杠杆(CA1340自动车床)(一) 加工工艺及钻Φ20毛坯孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 摘 要 设计内容：设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出杠杆零件图、杠杆毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。编制课程设计说明书。 设计意义：本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题 、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设 计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。 关键词：杠杆 ;课程设计 ;工艺规程；工艺装备； of to a of 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 of is an of of in of of of in am an of of of a to be in of an a of 目 录 1 零件工艺性分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 2 产类型 . 2 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 . 3 定毛坯的制造形成 . 3 定毛坯尺寸 . 3 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 3 选择加工方法，制定工艺路线 . 3 位基准的选择制定工艺路线 . 3 面的选择 . 3 基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 件表面加工方法的选择 . 4 定工艺路线 . 4 择加工设备与工艺装备 . 6 4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 5 确定切销用量及基本时间 . 8 6 家居设计 . 18 出问题 . 18 计思路 . 18 具设计 . 19 位分析 . 19 削 力及夹紧力计算 . 20 具操作说明 . 20 7 体会与展望 . 21 8 参考文献 . 21 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 一、 零件 工艺性 分析 件的 作用 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 题目给定的零件是 动车床杠杆， 它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用 。经查资料得知，此零件用于机床当中，并且还承受着冲击载荷，因此就要求该零件的材料具有足够的刚度和强度同时还要有足够的塑性和韧性。 零件的工艺分析 分析零件图可知，该杠杆的左，右端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在 上，故可 用铣削加工。 20孔 的粗糙度为 以买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 采用钻 粗铰 30孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。 30孔较长，需以多步骤加工实现。 杠杆共有 四 组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下： 1、以 8为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个 8孔，粗糙度为 寸为 268 垂直的 两 个平面，尺寸为 30与两个孔 8垂直的 两 个平面，粗糙度为 有有一 螺纹孔，其孔轴线与 8线垂直 。其中，主要加工表面为两个 8孔 和 尺寸为 26与两个孔 8垂直的 两 个平面。 2、以 20这一组加工表面包括：一个 20糙度为 个与 20个 平面，粗糙度为 个中心轴线与 20圆弧油槽；还有一个与 20 孔 轴线成45 的油孔 3锪沉头孔。其中， 20并且 20 粗糙度为 平面的 粗糙度为 3、以 8为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个 8孔 ；以 8孔 轴线为轴线的20螺纹孔的轴线与 8孔 轴线相互垂直；还有一个是与 8孔 轴线相互垂直的下端面，其 粗糙度为 中，下端面为主要加工表面。 4、以 纹孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 螺纹孔及与其轴线相互垂直的左右端面，其中左端面的 粗糙度为 中左端面为主要加工表面。 生产类型 由题目知产量五万件以上，计算其年生产纲领： ( 1 % ) ( 1 % )N Q m a b N 零件年生产纲领（件 |年） Q 产品年产量（台，辆 |年） m 每台（辆）产品中零件的数量（件 |台，辆） a% 备品率 b% 废品率 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 Q=50000台 |年， m=1件 |台 a 取 3%， b 取 计算得 N=该偏心套的生产类型属于大量生产。 二 、 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛 坯图 定毛坯的制造形成 该零件材料为球墨铸铁 虑到零件结构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件年产量为 50000 件，以达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在12下，从提高生产率，保证加工精度上考虑，也应选用铸件，从而使零件有较好的力学性能，保证零件的工作可靠。经查机械制造技术基础课程设计指导书表 2，尺寸公差为 表 2从 提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。 定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可 三、选择加工方法，制定工艺路线 定位基准的选择 制定工艺路线 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作 粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的侧面为主要的定位粗基准。 精基准的选择： 精基准选择的原则有基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则和自为基准原则。在选择时，主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 件表面加工方法的选择 （ 1）左右下及四周端面 公差等级为 面粗糙度为 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 进行半精铣。 （ 2） 8 公差等级为 面粗糙度为 要进行 钻、扩、粗铰、精铰。 （ 3） 8 公差等级为 面粗糙度为 进行 钻、扩、粗铰、精铰 。 （ 4） 20 公差等级为 面粗糙度为 进行 钻、扩、粗铰、精铰 。 （ 5） 3 公差等级为 面粗糙度为 钻和扩。 （ 6） 攻螺纹 10深 18 （ 7）铣 800。 2 公差等级为 面粗糙度为 定工艺路线 制定工艺路线 的 出发点 ,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证 ,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。 1、工艺路线方案一 工序 1 粗铣、半精铣、精铣 20端面 A。 工序 2 粗铣、半精铣 8的四个端面及 20端面B，精铣端面 B。 工序 3 钻 3 油孔。 工序 4 同时钻 8 8和 弧油槽 。 工序 5 粗铰 8 8 20孔。 工序 6 车 20两端倒角。 工序 7 粗铣、精铣槽。 工序 8 钻 纹底孔。 工序 9 攻 纹孔。 工序 10 精铰 8 8 20孔。 工序 11 终检。 2、工艺路线方案二 工序 1 粗铣、半精铣、精铣 20端面 A。 工序 2 粗铣、半精铣、精铣 8的四个端面及 20 端面。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 工序 3 钻 弧油槽。 工序 4 同时钻 8 8孔和扩 20。 工序 5 粗铰 8 8 20孔。 工序 6 精铰 8 8 20孔。 工序 7 车 20两端倒角。 工序 8 钻 3孔。 工序 9 钻 纹底孔。 工序 10 攻 纹孔。 工序 11 粗铣、精铣槽。 工序 12 终检。 3、工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一与方案二在 12 两道工序相同，只是方案一先加工油槽，然后用它可以限制一个转动的自由度。另外，精铰孔置于最后加工。 而方案二却不同，精铰孔置于粗铰孔之后，可以用它作为精准来加工其它表面，提高精度要求，但从两方案比较可以看出，它们在位置精度上的要求仍不易保证，并且在一道工序中同时钻几个孔，只能选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）加工，这样便增加了加工设备的要求，经济花费会相应提高，因此，综合以上两个方案及零件的技术要求，可以先加工 20的两端面，以它为精基准面， 35圆面及 弧面辅助定位来钻 圆弧油槽（精度要求可以不考虑），扩、铰 20孔，然后再以 20弧面辅助定位来加工 88及部分端面和槽，这样基准重合与统一，不仅可以保证尺寸精度，还可以保证位置精度。而油孔及螺纹孔，它们的精度要求不高，可以放于最后加工，仍以 20端面及其孔与 8 8H7)于加工过程中夹紧也比较方便，于是，最后的加工路线确定如下： 工序：粗铣左右下及四周端面。 工序：钻 槽 。 工序：钻、扩、粗铰、精铰 8。 工序：钻、扩、粗铰 8。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 工序：钻、扩、粗铰、精铰 20。 工序：钻、扩 3。 工序：攻螺纹 工序：攻螺纹 18。 工序：铣 800。 2。 工序：清洗。 工序：终检 择加工设备与工艺装备 四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 自动车床杠杆 ” 零件材料为 产类型为大批生产 ,采用机器造型 ,金属模铸造毛坯 . 根据上述原始资料及加工工艺 ,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下 : 孔外端面的加工余量 (加工余量的计算成本长度为 加工余量计算表如下 : 工序号 设备 工 艺 装 备 工序 61高速钢直齿三面刃圆盘铣刀、游标卡尺、专用卡 具 工序 式钻床 高速钢长麻花钻、游标卡尺、专用卡具 工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具 工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具 工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具 工序 四面组合钻床 扩孔钻、游标卡尺、专用卡具 工序 立式铣床 锥、游标卡尺 工序 立式铣床 锥、游标卡尺 工序 床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、游标卡尺、量块、 专用卡具 工序 清洗机 工序 塞规、百分表、卡尺等 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 (1)按照金属机械加工工艺人员手册表 12毛坯的单边加工余量Z=2件尺寸精度等级为 7，故偏差为 （ 2）精铣余量：单边为 铣 偏差即零件偏差 (3)半精铣余量 :单边为 Z=1见简明机械加工工艺手册表 1加工精度等级为 以本工序加工偏差为 入体方向） （ 4）粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为 Z=2（简明机械加工工艺手册表 1加工精度等级为 以加工偏差为 入体方向） 二孔外端面的加工余量 (1) 按照金属机械加工工艺人员手册 表 12毛坯的单边加工余量Z=2件尺寸精度等级为 7，故偏差为 (2)半精铣加工余量 :单边为 Z=明机械加工工艺手册表 1加工精度等级为 本工序加工偏差为 3）粗铣加工余量： 单边为 1Z =两次走刀，故每次加工余量为 Z= 1Z /2=工精度等级为 以加工偏差为 3. 8孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 钻孔： 铰： Z=铰： Z=. 8孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册工序 加工尺寸及公差 铸件毛坯 ( 8 二端面尺寸0 ) 粗铣二端面 半精铣床两端面 精铣床两端面 加工前尺寸 最大 77 69 67 最小 73 工后尺寸 最大 77 69 67 66 最小 73 工余量（单边） 2 最大 2 1 小 1 工公差（单边） 11 文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 表 13定工序尺寸及余量为 钻孔： 铰： Z=铰： Z=. 20 孔的加工余量，孔的精度要求为 金属机械加工工艺人员手册表 13定工序尺寸及余量为 毛坯孔： 18孔： Z=铰： Z=铰： Z=. 槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13 定工序尺寸及余量为 粗铣 ： 6精铣 8 Z=2表可查得， 800。 2槽精铰余量 a=铣槽加工之后槽的基本尺寸 =表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为精铣： ： 据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铣：铣： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铣： 8+铣： 8+五、确定切削用量及基本时间 工序 1 粗铣，半精铣，精 铣 20的两端面。选用机床： 61W 万能升降台铣床。 1粗铣 20的两端面 零件材料为球墨铸铁 可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表 112铣刀直径 d=125齿， z=20齿。 由于粗铣加工单边余量为 3于 5铣削宽度 查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表 11知， =z, 取 0.1 。 查工艺手册表 14 u=38m/ 000u/96（ r/ 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速00r/实际切削速度 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 000=r/ 当00r/具每分钟进给量20 100=200(mm/查机床说明书，取实际进给速度05mm/实际进给量 ) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出长度 是行程长度为 机动工时为 （ （ 32 3） /205= 2 半精铣 20的端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿， d=125mm,z=20齿。 由于加工余量 1查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度工艺手册表 14f= ,取 f=z 查工艺手册表 14 U=45m/ 000u/ d=114.6(r/根据机床使用说明书 ,查表 主轴转速25r/实际切削速度 000=49(m/当25r/工作合每分钟进给量=20 125=200(mm/ 查机床使用说明书 ,取刀具实际进给速度为05 mm/实际进给量为 f= mf/05/(20 125)=mm/z) 切削工时 :由粗铣加工可知 ,刀具行程为 机动工时 （ （ 32+） /205=0的端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿， d=125mm,z=20齿。 由于加工余量为 需一次精铣，故铣削宽度 查工艺手册表 14f= ,取 f=。 查工艺手册表 14切削速度 U=54m/ 000U/ d=137(r/买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 按机床使用说明书，取主轴转速25r/实际切削速度 000=49(m/当25r/，刀具每分钟进给量mf=20 125=150(mm/查机床说明书，取实际进给速度为66 mm/进给量为 f= 66/(20 125)=mm/z) 切削工时：由工步 1可知，刀具行程为 机动工时 （ (工序 2：钻 弧油槽 ，扩 20选用 1. 钻 选高速钢长麻花钻 ,d=6单边切削深度 ap=d/2=6/2=3 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r. 查简明手册表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 6)=r/按机床使用说明书取 80r/以实际切削速度为： U= d 000= 6 680/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 弧油孔的机动工时为： L+2)/f 80+(680)=2. 扩 ,选用高速钢扩钻 ,d=单边切削深度 根据有关资料介绍 ,利用扩钻进行扩孔时 ,其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为 : F=(1.8)f 钻 U=(1/2 1/3)U 钻 式中 , 现已知 r 简明手册 s=21m/ 简明手册 并令 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 f=mm/r) U=21=mm/000u/ d=1000 r/按机床使用说明书取 40r/以实际切削速度为： U= d 000= 140/1000=m/切削工时：查工艺手册表 152=3扩钻 L+2)/f 80+)/(140)=工序 3: 粗铰、 精铰 20 ,车 20两端倒角 1 45。选用 孔，选用硬质合金铰刀 ,d= 单边切削深度 。 查工艺手册表 14f=1 2mm/r，按机床使用说明书取 f=1mm/r. 查工艺手册表 14 U=45m/ 000u/ d=1000 45/( 718(r/按机床使用说明书取 80r/以实际切削速度为： U= d 000= 680/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=22粗铰 的机动工时为： L+2)/f 80+2)/(1 680)=0孔，选用硬质合金铰刀 ,d=20 单边切削深度 ap=z/2= 查工艺手册表 14按机床使用说明书取 f=1mm/r. 查工艺手册表 14 U=60m/ 000u/ d=1000 60/( 20)=954.9(r/按机床使用说明书取 60r/以实际切削速度为： U= d 000= 20 960/1000=60.3(m/切削工时：查工艺手册得 2=22精铰 20的机动工时为： L+2)/f 80+2)/(960)=买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 0两端倒角 1 45 ,选用 式钻床， 90锥面锪钻 ,d=25 查工艺手册表 14f=r,按机床试用说明书取f=r. 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同，即 60r/ 工序 4：钻、粗铰、精铰 8用 1.钻 d= ，选用高速钢麻花钻 ,d= 单边切削深度 ap=d/2= 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r. 查简明手册 表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 489.7(r/按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为： U= d 000= 545/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 的机 动工时为： (L+2)/f (12+(545)=孔，选用高速钢铰刀 ,d= 单边切削深度 ap=z/2= 查简明手册，按机床使用说明书取 f=r. 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 415.6(r/按机床使用说明书取 92r/以实际切削速度为： U= d 000= 392/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=11粗铰 8的机动工时为： (L+2)/f (12+1)/(392)=孔，选用高速钢铰刀 ,d=8 单边切削深度 ap=z/2= 查工艺手册，按机床使用说明书取 f=r. 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 8)=525(r/买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为： U= d 000= 8 545/1000=13.7(m/切削工时：查工艺手册得 2=11精铰 8孔的机动工时为： (L+2)/f (12+1)/(545)=工序 5： 粗铣，半精铣，精铣 8的四个端面。选用机床： 61W 万能升降台铣床。 1粗铣 8的四个端面 查简明手册表 112用硬质合金圆柱铣刀，取铣刀直径d=40Z=6，粗齿。 由于粗铣加工单边余量为 于 5铣削宽度工艺手册表 11=z, 取 。 查简明手册表 11=s，取 u=s=45m/ 000u/1000 45/(40 )=r/ 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速80r/实际切削速度 000=r/ 当80 r/具每分钟进给量 380=182.4(mm/查机床使用说明书，取实际进给速度05mm/实际进给量 05/（ 6 380） =) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出长度 是行程长度为 粗铣四个端面的机动工时为 4（ （ 20 2） /205= 2半精铣 6的四个端面 查简明手册表 112用硬质合金圆柱铣刀，取铣刀直径d=40Z=8，细齿。 由于半精铣加工单边余量为 铣削宽度工艺手册表 11f =r, 取 f=r。 买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 查简明手册表 11=s，取 u=1m/s=60m/ 000u/1000 60/(40 )=r/ 根据机床使用说明书，查表 主轴实际转速90r/实际切削速度 000=r/ 当90r/具每分钟进给量380=490(mm/查机床使用说明书，取实际进给速度10mm/实际进给量 f= mf/10/490=mm/r) 切削工时：查工艺手册表 15入长度 出 长度 是行程长度为 粗铣四个端面的机动工时为 4（ （ 20 2） /510=工序 6: 钻、粗铰、精铰 8。选用 1.钻 d= 孔，选用高速钢麻花钻 ,d= 单边切削深度 ap=d/2= 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r. 查简明手册表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 489.7(r/按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为： U= d 000= 545/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 孔的机动工时为： (L+2)/f (11+(545)=两孔，选用高速钢铰刀 ,d= 单边切削深度 ap=z/2= 查简明手册，按机床试用说明书取 f=r. 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 r/买文档送全套 纸 流 414951605 买文档送全套 流 414951605 按机床使用说明书取 45r/以实际切削速度为： U= d 000= 545/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=11粗铰 8孔的机动工时为： (L+2)/f (11+1)/(545)=两孔，选用高速钢铰刀 ,d=8 单边切削深度 ap=z/2= 查简明手册，按机床试用说明书取 f=r. 查简明手册表 11 U=s= 000u/ d=1000 8)=r/按机床使用说明书取 80r/以实际切削速度为： U= d 000= 8 680/1000=17.1(m/切削工时：查工艺手册得 2=11精铰 8孔的机动工时为： (L+2)/f (11+1)/(680)=工序 7：钻 3孔。选用 用高速钢麻花钻 ,d=3 单边切削深度 ap=d/2=3/2= 查简明手册表 11f=r,按机床试用说明书取f=r. 查简明手册表 11 U=s=12m/ 000u/ d=1000 12/( 3)=1273.8(r/按机床使用说明书取 60r/以实际切削速度为： U= d 000= 3 960/1000=m/切削工时：查工艺手册得 2=钻 3的机动工时为： L