2702 杠桿的加工工藝及鉆Φ8(H7)孔夾具設(shè)計(jì),杠桿,加工,工藝,h7,夾具,設(shè)計(jì) 杠桿的加工工藝及鉆 Φ8(H7)孔夾具設(shè)計(jì)一、 （一）零件的作用題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二 )零件的工藝分析杠桿的 Φ25+0.052mm 孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求。現(xiàn)分述如下：本夾具用于在立式鉆床上，加工 Φ8(H7) 孔。工件以Φ25＋ 0.052mm 孔及端面和水平面底、 Φ 30 的凸臺(tái)分別在臺(tái)階定位銷 7、支承釘 11 上實(shí)現(xiàn)完全定位。鉆 Φ8（H7）mm 孔時(shí)工件為懸臂，為防止工件加工時(shí)變形，采用了螺旋輔助支承 2，當(dāng)輔助支承2 與工件接觸后，用螺母 1 鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為 Φ40mm 的上下平臺(tái)、鉆 Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф8+0.015 的小孔 、粗精銑 Φ30 凸臺(tái)的上下表面。加工要求有：Φ40mm 的平臺(tái)的表面粗糙度各為 Ra6.3um（上平臺(tái)） 、Ra3.2（下平臺(tái)） 、Φ10(H7)孔為 Ra3.6um、Φ25（H9）和 Φ8 （H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為 0.1um（A） 、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為 0.1um（A） 。杠桿有過渡圓角為 R5，則其他的過渡圓角則為 R3。其中主要的加工表面是孔 Ф8(H7),要用 Ф8(H7)鋼球檢查。二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)(一 )、確定毛坯的制造形式。零件的材料 HT200?？紤]到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為 5000 件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。查參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)）得：各加工表面表面總余量加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值(mm)說(shuō)明Ф40mm 的上下平臺(tái)寬度 30mm的平臺(tái)4030GH43加工上下底面加工上表面?30mm 的凸臺(tái)上下面30 H 3 凸臺(tái)上下面Φ10(H7)孔 10 H 3 加工內(nèi)孔Φ8（H7 ）孔8 H 3 加工內(nèi)孔Φ25（H9 ）孔25G 4 加工內(nèi)孔又由參考文獻(xiàn)得出：主要毛坯尺寸及公差主要尺寸 零件尺寸總余量 毛坯尺寸 公差 CT2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 — 168 4Φ10（H7 ）孔尺寸10 2.0 10 3Φ25（H9 ）孔尺寸25 3.0 25 4Φ8（H7 ）孔尺寸8 2.0 8 3(二 )、基面的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為 Ф40mm 的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組 V 形塊支承 Φ40mm 的外輪廓作主要定位，以消除 z、z、y、y 四個(gè)自由度。再以一面定位消除 x、x 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工 Φ25（H7）的孔。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用 Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。（三） 、工件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有：粗精銑寬度為 Φ40mm 的上下平臺(tái)、鉆Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф 8+0.015 的小孔 、粗精銑 Φ30 凸臺(tái)的平臺(tái)。材料為 HT200，加工方法選擇如下：1、 Φ40mm 圓柱的上平臺(tái)：公差等級(jí)為 IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒 R3 圓角。2、 Φ40mm 圓柱的下平臺(tái)：公差等級(jí)為 IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒 R3 圓角。3、 ?30mm 的凸臺(tái)上下表面：公差等級(jí)為 IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑 →精銑的加工方法。4、 鉆 Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級(jí)為 IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為 0.1μm（A） ，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。5、 鉆 Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級(jí)為 IT6～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。6、 鉆 Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級(jí)為 IT6～I(xiàn)T8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔 →粗鉸 →精鉸的加工方法。(四 )、確定工藝路線1、工藝路線方案一：鑄造時(shí)效涂底漆工序Ⅰ：粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺(tái)和寬度為 30mm 的平臺(tái)工序Ⅱ：粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺(tái)表面工序Ⅲ：鉆孔 Ф25（ H9）使尺寸達(dá)到 Ф23mm。工序Ⅳ：擴(kuò)孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達(dá)到 Ф24.8mm。工序Ⅴ：鉸孔 Ф25（ H9）使尺寸達(dá)到 Ф25(H9)。工序Ⅵ ：鉆 Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 9.8mm。工序Ⅶ：粗鉸 Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 9.96mm。工序Ⅷ：精鉸 Φ10（ H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 Φ10（H7）mm。工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸 2×Φ8 （H7）小孔使尺寸達(dá)到 Φ8 （H7 ） 。工序Ⅹ：檢驗(yàn)入庫(kù)。2、工藝路線方案二：鑄造時(shí)效涂底漆工序Ⅰ：粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺(tái)和寬度為 30mm 的平臺(tái)。工序Ⅱ：粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺(tái)表面工序Ⅲ：鉆孔 Ф25（ H9）使尺寸達(dá)到 Ф23mm。工序Ⅳ：鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴(kuò)孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達(dá)到 Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔 Ф25（ H9）使尺寸達(dá)到 Ф25(H9)。工序Ⅶ ：鉆 Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 9.8mm。工序Ⅷ：粗鉸 Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 9.96mm。工序Ⅸ：精鉸 Φ10（ H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 Φ10（H7）mm。工序Ⅹ：粗鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到 7.96mm。工序Ⅺ：精鉸 2×Φ8(H7) 小孔使尺寸達(dá)到 Φ8（H7） 。工序Ⅻ：檢驗(yàn)入庫(kù)。（五）：工藝方案的比較和分析：上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是：方案一是根據(jù)寬度為 40mm 的上下肩面作為粗基準(zhǔn)，Ф25（ H7）孔作為精基準(zhǔn)，所以就要加工 Ф25 孔時(shí)期尺寸達(dá)到要求的尺寸，那樣就保證了 2×Ф8 小孔的圓跳動(dòng)誤差精度等。而方案二則先粗加工孔 Ф25，而不進(jìn)一步加工就鉆 Ф8 （H7 ） ，那樣就很難保證 2×Ф 8 的圓度跳動(dòng)誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。（六）：選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級(jí)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺(tái)和寬度為 30mm 的平臺(tái)?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選擇X5012 立式銑床（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版社） ，刀具選 D=2mm 的削平型立銑刀（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版） 、專用夾具、專用量具和游標(biāo)卡尺。粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺(tái)表面。采用 X5021 立式銑床，刀具選 D=2mm 的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。鉆孔 Ф25（H9）使尺寸達(dá)到 Ф23mm。采用 Z535 型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄 2 號(hào)刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴(kuò)孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達(dá)到 Ф24.8mm。采用立式 Z535 型鉆床，刀具選 D=24.7mm 的錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐度 3 號(hào)刀） ，專用鉆夾具和專用檢具。鉸孔 Ф25（H9）使尺寸達(dá)到 Ф25(H9)。采用立式 Z535 型鉆床，刀具選 D=25mm 的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒 1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到 7.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=7.8mm 的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆 Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 Φ9.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=9.8mm 的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸 Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 Φ9.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=10mm 的直柄機(jī)用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸 Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到 Φ10（H7）mm。采用立式Z518 型鉆床，選擇刀具 D=10mm 的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到 Φ7.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 直柄機(jī)用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到 Φ8（H7） 。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 的直柄機(jī)用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻(xiàn)均來(lái)自：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）（七）：加工工序設(shè)計(jì)根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，工序設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)老師所給出工序的計(jì)算。下面是對(duì) Φ8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計(jì)。各工步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(jí) 工序尺寸2×Φ8(H7) 鉆孔 0.215 — Φ7.82×Φ8(H7) 擴(kuò)孔 0.055 — Φ 7.962×Φ8(H7) 鉸孔 — H7 Φ8(H7)1、 鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到 7.8mm。2、 粗鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到 7.96mm。3、 精鉸 2×Φ8(H7) 小孔使尺寸達(dá)到 Φ8（H7） 。這三部工序全都采用 Z518 機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的，故： （1）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考 Z518 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取鉆 2×Ф 8(H7)孔的進(jìn)給量 f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為 v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:n=1000v/ d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min??按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=1000r/min，則實(shí)際切削速度為v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.從參考文獻(xiàn)得知：=9.81×42.7do (N)???? ??0.8????M=9.81×0.021 (N.m)??20??0.8????求出鉆 2×Ф8(H7)孔的 和 M 如下：????=9.81×42.7×8× ×1=1279N???? 0.30.8M=9.81×0.021× × ×1=5N.m82 0.30.8根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進(jìn)給力，故滿足機(jī)床剛度需求。（2）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考 Z518 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取擴(kuò)孔 2×Ф 8(H7)的進(jìn)給量 f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：擴(kuò)孔的切削速度為（ — ）V 鉆，故取 v 擴(kuò)=1/2v 鉆12 13=1/2×22m/min=11m/min,由此算出轉(zhuǎn)速 n=1000v/ d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機(jī)??床實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=450r/min。（3）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考 Z518 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取鉸孔的進(jìn)給量 f=0.3mm/r,參考文獻(xiàn)得：鉸孔的切削速度為 v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n=1000v/ d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min??按照機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=720r/min。則實(shí)際切削速度為：V= dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。??三、夾具的設(shè)計(jì)本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸 2×Φ8 （H7 ）小孔使尺寸達(dá)到 Φ8（H7）而設(shè)計(jì)的?！”竟ば蛩庸さ目资俏挥?Φ30 凸臺(tái)平面內(nèi)，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。1、 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工的孔在 Φ30 凸臺(tái)平面上，且與土臺(tái)面垂直，平行度△A=0.1 。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有：工件以 Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30 的凸臺(tái)分別在臺(tái)階定位銷、支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。鉆 Φ8（H7）mm 孔時(shí)工件為懸臂，為防止工件加工時(shí)變形，采用了螺旋輔助支承，當(dāng)輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2 、選擇定位元件（1）選擇帶臺(tái)階面的定位銷，作為以 φ 25H9 孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。（2）選擇可調(diào)支承釘為 φ8（H7）孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時(shí)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，限制工件六個(gè)自由度。為增加剛性，在 φ8（H7）的端面增設(shè)一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。3、計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝手冊(cè)） ，因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 與切削力 F 之間的關(guān)系為：??夾=KF，式中的 K 為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切??夾削力方向相反時(shí)，取 K=3。由前面的計(jì)算可知 F=1279N。所以，=KF=1279×3N=3837N，由此可以知道，選擇一個(gè) M30 的螺旋輔助??夾支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時(shí)變形，因?yàn)殂@ φ8（H7）孔時(shí)，工件為懸臂。4、定位誤差計(jì)算 （1）加工 φ8H7 時(shí)孔距尺寸 84± 0.2mm 的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準(zhǔn)位移誤差為定位孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為 φ25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準(zhǔn)也符合設(shè)計(jì)要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm 的定位要求。（2）加工 φ8H7 孔時(shí)軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準(zhǔn)位移誤差是定位孔 φ25H9 與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度 0.15mm 的定位要求。四、設(shè)計(jì)心得兩個(gè)星期的機(jī)械設(shè)計(jì)到今天已經(jīng)劃上句號(hào)，經(jīng)過著兩個(gè)星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學(xué)習(xí)過程中努力的方向。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用在各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；在整個(gè)零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成，所以在設(shè)計(jì)過程中需要和同學(xué)一起討論分析，在夾具設(shè)計(jì)過程中也想同學(xué)征求了意見，是設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際要求。 五、參考文獻(xiàn)1、李益民主編，機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.72、李洪主編，機(jī)械加工工藝手冊(cè)，北京：北京出版社，19903、廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版） ，北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1990.24、于駿一、鄒青主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.15、劉華明主編，刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999目錄序言1、零件分析................................... ...2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)..................................3、 夾具設(shè)計(jì).......................................四、設(shè)計(jì)心得.......................................五、參考文獻(xiàn)....................................... 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加以指教。完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。