机械制造技术课程设计-CA1340自动车床杠杆杠杆三工艺及其钻φ8孔夹具设计

序言全套图纸加V信153893706或扣3346389411制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空。计算生产纲领、生产效率分析2.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率2.2生产效率分析

1）标准工时：标准工时=标准作业时间+辅助时间

a\标准工时：标准工时=生产一个良品的作业时间。b\标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时×（1+宽放率）c\工厂使用的宽放率一般在10%～20%，对一些特殊的工种，如体力消耗较大的工种，宽放率可适当放宽一些d\正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2生产率＝（产出数量×标准工时）÷（日工作小时×直接人工数）×100%

零件的分析零件的分析杠杆材料采用QT45-5球墨铸铁，是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。零件的作用图1杠杆（C1340自动车床）题目给的零件是CA1340自动车床，它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起到制动的作用，由材料得知，此零件用于机床当中，并且还承受着冲压负荷，因此就要求该零件的材料具有足够的硬度和强度，同样要有足够的塑性和韧性。零件的工艺分析杠杆共有七处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1、左Φ32端面2、右Φ32端面3、Φ20H7孔4、叉头左右两端面5、2-Φ6H7孔6、Φ8H7孔7、叉脚宽8槽8、M4螺纹孔9、钻Φ4孔；倒角45°Φ8沉孔10、R3键槽工艺规程设计确定毛坯的制造形式铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由以上及零件知，选用工件Φ20H7及其左Φ32端面和Φ6H7孔。作为定位精基准制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。表3.1工艺路线工序号工序内容工序01铸造工序02正火处理工序03粗铣左Φ32端面工序04粗铣、半精铣右Φ32端面工序05半精铣左Φ32端面工序06钻、扩、铰Φ20H7孔;倒角1×45°工序07铣叉头左右两端面工序08钻、铰2-Φ6H7孔工序09钻、铰Φ8H7孔工序10插R3键槽工序11铣叉脚宽8槽工序12钻、攻M4螺纹孔工序13钻Φ4孔；倒角45°Φ8沉孔工序14去毛刺工序15检验至图纸要求工序16入库机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立工序01：铸造工序02：正火处理工序03：粗铣左Φ32端面工步一：粗铣左Φ32端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：粗铣、半精铣右Φ32端面工步一：粗铣右Φ32端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：半精铣右Φ32端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序05：半精铣左Φ32端面工步一：半精铣左Φ32端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序06：钻、扩、铰Φ20H7孔；倒角1×45°工步一：钻孔至Φ18选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）531r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：扩孔Φ18至Φ19.2选用高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）663r/min按机床选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工步三：铰孔Φ19.2至Φ20H7选用高速钢锥柄铰刀（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）955r/min按机床选取n=960r/min切削工时：，，则机动工时为工步四：倒角1×45°工序07：铣叉头左右两端面工步一：铣叉头左右两端面1、选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序08：钻、铰2-Φ6H7孔工步一：钻孔至Φ5.8选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）549r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：铰孔Φ5.8至Φ2-6H7选用高速钢锥柄铰刀（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）955r/min按机床选取n=960r/min切削工时：，，则机动工时为工序09：钻、铰Φ8H7孔工步一：钻孔至Φ7.8选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）549r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：铰孔Φ7.8至Φ8H7选用高速钢锥柄铰刀（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）995r/min按机床选取n=960r/min切削工时：，，则机动工时为工序10：插R3键槽工步一：插R3键槽机床B5020插床1)选择硬质合金插刀。见《机械加工工艺手册》第三章中切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有滑枕工作行程速度工作台移动速度＝0.2m/min切削深度H＝1.3mm进给量=0.2mm/r3)工作台行程长度及切削速度由《机械制造工艺设计》表6.2-4查得4)切削工时式中H被加工槽的深度（mm)每双程刀具进给量（mm/双行程）每分钟的双程次数考虑插削回程快于工作行程的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=0.8工序11：铣叉脚宽8槽工步一：铣叉脚宽8槽1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序12：钻、攻M4螺纹孔工步一：钻M4螺纹底孔Φ3.4选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）562r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：攻M4螺纹选择M5mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.3mm/r398r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工序13：钻Φ4孔；倒角45°Φ8沉孔工步一：钻Φ4孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）637r/min按机床选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工序二：倒角45°Φ8沉孔工序14：去毛刺工序15：检验至图纸要求工序16：入库钻床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，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计工序09：钻、铰杠杆Φ8H7孔的专用夹具。5.1专用夹具的提出本夹具主要用于钻、铰杠杆Φ8H7孔，粗糙度为Ra1.6，有一定的精度要求，故设计夹具时即考虑生产效率，也要注意工件的质量。5.2定位装置设计钻、铰杠杆Φ8H7孔，选择工件Φ20H7孔及其左Φ32端面和左Φ6H7孔及Φ8孔左端面定位。所以相应的夹具上的定位元件应是芯轴和菱形定位销及支承钉5.3定位元件及夹紧元件的选择本工序选用的定位基准为工件Φ20H7孔及其左Φ32端面和左Φ6H7孔及Φ8孔左端面来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是芯轴和菱形定位销定位销及调节支撑。因此进行定位元件的设计主要是对芯轴和菱形定位销及调节支撑，在芯轴上的螺栓用带帽螺母进行夹紧。选择工工件Φ20H7孔及其左Φ32端面和左Φ6H7孔及Φ8孔左端面来定位，对应的定位元件为芯轴和定位销及调节支撑。芯轴和Φ20H7孔及其左Φ32端面相配合限制5个自由度，即X轴转动、Y轴转动、Y轴旋转、Z轴移动和Z轴转动。菱形定位销与工件Φ6H7相配合限制一个自由度，即X轴旋转。Φ8孔左端面与调节支承相配合起到一个浮动支承的作用，杠杆六个自由度被完全限制，属于完全定位5.4切削力和夹紧力的计算查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查表得夹紧力为12360N==30900N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。5.5定位误差分析基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以Φ20孔在轴上定位钻Φ8H7孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算式中——基准位移误差，mm——孔的最大直径，mm——轴的最小直径，mm=0.0225mm基准不重合误差加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为=式中——基准不重合误差，mm——工件的最大外圆面积直径公差，mm=5.6钻套设计Φ8H7孔加工需钻、铰两道工序，因为钻后还要铰，，故选用快换钻套（其结构如下图示）。根据工艺要求：。即用Φ7.8的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知ΦΦ7.8相配的可换钻套的具体结构如下具体的尺寸如下因为钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和钻套相配的螺钉的尺寸为M6，查机床夹具标准件可知，M6钻套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下5.7夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择由带肩螺母、快换垫圈和心轴组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。总结本次设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图，绘图，设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。首先，我要感谢老