毕业设计（论文）-杠杆加工工艺及钻2-φ5孔夹具设计（全套图纸）.doc

摘 要这次我所做的设计的内容， 杠杆的金属加工的机械加工工艺规程的编制，与专用钻杠杆2-5孔的专用夹具的设计。在做 杠杆设计前面，我们学习了全部的专业的课程以及完成了生产实地学习，经过本次的 杠杆零件的设计，把学过的所有的理论上的知识。与生产实地的学习相互结合在一起，培养了自己研究问题以及解决问题的能力，而且也为毕业以后从事的实践工作，打下比较牢靠的基础、是在走上工作前进行一次综合的理论与实践学习。通过此次设计，我自己要在下面各个方面都能够有所加强：一.使自己具有能够有合理编制工艺过程的水平。利用自己所学过的专业知识制定正确简单工件的加工的过程。二.具有一定零件结构所设计的能力，以及具有绘制零件专用工装夹具的水平。三.通过分析机械加工工艺，可以比较快的运用工艺计算的方法，能够准确对工艺来进行计算，比如机械加工工艺的参数以及切削加工力，切削加工的功率与切削加工的速度，专用夹具定位的误差以及压紧的力等。四.增强查找参考书籍的能力，能够比较熟练地运用参考书籍等各个方面的能力。五.通过 杠杆零件设计的全部的过程，使我们能够进行工艺设计的程序和方法，初步培养思考的独立性和实际工作独立的能力。关键词: 工艺规程 零件结构 杠杆零件 金属加工全套图纸加153893706Abstract: The design of the main content is above the lathe parts, making the machining process of the lever of metal processing, special fixture design and special milling groove. In the design we studied the lever in front of all professional courses and the completion of the production field study, through the design of the the lever part, have learnt all the theoretical knowledge and learning. The production field together, develop their own research questions and the ability to solve problems, but also after graduation engaged in practical work, solid foundation of theory and practice, is a comprehensive work before going to Through the design, I want to be able to strengthen all aspects of the following:Make oneself have the ability to have a reasonable level of the preparation process. The use of their own expertise to develop the process of making a correct and simple workpieceTwo. Have the ability to design a certain part of the structure, as well as the ability to draw parts of the special fixtureThree. Through analyzing the machining process, can be calculated by using method of process faster, can accurately calculate the process, such as machining process parameters and the cutting force, cutting power and cutting speed, special clamp The error and the clamping forceFour. Enhance the ability to find reference books, the ability to skillfully use reference books and other aspects of the abilityFive. Through the whole process of the design of the lever parts, we can carry on the procedure and the method of the process design, and cultivate the independence of thought and the ability of independent workKey words: process specification parts structure lever parts metal processingIII目 录摘 要I。ABSTRACTII第一章 引 言1第二章 杠杆加工工艺12.1 杠杆工艺分析12.2 杠杆的工艺要求12.3 确定毛坯的制造形式22.4 确定定位基准22.4.1 粗基准的选择22.4.2 精基准的选择22.5 工艺路线的制定42.5.1 加工工艺路线62.6 杠杆的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6.1 确定 杠杆毛坯的余量72.7 确定切削用量及基本工时10第三章 夹具设计203.1钻杠杆2-5孔床夹具设计20结 论27参 考 文 献28致 谢29第1章 引 言中国的机械生产行业是一个生产具备一定外形位置及尺寸的工件和产品，并且将他们制作成机械行业的设备。机械生产行业的产品不但能直接给大家使用，又能给别的行业供应生产设备，机械制造行业中有着各种各样的机械或其他的设备。制造业是人们的生活中所离不了的，所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。所以说从其中一种层面的来说，机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。生产上面使用的夹具也是放在各种机器上面把零件重力夹紧、精准定位，把切削刀具固定引导方向的一种设备，它的最主要的一个功能是将零件对应与生产设备和加工刀具的一个合理的方位，并在生产折工程中维持一个不改变的方位，在现代制造业加工中比较有特色的：现在的机械加工飞速的发展，要求质量的比较高，品种也有许多不同的规格，产品更新换代的时间比较非常快。体现了在机械制造业上面，各种各样批量中小型加工占的比例较大。这是为了和这些要求相适应，就必须要准备好生产上面的前序工作，从而机床使用的装夹工具是加工中非常重要的一部分。当代自动化加工夹具的未来与方向1.标准化 标准化的完善，不单单是指现在所有夹具上面的一种标准，因此不同类型的的夹具在结构上要标准。只有这样才能够使夹具和制造以及装配的工作简单，有减少加工的时间和减少成本非常有好处。2.可调化与组合化 此种能够提高专用制作夹具的使用的范围，对从前工艺要求有一点发生变化就导致夹具坏掉的情况，夹具能够被反复的使用。适合专用夹具组合化的设计的原理，使用比较的元部件设计以后，就能够适合使用，在许多种不一样的零件的需要。3.精密化 随着机械部件的加工生产，提高了装配的技术水平，高精度加工的机床大批量的涌现，一定就要增加机床夹具的精密度。4.高效的自动化 为生产安全和效率得以改进，这也为了生产的安全文明，这使自动化夹具设计出来制造出来的工装更合适人机配合的工程学原则，从中可以大大地提高了生产的效益，这又可以大大地减少了加工成本，高效自动化的夹具，来取得较多的经济上面的效益。5.模块化 经过选择模块化的设计，能够增加设计的效率，减少设计的时间。我对本工装夹具的设计是在学完了了所有的机械制图、以生产制造技术为基础、机械设备的设计、机械零件制造工程材料学等的基础下，进行的一个全面的考核。用正确的方法解决这个零件在生产中的定位，夹紧和工艺路线的安排，合理地解决工艺尺寸这一类问题，以设计出专用生产夹具确保了尺寸和零件的加工品质。我的这个设计主要是培养个人本身体的自学能力和创新能力。我的这个设计是综合层次性、实践性都很强的、涉及到的知识面也非常全面。因此在设计的过程当中不但要注意到基本原则、基础的理论，也要注意到现实生产的需求，唯有把种种理论和现实生产相结合，这样才可以更好地完成此个设计。因为我的设计水准不太好，能力有限，所以难免容易出现少许缺陷等问题，在此本人恳请老师们能给予批评和指导。第二章 杠杆加工工艺2.1 杠杆工艺的研究 杠杆零件主要起到的作用，就是和其它零件的其他组件结合起来，起到了支撑的作用以及固定的作用，满足 杠杆合适的位置。对 杠杆2-5孔有比较高的精度的要求，是非常主重要的加工工序。 杠杆位置度的精度与各个面的表面的质量。故它的性能与工作的寿命就能反映出来，因此 杠杆的加工是比较关键也比较主要的。2.2 杠杆的技术要求，图1 杠杆零件图良好的工件的结构，不仅要可以满足技术的要求，而且还要有比较好的机械加工的性能，也就是要能对工件的加工比较的方便，要可以达到工件的加工要求，劳动量尽最大可能的减少。在编制零件机械加工工艺时。设计时要仔细研究工件加工工艺，要仔细研究咋样才能从工艺上面满足加工的要求。2.3 确定毛坯的制造形式气门摇杆的 杠杆年产量是8000台/年；达到中批的生产的水平，选择40Cr的材料。研究 杠杆的外形不是太简单，制造精度的要求； 杠杆制造的性能以及使用年限及年产量 ；最终选用的类型为金属锻造，来提高 杠杆零件毛坯的制造的精度，减低制造的余量。2.4 确定定位基准2.4.1粗基准选择的原则 合理的选取加工定位的基准，是 杠杆加工过程的重要的要求，也是满足 杠杆制造的精度的主要的问题。定位的基准分为粗以及精和辅助的加工的基准。在首道加工工序中，选择 杠杆毛坯的上面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基准，在后面的工序当中，选择以加工好的表面，作为定位的基准，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。 1 零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准，它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面，那么就要选取里面的一个面和铣钻加工，连在一起的区域的精度要求较高的表面来做基准。尽量做到壁厚均匀并且有对称的外形，装卸少等。2采取加工时的余量需求平等主要面做粗加工的基准。这种方式就可以确保平等地减去少一点的加工余量，能把上表面留下比较光滑细致的零件，这样能大大加大零件的耐磨使用性。3一般来说加工时的余量可以把比较小的区域面做粗加工基准。那就能确保这个区域还有比较多的加工需余量。4从上面分析一般要选取平面、光滑、表面积比较大的区域面做粗加工基准，这样就能保证夹紧力和定位比较紧靠。零件毛胚边这一类区域面都不能用来做粗加工基准，有需要的时候需要经初步手工加工，再进行定位。5粗加工基准面应不要重复地选用，因为粗加工时基准的区域面一般是比较粗糙并太不平整的。所以重复选用比不太容易保证区域面的尺寸和形状精度。对于本题目的 杠杆而言，我们就要选用2-5 mm下端面的面作为粗加工基准；先用铣床铣削出来2-5 mm上端面端面，并要铣到要求上面的3.2m粗糙度光洁，这样可以对后面的加工面做作精加工基准的工作。2.4.2精基准选择的原则1基准面重叠的准则。就是最大限度地选择，我们选设计基准；来当作制造的定位精加工基准。不会因为定位基准与设计基准不一样而发生误差。2加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 3互换制造基准的原理。在取精基准制造时，此时有两个制造的区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。4以自为加工基准的原理。有时精加工工序，要求的余量均匀并且小，这样能选用精加工表面做为本身的基准。就我们这个设计来说想保证孔的尺寸和孔、孔端面的平面、这个平面和另一平面中的位置，要确保 杠杆在这个加工生产过程里，一般上都可以用一个基准面进行定位。在 杠杆CAD图分析知道，零件两侧平面与端面及孔平直，它占有比较大的区域面积，可以当作精加工基准使用。可是使用平整一个面，只能确定 杠杆的三个位置度，如果使用左右两侧面来定位，就得配合合理的专用夹具，就能加工生产2.5 编制工艺方案 杠杆的生产量为中批生产， 杠杆加工首道工序为统一基准来加工。加工的顺序是先以铣5 mm下端面来定位，对孔以及两端的平面来加工。后面工序的加工顺序。遵从粗精分开的原则，以及先加工面后加工孔的加工的原理。2.5.1 加工工艺路线经过对以上问题的分析，制定两套机械制造的方案1方案工序号工序名称工 序 内 容1锻造锻造成型2时效热处理3铣铣14mm下上端面4铣铣14mm端面，铣6mm侧面5铣铣65.5mm两侧面6钻钻20孔钻30孔7钻钻2-5孔8钳工去锐边毛剌9检终检方案工序号工序名称工 序 内 容1锻造锻造成型2时效热处理3铣铣14mm下端面4铣铣14mm上端面5铣铣6mm侧面6钻钻20孔7铣铣65.5mm两侧面8钻钻30孔9钻钻2-5孔10钻倒角1x4511钳工去锐边毛剌12检终检1方案， 编制的工序非常的集中，而且先孔后面的顺序。对中批量生产的 杠杆不太好，加工时的效率也较低，并且 杠杆的质量也不能达到要求，拥方法2，对管理生产的加工很方便，而且满足了加工基准与设计基准重合的原则，对 杠杆的质量要求有保障。故方案2是非常合适的。2.6 杠杆，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 分析研究 杠杆工件时的作用，材质的强度就要求非常的高，而且 杠杆的结构不太复杂，所以选用材质为40Cr铸造的零件毛坯。2.6.1确定 杠杆毛坯的余量根据参考书籍的表1.5-19，可得 杠杆毛坯的端面的余量为，平面的余量为， 杠杆毛坯的尺寸的偏差。根据附表1.3-9可得到 2.7 切削加工用量与基本工时确定工序 ：铣14mm上端面粗铣14mm上端面已知的要求：选择 杠杆的材质料为40Cr，铸件。取X62W式的机床。查阅参考书籍7的表3135取的材料的硬质合金的铣刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照 杠杆毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时精铣14mm上端深度加工：进给量每齿：查参考书籍2的表3235，选择切削的加工的速度：查参考书籍3的表1832，选择铣床主轴的转速，查书籍的公式式（2.2）知道：查参考书籍8的表3.2-37 切削加工的实际的速度：加工进给的量，查书籍的表（1.4）得：工作台60秒的进给量： 得加工切削层的长度：由 杠杆毛坯的长度得 刀具切入的长度：得铣刀切出的尺寸长度：得切削为1次机加工的用时：查参考书籍3的表2.2-47知道切削的辅助的用时工序：铣14下端面根据工序的加工要求，选用铣床X62W。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。粗铣下端面的刀具的材质，选用硬质合金的铣刀。所选铣刀的宽度。刀具的几何的参数查参考书籍7的表9.1-25选用：、。深度的加工：刀具的耐用度：查参考书籍3的表9.6-9的表9.4-7取后刀面磨损的极限选取，使用年限。实际的加工的速度V：查参考书籍3的表9.3-11选择 机床主轴转速： 根据铣床加工的说明知： 加工实际速度：工作台60秒的进给量加工： 根据铣床机床的使用的说明书得： 校验车床的机动的功率：由参考书籍3P5-107页3.2的式子： 其中， ，把上面的代入式（2-6）知道： =2361.46NV=0.99m/s把、V算入1-3知：由于电机的功率为7.5KW铣床机床主轴的，故加工切削用量能够满足加工。确定加工用时：由参考书籍2的表9.3-36加工的切削加工的时间得： 其中：，查参考书籍2的表9.2-37知，计入式2-5得： 精铣14下端面根据工序的加工要求，选用铣床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用刀具的材质为硬质合金的铣刀。刀具的宽度取选择，其几何的参数查参考书籍4的表9.1-25选用：、。深度的加工：每一转的加工的进给量为，故加工的速度计算转速的计算：根据铣床加工的说明： 实际加工速度： 工作台60秒进给量加工： 参照铣床使用说明： 切削用时：查参考书籍4的表9.2-37加工的时间得： 其中：，查参考书籍3的表9.1-36知，算入式2-5知： 工序：铣6mm侧面根据零件的形状选择铣床X62W的机床，按照参考书籍7的表4.3-14至4.5-16能够知道其技术的参数加工孔的刀具选用为硬质合金铣刀， ；刀具选用材质选合金（1）粗铣6mm侧面深度的加工：加工进给的量f：查参考书籍2的表9-74取，由机床的使用说明书，选取技术的参数： 加工时速度V：查参考书籍2的表6-77取： 铣床主轴的转速n：由铣床使用说明书选用： 加工的实际的速度：加工的用时：查参考书籍7的表6.3-6可知： （1-8）得 （2）精铣6mm侧面：深度的加工： ； 加工进给的量f：查参考书籍2的表6-68取，由铣床使用说明书得： 加工时的实际速度V：查参考书籍2的表3-83得出： 铣床主轴转速n：查铣床使用的说明书选用： 加工实际的速度：加工的用时：查参考书籍2的表5.2-6知道： 公式当中：，写入公式1-8知道： 工序 钻铰20 mm孔选取Z4120钻床，查相关参考文献3表4.210.0的选高速钢锥形柄的麻花钻头。钻孔到10，进给量：参考选用相关书籍文献3表2.238，取。切削速度：查阅书籍文献2的表2.442选择，取。主轴转动速度：，根据参考书3的表3.2236，取故加工的实际速度：加工时间 切削层的距离：刀具切入时距离： 刀具切出时的距离： 取1次走刀加工用时： 铰20孔按照查阅书籍文献4表4. 356，选择硬质合金机用铰刀。切削深度：。进给量：查阅书籍文献3表2.356，取。切削加工的速度：根据参考书籍4附表2.662，选择。主轴转动速度：根据参考书籍8的表3.237选择实际切削速度：加工用时切削层的距离：丝攻切入距离，刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：本道加工工序的加工机动的时间的总和为：工序：钻30孔（1）钻30孔已知条件：所指定的材料是40Cr，锻造成型。根据分析选取Z525钻床。按照参考书7附表31337可以知道刀具选择钻头， 。加工时30孔的余量： mm制造的深度：一个齿的进距离：依据教科书籍7的表3137例子，使用制造的速度：依据教科书籍7的表3539得出，使用制造时的转速，依据教科书籍里式子（2.6）可以知道：由参考资料3附表3.1-36可以得到 实际的扩削加工的速度：进给的量，根据公式（2.9）可以得道：钻床工作台每分钟的进给量： 钻削层的长：分析同步带轮零件毛坯知道 钻刀切入时的距离：当绞时钻刀切出距离：使用走刀的次数是1按照参考资料9：min。按照参考书8附表2.4-48可以指导钻钻削加工的辅助的时间为按照参考书8切削加工的工时：min由参考书5附表2.1-45可以知道绞削加工的辅助的时间钻削总的加工工时： 工序：钻2-5孔1 钻2-5孔： 选取材质为高速钢5麻花钻头；按照参考书籍（4的表3.27） 由参考资料书籍3的表2.6，与参考资料书籍3的表4.116知道 由参考书籍（4的表2.15） 根据钻床取 加工工时：工序 去毛刺，工序 检验23第三章夹具设计3.1 钻2-5孔床夹具设计工厂为了提高工人生产产品的速度，在短的时间内加工更多的产品，还要保证产品的加工质量，所以在对 杠杆进行加工时，就要做专用的加工工序的夹具。所做的钻2-5孔孔夹具的精度的要求要达到实际的生产，夹紧零件的时候不仅要牢固，还要能够操作的安全，成本还不能太高。因此在做夹具时要注意好多。3.1.1.零件的定位要求这次我设计的是2-5孔孔的钻床的夹具，是用来对 杠杆2-5的孔进行加工。2-5孔的专用夹具，是完全定位的方式，可以达到2-5孔的工序精度的要求。3.1.2 设计定位元件2-5孔的定位的元件选择V型块和圆柱形状的定位心轴。3.1.3设计导向元件 因为是对2-5孔孔的钻加工夹具，所取导向的元件为钻摸套，用可以固定的钻摸套。固定行式的钻摸板3.1.4误差分析与计算本床的夹具以20孔及平面和18圆弧来定位。为了达到加工工序的加工的要求，就要使工序当中误差的总不能大于该工序所要求的公差尺寸。和钻床夹具具有关系的加工的误差，通常可以使用下面的式子来表示： 根据参考书籍4能够知道： 定孔心轴的定位的误差 ： 公式当中：， 而且： ，故 夹紧时的误差 ： 根据资料4附表1317得。 磨损时所产生的加工的误差：正常不比高 专用夹具相对的刀具的位置度的误差：选产生误差的总和：根据上面的研究可以知道，本夹具能够达到工件的加工的精度的要求。3.1.5.设计夹紧装置夹紧的装置有的形式多种多样， 2-5孔钻夹具选择螺旋的压紧机构，选择的压板来对 杠杆来进行压紧 ：修改的系数 : ：每一转加工的进给量 ：钻头的宽度尺寸加工的扭矩 （每个参数上面意思相同） 3.1.6.确定夹紧力根据参考书籍的表： 40Cr的材料；的硬度选择修正的系数为 为钻头走刀距离为加工尺寸，是刀具的齿数，为刀具的宽度根据上面计算得在分析钻削力的时候，要把修该的系数加入里面研究。夹紧 杠杆，由钻削力的工式计算知道 我取的是标准的定位销当中的作为支撑面的摩擦的系数， ，取值的范围是中间，我选择为安全的系数，钻削时， ,我取选择为加工工件的宽度， 为钻削的扭矩： 大于,夹紧力达到了工件的要求通过检验： 达到了强度规定的要求，钻 2-5孔的夹具安全并且牢靠， 3.1.7 2-5孔专用夹具设计的操作使用说明本次设计2-5孔夹具的夹紧原理是：本次设计的夹具是一个专用的钻夹具，为了使钻削的孔能够在最少的时间内完成，选择钻套来完成2-5孔的加工装夹， 杠杆时先把夹紧的螺母拧松点，移动压板，让 杠杆靠紧各个定位的表面，夹紧的螺母，就可以对孔来进行加工。结 论经过接近两周的设计，