杠杆工艺和工装夹具课程设计

1、武威职业学院机械制造与自动化 专业（专科）毕业设计（论文）题目杠杆工艺和工装设计姓名向学校学口号 XXXXXXXXXXXX指导老师学习完 成日期 2013.10.30教 学 系 XXXXX摘要本设计的零件为杠杆零件，选用 45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。关键字：钻床加工；杠杆零件；尺寸精度目录摘要I关键字I目录II.前言11. 毕业设计的目的22毕业设计的基本任务与要求22.1 设计基本任

2、务 22.2、设计要求22. 2.1工艺设计的设计要求23毕业设计说明书的编写 23.1基本任务23.2设计要求：33.3生产纲领33.4零件图审查34任务实施44.1设计任务44.2设计方法和步骤64.3夹紧装置的设计 94.4导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定 104.5绘制夹具结构图124.6确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合 124.7夹具精度分析与计算 12结论13致谢15参考文献16、尸、 亠刖言本设计的课题，不仅让我们系统全面的巩固了三年来所学的的理论知识，还使我们把所学的理论知识运用到实际操作中。 理论结合实际从而达到对理论知识 更加的巩固与理解，为我们走向社会打下坚

3、实的基础。本次设计主要步骤：杠杆零件夹具设计、设计夹具装置、导向装置、确定夹 具技术要求和有关尺寸、公差配合、夹具精度分析和计算、杠杆零件工艺设计、 确定毛坯、确定工艺内容。1.毕业设计的目的机械制造技术课程设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识， 进行零件 机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是：培养工程意识、训练基本技能、培养质量意识、培养规范意识。2毕业设计的基本任务与要求2.1设计基本任务(1) 绘制零件图一张；(2) 编制机械加工工艺规程卡片一张；(4) 编写设计说明书一份；(5) 收集资料,为夹具设计做好

4、准备；(6) 进行必要的理论计算和分析以及夹具的结构方案2.2、设计要求2.2.1工艺设计的设计要求(1) 保证零件加工质量,达到图纸的技术要求；(2) 在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率；(3) 要尽量减轻工人的劳动强度,生产安全；(4) 尽可能米用国内技术和装备；(5) 工艺规程应正确，清晰,规范化,标准化的要求；(6) 工艺规程应满足规范化、标准化要求。3毕业设计说明书的编写说明书要求系统性好、条理清楚、语言简练、文字通顺、字迹工整、图例清晰、图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书杠杆零件工艺设计与工装设计。3.1基本任务(1) 绘制零件图一张；(2) 编制机械加工工艺规程卡

5、片一张；(3) 收集和研究原始资料，为夹具结构设计做好技术准备。(4) 初步拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图，进行必要的理论计算和 分析。选择最佳的夹具结构方案，确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技 术要求。3.2设计要求(1) 应保证零件的加工质量，达到设计图纸的技术要求；(2) 在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率；(3) 要尽量减轻工人劳动强度，必须考虑生产安全、工业卫生等措施;(4) 尽可能采用国内外新技术、新工艺、新装备;(5) 工艺规程应正确、完整、简洁、清晰；(6) 工艺规程应满足规范化、标准化要求；(7) 夹具设计保证工件的加工精度；(8) 提高生产效率；(9) 工

6、艺性好、使用性好、经济性好。3.3生产纲领生产纲领的计算与生产类型的确定生产类型生产纲领(件/年)小批生产中型零件(0.5150kg)102003.4零件图审查有零件图知，杠杆的加工主要是两端面、28H7孔、10H9和11孔加工, 夹具的设计主要是保证上下两端面平面度和两孔的平行度要求。3.4.1 了解零件的功用及技术要求熟悉用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和功用，审查 图样的完整性和正确性342 分析零件的结构工艺性（1）零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面： 零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理； 各加工表面的几何形状应尽量简单； 有相互位置要求的表面

7、应尽量在一次装夹中加工；（2）零件的工艺过程如下：模锻成形，（28锻成22）其余实心； 退火，消除残余内应力； 数控铣，铣左边两平面，再钻铰28H7孔，用平虎钳定位和装夹； 数控铣，铣右边两平面，用平虎钳定位和装夹； 钻孔，用专用钻夹具加工 10H9和11孔； 数控铣，铣36准； 数控铣，割开4.75槽； 去毛刺. 检验。4任务实施4.1设计任务(1)加工工件零件图，完成设计钻、扩、较杠杆10H9孔和11孔的钻床夹具。(2) 生产类型：大中批量生产(3) 毛胚：模锻件。模锻是利用模具使坯料变形而获得锻件的锻造方法 模锻与自由锻相比，具 有生产率高，锻件外形复杂，尺寸精度高，表面粗糙度值小，加工

8、余量小等优点，但 模锻件质量受设备能力的限制一般不超过 150kg,锻模制造成本高.模锻适合中小 锻件的大批量生产模锻方法较多，常用的有锤上模锻(4) 工艺内容：先铣端面,后完成钻、扩、较10H9孔和11孔，工序如图4.2所示。该工序所用设备为Z525立式钻床。(5) 工序的加工要求：工序I :先将锻件毛坯件进行调制处理；工序II:以毛坯料的下表面为粗基准，进行对要加工 10H9上表面进行铣削加 工，然后掉头，再以刚加工表面为精基准，加工上表面；工序III :用麻花钻钻10H9孔，扩宽，铰孔；工序IV :掉头加工另外一个表面；10H9孔和28H7孔的中心距为(80 0.20 )mm工序V:钻2

9、8H7孔，10H9孔和28H7孔平行度允差 0.30mm工序VI:10H9孔和28H7孔的中心距为（80 0.20） mn;工序VII :见零件卸下，用V型架为定位元件，对 11孔进行加工，使得 11 孔与28H7孔中心距为（15 0.25） mn;工序VHI :卸下工件，去毛刺，检验；4.2设计方法和步骤4.2.1夹具类型的确定及条件可知，工件的外形轮廓尺寸小，重量轻，加工要求不高，生产批量不大. 因此,设计的夹具不宜复杂，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.根据被加工部位 的分布情况，拟采用翻转式钻夹具（快换钻套）.4.2.2定位装置的设计（1）定定位方案特点，其

10、定位方案有两种：方案一:如图1所示,以28H7孔及一组合面（K面与10H9孔下端面组合） 为定位面，限制工件的五个自由度，以10H9孔端外缘毛胚一侧为防转定位面， 限制工件Z自由度.该方案由于尺寸88MM勺公差大,定位不稳定，定位误差大.方案二：如图2所示,以孔28H7及端面K定位，限制工件5个自由度,以11 孔外缘定位，限制Z自由度.为增强刚性,在10H9孔下端,增设一辅助支承.由于 定位精度未受尺寸88MM的影响,定位误差小.比较上述两个方案，方案二为最佳图1方案图2方案二(2)选择定位元件(1)选用带台阶面的定位销，作为 28H7孔及其端面定位的定位元件其结构和尺寸按要求确定以10H9孔

11、端面外缘定位，采用的定位元件有两种形式： 选用可调支承钉作为以 10H9孔外缘定位的定位元件，其结构和尺寸按表3.19和表3.20确定,它可限制Z自由度.该方案可克服毛胚精度对定位精度的影 响,在使用过程中根据每批毛胚的精度进行调整. 采用移动V形块为定位元件，限制了 Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的 影响，但受夹具结构限制,并且结构复杂,布局较难.V形块除定位作用外，还有夹 紧作用,根据本工件的结构特点，易引起工件的变形.比较上述两种形式，确定采用第一种形式.v舉快移动方向图3 定位件的选择(3) 定位误差分析计算加工 10H9,要求保证中心距尺寸(80 0.20)mm及两孔轴线平行度0.

12、30mm.计算中心距尺寸(80 0.20)mm定位误差厶o为 o = B+A V 由图 4.4 可知， B=0基准位移误差 v等于定位销与定位孔的最大间隙值Xmax,销孔配合代号为28H7,28H7为 28,28g6为 28 .于是 Xmax=Dmax-dmi n=28.021 27.98=0.041 (mr)i D=A Y=Xmax=0.041 (mm)其中：m =0.4mm Dn=1/3m=0.13 (mm)则 D Dm该定位方案满足要求。计算10H9与28H7两孔轴线的平行度定位误差。同理 D= B+A Y,A B=0由基准位位移误差定义可知、=+ 21是定位销圆柱部分与台阶面的垂直度误

13、差。由于此两表面是在一次安装中加工 出的，其误差很小，也是可忽略不计2=0。因此 = B+A Y=0定位误差的允许值允 D =1/3m=1/3*0.3=0.10 (mm) 显然 D D允因而该定位方案也能满足两孔轴线平行度 0.3mm的加工要求。 2)加工11孔，要求保证孔距尺寸(12土 0.25) mm勺定位精度。同理 D= B+A Y,A B=0而厶丫与加工10H9孔时相同，只是方向沿加工尺寸 15mn方向。 D= Y=0.41 ( mm)其中：m=0.5mmDm=1/3m=1/3*0.5=.0.167(mm)显然 D KT3 F3D/2 FM0其中，r为当量摩檫半径，查表得：r=1/3(

14、D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm)得F3=KT3/2rf=1.5 X 32.51/2 X 0.018 X 0.15=9.30.56(NF3=2KM0/D=2X 1.5 X 0.48/0.028=51.42(N) 夹紧机构产生的夹紧为F3。根据初步选用螺栓直径为 M12m讪参考文献9查得，采用M12的螺栓十, 许用夹紧力F3=5800N F3 F3”，显然M12螺栓无法满足要求。现改用M16螺栓, 许用夹紧力F3=10500N F3F3” M16螺栓可满足夹紧要求，同时，M16螺母的 最大直径也小于定位孔 28H7的尺寸，不妨碍工件的

15、装卸。4.4导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定4.4.1加工10H9孔导向装置的确定为适应钻、扩、铰的要求，现选用快换钻套及与之相适应的衬套，它们的 主要尺寸和结构由表1和表2选取.具体尺寸如表1所示。表1快换钻套及衬套尺寸名称内径d(m)外倒)(mm)快般01OSE7)015Z(k6)紂套015SF7)02SSKn6)钻套端面至加工面间的距离一般取(0.31)d(d为钻头直径)，取8mm.4.4.2加工11孔的导向装置的确定为维修方便，不采用固定钻套，而选用可换钻套，它们的主要尺寸和结构由 参考文献1选取。其主要尺寸如表2所示。表2可换钻套及衬套尺寸名称内径 d(lDID)外径D(i

16、nm)快换钻套011SSKF7)018k6184SKF7)钻套端面至加工表面的距离，选取原则与H9孔相同，因加工精度低，为排屑方便取12mm.各导向件至定位元件(28H7孔中心)间的位置尺寸公差按工件相应公差的1/21/5选取。因此，它们分别为(15 0.05 ) mm,(80 0.05) mm 10H9孔钻套轴心线对基准面垂直度允差 0.05mm,11孔钻套轴心线对基准面平行度允差 0.05mm443其他装置的确定为便于排屑，辅助支承采用螺旋套筒式；为便于夹具的制造和维修，钻模板与夹具体的联接采用装配式。夹具体采用开式，使加工、观察、清理切屑均方便。4.5绘制夹具结构图具结构图一般分两步，首

17、先对夹具精度进行分析和计算后，若需修改的，修 改后再按国标绘制夹具图。4.6确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合夹具技术要求和有关尺寸，公差配偶和是根据教材和、有关资料，手册规定 的原则和方法确定的，本例的技术要求和公差配合如下：4.6.1技术要求定位元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为 0.03mm导向元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为 0.05mm导向元件（件11）与夹具底面（F）的平行度误差允许值为0.05mm4.6.2公差配合10H9孔钻套，衬套，钻模板上内孔之间的配合代号及精度分别为：26H7/n6 （衬套一钻模板）18H7/g6（钻套一衬套）11孔钻套，衬套，钻模板上

18、内孔之间的配合代号及精度分别为：26H7/n6 （衬套一钻模板）18H7/g6（钻套一衬套其余部分的公差配合代号及精度不要求。4.7夹具精度分析与计算由图可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸（15 0.25 ） mm尺寸（80土0.2 ） mm尺寸14mn及10H9孔和28H7孔轴线间平行度误差0.30mm等四项。其中尺寸14mn和尺寸（15 0.25） mm要求较低，不必验算，其余各项精 度要求分别验算如下：尺寸（80 0.2）mm定位误差 D,由前计算可知 D=0.041mm定位元件对底面的垂直度误差A=0.03mm钻套与衬套间的最大配合间隙 T1=0.033mm衬套孔的距离公差 T2

19、=0.1mm；衬套轴线对底面（F）的垂直度误差T3=0.05mm；麻花钻与钻套内孔的间隙 X=0.050 ；可得：= D+ A+ T1 + T2+ T3+X=0.04+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050=0.131 / 2/3 S G=2/3X0.4=0.26因而夹具能保证尺寸这项加工要求。同理可完成10H9孔轴线对25H7孔轴线的平行线误差为0.30mm的精度校 核。由于夹具设计的各部分分析与计算已进行，结果符合要求，在结构草图的基础上， 绘制正式的总装配图。结论经过两个月的分析零件、在设计时通过查阅资料使得了解的知识面更广、 范 围更大，在查阅时了解有关机械方面的书， 从而切实地感受到机械行业的范围涉 及面之广，它能指导实际，理论知识有待实际的检验。经过这次毕业设计，让我巩固了以前所学的知识它的全面性和系统性， 使我 对机械加工产生了更进一步的兴趣，并让我主观上认识了加工过程中如何找定 位，也为我以后的工作打下了很好的基础。这篇毕业设计虽然已经完成了，但 由于本人缺少实际经验，在实际利用中次设计肯定还存在不少的问题， 需要改进。 希望老师能给我提点意