機械制造技術課程設計等臂杠桿加工工藝及鉆25大孔夾具設計（）

《機械制造技術課程設計等臂杠桿加工工藝及鉆25大孔夾具設計（）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械制造技術課程設計等臂杠桿加工工藝及鉆25大孔夾具設計（）（17頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 設計（論文）說明書 系 部： 機 械 工 程 系 專 業(yè)： 數 控 技 術 應 用 姓 名： 學 號： 題 目： 杠桿的工藝工裝設計 起 訖 日 期： 2016年5月1日---6月18日 設計（論文）地點：

2、 指 導 教 師： 專 業(yè) 負 責 人： 中文摘要 零件的工藝分析是制定加工中心工藝的首要工作。其任務是分析零件技術要求，檢查零件圖的完整性和正確性；分析零件的結構工藝性；選擇加工中心加工內容等。 數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，應用于整個數控加工工藝過程。數控加工工藝是伴隨著數控機床的產

3、生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術。它是人們大量數控加工實踐總結。 關鍵詞：工序 工步 工位 工藝基準 工序基準 結構工藝性 工序：工序是指一個（或一組）工人，在一臺機床（或一固定工作地），對一個（或幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是機械加工工藝過程的組成。 工位：工位是安裝中的一個部分。在一次安裝中，工件在夾具或機床中所占據的每一個確定的位置稱工位。工步是最小單元。 工藝基準：零件在加工、裝配及工藝文件上所采用的基準稱為工藝基準。 工序基準： 在工藝文件上標定加工表面正確位置、尺寸、方向時所采用的基準稱為工序基準。 結構工藝性：所謂零件的結構工藝性是指在保

4、證使用要求的前提下，是否能以較高的生產率，最低的成本，方便地制造出來的特性。 目 錄 1 引言………………………………………………………………………………………4 2 杠桿加工工藝規(guī)程設計………………………………………………………………5 2.1 課題的內容和要求………………………………………………………………… 5 2.2 零件的分析………………………………………………………………………… 5 2.2.1零件的結構分析………………………………………………………………… 5

5、 2.2.2零件的技術要求………………………………………………………………… 5 2.3確定毛坯，畫毛坯--零件綜合圖…………………………………………………6 2.4 工藝規(guī)程設計……………………………………………………………………… 7 3 夾具的設計……………………………………………………………………………13 4 設 計 小 結 …………………………………………………………………… 16 5 參考文獻………………………………………………………………………… 17 一、引言 進入20世紀

6、90年代以來，隨著國際上計算機技術突飛猛進的發(fā)展，數控技術正不斷采用計算機、控制理論等領域的最新技術成就，使其朝著高速化、高精化、復合化、智能化、高柔性化及信息網絡化等方向發(fā)展。整體數控加工技術向著CIMS方向發(fā)展。 全套圖紙，加153893706 當選擇并決定某個零件進行數控加工后，并不等于要把它所有的加工內容都包下來，而可能只是對其中一部分進行數控加工，必須對零件圖紙進行仔細的工藝分析，確定那些最適合、最需要進行數控加工的內容和工序。在選擇并做出決定時，應結合本單位的實際，立足于解決難題、攻克關鍵和提高生產效率，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)勢。 通過此次的設計達到了培養(yǎng)我的崗位能

7、力，讓我意識到實踐的重要性。由于本人水平有限，設計中錯誤與不妥之處在所難免，懇請各位教師前輩們賜教。 畢業(yè)設計的目的與作用 畢業(yè)設計是學生畢業(yè)前的最后學習階段，是學習深化與升華的重要過程；是學生學習、研究與實踐成果的全面總結；是學生綜合素質與工程實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗；是學生畢業(yè)資格認證的重要依據。在學完了數控加工工藝及裝備課程后，對機械加工工藝過程、數控加工工藝和孔的加工工藝進一步了解的練習性教學環(huán)節(jié)。 通過該畢業(yè)設計，使學生首先感覺到合作配合工作的重要性，其次熟悉實際生產中的工藝設計過程及方法，使學生達到以下效果：掌握數控加工工序的設計及刀具的選擇；掌握使用UG或MASTER

8、CAM軟件對零件三維圖的繪制；最后學會獨立分析解決問題、編寫（纂寫）畢業(yè)設計說明書（論文）、查找參考資料的方法。 二、杠桿加工工藝規(guī)程設計 （一）課題內容和要求 計算生產綱領，確定生產類型 杠桿：該產品年生產量為4000臺，設其備品率為16%，機械加工廢品率為2%。先制定該零件的機械加工工藝規(guī)程。 技術要求： （1）鑄件應消除內應力。 （2）未注明圓角R2-R3。 （3）鑄件不得有沾砂、多肉、裂紋等缺陷。 （4）未注明倒角為0.5*45°。 （5）去毛刺，修銳邊。 （6）涂漆按NJ226-31執(zhí)行。 （7）材料HT200。 N=Qn（1+a%+b%

9、）=400*1*（1+16%+2%）件/年=4720件/年 杠桿年產量為4720件/年，現通過計算該零件質量約為0.7千克，根據教材表4-2生產類型，可確定其生產類型為中批量生產。 （二）零件的分析 1. 零件的結構分析 圖3-7所示是銑床進給機構中的杠桿￠25H9孔與一軸連接起支撐本零件的作用。 左右2-￠8H7孔各裝一撥叉，控制銑床工作臺自動進給的離合器，￠10H7孔通過銷與另一杠桿（操縱手柄）連接，操縱手柄即可實現銑床工作臺三個方向的自動進給。 2.零件的技術要求 由零件圖可知,其材料HT200。該材料具有較高的強度、耐磨性及減振性，適用于承受教大應力，要求耐磨的零

10、件。 該零件上的主要加工面為2-￠8H7孔，￠10H7、￠25H9孔、￠40上下表面及厚度為15mm杠子的左下表面和右上表面。2-￠8H7，￠10H7與A面的平行度0.15、0.1、0.1，直接影響杠臂對A面的平行度。因此，在加工它們時，最好在一次裝夾下將2--￠8H7孔，￠10H7孔同時加工出來。 （三）確定毛坯，畫毛坯--零件綜合圖 根據零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產綱領為4720件/年，該零件質量約為0.7kg?？芍?，其生產類型為中批量生產，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于要消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。 1.鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差分為16

11、級，由于是中批量生產，毛坯制造方法選用砂型機器造型。由工藝人員手冊查得，鑄件尺寸公差等級為10級。 主要尺寸公差見表A A： 各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量值 說明 30 2 厚度為15mm杠子的左下表面和右上表面 40 3+4.5 先頂面加工，后底面加工 孔2-￠8 ￠8 4 孔￠10 ￠10 5 孔￠25 ￠25 5 2.零件-毛坯綜合圖 零件-毛坯綜合圖一般包括以下內容：鑄件毛坯形狀、尺寸、加工余量。鑄造斜度及圓角和其他有關技術要求等 零件-毛坯綜合圖上技術要求包括以下內容： ⑴ 鑄造方法。

12、⑵ 未注明鑄造斜度及圓角半徑。 ⑶ 鑄件交貨狀態(tài)。 ⑷ 鑄件綜合技術要求。 ⑸ 逐漸是否進行氣壓或液壓實驗。 ⑹ 熱處理硬度。 。 （四）工藝規(guī)程設計 1.定位基準的選擇 ⑴ 精基準的選擇 以￠40既是裝配基準，又是設計基準，用它做精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，￠40的面積教大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，操作方便。 2.制定工藝路線 根據個表面加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下： ￠40頂面為粗銑-半精銑、底面為粗銑-精銑，厚度為15mm的左

13、下右上均為粗銑，孔2-￠8和￠25為鉆-擴-鉸，孔￠10為鉆-擴。 因孔2-￠8和￠10都有較高的平行度要求，故它們加工宜采用工序集中的原則，既分別在一次裝夾下將3孔同時加工出來，以保證其位置精度。 根據先面后孔，先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原則，將￠40頂、底兩面先粗加工在精加工，然后將孔￠25加工出來，在粗銑厚度為15mm的左下右上兩個面然后將孔2-￠8和￠10一次加工出來。 擬定加工工藝路線 鑄造 時效 涂底漆 10 粗銑￠40頂面和底面 20 半精銑￠40頂面和精銑￠40底面，孔口倒角3*45° 30 鉆、擴、鉸￠25的孔，孔口倒角1*45°

14、 40 銑厚度為15mm的左下和右上兩個小表面 50 鉆、擴、鉸2-￠8孔和鉆、擴￠10的孔 60 去毛刺，修銳邊 70 清洗工件 80 磁力探傷 90 檢驗入庫 3.選擇加工設備及工藝裝備 由于生產類型為中批量生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式為以通用機床夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 ⑴ 粗銑￠40 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床，選擇直徑D為￠80mm的可轉位面銑刀，專用夾具和游標卡尺。 ⑵ 精銑￠40 由于定位基準的轉

15、換，宜采用臥銑，選擇X62W臥式銑床，選擇與粗銑相同型號的刀具，采用精銑專用夾具、游標卡尺。 ⑶ 工序30 鉆、擴、鉸￠25孔，選用搖臂鉆床Z3025，選用錐柄麻花鉆、鏜刀、擴孔鉆、錐柄機絞刀，專用夾具，游標卡尺。 ⑷ 工序50 鉆、擴、鉸2-￠8孔和鉆、擴￠10孔，選用搖臂鉆床Z3025， 選用錐柄麻花鉆、機用錐柄絞刀，用專用夾具和量具。 4.加工工序設計 確定工序尺寸一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的餓尺寸按零件圖樣的要求標注，當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。有基準轉換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 ⑴

16、 工序10粗銑及工序20半精銑 查有關手冊平面加工余量表，得半精加工余量ZN為1.5mm，已知￠40底面總余量ZN總為4.5mm，故粗加工余量ZN粗=（4.5-1.5）mm=3mm 如圖4-1所示，精銑￠40底面工序中以￠40頂面定位，￠40至2-￠8孔軸線的工序尺寸即為設計尺寸XN-￠40=（84±0.2）mm。則粗銑￠40面的工序尺寸為85.5mm。 查教材平面加工方法，得粗銑加工公差等級為IT11-13，取IT11，其公差TN-￠40精=0.16mm，所以XN-￠40精=（85.5±0.08）mm（中心距公差對稱標注）X N-￠40精

17、 校核精銑余量ZN精 ZN精min=XN-￠40精min — XN-￠40精max =[（85.5-0.16）-（84+0.21）]mm=1.32mm 故余量足夠。 查有關手冊，取粗銑的每齒進給量f

18、z=0.2mm/z；精銑的每轉進給量f=0.05mm/z， 粗銑走刀一次，取粗銑的走刀一次，αP=3.5mm；粗銑的走刀一次，αP=1.5mm。 參考文獻[2]表3.1—74，取粗銑的主軸轉速為150r/min,取精銑的主軸轉速為300r/min。又前面已選定銑刀直徑D為Φ80。故相應切削速度分別為 粗加工 υ￠40=πDn粗/1000=3.14×80×150/1000=37.68m/min 精加工 υ￠40=πDn精/1000=3.14×80×300/1000=75.36m/min 參考有關資料，銑削時的切削功率為 PC=

19、167.9×10-5ap0.9fz0.74aeZnkpc 取Z=10，n=150/60=2.5r/s，ae=168mm，ap=3.5mm，fz=0.2mm/z，kpc=1 將它們代入公式得： PC=167.9×10-5×3.50.9×0.20.74×168×10×2.5×1 =6.62KW 又叢機床X52K說明書（主要技術參數）得機床功率為7.5KW，機床傳動效率一般取0.75-0.85，若取グm=0.85，則機床電動機所需功率 PE=PC/グm=6.62/0.85=7.79KW》7.5KW 故重新選擇粗加工時的主軸轉速

20、為118r/min（低一檔速），則 υ￠40=πDn粗/1000=3.14×80×118/1000=30m/min 將其帶入公式得 PC=167.9×10-5×3.50.9×0.20.74×168×10×（118/60）×1≈5.2KW PE=PC/グm=5.2/0.85=6.1KW〈7.5KW 故機床功率足夠。 ⑵工序50鉆擴鉸2-￠8孔，鉆擴￠10孔 2-￠8孔擴、鉸余量查有關手冊取Z擴=0.9mm ，Z鉸=0.1mm ，由此可以算出Z鉆=（8/2-0.9-0.1）mm =3mm ￠10孔擴余量查有關手冊取Z擴=0.9mm，由此可以算出 Z鉆=（10/2-0.9）mm=4

21、.1mm 各工步的余量和工序尺寸及公差見表 B 各工步的余量和工序尺寸及公差/mm 加 工 表 面 加 工 方 法 余 量 公 差 等 級 工 序 尺 寸 2-￠8H7 鉆孔 3 — ￠6 2-￠8H7 擴孔 0.9（單邊） H10 ￠7.8+0.0340 2-￠8H7 鉸孔 0.1（單邊） F9 ￠8+0.0150 ￠10H7 鉆孔 4.1 — ￠8.2 ￠10H7 鉸孔 0.9（單邊） H10 ￠10+0.150 參考Z3025機床技術要求表，取鉆孔￠8.2mm的進給量f=0.25mm/r，取鉆孔2-￠6mm的進給量f=0.

22、2mm/r。 參考有關資料，得鉆孔￠8.2mm的切削速度Vc=25.4m/min；由此算出轉速為 nΦ8.2=1000υ/πd=1000×25.4/3.14×8.2=986r/min 按機床實際鉆速取n=810r/min。 同理，參考有關資料得鉆孔￠6mm的切削速度Vc=28m/min；由此算出轉速為 nΦ6=1000υ/πd=1000×28/3.14×6=1486r/min 按機床實際轉速取n=1120r/min。 參考文獻[6]表2.4-69，得 Ff=9.81×42.7d0f0.8KF（N） M=9.81×0.021d02f

23、0.8KM（N·m） 分別求出鉆￠8.2mm孔的Ff及鉆孔￠6mm的Ff和M如下： FfΦ8.2=9.81×42.7×8.2×0.250.8×1=1133N MΦ8.2=9.81×0.021×8.22×0.250.8×1=4.56N·m FFφ6=9.81×42.7×6×0.20.8×1=693N MΦ6=9.81×0.021×62×0.20.8×1=2N·m 它們均小于機床的最大進給力和機床的最大扭轉力矩，故機床剛度足夠 擴孔￠10mm,參考有關資料,并參考機床實際進給量,取f=0.2mm/r(因擴的是盲

24、孔,所以進給量取得教小). 參考有關資料,擴孔切削速度為鉆孔時的1/2-1/3,故取擴=1/3×25.4m/min =8.8m/min 由此算出轉速為 nΦ10=1000υ/πd=1000×8.8/3.14×10=280r/min 按機床實際轉速取n=280r/min。 同理, 擴孔￠7.8mm,參考有關資料,擴孔切削速度為鉆孔時的1/2-1/3,故取擴=1/3×28m/min =9m/min 由此算出轉速為 nΦ10=1000υ/πd=1000×9/3.14×7.8=367r/min 按機床實際轉速取n=350r/m

25、in。 參考有關資料，鉸孔的進給量取f=0.2mm/r(因鉸的是盲孔,所以進給量取得教小). 同理,參考有關資料,取鉸孔切削速度為Vc=15m/min。由此算出轉速為 nΦ10=1000υ/πd=1000×15/3.14×8=597r/min 按機床實際轉速取為n=590r/min。則實際切削速度為 υΦ8=nπd/1000=590×3.14×8/1000=14.8m/min ⑶ 時間定額計算。計算工序50的時間定額。 ① 機動時間。參考有關資料，得鉆孔的計算公式為 tj=l+ l1+l3/fn l1=(d/2)cottkr+(1-2) l2

26、=1-4，鉆盲孔時l2=0 對鉆孔￠8.2mm 有 l1=[8.2/2 cot(118°/2)+1.5]mm=3.96mm l=19.5mm，取l2=3mm。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式，得 tj=19.5+3.9+3/0.25×810=0.13min 4 tj=4×0.13=0.52min 對鉆孔￠2-6mm 有 l1=[6/2 cot(118°/2)+1.5]mm=3.3mm l=11.5mm，l2=0。 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式，得 tj=11.5+3.3+0/0.2×1120=0.07min 2 tj=2

27、×0.07min=0.14min 參考有關資料，得擴孔和鉸孔的計算公式為 tj=l+ l1+l3/fn l1=[(D-d1 )/2cottkr+(1-2)] 鉆盲孔和鉸盲孔時l2=0 對擴孔￠10mm 有 l1=[（10-7）/2cot60°+1.5]mm≈2.32mm l=11.5mm,l2=0 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式，得 tj=11.5+2.32+0/0.2×280=0.25min 2 tj=2×0.25min=0.5min 同理對擴孔￠2-7.8mm 有 l1=[（7.8-7）/2cot60°+1.5]mm≈1.7mm l=11.5mm,l2=0

28、 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式，得 tj=11.5+1.7+0/0.2×350=0.18min 2 tj=2×0.18min=0.36min 對鉸￠2-8mm 有 l1=[（8-7.8）/2cot45°+1.5]mm=1.6mm 將以上數據及前面已選定的f及n代入公式，得 tj=11.5+1.6+0/0.2×590=0.11min ② 總機動時間 ti（即基本時間tb）為 tb=（0.52+0.14+0.36+0.5+0.22）min=1.74min ⑷ 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 三 夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強

29、度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計的工序是加工Ф25mm孔夾具設計。 3.1 問題的提出 本夾具主要用來擴、鉸大孔。孔尺寸精度要求為，表面粗糙度要求為，其軸線是以后、兩個孔的設計基準。其加工質量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為等臂杠桿加工的第三道工序，本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 3.2 定位基準的選擇 由于兩孔位于零件圓端面和寬臺肩上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并且孔中心軸線為后續(xù)各孔的設計基準，因此需要其與端面有一定的垂直度要求。為了保證所擴、鉸的孔與側面垂直并保證孔能在后續(xù)

30、的孔加工工序中使各孔的加工余量均勻，根據基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工孔的定位基準應選擇外圓端面及表面為主要定位基準限制工件的五個自由度，用一個活動V形塊限制另外一個自由度實現完全定位，采用與活動V形塊相連的螺旋夾緊機構夾緊。 3.3夾緊力計算 參考文獻（5）表1-2-11，因夾具的夾緊力與切削力的方向相反，實際 需夾緊力F夾與切削力F之間的關系為F夾=KF 式中K為安全系數。參考文獻（6），當夾緊力與切削力相反時。取K=3。 由前面的計算可知F=3005N 所以

31、 F夾=KF=3X3005=9015N 3.4 定位誤差分析 由本夾具的定位分析圖可看出孔的位置由外圓來保證，而外圓由鑄造得到，所以良好的鑄造及端面銑削精度是孔壁厚均勻的保證。 3.5夾具設計及操作的簡要說明 在設計夾具時，應該注意勞動生產率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產率的重要途徑。本工序由于加工精度等級較低，切削力較大。為了加緊工件，勢必要增大受力面積，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的夾緊機構，盡量增加

32、該夾緊機構的擴力比；三是在可能的情況下，適當提高工作壓力，以增加夾緊力。結果，本夾具總的感覺還比較緊湊。 四 設 計 小 結 首先，我思考了工藝規(guī)程的步驟，如下：首先熟悉和分析制定工藝規(guī)程的主要依據，確定零件的生產綱領和生產類型，進行零件的結構工藝性分析，還進行了技術要求分析，然后根據零件的用途確定了毛坯類型，又根據手冊查定表面加工余量及余量公差。接著進行①定位基準的選擇②制定工藝路線③選擇加工設備及工藝裝備④加工工序設計、工序尺寸計算⑤選擇切削用量，最后填寫了工藝卡片和工序卡片，編寫說明書。 在做設計的過程中，我明白了課程設計主要用來培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，熟練用有關技

33、術教材進行理論計算，結合設計和技能。設計則要能全面考慮制造工藝、裝配、使用、維護、經濟和安全等方面的問題。在設計過程中運用CAD技術，不僅避免在繪圖過程中大量的重復性的勞動，提高了繪圖效率。同時還培養(yǎng)了我機械設計等方面的綜合能力，使我了解到軟件二次開發(fā)的意義。通過編寫說明書，進一步培養(yǎng)了分析、總結、表達能力。鞏固深化了在設計過程中獲得的知識。 此次杠桿的工藝設計培養(yǎng)了我認真負責，一絲不茍的工作態(tài)度，為我以后工作打下了基礎，所以我很用心的做，但是還有不足之處，肯請老師賜教，給予轉載和引用權的資料、圖片、文獻、研究思想和設想的所有者致謝，向指導老師給予的幫助表示致謝。 五 參 考 文 獻

34、 1 黃鶴汀、吳善元主編 《機械制造技術》 北京：機械工業(yè)出版社 1997.10 2 鄭修本主編 《機械制造工藝學》 北京：機械工業(yè)出版社 1999.05 3 倪森壽主編 《機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書》 北京：化學工業(yè)出版社 2003.8 4 趙如福主編 《金屬機械加工工藝人員手冊》 上海科學技術出版社 1990.10 5 林文煥、陳本通編 《機床夾具設計》 國防工業(yè)出版社 1987.08 6 徐鴻本主編 《機床夾具設計手冊》 遼寧科學技術出版社 2003.10 7 趙峰主編 《組合夾具圖手冊》 機械工業(yè)出版社 1998.05 17