杠杆说明书.doc

长沙学院课程设计机械制造工艺及夹具设计课程设计任务书1、设计题目设计杠杆零件的机械加工工艺规程及部分工艺工序的专用机床夹具。2、设计内容熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成（1） 毛坯图、零件毛坯合图各一张 （3或4号图）（2） 关键工序机械加工工艺规程卡片一张 （4号图）（3） 指定工序夹具装配图一张 （2或3号图）（4） 夹具部分零件图12张 （图幅自定）（5） 设计说明书 （一份）（6） 夹具3D效果图一张 （4号图）3、原始资料零件图样一张生产纲领为6000件/年。所使用机床等根据需要自选，以通用机床为主。目 录第1章 零件的分析与毛坯的选择51.1、零件的作用51.2、零件的工艺分析51.3、零件的生产类型61.4、确定毛坯的类型和制造方法61.5、确定毛坯技术要求7第2章 工艺规程的设计82.1定位基准的选择82.1.1粗基准的选择82.1.2精基准的选择82.2确定工艺路线82.2.1确定各表面的加工方法82.2.2拟定加工工艺路线92.3工艺路线方案的分析与比较102.4机床设备及工艺装备的选择112.5 选择加工设备及刀具112.6工件表面加工方法的选择13第3章 加工余量及工艺尺寸的确定143.1粗、精铣40柱体和凸台上表面143.2粗、精铣40柱体下表面153.3粗、精铣30圆柱体上表面153.4粗、精铣30圆柱体下表面163.5加工孔的余量及尺寸16第4章 确定切削用量及基本工时174.1粗、精铣40圆柱体和凸台上表面174.2粗、精铣40下表面184.3粗、精铣30圆柱体上表面184.4粗、精铣30圆柱体下表面194.5加工25H9孔204.6加工10H7孔214.7加工28H7孔224.8时间定额计算23第5章 夹具设计255.1 粗铣40下端面的夹具设计255.1.1 问题的提出255.1.2 夹具设计255.1.3夹具设计及操作的简要说明275.1.4姜兑群的设计心得285.2加工25孔的夹具设计305.2.1 定位方案设计305.2.2 装置选用及设计305.2.3定位误差计算315.2.4夹紧力的计算315.2.5夹具的操作说明345.2.4董剑的设计心得345.3 加工8孔的夹具设计365.3.1工件的加工工艺分析365.3.2确定夹具的结构方案365.3.3夹紧力的计算385.3.4 定位误差的计算405.3.5夹具设计及操作的简要说明405.3.6刘建峰的设计心得415.4 加工10孔的夹具设计435.4.1定位方案设计435.4.2 定位误差计算435.4.3 夹紧力的计算445.4.4夹具设计及操作的简要说明465.4.5尹恺的设计心得47参考文献48附录附表一：机械加工工艺过程卡附表二：机械加工部分工序卡附图：零件毛坯图附图：夹具效果图第1章 零件的分析与毛坯的选择1.1、零件的作用本零件为铣床进给机构中的杠杆。25H孔与一轴连接起支撑本零件的作用。左右两孔8H7孔各装一拔叉，控制铣床工作台自动进给的离合器。10H7孔通过销与另一杠杆（连操纵手柄）连接操纵手柄。即可实现铣床工作台三个方向的自动进给。图1.1 杠杆零件图1.2、零件的工艺分析该零件主要加工四个孔以及两个端面。二个8H7孔与25H9孔轴线都有平行度的位置要求，10孔轴线与25孔轴线也有平行度要求。同时对四个孔的表面粗糙度都有较高的要求。分析零件工艺性可定加工次序如下：（1）加工40端面和25内孔（2）以加工出来的孔及端面为基准加工左右30端面。（3）以加工出来的25孔及端面为基准加工左右二个8孔。保证平行度要求。（4）以加工出来的25孔及端面为基准加工10孔。保证其位置精度1.3、零件的生产类型已知任务要求设计的零件为一杠杆。现假定该机器年产量为6000件/年，且每台机器中同时能加工的零件数仅为一件，若取其备品率为5%，机械加工的废品率为2%，则得出该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+5%+2% )件/年=6420件/年 （1）由计算可知，该零件的年产量为6420件。由零件的特征可知，它属于机体类小零件，因此，可以确定其生产类型为单件大批量生产。1.4、确定毛坯的类型和制造方法根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为6420件/年，该零件质量约为1kg，可知，其生产类型为大批量生产，由于零件的结构简单，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，结合零件和经济的考虑，所以毛坯制造最好选用砂型铸造的方法。选用砂型机器造型，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。1.5、确定毛坯技术要求1）铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等缺陷。铸件表面应清楚毛刺、结瘤和粘砂等。2）正火处理硬度174207HBS，以消除内应力，改善切削加工性能。3）未注圆角为R3R5mm。4）起模斜度为30。第2章 工艺规程的设计2.1定位基准的选择2.1.1粗基准的选择选择零件的重要孔的毛坯孔作粗基准，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；此外还应能保证定位准确、夹紧可靠。因此通过对零件的分析，考虑到上述的各方面要求，故可以选择40圆柱体的下端面为粗基准。2.1.2精基准的选择由零件图可知25H9孔及其底面既是装配基准，又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则。且其余各面和孔的加工也可用它们定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，采用了25H9孔做为精基准，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。2.2确定工艺路线2.2.1确定各表面的加工方法根据各表面加工的要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：粗铣精铣40圆柱体上下端面和左右两边30圆柱体上下端面，钻铰28H7、10H7和25H9四个孔。2.2.2拟定加工工艺路线加工方案有以下二种，如表2.1和表2.2所示。表2.1 加工方案工序号工序内容简要说明10铸造20时效处理 消除内应力30粗铣40圆柱体及凸台上端面先加工基准面40粗铣40圆柱体及凸台下端面 加工面50粗铣230圆柱体上下端面 60钻、扩、铰25H9孔，孔口倒角为145留精扩铰余量70钻、扩、铰10H7的孔80钻、扩、铰28H7的孔 90精铣40圆柱体及凸台上端面先加工面100精铣40圆柱体及凸台下端面110精铣230圆柱体上下端面120精铰25H9孔，表面粗糙度R1.0mm后加工孔130精铰10H7孔140精铰28H7孔，表面粗糙度R1.0mm150去毛刺160清角170检验表2.2 加工方案工序号工序内容简要说明10铸造20时效处理消除内应力30粗铣40圆柱体及凸台上端面先加工基准面40粗铣40圆柱体及凸台下端面先加工面50钻、扩、铰25H9孔，孔口倒角为145后加工孔60粗铣230柱体上下端面先加工面70钻、扩、铰10H7的孔后加工孔80钻、扩、铰28H7的孔90精铣40圆柱体及凸台上端面精加工面100精铣40圆柱体及凸台下端面110精铰25H9孔，表面粗糙度R1.0mm精加工孔120精铣230圆柱体上下端面 130精铰10H7孔140精铰28H7孔，表面粗糙度R1.0mm150去毛刺160清角170检验 2.3工艺路线方案的分析与比较方案一：按工序集中原则组织工序，先在一台铣床上将40圆柱体和30圆柱体的端面全部都铣好，然后将25H9、10H7、28四个孔在一台钻床上将孔加工完成。该方案的优点是：工艺路线短，减少了工件装夹次数，易于保证加工面的相互位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备终结时间。方案二：按工序分散原则组织工序，先在一台铣床上将40柱体的两端面铣好，再在钻床上钻好25H9，然后以25H9和一端面为基准加工零件的其它面和孔。该方案的优点是可以采用通用夹具；其缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数。总结，由于该零件确定的生产类型为单件大批生产，所以可以采用自动机床或者专用机床并配以专用夹具加工零件，尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求，综合比较，最终的方案如下：表2.3 最终方案工序号工序内容简要说明1铸造2时效处理 消除内应力3粗铣40圆柱体的下端面先加工基准面4粗铣30圆柱体的左右端面加工面5粗铣40圆柱体及凸台的上端面6钻25H9的孔7钻28 H7的孔 8钻10H7的孔 9精铣40圆柱体下端面先加工面10精铣30圆柱体及凸台左下右上端面11精铣40圆柱体及凸台的上端面12扩25H9的孔后加工孔13铰28 H7的孔14铰10的孔15去毛刺16清角17检验2.4机床设备及工艺装备的选择由于生产类型为单件大批生产,故加工设备宜以通用机床为主.其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水式生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工来完成。2.5 选择加工设备及刀具粗加工阶段：1、粗铣宽度为40mm的下端面。采用X52K立式铣床（参考文献：机械制造技术基础课程设计指南，主编：崇凯，化学工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀。2、粗铣宽度为30mm凸台的左下右上表面。采用X52K立式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀。3、粗铣宽度为40mm的上端面。采用X52K立式铣床，刀具选D=2mm的削平型立铣刀。4、钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z525型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm。5、钻孔2*8(H7)使尺寸达到7.8mm。采用立式Z525型钻床，刀具选D=7.8mm的直柄麻花钻。6、钻孔10（H7）使尺寸达到9.8。采用立式Z525型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻。精加工阶段：7、精铣宽度为40mm的下端面。采用X52K立式铣床，刀具选D=2mm的削平型立铣刀。8、 精铣宽度为30mm凸台的左下右上表面。采用X52K立式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀。9、精铣宽度为40mm的上端面。采用X52K立式铣床，刀具选D=2mm的削平型立铣刀。10、扩孔25（H9）使尺寸达到25mm。采用Z525型钻床，刀具选D=25mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀）。11、铰孔2*8(H7)使尺寸达到8mm。采用立式Z525型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀。12、铰孔10（H7）使尺寸达到10。采用立式Z525型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀。2.6工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔扩孔的加工方法，并倒145内角。2、40mm圆柱的上平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。4、30mm的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。5、10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra3.2，平行度为0.1m（A），采用钻孔铰孔的加工方法。6、钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔铰孔的加工方法。第3章 加工余量及工艺尺寸的确定确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链来算。3.1粗、精铣40柱体和凸台上表面取粗铣加工公差等级为IT13表3.1粗、精铣40柱体和凸台上表面的加工余量粗、精铣40柱体和凸台上表面总余量Z(mm)加工余 量Z(mm)设计尺 寸X(mm)工序尺寸(mm)公差(mm)实际精铣余量Z(mm)粗铣2.51.95454.60.39精铣0.60.21校核精铣余量 Z= X- X=（54.6-0.39）-54=0.21mm，0.21mm0.6mm 余量足够。3.2 粗、精铣40柱体下表面取粗铣加工公差等级为IT13表3.2粗、精铣40柱体下表面的加工余量粗、精铣40柱体和凸台下表面总余量Z(mm)加工余 量Z(mm)设计尺 寸X(mm)工序尺寸(mm)公差(mm)实际精铣余量Z(mm)粗铣2.01.45454.60.39精铣0.60.21校核精铣余量 Z=X-X=（54.6-0.39）-54=0.21mm,0.21mm0.6mm ,余量足够。3.3 粗、精铣30圆柱体上表面取粗铣加工公差等级IT11表3.3粗、精铣30柱体上表面的加工余量粗、精铣30圆柱体上表面总余量Z(mm)加工余 量Z(mm)设计尺 寸X(mm)工序尺寸(mm)公差(mm)实际精铣余量Z(mm)粗铣2.51.91515.60.16精铣0.60.44校核精铣余量 Z= X- X=（15.6+0.16）-15=0.44mm，0.44mm0.6mm ，余量足够3.4粗、精铣30圆柱体下表面表3.4粗、精铣30柱体下表面的加工余量粗、精铣30圆柱体下表面总余量Z(mm)加工余 量Z(mm)设计尺 寸X(mm)工序尺寸(mm)公差(mm)实际精铣余量Z(mm)粗铣2.01.41515.60.16精铣0.60.44校核精铣余量 Z= X- X=（15.6+0.16）-15=0.44mm，0.44mm0.6mm ，余量足够。3.5加工孔的余量及尺寸表3.4加工孔的余量尺寸加工表面工序单边余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/mm粗精粗精粗精25孔11.512325Ra6.3Ra1.610孔4.90.19.810Ra6.3Ra3.22*8孔3.90.17.88Ra6.3Ra1.6第4章 确定切削用量及基本工时4.1粗、精铣40圆柱体和凸台上表面查阅有关手册，取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/z；精铣的每转进给量f=0.05mm/z；粗铣走刀1次，a=1.9mm；精铣走刀1次，a=0.6mm。取粗铣的主轴转速为150r/min, 取精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定铣刀直径D为100mm, 故相应的切削速度分别为：粗加工：V= (4.1)=m/min=47.1m/min.精加工：V= (4.2)=m/min=94.2m/min.校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：参考有关资料，铣削时的切削功率为：P=167.910afaZk (4.3)取Z=10，n=2.5r/s, a=83mm,a=1.9mm,f=0.2mm/z,k=1；将其代入公式中，得P=167.9101.90.283102.51=1.89kW又从机床X52K说明书（主要技术参数）的机床功率为7.5kW，机床传动效率一般取0.750.85，则机床电动机所需功率P=P/=1.89/0.85=2.22kW7.5kW.故机床功率足够。4.2粗、精铣40下表面查阅有关手册，取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/z；精铣的每转进给量f=0.05mm/z；粗铣走刀1次，a=1.4mm；精铣走刀1次，a=0.6mm。取粗铣的主轴转速为150r/min, 取精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定铣刀直径D为100mm, 故相应的切削速度分别为：粗加工：V=m/min=47.1m/min.精加工：V=m/min=94.2m/min.校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：参考有关资料，铣削时的切削功率为：P=167.910afaZk取Z=5个齿，n=2.5r/s, a=83mm, a=1.9mm, f=0.2mm/z, k=1；将其代入公式中，得P=167.9101.40.240102.51=0.69kW又从机床X52K说明书（主要技术参数）的机床功率为7.5kW，机床传动效率一般取0.750.85，则机床电动机所需功率P=P/=0.69/0.85=0.81kW7.5kW.故机床功率足够。4.3粗、精铣30圆柱体上表面查阅有关手册，取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/z；精铣的每转进给量f=0.05mm/z；粗铣走刀1次，a=1.9mm；精铣走刀1次，a=0.6mm。取粗铣的主轴转速为150r/min, 取精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定铣刀直径D为50mm, 故相应的切削速度分别为：粗加工：V=m/min=23.55m/min.精加工：V=m/min=47.1m/min.校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：参考有关资料，铣削时的切削功率为：P=167.910afaZk取Z=10个齿，n=2.5r/s, a=30mm, a=1.9mm, f=0.2mm/z, k=1；将其代入公式中，得P=167.9101.90.23052.51=0.34kW又从机床X52K说明书（主要技术参数）的机床功率为7.5kW，机床传动效率一般取0.750.85，则机床电动机所需功率P=P/=0.34/0.85=0.4kW 7.5kW.故机床功率足够。4.4 粗、精铣30圆柱体下表面查阅有关手册，取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/z；精铣的每转进给量f=0.05mm/z；粗铣走刀1次，a=1.4mm；精铣走刀1次，a=0.6mm。取粗铣的主轴转速为150r/min, 取精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定铣刀直径D为50mm,故相应的切削速度分别为：粗加工：V=m/min=23.55m/min.精加工：V=m/min=47.1m/min.校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：参考有关资料，铣削时的切削功率为：P=167.910afaZk取Z=10个齿，n=2.5r/s, a=30mm, a=1.9mm, f=0.2mm/z, k=1；将其代入公式中，得P=167.9101.40.23052.51=0.26kW又从机床X52K说明书（主要技术参数）的机床功率为7.5kW，机床传动效率一般取0.750.85，则机床电动机所需功率P=P/=0.26/0.85=0.31kW 7.5kW.故机床功率足够。4.5 加工25H9孔1）钻D=23mm选用立式钻床Z525，直柄麻花钻，钻头材料为硬质合金YG8钻头直径为23mm。参考机床技术参考表，取钻23孔的进给量f=0.5mm/r,查有关资料得其切削速度为V=0.5m/s=30m/min,由此算出转速为： n= (4.4)=415.4m/min按机床实际转速取n=392r/min,则实际切削速度为V= (4.5)=30m/min 查有关资料得： F=9.8142.7dK ， M =9.810.02dfK因此，25H9孔的F和M值如下： F=9.8142.7250.51=6014.69N M =9.810.02250.51=70.42Nm2)扩D=25mm查手册得：进给量：f=(0.91.1)f=(0.450.55)mm/r ，取f=0.5mm/r扩钻速度：V=（1/31/2）V=（8.2312.35）m/min则n=（107160.5）r/min，取n=140r/min所以，实际切削速度V=10.7m/min4.6 加工10H7孔1)钻D=9.0mm选用立式钻床Z525，直柄麻花钻，钻头材料为硬质合金YG8钻头直径为9.0mm。参考机床技术参考表，取钻9.0孔的进给量f=0.4mm/r,查有关资料得其切削速度为V=0.44m/s=26.4m/min,由此算出转速为： n=840.8m/min按机床实际转速取n=680r/min,则实际切削速度为V=19.2m/min查有关资料得：F=9.8142.7dK ，M =9.810.02dfK因此，10H7的F和M值如下： F=9.8142.7100.41=2012N M =9.810.02100.41=9.4Nm2)铰D=10H7进给量f=1.2mm/r取切削速度V=1.3m/s则n=1000V/d=41.4r/s=2484r/min ，取n=1360 r/min所以，得实际切削速度V=42.7m/min4.7 加工28H7孔1)钻D=7.8mm选用立式钻床Z525，直柄麻花钻，钻头材料为硬质合金YG8钻头直径为7.8mm。参考机床技术参考表，取钻7.8孔的进给量f=0.3mm/r,查有关资料得其切削速度为V=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为： n=1039r/min按机床实际转速取n=960r/min,则实际切削速度为V=22.6m/min查有关资料得： F=9.8142.7dK M =9.810.02dfK因此，其F和M值如下： F=9.8142.780.31=1279N M =9.810.0280.31=4.8Nm2）铰D=8H7进给量f=1.2mm/r取切削速度V=1.3m/s则n=1000V/d=51.8r/s=3105r/min ，取n=1360 r/min所以，实际切削速度V=34.2m/min4.8 时间定额计算1）机动时间参考有关资料，得钻孔的计算公式为：t=， (4.6)其中L=+(12)， (4.7)L=14,钻盲孔时取L=0对于孔25H9mm：钻孔23时：L=+1.5=9mm，L= 54mm,取L=3mm。将以上数据及前面已选定的f和n代入公式，得t=0.34min扩孔25时：L=+1.5=2.09mm，L=54mm, 取L=3mm将以上数据及前面已选定的f和n代入公式，得t=0.84min所以，加工孔25H9的基本时间为：t=0.34+0.84=1.18min对于孔10H7mm：钻孔9.8时：L=+1.5=4.2mm，L=25mm,取L=3mm。将以上数据及前面已选定的f和n代入公式，得t=0.18min铰孔10H7时：L=+1.5=1.6mm，t=0.21min所以加工孔10H7的基本时间为：t=0.18+0.21=0.39min对于孔28H7mm：钻孔7.5时：L=+1.5=3.84mm，L=15mm,取L=3mm。将以上数据及前面已选定的f和n代入公式，得2t=2=0.15min铰孔8H7时：L=（8-7.8）/2*cot45+1.5=1.6mm2t=2= 0.15min所以加工孔28H7的基本时间为：t=015.+0.15=0.3min则总的机动时间为： t=1.18+0.39+0.3=1.87mim第5章 夹具设计5.1 粗铣40的下端面的夹具设计5.1.1 问题的提出本夹具主要用来粗铣40的下端面，该端面只与40上端面及30的端面有技术要求。但加工本道工序时，25的孔尚未加工，而且这个端面在后面工序中还要进行精铣。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。5.1.2 夹具设计5.1.2.1定位基准的选择由零件图可知，40端面与30端面有精度要求，其设计基准为30的端面。为了使定位误差为零，以30的端面定位。这样还可以保证8孔和25孔的平行度。5.1.2.2切削力及夹紧力计算刀具：高速钢削平型立铣刀，D=20mm，z=3 F=kFC (5.1)其中：CF=30，ap=3,xF=1,fz=0.1,yF=0.65,ae=3,uF=0.83,Z=3, kFC=1,d0=20,qF=0.83,wF=0所以 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4其中：K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1 K4为断续切削系数1.1所以 F=KF=1.5*1.1*1.1*1.1*12.5=24.96N验证工件弯曲强度M=FL=24.96*0.084=2.09N*MT=FL=24.96*0.054=1.34N*M (5.2)MPa =6.65 MPa40 MPa满足弯曲强度条件。为克服水平切削力，实际夹紧力应为N（f1+f2）= KF 其中f1和f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1=f2=0.25 则N=49N5.1.2.3定位误差分析（1）夹具的主要定位元件为两个半径为15的定位钉，公差取580+0.74和110-0.43的较小的公差，即=0.43。图5.1 定位原理图（2）零件图样规定25孔与8孔的平行度为0.15，此项技术要求主要应由钻床夹具保证。故此夹具只要保证40端面与30端面的尺寸精度，又30端面留有2mm的余量，且后面工序还要进行精铣。所以满足图样技术要求。5.1.3夹具设计及操作的简要说明 在夹具设计时，应该注意夹紧时保证工件已占据的正确位置，故采用两点同时夹紧的连杆机构。考虑到安放工件不方便，采用在定位钉处开槽起固定作用。本工序虽然是粗加工，但切削深度不大，切削力也不是很大，从前面的计算可知，工件悬臂的刚度足够，所以不再考虑沿切削力方向的夹紧机构。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。图5.2 粗铣40的下端面的夹具的装配图5.1.4姜兑群的设计心得经过两周多的课程设计，我从中学到了很多课本上很难学到的东西，也让我更深入的了解本专业的实际工作是如何进行的。虽然离实际工作还有一定的距离，但这是我们必经的一步，也是重要的一步。从看懂零件图到工艺路线的拟定，从工艺方案的确定到工艺综合卡片的填写，从夹具方案的设计到夹具装配图的完成，我们就是这样一步步走过来的。每一次错误后的着急，每一次完成后的喜悦都留在每个人的心里。从中，我们学会了如何发现问题，如何分析问题，如何讨论并解决问题的方法，也培养了这种意识和能力。并且，知道设计的反复是设计的本性。这就是我这次设计的体会，也是心得吧。5.2加工25孔的夹具设计5.2.1 定位方案设计保证孔前后位置要求，必须限制Y的移动和X的转动。保证孔左右位置要求，必须限制X的移动、Z的转动及Y的转动。因加工通孔上下位置可不用限制。所以：加工该孔需限制工件X移动转动、Y的移动转动以及Z的转动。定位方案的确定及定位元件的选用：用大平面与工件底面接触限制Z的移动、X的转动以及Y的转动作为辅助定位。用固定的V形块与活动V形块限制X、Y的转动作为辅助定位。图 图5.3 夹具定位原理图 5.2.2 装置选用及设计结构简单，且具有通用性等。因此选用螺旋夹紧。 由于夹紧力是面接触，选用的螺纹直径为23的刀具5.2.3定位误差计算确定基准定位误差 （5.3）圆柱销直径D=6mm圆柱销直径偏差D=60.0120.004mm=0.012-0.004=0.008=0.022mmdw=20.022cos 90 +20.008cos（90 -90）=0.016定位误差：为定位销与工件间最小间隙=0.009mm定位误差=0.016+0.009=0.025mm5.2.4夹紧力的计算零件加工过程中所受的夹紧力较大，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧力的位置。为了节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具采用宽头压板，用螺母、螺杆、弹簧相互配合夹紧零件。5.2.4.1最大切削力：加工25mm孔时轴向力最大F= (5.4)其中, 取决于工件材料和切削条件的系数=42.7且=1 ，=0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对轴向力的修正系数 (5.5)其中,HB=200 ,nf =0.75=1.04所以：F=9.8142.73811.10.81.04=17866N5.2.4.2 最大转矩：加工25mm孔时转矩最大M= (5.6)其中, 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021且=2 ，=0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数 (5.7)其中，HB=200，nF =0.75=1.04所以：M=9.810.0213821.10.81.04=334Nm5.2.4.3 切削功率切削功率：P=2 MV/d0=23341.256/38=22KW5.2.4.4 夹紧力计算本夹具采用的是压板夹紧，对夹具夹紧力影响最大的是钻25mm孔的转矩： M= 其中, 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021且=2 ，=0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数其中：HB=200 ,nF =0.75=1.04所以：M=夹紧力Q为， (5.8)其中：M为对夹具夹紧力影响最大的转矩 L 为夹紧力力臂 L=268+10/2=141mm所以Q=90/0.141=638.3N实际预紧力： (5.9)其中：K为安全系数：一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余量不均匀等引起的切削力的变化。 一般取：加工性质系数，粗加工取。精加工取：刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。一般取。这里取：断续切削系数，断续切削时取。连续切削时，取代入数据得，所以 Q=638.32.592=1654.5N因此，夹紧力为： Q =1654.5N5.2.5夹具的操作说明先将加工工件放置在支撑板上，然后将活动V形块拧紧至加工工件不能移动。本次加工钻床上有钻套，使钻头对中，保证精度。图5.4 夹具体的装配图5.2.6董剑的设计心得本次课程设计让我学会了很多东西，让我更好的将理论和实际结合起来，通过本次设计，对杠杆的加工工艺及其夹具设计分析，对工艺和夹具、刀具设计有了进一步认识，对PROE CAD软件有了更深入的了解。从书上的理论知识转换到实际运用，是一个相互转化的过程，在设计过程中遇到了很多自己不能独立解决的问题，在同学们的帮助下，问题都被一一解决。在本次设计中，对零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺规程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。本次的夹具设计，通过对夹具材料、类型的选择及任务要求，一步步确定夹具的各个参数。在设计过程中，需仔细分析、计算各种参数，确保拉刀设计的合理性、经济性、可加工性等。当完成设计后，让我有一种无法言寓的成就感。当然在 此要感谢我的知道老师和帮助我的同学们。5.3 加工8孔的夹具设计5.3.1工件的加工工艺分析设计一夹具在用于在Z525立式钻床上加工该工件8mm的孔，精度等级为IT7级，中批量生产且有位置精度要求。所需要加工的8mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值为Ra1.6，并且8H7为浅孔。在机械加工工艺规程中，分钻、铰进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔8H7和已加工孔25H9的中心的平行度要求。但是，两个相差180拨杆不利于夹紧工件，会给加工带来一定困难，在钻孔的时候，工件的拨杆会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注意解决这个问题5.3.2确定夹具的结构方案5.3.2.1确定定位方案，选择定位元件由于该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。本工序加工要求保证的位置精度主要是中心距尺寸（840.2mm）及平行度公差0.15mm.根据基准重合原则，应选25H9孔为主要定位基准，为使夹具结构简单，采用间隙配合的长销加小端的定位方式。又为保证8孔处壁厚均匀，采用活动V形块来确定工件的角向位置。所以定位方案如下：主定位：用长销小平面与工件25mm的内孔壁及40mm的下端面接触，限制工件在X.Y轴方向的移动与转动和Z轴方向的移动。 图5.5 加工8孔的定位原理图辅助定位：利用一活动V型块与工件30mm圆柱面接触与长销限制了Z轴方向的转动。该定位方案采用的定位元件共限制了X轴方向的移动转动、Y轴方向的移动转动、Z轴方向的移动转动，属于完全定位。符合定位要求。图 5.6 定位基准5.3.2.2确定导向装置此夹具采用固定钻套，又考虑到要求结构简单且能保证精度，故采用固定钻模板。5.3.2.3确定夹紧机构理想的夹紧方式应使夹紧力作用在主要定位面上，但为简化结构，确定采用螺旋夹紧，即在长销上直接做出一段螺纹，并用螺母和开口垫圈锁紧。它具有增力大，自锁性能好的特点，很适合于手动夹紧。主要缺点是夹紧动作慢。5.3.2.4确定其他装置和夹具体为了保证加工时工艺系统的刚度和减小工变形，应在靠近加工部位增加辅助支承。夹具体的设计应通盘考虑，使上述各部分通过夹具体联系起来，做成一套完整的夹具。此外，还应考虑夹具与机床的联接。因为是在立式钻床上使用，夹具安装在工作台上可直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可。5.3.3夹紧力的计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即： (5.10)其中，查文献2表1-2-1得：、1.15、，所以，= 2.691查文献2表-2-7得： (5.11)查文献2表1-2-8得：由于钻头的直径为d = 7.8mm， 所以，M=0.21 x 0.78 2 x 0.430.8 x 1.031=10.59 (N mm)因此，实际所需要的夹紧力为：(N mm)夹紧机构采用螺母夹紧机构，机构的传动效率为，螺母产生的夹紧力为： (5.12)查文献2表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，查表1-2-22，得，。= 1264.6（N）则作用在转动压板上的夹紧力为： (5.13)由公式得：=1351.5（N）在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为48m。因此，夹紧力产生的扭矩为： (N mm)。因，故该机构能满足钻孔加工要求。5.3.4 定位误差的计算定位误差：由于定位基准与工序基准重合，所以， 由于定位副制造误差引起的定位误差(定位销与孔配合的最大间隙)Y=0.052+0.011=0.067mm5.3.5夹具设计及操作的简要说明本道工序的钻床夹具上装有钻套，可引导钻头对中，保证零件的精度。操作时，先将零件用定位销配合，再利用手杆移动V形块使其接触30的外圆端面，最后再用螺母夹紧,这样零件就在夹具体上实现完全定位与夹紧。由于本工序所钻孔较小，夹具可直接放在钻床上，不用再固定。图5.7 加工8孔的夹具装配图5.3.6 设计心得1这次夹具设计历时二个星期多左右，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。 按照教师的安排我本次设计的任务是对杠杆零件的夹具设计。刚看到这样一个任务，心里不由的发慌：就凭我们所学的这么一些东西能够设计出来吗？然而通过和同学的交流以及查阅资料，心里头慢慢地有了思路，一步步的进行着，从对零件的分析到工艺的设计，从毛坯的制定到定位夹紧的确定，最后装配图的初步形成，可以说付出了很大的努力。通过这次设计我对所学的知识形成了一个系统的认识，了解到机械类的专业课程都是互相联系自成体系而不是彼此独立的。这些为我们的的后续课程的学习及工作打了一定的基础。我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，更加深刻地认识到了电脑辅助作图的作用，同时更熟练的掌握了对CAD,PROE的使用。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！另外，此次课程设计的完成也得到了唐老师的精心指导，也得到了本组和班上同学的大力支持，他们的关怀和帮助让我能够按时完成了这次设计的任务。在此，非常感谢他们的对我