0029-工艺夹具-等臂杠杆工艺规程及钻孔夹具设计
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工艺
夹具
杠杆
规程
钻孔
设计
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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Φ25+0.052mm孔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Φ8(H7)孔。工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。钻Φ8（H7）mm孔时工件为悬臂，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Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣Φ30凸台的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、Φ10(H7)孔为Ra3.6um、Φ25（H9）和Φ8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)钢球检查。
- 内容简介：
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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（ 孔 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 立式钻床 立式钻床 立式钻床 立式钻床 立式钻床 立式钻床 5201 535 518 518 518 用夹具 专用夹具 专用夹具 专用夹具 专用夹具 专用夹具 专用 夹具 专用夹具 专用夹具 专用夹具 专用夹具 削平型铣刀 削平型铣刀 莫氏锥柄麻花钻 锥柄扩孔钻 锥柄机用铰刀 直柄麻花钻 直柄麻花钻 直柄机用铰刀 精铰刀 直 柄 机用铰刀 D=2 D=2 D=23 D=25 D= =10 D=8 D=8 游标卡尺和卡板 游标卡尺 游标卡尺 卡规 卡规 卡规 卡规 专用量具 专用量具 专用量具 专用量具 级 姓名 编制日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 页 产品名称 等臂杠杆 零件名称 等臂杠杆 第 页 (工序图 ) 车间 工序号 工序名称 材料牌号 第 6 步 钻钻 2 8（ 坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 铸件 198 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 翻转式钻床夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 背吃刀量 (进给 次数 工时定额 机动 辅助 1 钻 2 8（ 立式钻床 、卡规、专用量具 1000 22 2 粗铰 2 8（ 立式钻床 、卡规、专用量具 450 11 3 精铰 2 8（ 立式钻床 、卡规、专用量具 720 广东海洋大学职业技术学院数控专业 班级 姓名 编制日期 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（ 孔表面粗糙度都 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 其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（ 尺寸 25 5 4 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（ 的孔。 （ 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 采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（ 的内孔 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专用钻夹具，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 采用立式 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 采用立式 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/ d=1000 8r/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： =N) M=求出钻 2 8(的 和 M 如下： =8 1=1279N M= 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（ ） 取 v 扩 =1/21/2 22m/1m/由此算出转速 n=1000v/ d=1000 11/8r/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/ d=1000 18/8r/17r/照机床的实际转速 n=720r/实际切削速度为： V= 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（ 的端面增设一 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 与切削力 F 之间的关系为 ： =中的 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， =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
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