机械加工工艺及等臂杠杆直径25杠杆专用夹具设计

机械制造技术基础课程设计机械加工工艺及等臂杠杆直径25杠杆专用夹具设计班级机械112班完成日期20140624摘要本设计的零件为杠杆零件，选用号钢。根据零件的形状、尺寸精度、生产的经济效益等各方面的详细分析其加工工艺，多采钻床加工。通过对零件的分析，此工件外形轮廓尺寸小，重量轻，加工要求不高，生产批量不大。因此在保证质量和提高生产率的前提下，尽量简化结构，做到经济合理。关键词钻床加工，杠杆零件，尺寸精度。ABSTRACTTHEDESIGNOFPARTSFORTHELEVERPARTSOF45STEELACCORDINGTOPARTSOFSHAPE,DIMENSIONALACCURACY,COSTEFFECTIVEPRODUCTIONAREASSUCHASADETAILEDANALYSISOFITSMANUFACTURINGPROCESSES,MOSTDRILLINGPARTOFTHEANALYSIS,THESHAPEOFTHEWORKPIECECONTOURSMALLSIZE,LIGHTWEIGHT,LOWPROCESSING,NOTMASSPRODUCTIONTHEREFORETHEQUALITYASSURANCEANDPRODUCTIVITY,UNDERTHEPREMISEOFTHESTRUCTUREASSIMPLEASPOSSIBLE,SOECONOMICALLYRATIONALKEYWORDSDRILLING,LEVERAGEDPARTS,DIMENSIONAL一、设计题目二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型（中批或大批大量生产）三、上交材料1绘制零件图1张2毛坯图1张3编制机械加工工艺过程综合卡片1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）1套5绘制夹具装配图（A0或A1）1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7编写课程设计说明书（约50008000字）。1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第L2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语该同学在课程设计过程中表现认真，工艺路线夹具设计方案，说明书及图纸质量，综合评定其成绩为。成绩指导教师日期目录一、零件的分析1二、确定的毛坯寸2三、拟定工艺路线（附机械加工工艺过程卡片）四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定五、工序5钻孔扩孔粗铰精铰25MM孔的切削用量与时间定额的计算六、机械加工工艺过程卡和加工工序卡片（附表）七、夹具设计八、小结8九、参考文献8一、零件的分析（一）、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、传递力矩的。二、杠杆的技术要求杠杆的25、10、8四孔的轴线有平行度的要求。现分述如下表杠杆零件技术要求表加工表面尺寸及公差/MM公差及精度等级表面粗糙度RA/M形位公差/MM40小表面540046IT136340大表面540046IT1332左30表面15IT1263右30表面15IT126325孔2500052IT91610孔1000015IT73201A左8孔800015IT716015A右8孔800015IT71601A该杠杆的形状特殊、结构简单，是常见的杠杆零件。为实现起功能，对其的配合面要求较高，加工精度要求较高。因其在工作中的工作平稳，故无须进行热处理。综上所述，该杠杆的各项要求制定较合理，符合其功用。（三）、审查杠杆的工艺性分析零件图可知，杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工，25、10、8孔的端面均为平面，这样可以防止加工的过程中钻头钻偏，可以保证加工的精度和配合的精度。另外，除了10孔以外，对其余的三孔的空内表面的要求较高。要采取必要的措施以保证其表面精度。但这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量地加工出来。端面和孔的加工可以同过通用铣床和钻床保证其加工精度，而不需要使用高精度的机床，通过钻削、铣削的加工就可以达到要求。（四）、确定杠杆的生产类型依设计题目知Q5000件/年，结合生产实际，备用品率A和废品率B分别取3和05。代入公式得N5000X（13）X（105）517575件/年。通过PROE的实体估算，其重量为6千克，查教材表13得，该杠杆属1中型零件；由教材表14得，生产类型为大量生产。二、确定毛坯的尺寸（一）、选择毛坯该杠杆在工作中的载荷平稳，根据零件要求材料为HT200，毛坯采用铸造。该杠杆的零件的轮毂尺寸不大，且生产类型为大量生产，为提高质量和生产的毛坯的精度，故使用金属模铸造。毛坯的拔模斜度为5O。（二）、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由教材的表210212可知，要确定的毛坯机械加工余量和尺寸公差，先确定以下各项因素。1、公差等级由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、铸件的重量由PROE的实体估算杠杆零件的重量为6千克，由此再估算起毛坯的重量为8千克。3、零件的分模面根据该杠杆零件的形位特点，该零件的25、8轴线组成的平面为分模面，属于直分模面。4、零件的表面粗糙度由零件图可知，该杠杆的各加工表面的粗糙度RA均大于16M。根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果见下表。毛坯图加工表面机械加工余量/MM尺寸公差粗340小表面精1003粗340大表面精1003粗3左30表面精1003粗3右30表面精1003三、拟订杠杆工艺路线（附机械加工工艺过程卡片）2一、定位基准的选择由于定位基准有粗基准和精基准之分，故先确定精基准，然后再确定粗基准。（1）、精基准的选择分析杠杆零件的零件图，可得，零件的设计基准为杠杆中间的小平面和25孔。为了遵循“基准统一”原则，故选杠杆中间的小平面和25孔作为精基准。（2）、粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，无飞边、毛刺等。故可选择杠杆中间的大平面和中间的30凸台作为粗基准。二、确定工艺路线按照基准的选择原则，确定工艺路线如下1、粗精铣杠杆中间小平面到580082、粗精铣杠杆中间大平面540743、粗精铣杠杆左面平面154、粗精铣杠杆右面平面155、钻、扩、粗铰、精铰25孔到25000526、25孔倒角C17、钻、粗铰、精铰8孔8000158、钻、粗铰、精铰10孔10000159、去毛刺10、检验四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是HT200，毛坯的重量10KG，生产类型为大量生产，。（1）、由于毛坯采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下RF2RMACT/2查教材P23得CT810，取CT9故得CT1836MM，取CT25MM查教材P25得RMADF，取RMAE查表得RMA11MM对于中间小平面有R中F2RMACT/2542X1125/25745MM两边平面厚R右FRMACT/21735左边平面高R左FRMACT/26035右边平面高R左FRMACT/213353查教材得工序间的加工余量平面粗加工余量3MM，平面精加工余量1MM查教材P101的表57510得粗加工时FZ0503精加工时RA32，F0307；RA63，F0718铣削时的最后一次走刀前留余量05MM孔的加工余量8一次钻孔78，粗铰796，精铰8，RA16，IT7。10一次钻孔98，粗铰996，精铰10，RA32，IT7。25一次钻孔2300，扩孔248，粗铰2494，精铰25，RA16，IT9进给量由教材P108查得麻花钻钻孔25F04MM/R8、10F02MM/R,扩孔25F0809取F12MM/R,VC18M/MIN粗铰25F1MM/R,VC38M/MIN8、10F1MM/R,VC115M/MIN精铰由教材P110表526，RA25125,VC23RA525,VC4525RA16,F08MM/R,VC495M/MIN8F03MM/R,VC4M/MIN10F1MM/R,VC6M/MIN五、工序5钻孔扩孔粗铰精铰25MM孔的切削用量与时间定额的计算（一）、加工余量的确定查教材得，钻孔余量为230MM，扩孔的余量为18MM，粗铰的余量为014MM，精铰的余量为006MM（二）、切削用量的计算（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定AP230MM。2进给量的确定由教材选取该工步的每转进给量为F04MM/R。3）切削速度的计算由于该材料为HT150，由教材初选切削速度为V为20M/MIN。由公式N1000V/D可求得该工序的钻头转速N27693R/MIN，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速N250R/MIN，再将此转速代入公式N1000V/D便求得该死工序的实际钻削速度为4VND/1000250R/MINXX230MM18M/MIN。（2）扩孔工步1）背吃刀量的确定AP18MM。2进给量的确定由教材选取该工步的每转进给量为F12MM/R。3）切削速度的计算由教材初选切削速度为V为4M/MIN。由公式N1000V/D可求得该工序的钻头转速N5136R/MIN，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速N47R/MIN，再将此转速代入公式N1000V/D便求得该死工序的实际钻削速度为VND/100047R/MINXX248MM366M/MIN。（3）粗铰工步1）背吃刀量的确定AP014MM。2进给量的确定由教材选取该工步的每转进给量为F10MM/R。3）切削速度的计算由教材初选切削速度为V为3M/MIN。由公式N1000V/D可求得该工序的铰刀的转速N3828R/MIN，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速N47R/MIN，再将此转速代入公式N1000V/D便求得该死工序的实际钻削速度为VND/100047R/MIN2494MM3806M/MIN。（4）精铰工步1）背吃刀量的确定AP006MM。2进给量的确定由教材选取该工步的每转进给量为F08MM/R。3）切削速度的计算由教材初选切削速度为V为5M/MIN。由公式N1000V/D可求得该工序的铰刀的转速N6369R/MIN，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速N63/MIN，再将此转速代入公式N1000V/D便求得该死工序的实际钻削速度为VND/100063R/MIN25MM495M/MIN。三、时间定额的计算1、基本时间TJ的计算（1）钻孔工步由教材表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。其中154MM，L21MM，L1DCOTKR/212230XCOT560/21287MM；F04MM/RN250R/MIN。将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间5TJ（54MM87MM1MM）/（04MM/R250R/MIN）0637MIN3822。（2）扩孔工步由教材表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。其中154MM，L23MM，L1DD1COTKR/212248230XCOT600/2122525MM；F12MM/R；N47R/MIN。将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间TJ（54MM2525MM3MM）/（12MM/R47R/MIN）1055MIN633S（3）粗铰工步由教材表541钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/F求得。式中L1,L2由教材表542按KR150、APDD/22494248007MM的条件查得L1037MM；L215MM；L54MM；F10MM/R；N47R/MIN；将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间TJ（54MM037MM15MM）/（10MM/R47R/MIN）148MIN888S（4）精铰工步由教材表541钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/F求得。式中L1,L2由教材表542按KR150、APDD/22502494003MM的条件查得L1019MM；L213MM；L54MM；F08MM/R；N63R/MIN；将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间TJ（54MM019MM13MM）/（08MM/R63R/MIN）133MIN798S2、辅助时间TA的计算由教材可知，辅助时间TA与基本时间TJ的关系为TA01502TJ，在这里取TA015TJ，则各本工序的辅助时间为工序5的钻孔的辅助时间TA0153822S573S工序5的扩孔的辅助时间TA015633S95S工序5的粗铰的辅助时间TA015888S1332S工序5的精铰的辅助时间TA015798S1197S3、其它时间TM的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间TB、休息与生理需要时间TX和准备与终结时间。由本例杆杠的生产类型为大量生产，分摊到每个工件的准备与终结时间很少，可忽略不计；布置工作地时间和休息与生理需要时间与作业时间的关系为TBTX6（TJTA）；所以工序5的钻孔的其它时间TBTX6（3822573）S267S工序5的扩孔的其它时间TBTX6（63395）S4376工序5的粗铰的其它时间TBTX6（8881332）S613S工序5的精铰的其它时间TBTX6（7981192）S551S4、单件时间TDJ的计算本工序的单件时间为四个工步的时间总和其中钻孔工步TDJ钻（2643822573）S466S扩孔工步TDJ扩43763395S7753S粗铰工步TDJ粗铰6138881332S10825S精铰工步TDJ精铰5517981197S9728S所以工序5的单件时间为TDJTDJ钻TDJ扩TDJ粗铰TDJ精铰4667753108259728S32966S六、机械加工工艺过程卡和加工工序卡片附表七、夹具设计为了提高生产率，保证质量。经我组分工现在对第1道工序设计夹具。夹具将用在立式Z5012立式钻床。刀具是锥柄麻花钻（25GB/T143811996）、锥柄扩孔钻（25GB/T11411984）、锥柄机用铰刀（25GB/T11331984）锥机用铰刀（25GB/T11331984）。一、定位方案因为本夹具加工的是第5道工序，故采用己加工的中间大平面精基准定位的方式进行定位，定位基准已经由前面讨论得出，然后现