制动杠杆加工工艺及钻孔夹具设计【说明书工艺卡制造论文CAD图】
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制动杠杆加工工艺及钻孔夹具设计【说明书工艺卡制造论文CAD图】,说明书工艺卡制造论文CAD图,制动,杠杆,加工,工艺,钻孔,夹具,设计,说明书,制造,论文,CAD
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摘 要制动杠杆零件的工艺分析及夹具设计部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计对制动杠杆零件来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。关键词：制动杠杆；工艺设计；夹具设计AbstractThe process analysis and fixture design of brake lever parts are the next teaching step after finishing the graduation design of mechanical drawing, mechanical manufacturing technology, mechanical design, mechanical engineering materials, etc. The problems of positioning, clamping, process route arrangement and process size determination of a part in machining are solved correctly, and a special fixture is designed to ensure the machining quality of the part. This design also wants to cultivate own self-study and innovation ability. Therefore, the design is comprehensive and practical, involving a wide range of knowledge. Therefore, in the design, we should pay attention to the basic concepts, basic theories, and the needs of production practice. The combination of theory and production practice, in order to complete the design.The design of the brake lever parts for the preparation of the process and fixture design, mainly to the specification, drawing, design manual and national standards attached to the detailed description.Key words: brake lever; process design; fixture design目 录第1章 绪论11.1课题背景11.2目的11.3夹具设计中的特点11.4夹具设计需保证的条件11.5夹具的发展趋势2第2章 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计43.1确定毛坯的制造形式43.2基面的选择43.2.1粗基准的选择43.2.2精基准的选择53.3制订工艺路线53.4机械加工余量的确定63.5 确定切削用量及基本工时7第4章 专用夹具设计174.1 问题的提出174.2 定位基准的选择174.3 定位误差分析174.4 切削力的计算与夹紧力分析184.5夹具设计及操作简要说明19心得体会20参考文献21致 谢22第1章 绪论1.1课题背景制定制动杠杆的加工工艺，设计钻螺纹孔的钻床夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 1.2目的课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1.3夹具设计中的特点1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。1.4夹具设计需保证的条件 1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。 2.保证工件的精度。 3.保证使用方便与安全。 4.正确处理作用力的平衡问题。 5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。1.5夹具的发展趋势 1.发展通用夹具的新品种，由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。 2.发展调整式夹具。 3.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。 4.加强专用夹具的标准化和规范化。 5.大力推广和使用机械化及自动化夹具。 6.采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。21第2章 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是制定杠杆。用于机械传动和汽车的摩擦离合器和摩擦制动器。发明了有两组杠杆省力比相乘从而产生了奇特效果的杠杆块组件。操纵力比同样承载能力的其它离合器和制动器小几倍至几十倍。它的杠杆比能迅速改变，操纵行程很短，且分离彻底。在省力效果相同时，比其它杠杆机构的体积小十几倍以上。操纵行程也小几至十几倍。它克服了现有杠杆机构，省力作用增加后，体积和操纵行程都增大很多的缺点，并能提供较大可磨损量。 2.2零件的工艺分析制定杠杆共有七处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1、22后端面2、铣22前端面3、22孔4、2M6端面5、2M6螺纹6、M8螺纹孔；锪平14孔7、宽26斜面 第3章 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT8级，已知此制动杠杆零件的生产纲领中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。3.2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。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。3.2.2精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序01：铸造工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣22后端面；倒角C1.5工序04：铣22前端面；倒角C1.5工序05：钻、扩、铰22孔；倒角C1.5工序06：铣2M6端面工序07：钻、攻2M6螺纹工序08：钻、攻M8螺纹孔；锪平14孔工序09：粗铣宽26斜面工序10：高频淬火、硬度为42-47HRC工序11：半精铣宽26斜面工序12：去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库 3.4机械加工余量的确定 工件毛坯为铸件，查相关资料知，采用金属模机械砂型铸造，铸造精度等级IT8，加工余量等级MA-G。1、 22后端面的加工余量 由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，22后端面表面粗糙度Ra6.3，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削（即粗铣)即可满足其精度要求。2、 22前端面的加工余量 由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，22前端面表面粗糙度Ra6.3，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削（即粗铣)即可满足其精度要求。3、 22孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，22孔的表面粗糙度Ra3.2，根据机械制造工艺设计简明手册表2.3-9知，需经钻、铰方可满足其精度要求。首先钻孔至20，后扩20孔至扩21.8孔，再铰21.8孔至22即可满足其精度要求。4、 2M6端面的加工余量 由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，2M6端面表面粗糙度Ra12.5，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削（即粗铣)即可满足其精度要求。5、 2M6螺纹的加工余量 因加工表面的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，2M6螺纹的表面粗糙度Ra12.5，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，首先钻2M6螺纹底孔5.1，再攻2M6螺纹即可满足其精度要求。6、 M8螺纹孔、14孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，M8螺纹孔、14孔的表面粗糙度Ra6.3，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，首先钻M8螺纹底孔6.8，再攻M8螺纹，最后锪平14孔即可满足其精度要求。7、 宽26斜面的加工余量 由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，宽26斜面表面粗糙度Ra3.2，根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，两步铣削即粗铣精铣可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm3.5 确定切削用量及基本工时工序01：铸造工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣22后端面；倒角C1.5工步一：铣22后端面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：倒角C1.5工序04：铣22前端面；倒角C1.5工步一：铣22前端面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：倒角C1.5工序05：钻、扩、铰22孔；倒角C1.5工步一：钻孔至20确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：扩20孔至21.8利用扩孔钻将20孔至21.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步三：铰21.8孔至22确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步四：倒角C1.5工序06：铣2M6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Ra12.5，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07：钻、攻2M6螺纹工步一：钻2M6螺纹底孔5.1确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步二：攻2M6螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r398r/min 按机床选取n=392r/min切削工时： ，则机动工时为工序08：钻、攻M8螺纹孔；锪平14孔工步一：钻M8螺纹底孔6.8确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：攻M8螺纹选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.6mm/r299r/min 按机床选取n=272r/min切削工时： ，则机动工时为 工步三：锪平14孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序09：粗铣宽26斜面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 根据加工中心说明书，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10：高频淬火、硬度为42-47HRC工序11：半精铣宽26斜面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 根据加工中心说明书，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12：去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库第4章 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，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计钻、攻2M6螺纹孔的夹具。4.1 问题的提出 本夹具主要用于钻、攻2M6螺纹孔，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主发考虑如何提高生产效率。4.2 定位基准的选择选择已加工好的22孔和22前端面及工件一侧来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是心轴和A型固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是对心轴和A型固定式定位销，夹紧则是在心轴的螺杆上用螺母来完成。1、 22前端面与心轴相配合，限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。2、 22孔与心轴相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。3、 工件一侧与A型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即X轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。4.3 定位误差分析1、 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22孔和22前端面及工件一侧来定位，钻、攻2M6螺纹孔，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 =0.0205mm2、 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 =4.4 切削力的计算与夹紧力分析查表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K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8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。4.5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。本道工序为钻床夹具选择在心轴的螺杆上用螺杆进行夹紧工件。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。 心得体会在老师的指导下顺利地完成了制定杠杆的夹具设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和加工工时。将计算的数据以及加工方法、刀具、机床设备，填入工艺文件。在设计中，体会到先前所修课程的重要性，并从此设计中得到巩固和扩展，也提高我们独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。“逝者如斯夫，不舍昼夜”转眼间。本次课程设计即将结束。纵观整个课程设计过程，我们每个小组的成员齐心合作，共同完
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