结构简单 在生产中的应用 也比较广泛 因此 决定采用采用快速螺旋夹紧机构推动压头夹紧工件 且手 动夹紧夹紧可靠 机构可以不必自锁 图3 1 自定位夹紧元件 3 1 4钻套 衬套 钻模板及夹具体设计 工艺孔的加工需钻 扩 铰三次切削才能满足加工要求 故选用快换钻套 以减少更换钻套的辅助时间 根据工艺要求 工艺孔分为三个工步完成加工 钻 扩 铰的刀具分别为 钻孔 22mm标准高速钢麻花钻 磨出双锥和修磨横刃 扩孔 24 7mm标准高速钢扩孔钻 铰孔 25mm标准高速绞刀 衬套选用固定式衬套 钻模板选用固定式钻模板 夹具体的设计主要考虑零件的形状及如何将上述各元件整合成一个整体 如图3 2 3 1 5夹具精度分析 由工序图可知 本工序定位基准与加工基准重合 又采用以加工面定位故 定位误差很小 可忽略不计 此次加工 最重要的是保证孔的表面质量和尺寸 要求 加工过程的最后采用铰加工 选用标准高速钢铰刀 直径为mm 023 0 0 25 并采用钻套 铰刀导套孔直径 外径 同轴度公差mm 039 0 021 0 25 mmD 023 0 012 0 30 为 0 005mm 固定衬套采用孔径为 同轴度公差为 0 005mmmmD 023 0 012 0 30 图3 2 钻床夹具装配图 该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求 即要求 各孔的实际轮廓最大实体时效边界的控制即受直径为 25 0 1 24 9mm的理想圆柱面的控制 各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体 实效尺寸 25mm 当孔的实际轮廓偏离其最大实体状态 即其直径偏离最大实 体尺寸 25mm时可将偏移量补偿给位置度公差 如各孔的实际轮廓尺寸处于最 小实体状态即实际直径为 25 023mm时 相对于最大实体尺寸 25mm的偏移 量为0 023mm 此时轴线的位置度误差可达到其最大值 0 1 0 023 0 123m m 即孔的位置度公差最小值为 0 1mm 工艺孔的尺寸由铰刀的尺寸满足 工艺孔的表面粗糙度可由所选的加工工步钻 扩 铰满足 影响工艺孔位置度的因素有 钻模板上装衬套的孔的尺寸公差 1 0 005mm 衬套的同轴度公差 2 0 005mm