异形杠杆零件车削夹具设计与零件加工-车床钻Φ10孔夹具[含高清CAD图纸和文档]
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设计 题 目 异形杠杆零件车削夹具设计与零件加工 院 系 专 业 年 级 学生学号 学生姓名 指导教师 职称 完成毕业论文时间 2013 年 5 月 II目 录摘 要I第一章 绪论11.1 夹具概述11.1.1 夹具概念11.1.2 夹具的主要功能11.1.3 夹具的分类11.2 夹具的组成11.3 夹具研究的目的和意义21.4 夹具设计研究现状、发展方向与要求2第二章 零件分析42.1 零件图工艺性分析42.1.1 零件结构功用分析42.1.2 零件技术条件分析42.1.3 零件结构工艺性分析42.1.4 零件图42.2 毛坯选择5第三章机械加工工艺规程制订73.1 机加工工艺路线确定73.1.1 加工方法分析与确定73.1.2 加工顺序的安排73.2 设备及其工艺装备确定73.3 切削用量及工时定额确定7第四章 夹具设计114.1 概述114.2 定位方案确定114.3 夹具设计及操作的简要说明114.4 切削力及夹紧力的分析计算144.5 定位误差的分析与计算14第五章 刀具和量具的设计165.1 刀具的设计165.2 量具的设计175.2.1 量具类型确定175.2.2 极限量具尺寸公差确定17结 论18致 谢 语19参 考 文 献20Abstract21附 录22异型杠杆零件车削夹具设计与零件加工摘 要 机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量,节约能源,降低消耗的重要手段。异形杠杆是可用于连接其他零件起到杠杆支撑原理的零件,对异形杠杆的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性。本课题以该异型杠杆为研究对象,通过对异型杠杆零件图的分析,明确了零件的结构特点及技术要求,拟订了较为合理的机械加工工艺规程,编制了详细的机械加工工艺卡。在确定零件装夹定位方案的基础上,完成了异型杠杆车削夹具设计,该夹具简单可靠,保证了被加工零件的形状位置精度,提高了生产率。最后根据设计标准,制作了夹具实物模型。关键词 异型杠杆 加工工艺 夹具设计 零件I第一章 绪论1.1 夹具概述1.1.1 夹具概念夹具是在机械制造过程中,用来固定加工对象,使之占有正确的位置,以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置,简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位,以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。1.1.2 夹具的主要功能在机床上加工工件的时候,必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好,就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置,这一过程称为定位。将工件夹紧,就是对工件施加作用力,使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧,这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程,称为装夹。1.1.3 夹具的分类夹具的种类很多,形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便,往往按某一属性进行分类。目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。(1)通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化,且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期,减少夹具品种,从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高,生产率较低且较难装夹形状复杂的工件,故适用于单件小批量生产中。(2)专用夹具专用夹具是针对某一工件的某一道工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点是针对性强。适用于产品相对稳定、批量较大的生产中,可获得较高的生产率和加工精度。(3)可调夹具 夹具的某些元件可调整或可更换,以适应多种工件的夹具,称为可调夹具。它还分通用可调夹具和成组夹具两类。(4)组合夹具组合夹具是由可循环使用的标准夹具零部件(或专用零部件)组装成易于连接和拆卸的夹具。根据被加工零件的工艺要求可以很快地组装成专用夹具,夹具使用完毕,可以方便地拆开。夹具主要应用在单件,中、小批量多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。(5)自动线夹具 自动线夹具一般分为两种,一种为固定式夹具,它与专用夹具相似;另一种为随行夹具,使用中夹具随工件一起运动,并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。1.2 夹具的组成虽然夹具的种类繁多,但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括,可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分,这些组成部分既相互独立又相互联系。(1)定位支承元件定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件,是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。(2)夹紧装置夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢,并保证在加工过程中工件的正确位置不变。(3)定向装置这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。(4)对刀元件或导向元件这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工中正确位置的元件称为对刀元件,用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。(5)其他装置或元件根据加工需要,有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等,以及标准化了的其它联接元件。(6)夹具体夹具体是夹具的基体骨架,用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构,形状有回转体形和底座形等形状。上述各组成部分中,定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。1.3 夹具研究的目的和意义夹具最早出现在1787年,至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低,机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺,而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具;第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展,夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向(或对刀)元件的结构也日趋完善,逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一;第三阶段,即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高,夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状及生产对其提出新的要求。异形杠杆的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容,对此研究查阅了大量的资料,首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法来改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质,使之成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。而编制机械加工工艺过程对零件的加工难易程度和准确性都有很大的关系。异形杠杆生产批量较大,一些加工部位使用专用夹具,可减轻操作人员的劳动强度,缩短零件加工的辅助时间,提高工作效率,便于实现自动化。1.4 夹具设计研究现状、发展方向与要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈竞争,尽管国际生产研究协会的统计表明中不批,多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前,一般企业习惯与采用传统的专用夹具,在一个具有中等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面,在多品种生产的企业中,约隔4年就要更新80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量只有15%左右,特别最近年来柔性制造系统(FMS)、数控机床(NC),加工中心(MC)成组加工(GT)等新技术被应用和推广,使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面:(1)精密化随着机械产品精度的日益提高,势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度值可达正负0.1,用于精密车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为5um,又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆读可达0.20.5um。(2)高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的,以提高劳动生产率,减少工人劳动强度,常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件,可使工件效率比普通虎钳提高5倍左右;而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件,使切削速度大幅度提高。(3)柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是通过组合等方式,以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等,具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等,在较长时间内,夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。(4)标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面,在制造典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立典型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件和部件的形成:舍弃一些功能低劣的结构,通用化方法包括:夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入,并为工作图的审查创造了良好的条件。目前,我国已有夹具零件、部件的国家标准:GB21482249-80,GB22622269-80,以及通用夹具标准、组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础,作为发展趋势,这类夹具的标准化,有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 综上所述,现代生产对夹具提出了如下新的要求:(1)快速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期;(2)装夹一组相似性特征的工件;(3)用于精密加工的高精度的机床;(4)用于各种现代化制造技术的新型技术;(5)使用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置,进一步提高劳动生产率。第二章 零件分析2.1 零件图工艺性分析2.1.1 零件结构功用分析异形杠杆是可用于连接其他零件起到杠杆支撑原理的零件。本异形杠杆零件两端为圆柱体,一端有钻10孔,其要求有较高的表面粗糙度、较高的强度和回转稳定性。2.1.2 零件技术条件分析(1)异形杠杆本身精度:外圆20h7尺寸公差等级IT11,表面粗糙度Ra为1.6m,10H7尺寸公差等级为IT14,表面粗糙度Ra为0.8m,其它加工面粗糙度为3.2m,中心距离500.01尺寸公差等级为IT16级,10H7相对与基准面A的平行度为0.02。(2)加工此零件时,应尽量统一定位基准,减少装夹次数,这样有利于保证零件的加工精度。2.1.3 零件结构工艺性分析此异形杠杆是由两个回转体和平面组成,由零件图可知,该零件结构较为简单,但零件精度要求高,零件选用材料HT200,该材料用于强度要求不高的一般铸件,不用人工时效,有良好的减振性,铸造性能好。对异形杠杆的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性,因而安排异形杠杆加工过程应考虑到这些特点。2.1.4 零件图异形杠杆二维零件图如图2-1所示,solidworks生成的零件三维图如图2-2所示。图2-1 异型杠杆零件图图2-2 异型杠杆三维图2.2 毛坯选择(1) 毛坯类型确定根据零件材料为HT200,确定毛坯为铸件。由于本零件要求生产批量为中批量生产,毛坯铸造方法选用金属型铸造(查机械加工工艺设计资料 P4表1.2-1),铸造的毛坯尺寸公差等级为8级(查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-5),选择错型值为0.7(查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-4)。(2)毛坯余量确定对于批量生产的铸件加工余量(查机械加工工艺设计资料 P7表1.2-7),初步将本零件的加工余量定为1.5mm,毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.0mm。(3)毛坯尺寸的确定根据零件图2-1可知,杠杆左边20h7外圆及端面需切削加工,故留加工余量1.5mm至尺寸2331.5(见图2-3异型杠杆毛坯图)。图2-1所示杠杆右下方20外圆不加工,故不留加工余量,但其左右两个端面要切削加工,故在长度方向留加工余量共3mm,内孔10H7不铸出,后续通过车床钻孔和精车制出。因此,杠杆右下部尺寸确定为2029。其余表面为无切削加工,毛坯尺寸与零件图尺寸相同。综上,毛坯形状及尺寸如图2-3所示。图2-3 异型杠杆毛坯图第三章机械加工工艺规程制订3.1 机加工工艺路线确定3.1.1 加工方法分析与确定该零件是异形杠杆,中批量生产。由于此零件较为简单,但精度要求较高,为保证加工精度和表面粗糙度的要求,应尽量减少装夹次数,统一定位基准,由于该异形杠杆是由回转体和平面组成,根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、钻等。3.1.2 加工顺序的安排本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序,逐步提高加工精度。切削加工的顺序是:(1)在铣床上铣削杠杆毛坯右下部2029圆柱左右两个端面,使其长度至最终尺寸26。(2)以杠杆毛坯右下部2029外圆及端面定位,粗精车毛坯左上部2331.5外圆和端面至最终尺寸20h730。(3)用专用夹具装夹(夹具见第四章),在车床上钻、半精车、精车杠杆右下部孔10H7至最终尺寸。综上,异形杠杆从毛坯至成品的成型工艺过程如下:1、铸:毛坯铸造、清理2、热处理:正火3、铣削右下部2029圆柱左右两个端面,倒角C1.5。4、粗精车毛坯左上部20h730外圆和端面。5、专用夹具装夹,在车床上钻、半精车、精车杠杆右下部孔10H7,倒角C1.5。6、去毛刺(在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺)7、清洗吹净:在乳化液中清洗异形杠杆,保证没有铁削、油污和其他赃物,清洗时间不少于3min,清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果,清洗后用压缩空气吹净零件,并用擦布擦净表面。8、检验9、入库3.2 设备及其工艺装备确定所用的设备有:CA6140车床、卧式铣床、清洗机、检验台。夹具有:三爪自定心卡盘、虎钳、孔加工专用夹具。刀具有:车刀、铣刀、钻头。量具有:千分尺、游标卡尺,卡规、检验心轴(用于安装到10H7内孔中检测零件图2-1所示中心距500.01。3.3 切削用量及工时定额确定(1)工序一:铣2029左右两端面刀具:硬质合金端铣刀。根据切削用量简明手册,选择刀具前角o18后角o10,主偏角Kr=60,副偏角Kr=8,D=100mm,齿数Z=8。 铣左端面A、背吃刀量 因为切削量较小,故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需深度。B、进给量 机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量f=0.3mm。按切削手册表14,查得 Vf150m/min(2.6m/s),n=400r/min。 C、工时取刀具切入长度L1=10mm,刀具切出长度L2=10mm,走刀次数为2,机动时间:基本时间Tj =(L1+L2+1.5)/ Vf8.3S 铣右端面其背吃刀量、进给量、工时与铣左端面相同。所以工序一所需总的基本时间Tj8.3S2=16.6S辅助时间Tf20%Tj=20%16.6=3.3s作业时间Tg=Tj+Tf=16.6+3.3=19.9s布置工地时间Tb=5%Tg=5%19.9=1s休息和生理需要时间Tx=3%Tg=3%19.9=0.6s准备和终结时间Tz=3%Tg=3%202.2=0.6s所以,单件工时定额Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=16.6+3.3+1+0.6+0.6=22.1s(2) 工序二:粗、精车2331.5外圆及端面 粗、精车2331.5端面粗车端面留0.2mm余量,因此粗车ap=1.3mm,精车ap=0.2mm。根据粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min根据精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min切削的半径值为10mm基本时间Tj=10mm120mm/min+10mm80mm/min=12.5s 粗、精车2331.5外圆粗车外圆留0.2余量,因此粗车ap=1.3mm,精车ap=0.2mm根据粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min根据精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min车削的长度30mm基本时间Tj=230mm120mm/min+30mm80mm/min=34.5s所以工序二所需总的基本时间Tj12.5+34.5=47s辅助时间Tf20%Tj=20%47=9.4s作业时间Tg=Tj+Tf=47+9.4=56.4s布置工地时间Tb=5%Tg=5%56.4=2.8s休息和生理需要时间Tx=3%Tg=3%56.4=1.7s准备和终结时间Tz=3%Tg=3%56.4=1.7s所以,单件工时定额Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=34.5+9.4+2.8+1.7+1.7=50.1s(3) 工序三:钻、半精车、精车10H7孔钻孔10的毛坯到8;半精车孔到9.8;精车孔到10H7 钻10H7孔因为切削量较小,故可以选择ap=0.4mm,一次走刀即可完成所需长度。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量f=0.6mm。按切削手册表14,查得 Vf1.6m/min,n=15r/min。 切削的半径值为10mm查机械加工工时表,得L2=3.19;S=0.10.15(根据经验实际所需) 取0.12,V=8001000(同样根据经验实际所需)取900。基本时间Tj=(H+L2)/(VS)=(10+3.19)/(9000.12)=0.12min=7.3s 半精车10H7孔因为切削量较小,故可以选择ap=4.9mm,一次走刀即可完成所需长度。机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量f=0.2mm。按切削手册表14,查得 Vf3m/min,n=15r/min。 精车10H7孔因为切削量较小,故可以选择ap=5mm,一次走刀即可完成所需长度。机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.8mm/z。选较小量f=0.1mm。计算切削速度和主轴转速:计算切削速度 按切削手册表14,查得 Vf5m/min,n=15r/min。 根据粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min切削的值为26mm基本时间Tj=226mm120mm/min+26mm80mm/min=45.5s所以工序一所需总的基本时间Tj45.5+7.3=53.8s辅助时间Tf20%Tj=20%53.8=10.76s作业时间Tg=53.8+10.76=64.56s布置工地时间Tb=5%Tg=5%64.56=3.2s休息和生理需要时间Tx=3%Tg=3%64.56=1.9s准备和终结时间Tz=3%Tg=3%64.56=1.9s所以,单件工时定额Tdj=53.8+10.76+3.2+1.9+1.9=61.6s 根据上述分析计算,异形杠杆的机械加工工艺卡见表3-1。表3-1 机械加工工艺卡重庆三峡学院机械工程学院机械加工工艺卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号摇臂HT200工序号工序内容设备夹具刀具切削用量量具工时(s)主轴转速r/min进给量mm/min背吃刀量mm01铣2029左右两端面X51台虎钳端铣刀4001501.5游标卡尺22.102粗精车2331.5外圆和端面CK6150专用夹具外圆刀600/800120/801.3/0.2游标卡尺50.103钻、半精车、精车10H7孔CK6150专用夹具麻花钻、内孔粗车刀、内孔精车刀500/600/800150/120/800.4/0.49/0.5塞规61.6第四章 夹具设计4.1 概述利用本夹具主要用来钻削和车削杠杆右下部10H7孔。加工时除了要满足尺寸精度和表面粗糙度的要求外,还应满足孔轴线对杠杆左上部20h7圆柱轴线的平行度公差要求。为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度,即x移动、y移动、x转动、y转动、z转动,但为了方便的控制刀具的走刀位置,还应限制z移动一个自由度,因而工件的六个自由度都被限制,由分析可知要使定位基准与设计基准重合,以杠杆左上部20h7外圆柱及其端面为定位基准,采用V型块定位,铰链压板夹紧的方式固定此定位基准。4.3 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在车床上加工异形杠杆的孔10H7孔。工件要控制的孔距尺寸为500.01mm,孔的轴线对20h7外圆轴线的平行度公差为0.02mm。其车床夹具的结构如图4-1所示。工件以20h7、20mm外圆为定位基准面,分别在V型块、可调V型块上定位。并用铰链压板和两个螺钉夹紧。其中,工件的定位主要是保证尺寸500.01mm和平行度公差的要求。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。夹具的三维装配图如图4-1。图4-1 夹具三维装配图构成夹具的部分零件的三维图见图4-24-7。图4-2 夹具体图4-3 支架图4-4 侧面压板图4-5 可调V型块图4-6 V型块图4-7 铰链压板异形杠杆零件图、夹具总装配图及其零件图、夹具加工零件实物见附录。4.4 切削力及夹紧力的分析计算由参考文献机床夹具设计手册查表1-2-7可得:切削力公式: 式中: 查表1-2-8得: 即:实际所需夹紧力:由参考文献机床夹具设计手册表1-2-11得: 安全系数K可按下式计算,有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献机床夹具设计手册表1-2-1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。取,螺旋夹紧时产生的夹紧力,有:式中参数由机床夹具设计手册可查得: 其中: 由机床夹具设计手册表1-2-26得:原动力计算公式:由上述计算易得: 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5 定位误差的分析与计算该夹具以两个V型块定位,主要要求保证20H7外圆轴线与10H7孔轴线的孔距尺寸500.01以及它们平行度。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工序公差。在夹具的使用中,可通过M12调整螺钉(见附录夹具总装配图)对工件高度进行调整,从而保证上述孔距尺寸和平行度。具体实现方法可采用圆柱心轴定位,以10H7孔内表面和心轴配合,测量心轴与25轴间距离,工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置时)基=0。在机械加工过程中,机床、夹具、刀具和工件在切削力的作用下,都将分别产生变形,致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化,使工件产生误差。主要误差类型及其计算如下:由机床夹具设计手册可得:(1) 定位误差(两个垂直平面定位):当时;侧面定位支承钉离底平面距离为,侧面高度为;且满足,则: (2) 夹紧误差 ,由式: 其中接触变形位移值:,则: (3) 磨损造成的加工误差:通常不超过(4) 夹具相对刀具的位置误差: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。第五章 刀具和量具的设计5.1 刀具的设计通过第三章杠杆机械加工工艺规程的制订可知,切削加工中用到的刀具主要是车刀、铣刀和钻头,其中铣刀和钻头属于成型刀具,主要工作是选择,所以这里主要讨论车刀的设计。杠杆车削中用到的刀具包括车削其左上部20h7外圆及其端面的车刀和右下部10H7内孔车刀。这里以外圆车刀为例来说明其参数确定,所设计的车刀参数见表5-1,刀具工作草图见图5-1。表5-1 刀具设计参数确定序号项目数据来源或公式计算采用值1车刀外形表2-6、2-7焊接式90度强力外圆车刀2刀片材料YT5刀杆材料45钢3几何角度表2-8、2-9s=-10 o=20 o=6 o=4 r=90 r=5 =2mm4断削参数前面型式表2-11、2-12(f=1.3mm/r)带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35过渡刃表2-13(ap=2.6mm)直线过渡刃 Kre=45度 b=16刀片型号表2-3A420 L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.87车刀外型结构尺寸表2-1、2-2、2-5BxH=20x30 L=150 M=8(90度弯头车刀)8刀槽型式表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Lc=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5=20-7x0.08=19.4j=26.3度c=6.3度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm注:表中数据来自机械制造手册。图5-1 刀具工作草图5.2 量具的设计5.2.1 量具类型确定杠杆零件上10H7孔加工精度较高,且生产批量较大,为提高检测的效率,确定采用塞规进行测量,该量具测量面的材料用硬质合金,测量面的硬度为58-65HRC,其它部分的材料为45钢。5.2.2 极限量具尺寸公差确定设计该量具,首先确定被测孔的极限偏差,查互换性与技术测量基础第一章极限与配合标准得10H的上偏差ES=+0.015mm,下偏差EI=0。公差等级为IT7。(1)确定工作量规的制造公差和位置要素值,由公差书表6-1得IT7尺寸10的量规公差为T=0.0018mm,位置要素Z=0.0024mm.。(2)计算工作量规的极限偏差:通规:上偏差=EI+Z+T/2=0.015-0.0024+0.0018/2=0.0033mm 下偏差=EI+Z-T/2=0.015-0.0024-0.0018/2=0.0015mm磨损极限=ES=0止规:上偏差=ES=+0.015mm 下偏差=ES-T=0.015-0.0018mm=0.0132根据计算结果,画出的极限量具尺寸公差带如图5-2所示。图5-2 量具尺寸公差带图结 论本文主要是异形杠杆零件车削夹具设计与零件加工。首先,对零件进行结构分析,得出本异形杠杆两端车外圆,一端有10H7孔,其要求有较高的表面粗糙度,较高的强度和回转稳定性,所以加工要求比较高。接着是对这个异形杠杆的加工工艺进行设计分析,对工件加工顺序进行确定,并根据前面的工艺分析进行机床设备确定,切削用量确定,刀、夹、量具确定,工时定额计算,然后编写零件机械加工工艺卡。其次是根据零件的外形和加工要求设计夹具,夹具的零件精度要求直接影响到工件加工的精度要求,所以对夹具的定位误差、夹紧力等进行了计算和验证,所设计的夹具简单可靠、完全能够满足零件加工的要求。再次是针对加工要求,进行了刀具和量具的设计。致 谢 语在这几个月的毕业设计中,我首先要感谢赵万军老师,赵老师从选题指导、论文框架到细节修改,都给予了细致的指导,提出了很多宝贵的意见与建议。老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业的工作作风对我产生重要影响,使我不仅接受了全新的思想观念,还领会了基本的思考方式,掌握了通用的研究方法,给予我无尽的启迪。其次,要感谢数控加工中心的胡师傅,在实物制作的过程中胡师傅给我提出了很多操作上的建议,并为我解决了很多棘手的问题。在这里,要感谢胡师傅的帮助,我才得以较为顺利地完成夹具实物的制作。最后感谢所有授我以业的老师,没有这些年知识的积淀,我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。在这里我要像诸位老师深深的鞠上一躬!本文的顺利完成,还离不开各位同学和朋友的关心和帮助,他们的热心指引给了我很大的精神动力。感恩之余,诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正,使我及时完善论文的不足之处。最后祝愿机械工程学院学院明天更加辉煌,培养出一批批有志、有德、博学的优秀社会人才!参 考 文 献1 刘俊,徐四红,冯新红.毕业设计指导与案例分析M.北京:北京理工大学出版社,20092 李存霞,姬瑞海.机床夹具设计与应用M.北京:清华大学出版社;北京交通大学出版社20113 李名望.机床夹具选用简明手册M.北京:化学工业出版社,20114 曹岩,白瑀.机床夹具手册与三维图库M.北京:化学工业出版社,20105 吴拓.现代机床夹具设计M.北京:化学工业出版社,20116 王丹.机械加工夹具及选用M.北京:化学工业出版社,20097 徐鸿本,曹甜东.车削工艺手册M.北京:机械工业出版社,20118 大连理工大学工程图学教研室.机械制图M.北京:高等教育出版社,20079 胡凤兰.互换性与测量技术M.北京:高等教育出版社,200510 张茂.机械制造技术基础M.北京:机械工业出版社,2007 11 詹迪维.solidworks快速入门教程M.北京:机械工业出版社,2010 12 王光斗.机床夹具设计手册M.北京:科学技术出版社,198813 李清旭.机械加工工艺M.北京:机械工业出版社,2001Fixture Design and Parts Machining of the Shaped Lever Liang shui-yongGrade 2009,Mechanical Design,Manufacture&Automation,School of Mechanical Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing Wanzhou 404000Abstract Machining process is to achieve product design, to ensure product quality, save energy, reduce consumption of the important means. Shaped lever can be used to connect other parts of the principle of leverage support parts, a basic requirement is a high strength, high toughness, high wear resistance and rotary stability of the shaped lever.The topics to Shaped lever part turning fixture design and parts processing as the research object, firstly, through the analysis of the part drawing, understand the parts of the structure, clear the specific requirements, again developed a more reasonable machining process and prepared a detailed machining process card. Completed on the basis of the positioning program identified by Part clamping the shaped lever turning fixture design, the jig is simple and reliable, and to ensure that the shape of the part to be machined positional accuracy and improve productivity. Finally, according to the design standards, I made the fixture mock-ups.Keywords Shaped lever Machining process Fixture design Parts processing附 录1、异形杠杆零件图2、异形杠杆车削夹具装配图和零件图(1)夹具装配图(2)可调V型块零件图(3)平头滚花螺钉零件图(4)铰链压板零件图(5)侧面压板零件图(6)夹具体零件图(7)V型块零件图(8)支架零件图(9)调整螺钉零件图(10)配重块零件图3、夹具零件和总装配实物展示 附3-1 侧面压板图 附3-2 支架 附3-3 可调V型块 附3-4 铰链压板 附3-5 V型块 附3-6 配重块 附3-7 夹具体 附3-8 圆柱销 附3-9 V型块与铰链压板配合图 附3-10 支架、侧面压板和可调V型块配合附3-11 夹具体总装配实物第 23 页 共 24 页
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