0040-杠桿機械加工工藝規(guī)程及鉆Φ10孔夾具設計,杠桿,機械,加工,工藝,規(guī)程,10,夾具,設計 遼寧工程技術大學 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目：杠桿（二）機械加工工藝規(guī)程及Φ10孔的夾具設計  任 務 書 一、設計題目：杠桿（二）機械加工工藝規(guī)程及Φ10孔的夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導教師評語 該生設計的過程中表現(xiàn) ，設計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 。 綜合評定成績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 設計內(nèi)容：“杠桿（二）”機械加工工藝規(guī)程及φ10孔的夾具設計，并繪制出調(diào)速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具零件圖和夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設計說明書。 設計目的：通過該課程設計，使我把自己所學理論與生產(chǎn)實踐很好地相結(jié)合， 鍛煉了我分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從而打下了良好的基礎。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，還請各位老師多加指教。 Abstract Design content: "leverage (2)" the machining process planning andΦ10 holes of fixture design, and draw the drawing, casting speed control lever figure, fixture and fixture drawing assembly drawing, fill in process card, of course the design specification Designed to: the adoption of the curriculum design, I have learned to their own theory and practice of producing a good combination, the exercise of my analysis, problem-solving abilities, in the process I am an independent analysis and solution of the manufacture of mechanical parts of the problem , A machine designed for this fixture typical of equipment, improve the structure design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation. As capacity constraints, lack of experience, the design of many deficiencies, also requested the teachers more ideas on how to improve. 目錄 1.零件圖分析 8 1.1零件的功用 8 1.2零件的技術要求 8 1.3審查杠桿的工藝性 9 1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 9 2.確定毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 9 2.1確定毛坯制造方法 9 2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 9 2.2.1確定毛坯尺寸及公差等級和公差 9 2.3繪制毛坯圖 11 3.制定零件工藝路線 11 3.1選擇定位基準 11 3.1.1精基準的選擇 11 3.1.2粗基準的選擇 11 3.2表面加工方法的確定 12 3.3加工階段的劃分 13 3.4工序集中與分散 13 3.5工序順序的安排 14 3.5.1機械加工工序的安排 14 3.5.2熱處理工序及表面處理工序的安排 15 3.5.3輔助工序安排 15 3.6確定工藝路線 15 4.工序設計(加工Φ10孔) 16 4.1確定加工方案 16 4.2機床鉆頭及夾具的選擇 16 4.3工步計算 16 5.時間定額的計算 16 5.1基本時間的計算 16 5.2輔助時間的計算 16 6.夾具設計 16 6.1.1定位方案 17 6.1.2定位誤差分析與計算 17 6.2夾緊機構 17 6.3結(jié)構特點 17 7.體會與展望 17 參考文獻 19 1.零件圖分析 1.1零件的功用 　　題目所給的零件是杠桿，φ20H7孔套在某固定軸上，φ8H7孔和φ8F9孔分別套在主動件和從動件上，主要是支撐與傳動作用。 1.2零件的技術要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等級 表面粗糙度Ra 形位公差/mm Φ20孔外端面 15 0.2 3.2 Φ35孔外端面 15 0.2 3.2 Φ16孔外端面 6 0.05 3.2 Φ10孔上端面 48.5 12.5 插槽內(nèi)表面 5 0.05 3.2 Φ8H7孔加工 Φ8H7 1.6 Φ20H7孔加工 Φ20H7 1.6 // 0.1 AB Φ8F9孔加工 Φ8F9 1.6 Φ10孔加工 Φ10 12.5 M4螺孔加工 M4 左端缺口 8 12.5 該杠桿形狀復雜、結(jié)構簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔與機器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。 綜上所述，該杠桿的各項技術要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動力中的功用。 1.3審查杠桿的工藝性 分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 依題目可知，該杠桿生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 2.確定毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 2.1確定毛坯制造方法 該零件的材料是QT45-5，球墨鑄鐵。考慮到此設計零件的材料性質(zhì)能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對稱形狀。由此改零件應選擇鑄造。采用上下分型的鑄造方法。 2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 2.2.1確定毛坯尺寸及公差等級和公差 要求的加工余量RMA和毛坯尺寸R的關系： 單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2 雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2 雙邊內(nèi)表面加工：R=F-2*RMA-CT/2 注：CT為公差等級?？刹椤墩n程設計指導書》得出。 在零件Φ20H7中，加工部分為雙邊，內(nèi)表面加工。查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此： R=20-2x1.5-2.4/2=15.8 在零件離圓心48.5mm中，加工部分為單邊，外表面加工。查表得 CT=2.8 RMA=1.5 由此： R=48.5+1.5+2.8/2=51.3 在零件距基準線8mm中，加工部分為單邊，外表面加工。 查表得CT=2 RMA=1.5 由此： R=8+1.5+2/2=10.5 在寬12mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。 查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此： R=12+2x1.5+2.4/2=16.2 在寬30mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。 查表得CT= RMA=1.5 由此： R=30+2x1.5+2.6/2=34.3 由此可查表計算出下表的毛坯加工面的尺寸： 零件尺寸 單邊加工余量 鑄件尺寸 Φ20H7 2.1 15.8 離圓心48.5mm 2.8 51.3 距基準線8mm 2.5 8.5 寬12尺寸 2.1 16.2 寬30尺寸 2.15 34.3 單位mm 2.3 繪制毛坯圖 3.制定零件工藝路線 3.1選擇定位基準 基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務。 3.1.1精基準的選擇 根據(jù)該杠桿零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準，基本滿足要求。 3.1.2粗基準的選擇 重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準。 3.2表面加工方法的確定 1、杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。 2、Φ10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。 3、Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 4、兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 5、Φ20H7孔加工，它將作為精基準以完成以后的加工，我們采取粗擴—精擴—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。 6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆—精鉸的加工方式。 7、Φ10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達到要求。 8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗車就能達到要求。 9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 各表面加工方案如下表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗超度Ra/μm 加工方案 備注 Φ20H7、Φ8H7孔外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ10孔上端面 IT10 12.5 粗銑 表1-8 Φ8F9孔的外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 兩Φ8H7孔之間的表面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ20H7孔加工 IT7 1.6 粗擴—精擴—鉸 表1-7 Φ8H7孔加工 IT8 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ8F9孔加工 IT7 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ10孔加工 IT11 12.5 鉆 表1-7 缺口的加工 IT11 12.5 粗銑 表1-7 M4螺孔加工 3.2 鉆—攻 表1-10 3.3加工階段的劃分 該杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（Φ20H7孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三個圓孔的外端面、粗銑Φ10孔上端面以及兩Φ8H7孔之間的表面、鉆Φ8H7及Φ8F9孔、缺口的粗銑、鉆Φ10孔及M4螺孔；在精加工階段，進行三個圓孔的外端面的半精銑、Φ8H7及Φ8F7孔的精鉸、M4螺孔的攻絲加工。 3.4工序集中與分散 在生產(chǎn)綱領一確定成批生產(chǎn)的情況下，考慮到經(jīng)濟效益，工藝簡單，盡量降低成本等因素我們采用工序集中。該杠桿的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬用型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5工序順序的安排 3.5.1機械加工工序的安排 方案一： 1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔 2、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 3、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 4、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面 5、檢驗 6、粗銑Φ10孔上端面 7、粗銑缺口 8、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 9、鉆Φ10孔 10、鉆—攻M4螺孔 方案二： 1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔 2、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 3、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 4、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 5、檢驗 6、鉆Φ10孔 7、粗銑Φ10孔上端面 8、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面 9、粗銑缺口 10、鉆—攻M4螺孔 3.5.2熱處理工序及表面處理工序的安排 1、鑄造成型后，為改善工件材料切削性能和消除毛坯內(nèi)應力而安排的熱處理工序：時效處理。 2、在粗加工之后，為消除切削加工過程中工件的內(nèi)應力而安排的熱處理工序：人工時效處理 3.5.3輔助工序安排 在粗加工和熱處理后，安排去毛刺；在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述：該杠桿工序的安排順序為：基準加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—熱處理—主要表面精加工。 3.6確定工藝路線 對于上述工序安排的兩個方案進行比較： 　　方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨立?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了杠桿的工藝路線。 杠桿工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 2 粗銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 3 半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 4 粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 5 粗銑Φ8F9孔的外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 6 半精銑Φ8F9孔的外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 7 去毛刺 鉗工臺 平銼 8 檢驗 塞規(guī)、百分尺、卡尺等 9 粗銑Φ10孔上端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 10 粗銑缺口 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 11 鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 12 鉆Φ10孔 立式鉆床ZX525 麻花鉆 塞規(guī) 13 鉆、攻M4螺孔 四面組合鉆床 麻花鉆、絲錐 塞規(guī) 14 清洗 清洗機 15 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4.工序設計（加工Φ10孔） 4.1確定加工方案 根據(jù)《課程設計指導書》中表1-7，因為孔的表面粗糙度是12.5um，經(jīng)濟精度等級為IT11-12，因此用鉆。又由于孔沒有精度要求，所以一次鉆孔就可以達到要求。 4.2機床鉆頭及夾具的選擇 Z535立式鉆床， 直柄麻花鉆 由于工件太復雜，選擇專用夾具。 4.3工步計算 1. 進給量的確定 查表5-22，因零件材料是QT45-5，硬度\HB=160～210，選取該工步的每鉆進給量f=0.15mm/r 2. 切削速度的計算 查表5-22，v=20m/min 由公式（5-1）得： n=1000×v/3.14d=1000×20/(3.14×10)=639r/min 參照表4-9 立式鉆床，主軸鉆速可取n=750r/min，將此帶入公式（5-1）實際鉆削速度v=nπd/1000=23.55m/min 5.時間定額的計算 5.1基本時間的計算 根據(jù)表5-41基本時間可由下面公式計算 Tj=L/fn=(5+20+1)/fn 式中：5=（D/2）cotkr+(1~2)=（10/2）cot60°+2=5mm 代入可得Tj=3.47s 5.2 輔助時間的計算 由公式Tf=0.15Tj Tf=0.15*3.47=0.52s 6夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。設計鉆Φ20孔，本夾具將用于立式鉆床，刀具為直柄麻花鉆。 6.1.1定位方案 此專用夾具采用一面兩銷原則。一個平面(三個自由度)，一個菱形銷（一個自由度）和一個短銷（兩個自由度）。共限制6個自由度。 6.1.2定位誤差分析與計算 Φ20孔定位基準（孔軸線）在x,y方向上的基準位移誤差 △ y1x=△y1y=△1min+Бd1+бD1=△1max △1max*cos24=0.021*cos24=0.019mm Φ8孔定位誤差（孔軸線）在x,y方向上的基準位移誤差 △ y2y=△2min+Бd2+бD1=△2max △ 2max*cos24=0.036*cos24=0.032mm 兩孔中心連線對兩銷中心連線的最大轉(zhuǎn)角誤差 △ya=2a=2arctan(△1max+△2max)/2l=0.05mm △ya*cos24=0.045mm 6.2夾緊機構 在短銷處開個螺紋，用一個M12螺柱和一個M12螺母和一個墊片一起共同加緊。既不能產(chǎn)生過定位，也起到了加緊的作用。 6.結(jié)構特點 該夾具結(jié)構簡單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便，利于鉆孔加工。 7.體會與展望 這次課程設計，在閱讀了《課程設計指導書》之后還是懵懵懂懂的開始了，期間遇到了很多問題困難，不過通過與同組的同學討論，借鑒了往屆學哥學姐的設計成品后，仿照他們的步驟，自己一步步的進行我也收獲了很多知識。也初步的對于零件從毛坯到成品的制造過程有了了解。同時對夾具設計有了新的認識 1、 通過對杠桿的設計制造，得到新的體會 通過對實際零件的功用分析、工藝分析、機械加工工藝規(guī)程設計及指定工序的專用機床夾具設計等學習，對于以往學過的課程中的知識點有了更系統(tǒng)化的復習，對于這些理論知識有了更深的理解。 專用夾具的設計，運用所學知識，通過查找資料，根據(jù)實際工作情況完成該零件的夾具設計，使自己更加理解理論知識在實際中的運用。 2、 激發(fā)了自己學習的積極性 通過該課程設計，使我全面系統(tǒng)的理解了專用夾具設計的基本實現(xiàn)方法。把僵硬的課本知識變的生動有趣，激發(fā)了學習的積極性。把學過的機械制造知識強化，能夠把課堂上的知識通過自己的設計實踐化，加深了對理論知識的理解。 3、 理解了該知識點以及學科之間的融合滲透 本次課程設計部分是運用機械制造基礎課中的夾具設計知識點完成的，在設計的過程中運用了，機械制圖、互換性與測量技術、工程材料等以往學過的課程，這次設計將各學科聯(lián)系起來，把各學科之間的知識融合起來，把各門課程的知識聯(lián)系起來，使我對各知識的聯(lián)系理解更加深入。 在這次課程設計中，我按照課程設計指導書中的要求和進度來進行的，完全達到了培養(yǎng)實際動手設計能力的目的。對于這種類型的實踐類學習對于以后工作的發(fā)展和問題的解決起到了鋪墊和指引的意義。 參考文獻 【1】作者：黃鍵求，書名:《機械制造基礎》，出版者：機械工業(yè)出版社，出版年：2005.11 【2】作者：劉宏梅，書名:《機械制造基礎課程設計指導書》，出版者：遼寧工程技術大學，出版年：2012.06 【3】作者：趙麗娟 冷岳峰，書名:《機械幾何量精度設計與檢測》，出版者：清華大學出版社，出版年：2011.07 20