杠杆一加工工艺及铣40外圆上表面(铣宽44mm的端面)夹具设计【含CAD图纸和三维图】
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辽宁工程技术大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称杠杆共1页第1页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每坏件数1每台件数1备注工序号工序称名工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件0010铣1.粗铣杠杆中间圆住上下面立式铣床x51高速钢套式立铣刀、游标卡尺、专用夹具2.粗铣杠杆左端44上下面3.粗铣杠杆右端18上下面4.粗铣杠杆左端22内表面5.粗铣杠杆左端28内表面20钻钻、粗铰、精铰20H7孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺30铣1.半精铣杠杆中间圆柱上下面立式铣床x51高速钢套立铣刀、游标卡尺、专用夹具2. 半精铣杠杆左端44上下面3. 半精铣杠杆左端22内表面描图40车1.车倒角1x45转塔式六角车床45偏刀2.车倒角1.5 x4550钻用直径为10.5的钻钻孔四面组合钻床麻花钻、内径千分尺60板牙手攻M12的螺纹70铣1.粗铣杠杆右端24H8内上下面立式铣床x51高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具夹具2.粗铣右端32内表面描校80铣半精铣杠杆右端24H8内上下面立式铣床x51高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具90热处理杠杆左右叉局部淬火淬火机100校正校正杠杆右端拨叉上下面平行度校正工具、游标卡尺110磨磨杠杆中间圆柱两端面至44-0.-0.1,对20H7的圆跳动为0.05 M7120A砂轮1-35040127-WA46K5V,磨夹具游标卡尺底图号120辅助清洗清洗机130检终捡装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期辽宁工程技术大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共1页第1页车间工序号工序名材料牌号20HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件20348.24011设备名称设备型号设备编号同时加工件数四面组合 式钻床1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时/s准终单件066.56工序号工序内容工艺装备主轴转速/rs-1切削速度/mmin-1进给量fz/(mm/z)背吃刀量/进给次数工序工时/s机动辅助描图10 钻20H7孔至19mm 麻花钻19mm 96023.50.27.8114.42.16描校15扩20H7 至19.8mm P10扩孔钻19.8mm1403.491.00.16118.02.7底图号20铰孔20H7达到要求 P10铰刀20H7,孔用塞规1954.890.80.04122.23.33装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期辽宁工程技术大学课程设计III辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目:设计“杠杆”零件加工工艺规程及钻削20H7孔工序专用夹具班级: 机SX05-1 姓名: 石子铜 指导教师: 张兴元 完成日期: 2008-06-29 摘要机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,得到解决问题和分析问题能力的初步培养,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能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,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 AbstractAfter the machine manufacture technology base curriculum project was we studies universitys complete basic course, the technical basic course as well as the majority of professional courses, carried on. This is we before carrying on the graduation project to studies various curricula a thorough comprehensive total review, is also a apply theory to reality training, is solved the problem and the analysis question ability preliminary raise, therefore, it holds the important status in we four year university life.To my own opinion, I hoped that can the work which own will be engaged in the future carry on an adaptability training through this curriculum project, Exercises itself to analyze the question, to solve the question ability, will participate in the motherland for the present “the Four Modernizations” the construction to build a good foundation.目录1杠杆的工艺性分析11.1杠杆的用途11.2杠杆的技术要求11.3确定杠杆的生产类型12、确定毛坯,绘制毛坯简图12.1选择毛坯12.2确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量22.2.1公差等级22.2.2 铸件重量22.2.3铸件的材质系数23拟定工艺路线33.1选择定位基准33.1.1粗基准的选择33.1.2精基准的选择33.1.3表面加工方法的确定33.2拨叉零件各表面加工方案及加工余量43.3确定工艺路线43.4确定切削用量,时间定额53.4.1切削用量的计算53.4.2时间定额的计算64夹具设计74.1定位基准选择74.2定位元件的选择74.3夹具设计及操作的简要说明74.4 定位误差分析74.5夹具设计及操作的简要说明85设计新得8参考文献9辽宁工程技术大学课程设计121杠杆的工艺性分析1.1杠杆的用途题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。1.2杠杆的技术要求杠杆零件技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)杠杆中间圆住上下面430.05IT123.2杠杆左端44上下面430.05IT123.2杠杆右端18上下面18IT126.3杠杆左端22内表面220.15IT123.2杠杆左端28内表面28IT12 3.2钻、粗铰、精铰20H7孔20H7IT71.6车M12的螺纹12杠杆右端24H8内上下面24H8 IT71.6杠杆右端32内表面32IT123.21.3确定杠杆的生产类型依设计题目知:N=4000件/年,杠杆重量为1.0kg,杠杆属轻型零件。该杠杆的生产类型为大批生产2、确定毛坯,绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料HT150。考虑到零件在工作中处于润滑状态,采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为4000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,表面质量与机械性能均好,适合大批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性,故采取两件铸造在一起的方法,便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。2.2确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量2.2.1公差等级由于杠杆的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级.2.2.2 铸件重量 已知机械加工后杠杆件的重量为1kg,由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1.5kg。2.2.3铸件的材质系数由于该拨叉材料为HT200,是碳的质量分数大于0.65%的碳素钢,该铸件的采制系数属M2级。杠杆铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量铸件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材料系数公差等级1.51S2M1普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注宽度441.448.22.8厚度24H8120.72.3厚度22118.72.3孔径20H7116.72.33拟定工艺路线3.1选择定位基准定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。3.1.1粗基准的选择以零件的小头上端面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。3.1.2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。3.1.3表面加工方法的确定 根据拔叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法如表加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案备注杠杆中间圆住上下面IT123.2粗铣-半精铣表1-8杠杆左端44上下面IT123.2粗铣-半精铣表1-8杠杆右端18上下面IT126.3粗铣表1-8杠杆左端22内表面IT123.2粗铣-半精铣表1-8杠杆左端28内表面IT123.2粗铣-半精铣表1-8钻、粗铰、精铰20H7孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-8车M12的螺纹攻螺纹表1-8杠杆右端24H8内上下面IT71.6粗铣-半精铣表1-8杠杆右端32内表面IT123.2粗铣-半精铣表1-83.2拨叉零件各表面加工方案及加工余量3.3确定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,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卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下: 工序号工序称名工序内容设备工艺装备0010铣1.粗铣杠杆上下面立式铣床x51高速钢套式立铣刀、游标卡尺、专用夹具2.粗铣杠杆左端44上下面3.粗铣杠杆右端18上下面4.粗铣杠杆左端22内表面5.粗铣杠杆左端28内表面20钻钻、粗铰、精铰20H7孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺30铣1.半精铣杠杆中间圆柱上面立式铣床x51高速钢套立铣刀、游标卡尺、专用夹具2. 半精铣杠杆左端44上下面3. 半精铣杠杆左端22内表面40车1.车倒角1x45转塔式六角车床45偏刀2.车倒角1.5 x4550钻用直径为10.5的钻钻空四面组合钻床麻花钻、内径千分尺60板牙攻M12的螺纹70铣1.粗铣杠杆右端24H8内上下面立式铣床x51高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具夹具2.粗铣右端32内表面80铣半精铣杠杆右端24H8内上下面立式铣床x51高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具90热处理杠杆左右叉局部淬火淬火机100校正校正杠杆右端拨叉上下面平行度校正工具、游标卡尺110磨磨杠杆中间圆柱两端面至44-0.-0.1,对20H7的圆跳动为0.05 M7120A砂轮1-35040127-WA46K5V,磨夹具游标卡尺120辅助清洗清洗机130检终捡3.4确定切削用量,时间定额工步20 钻,粗铰,精铰直径为10毫米的孔3.4.1切削用量的计算1钻孔工步钻孔至直径为20H7,Ra1.6um1)背吃刀量为aP=19.8mm2) 进给量由表查5-22得f=0.2mm/r3)切削速度计算由表5-22得v取18m/min。由公式5-1计算的钻头转速为734.93r/min,参照表4-9选取主轴转速为 n=960r/min.在有公式算出.v=23.5m/min.2粗铰工步1)背吃刀量为aP=0.16mm2)进给量由表查5-22得f=1mm/min3) 切削速度计算由表5-22得v取3m/min。由公式5-1计算的钻头转速为120r/min,参照表4-9选取主轴转速为 n=140r/min.在有公式算出.v=3.49m/min.3精铰工步1)背吃刀量aP=0.04mm2)进给量由表查5-22得f=0.8mm/min3) 切削速度计算由表5-22得v取4m/min。由公式5-1计算的钻头转速为159r/min,参照表4-9选取主轴转速为 n=195r/min.在有公式算出.v=4.89m/min.3.4.2时间定额的计算钻孔工步基本时间=(25+4。6+1)/392*0。1=46。8秒辅助时间=0。15*46。8=7。02秒其它时间=0。06*46。8=2。81秒钻孔的单件时间=46。8+7。02+2。81=56。63秒粗铰工步基本时间=(25+0。37+15)/97*0。4=62。4秒辅助时间=0。15*62。4=9。36秒其它时间=0。06*62。4=3。74秒粗铰的单件时间62。4+9。36+3。74=75。5秒精铰工步基本时间=(25+0。19+13)/97*0。3=78。6秒辅助时间=0。15*78。6=11。79秒其它时间=0。06*78。6=4。72秒精铰的单件时间=78。6+11。79+4。72=95。11秒因此,加工10毫米孔的单件时间为5653+75。5+95。11=227。14秒4夹具设计6.1设计要求为了提高劳动生产,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。下面即为杠杆设计铣尺寸44端面铣床夹具的专用夹具,本夹具将用于X62W铣床。本夹具无严格的技术要求,因此,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,精度不是主要考虑的问题。6.2夹具设计6.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工,决定材料使用高速钢,用于对进行加工,准备采用手动夹紧。方案:选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单,通用性较强的移动压板来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内,这种定位在结构上简单易操作。6.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具:立铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式: 有:根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值,即: 安全系数K可按下式计算: 式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5121可知其公式参数: 由此可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上,这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小,必须知道加工过程中,工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等,然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上,夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且,切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算。估算的方法:一是找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力;二是只考虑主要因素在力系中的影响,略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤:a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程:FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需,应考虑安全系数,FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件:FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式,利用螺旋杆直接夹紧元件,或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋,实际上相当于把契绕在圆柱体上,因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋,使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点:(1)结构简单;(2)扩力比大;(3)自琐性能好;(X)行程不受限制;(5)夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置,在此套夹具中,中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧,通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转,通过螺栓夹紧移动压板,实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板,通过精确的圆弧定位,实现定心。此套移动压板制作简单,便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动,以达到压紧的目的。压紧的同时,实现工件的定心,使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:该夹具采用螺旋夹紧机构, 由上述计算易得: 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。6.3定位误差的分析为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得:定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。6.4夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计,用2个V型块,进行调节定位自由度。5设计新得作为一名机械系,机械设计制造及自动化大三的学生,我觉得能做类似的课程设计是十分有意义,而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去锻炼我们的实践面?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中,我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善,更加符合工程标准,一次次翻阅机械设计手册是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在作设计,但我们不是艺术家。他们可以抛开实际,尽情在幻想的世界里翱翔,我们是工程师,一切都要有据可依.有理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的,我就简单的学历学CAD,刚开始时觉得好难,就是因为没有把自己放在使用者的角度,单单是为了学而学,效率不是很高。边学边用这样才会提高效率,这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。参考文献1.机械制造工艺设计简明手册作者:李益民,出版社:机械工业出版社,出版日期:1999-10-12金属切削技术基础手册主编:陈宏钧,出版社:机械工业出版社,出版日期20063刀具设计手册主编:刘华明,出版社:机械工业出版社,出版日期:19994互换性与测量技术基础主编:王伯平,出版社:机械工业出版社,出版日期2007.55机床夹具设计主编:薛源顺,出版社:机械工业出版社,出版日期2000.66公差与配合实用手册主编方昆凡,出版社:机械工业出版社出版日期2006.27机械设计制图手册主编:黄廷合 译,出版社:科学出版社,出版日期:2006.128机械设计手册编著:机械设计手册编委会,出版社:机械工业出版社,出版日期: 2004-89Auto CAD 中文版机械制图教程作者:北京市计算机绘图教育研究中心,出版社:上海科学普及出版社,出版日期:2006.110机械制造工艺与机床夹具课程设计指导主编:吴拓,方琼珊 ,出版社:机械工业出版社,出版日期:2006-1-1
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