机械制造工艺学课程设计CA6140车床杠杆831009机械加工工艺规程及夹具设计（铣30mm的下平台夹具设计）（全套图纸）

1、全套全套 cad 图纸等，加图纸等，加 153893706本科生课程设计本科生课程设计ca6140 车床杠杆机械加工工艺规程及夹具设计（30mm 的下平台夹具设计）学生姓名所在专业机械设计制造及其自动化所在班级指导教师职称副指导教师职称答辩时间2009 年 7 月 10 日 杆杆加工工艺规程设计目目 录录设计总说明 -1.绪论-12杠杆加工工艺规程设计-12.1 零件的工艺分析-12.2 确定毛坯的制造方式-22.3 基面的选择-22.4 确定工艺路线-22.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-32.5.1 孔下平面的加工余量-3252.5.2 宽度为 30mm 的下平台的加工余量-3

2、2.5.3 宽度为 30mm 的下平台台肩的加工余量-42.5.4 2-m6 端面的加工余量-42.6 确定切削用量及基本工时-42.6.1 工序 1：粗、精铣孔下平面-4252.6.2 工序 2：加工孔 25 到要求尺寸-52.6.3 工序 3：粗精铣宽度为 30mm 的下平台-62.6.4 工序 4： 钻 12.7 的锥孔-72.6.5 工序 5：钻 m8 螺纹孔锪钻 14 阶梯孔-92.6.6 工序 6：粗精铣 m6 上端面-102.6.7 工序 7：钻 2-m6-103粗精铣宽度为 30mm 的下平台夹具设计-113.1 定位基准的选择-113.2 定位元件的设计-123.3 定位误差

3、分析-133.4 夹紧力分析-133.5 夹具体槽形与对刀装置设计-153.6 夹紧装置及夹具体设计-163.7 夹具设计及操作的简要说明-16结束语参考文献 杆杆加工工艺规程设计设计总说明本设计是 ca6140 车床杠杆 831009 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。ca6140 杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工4525出来，然后作为定位基准，再以底面作为精

4、基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。关键词：关键词： 杠杆零件；加工工艺；夹具；定位；夹紧 杆杆加工工艺规程设计ca6140 车床杠杆 831009 夹具设计专业:机械设计制造及其自动化，学号：200611411122，姓名：聂浩锋指导教师：谭光宇课程设计说明书1 绪论机械制造技术基础课程设计是我们完成了基础课程和部分技术基础课程之后进行的。它一方面要求我们通过设计能够获得综合运用过去学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力；也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的

5、综合性的总复习，同时也是我们一次理论联系实际的实际训练。因此，他在我们的大学生活中占据在相当重要的地位。通过设计，我们学会了熟悉运用机械制造工艺学课程中的基本理论实际知识，解决了一个零件在加工中的定位、夹紧、以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题保证加工质量。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师能给予批评和指正。2 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的工艺分析题目给出的零件是 ca6140 的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。零件的材料为 ht200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分

6、析如下：（1）主要加工面1）铣孔下平面252）小头钻 以及与此孔相通的 14 阶梯孔、m8 螺纹孔；0.023025 杆杆加工工艺规程设计3）钻 锥孔及铣 锥孔平台；0.1012.70.1012.74）钻 2m6 螺纹孔；5）铣杠杆底面及 2m6 螺纹孔端面。（2）主要基准面1）以 45 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：的孔、杠杆下表面0.0230252）以 的孔为中心的加工表面0.023025这一组加工表面包括：14 阶梯孔、m8 螺纹孔、锥孔及 0.1012.7锥孔平台、2m6 螺纹孔及其倒角。0.1012.7本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 12.7 是立式铣床。工件以 孔

7、及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全0.023025定位。加工表面：包括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔，由于30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为。其中主要的加工表面是6.3arm孔 12.7，要用 12.7 钢球检查。2.2 确定毛坯的制造方式零件的材料 ht200。由于年产量为 5000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.3 基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的

8、不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个 v 形块支承45 圆的外轮廓作主要定位，以限制四个自由度。再以一面定位消除两个自由度，达到完全定位,就可加工 25 的孔。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用 25的孔作为精基准。2.4 确定工艺路线工艺路线如表 2-1 所示。 杆杆加工工艺规程设计表 2-1 工艺路线工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.023025工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5加工 m8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔工序 6粗精铣 2-m

9、6 上端面工序 7钻 2-m6 螺纹底孔孔，攻螺纹孔 2-m6工序 8检查2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求，因此，只需对需要对铸件表面需要加工的部位留有加工余量。分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下。2.5.1 孔下平面的加工余量25采取孔下平面留有 2.57540 的加工余量。查参考文献1表 2-1（以后25凡是不注明参考文献的查表都指查参考文献）1） ，选 ct=8。查表 2-3，尺寸公差选 1.8mm。相应计算如下：最大极限尺寸=30+2.5+ct8/

10、2=33.4mm最小极限尺寸=30+2.5-ct8/2=31.6mm查表 2-36，孔下平面的精加工余量为 1mm，故粗加工余量 2.5-1=1.5mm。252.5.2 宽度为 30mm 的下平台的加工余量采取宽度为 30mm 的下平台留有 33030 的加工余量。查表 2-1，选ct=8。查表 2-3，尺寸公差选 1.3mm。相应计算如下：最大极限尺寸=17-3+ct8/2=14.65mm最小极限尺寸=17-3-ct8/2=13.35mm查表 2-36，宽度为 30mm 的下平台的精加工余量为 1mm，故粗加工余量 3-1=2mm。 杆杆加工工艺规程设计2.5.3 宽度为 30mm 的下平台

11、台肩的加工余量此台肩留有 1mm 加工余量2.5.4 2-m6 端面的加工余量采取 2-m6 端面留有 34030 的加工余量。查表 2-1，选 ct=8。查表 2-3，尺寸公差选 1.3mm。相应计算如下：最大极限尺寸=90-3+ct8/2=87.65mm最小极限尺寸=90-3-ct8/2=86.35mm查表 2-36，2-m6 端面的精加工余量为 1mm，故粗加工余量 3-1=2mm。根据以上加工余量的确定，即可以毛坯的尺寸。2.6 确定切削用量及基本工时2.6.1 工序 1：粗、精铣孔下平面25（1）粗铣孔下平面25机床：x52k 立式铣床。查参考文献2表 3034刀具：硬质合金三面刃圆

12、盘铣刀（面铣刀） ，材料：，齿数15yt100dmm，此为粗齿铣刀。8z 其单边余量：z=1.5mm机床主轴转速：n300 /minnr实际铣削速度 ： v3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s工作台每分进给量： mf4.8/288/minmffvmm smm机动时间：1jt12190720.34min288jmllltf辅助时间min10.41ft（2）精铣孔下平面25工件材料： ht200，铸造。机床： x52k 立式铣床。参考文献2表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数 12，此为15yt100dmm 杆杆加工工艺规程设计细齿铣刀。精铣

13、该平面的单边余量：z=0.1mm机床主轴转速：75 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s工作台每分进给量： mf2.25/135/minmffvmm smm机动时间：2jt12290 10021.42min135jmllltf辅助时间20.41ft2.6.2 工序 2：加工孔 25 到要求尺寸工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。孔的直径为 25mm，公差为 h7，表面粗糙度。加工机床为 z535 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀1.6arm具分别为：钻孔22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm

14、标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1） 确定钻削用量进给量：f0.43/fmm r机床主轴转速：195 /minnr实际切削速度为：v=14m/min.机动时间： =0.41min1t辅助时间：11.77ft（2）确定扩孔切削用量进给量：=0.57mm/rff机床主轴转速：275 /minnr实际切削速度为：v=21.3m/min 机动时间：=0.22min2t辅助时间：21.77ft 杆杆加工工艺规程设计（3）确定铰孔切削用量进给量：f1.6/fmm r机床主轴转速：100 /minnr实际切削速度为：v=7.8m/min.机动时间：=0.21min3t辅助

15、时间：31.77ft2.6.3 工序 3：粗精铣宽度为 30mm 的下平台（1）粗铣宽度为 30mm 的下平台加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床：x52k 立式铣床。查参考文献2表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数15yt100dmm，此为粗齿铣刀。8z 取其单边余量：z=2mm背吃刀量：pa2pamm进给次数：1每齿进给量：由表 5-7，按机床的功率 510kw,工件夹具系统的刚度为fa中等条件，取f =0.06mm/za铣削速度：参照参考文献2表 3034，取。v1.33/vm s得机床主轴转速：n10001000 1.33 60254 /min

16、3.14 100vnrd参照表 4-15，取 n=235r/min实际铣削速度 ：v=nd/1000=3.14235100/1000=73.8m/min v每转进给量：vf =f z=0.068=0.48 mm/r fva工作台每分进给量：= vf n=0.48235=112.8mm/minmfmf基本时间 t: 查表 5-43，根据面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角=90）的基本rk时间计算公式:t=()/。其中， =30mm，=13mm，取=2mm，e 21lllmzfl2l2la 杆杆加工工艺规程设计=30mm。则有： =0.5（d- ）+(1 3)=0.5(100-)+3=5.3mm。1l

17、22ead 2230100 t j1=()/=(30+5.3+2)/112.8=0.331min19.8s21lllmf取辅助时间 tf1=t j115%=3.0s（2）精铣宽度为 30mm 的下平台工件材料： ht200，铸造。机床： x52k 立式铣床。由参考文献2表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数 12，此为15yt100dmm细齿铣刀。由表 2-36，取精铣该平面的单边余量：z=1.0mm背吃刀量：pa1.0pamm进给次数：1每齿进给量：取=0.02mm/zfafa铣削速度：参照参考文献2表 3031，取 v=0.64m/sv机床主轴转速：n=1000v/d

18、=10000.6460/3.14/100122r/min.n参照表 4-15， n=118r/mim 实际铣削速度 ：v=nd/1000=3.14118100/1000=37.05m/min v每转进给量：vf =f z=0.0212=0.24 mm/rfva工作台每分进给量：= vf n=0.24118=28.32mm/minmfmf基本时间 t: 查表 5-43，根据面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角=90）的基本时rk间计算公式:t=()/。其中， =30mm，=13mm，取21lllmzfl2l=2mm，e=30mm。 =5.3mm。则有：2la1lt j2=()/=(30+5.3+2)/

19、28.32=1.31min79.0s21lllmf取辅助时间 tf2=t j215%=11.8s2.6.4 工序 4： 钻 12.7 的锥孔 杆杆加工工艺规程设计工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。孔的直径为 12.7mm， ，表面粗糙度。加工机床为 z535 立式钻床，钻孔12mm 标准高速钢麻花钻，6.3arm磨出双锥和修磨横刃；扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量背吃刀量的确定：取=6mm。pa进给量的确定：查表 5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。切削用量的计算：因为该工件的材料为 ht200，查表 5-22 选取切削

20、速度v=22m/min。由式 n=1000v/d 可以求得：n=100022/(12)=538.53 r/min参照表 4-9 所列的 z525 型立式钻床的主轴转速，选取 n=545r/min，再将 n 代入 n=1000v/d 中，得到：v=54512/1000=20.5m/min基本时间 t:由表 5-41 得，其中=3.1mm，=61.66+1=8.66mm，=14mm,取=0mm。所以l1l)21 (cot2rkd2l2l基本时间 t 为：snflllt5 . 6min108. 05452 . 0066. 81 . 321取辅助时间 tf=t j15%=0.98s（2）确定扩孔切削用

21、量背吃刀量的确定：取=0.35mm。pa进给量的确定：查表 5-32，选取该工件的每转的进给量 f=1.1 mm/r 。切削速度的确定：根据相关资料，确定: v=0.4=0.422=8.8m/min钻v由公式 n=1000v/d。可以得到：n=10008.8/12.7=220.6r/min按机床选取 n=272/min，得切削速度 v=nd/1000=10.8m/min基本时间 t: 由表 5-41 得，其中 =3.1mm, =（12.7-12）l1l)21 (cot2drkd1.66/2+1=1.58mm/min, =14mm, 取=2mm。所以基本时间 t 为：2l2l 杆杆加工工艺规程设

22、计snflllt0 . 1min016. 02721 . 1058. 11 . 321取辅助时间 tf=t j15%=0.15s2.6.5 工序 5：钻 m8 螺纹孔锪钻 14 阶梯孔（1）加工 m8 底孔工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。孔的直径为 8mm。加工机床为 z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 7，选用 7 的麻花钻头。攻 m8 螺纹，选用 m8 细柄机用丝锥攻螺纹。a钻孔至 7进给量： frmmf/25. 0机床主轴转速：n900 /minnr实际切削速度：=0.33m/minvv机动时间：=0.07minjtjt辅助时间11.77ftb攻 m81.5 的螺纹机床

23、：z535 立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）8 1.5m 进给量： frmmf/5 . 1机床主轴转速：n360 /minnr实际切削速度：=0.15m/svv机动时间：=0.05minjtjt辅助时间s11.77ft（2）锪钻 14 阶梯孔工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。孔的直径为 14mm，表面粗糙度。加工机床为 z535 立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻3.2arm孔14mm 小直径端面锪钻。 进给量：f0.23/fmm r机床主轴转速：n195 /minnr实际切削速度：=7.35m/minvv 杆杆加工工艺规程设计机动时间：=0.19minjtjt辅助时间s1

24、1.77ft2.6.6 工序 6：粗精铣 m6 上端面工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。要求粗糙度，用回转分度3.2arm仪加工，粗精铣与水平成 36 的台肩。用立式铣床 x52k，使用组合夹具。（1）粗铣 m6 上端面工件材料： ht200，铸造。机床：x52k 立式铣床。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数15yt100dmm，此为粗齿铣刀。8z 单边余量：z=2mm进给量： f0.12/famm z机床主轴转速：n300 /minnr实际切削速度：=1.57m/svv机动时间：=0.47minjtjt辅助时间：10.41ft（2）精铣 m6 上端面工件

25、材料： ht200，铸造。机床： x52k 立式铣床。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数 12，此为15yt100dmm细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=1.0mm进给量：fa0.08/famm z机床主轴转速：n75 /minnr实际切削速度：=0.4m/svv机动时间：=1.05minjtjt辅助时间：10.41ft 杆杆加工工艺规程设计2.6.7 工序 7：钻 2-m6工件材料为 ht200 铁，硬度 200hbs。孔的直径为 6mm。加工机床为 z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 5，选用 5 的麻花钻头。攻 m6 螺纹，选用 m6 细柄机用丝锥攻螺纹。（1）钻锥孔

26、26 到 25 进给量： frmmf/25. 0机床主轴转速：n900 /minnr实际切削速度：=0.24m/svv机动时间：=0.08minjtjt辅助时间： 11.77ft（2）攻 m61.5 的螺纹机床：z535 立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）6 1.5m 进给量： frmmf/5 . 1机床主轴转速：n480 /minnr实际切削速度：=0.15m/svv机动时间：=0.05minjtjt辅助时间： s11.77ft3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台夹具设计本夹具主要用来粗精铣杠杆宽度为 30mm 的下平台。由加工本道工序的工序简图可知。粗精铣杠杆宽度为 30mm 的下平台时，杠杆

27、宽度为 30mm 的下平台有粗糙度要求，杠杆宽度为 30mm 的下平台与工艺孔轴线分别有尺寸要6.3arm求。本道工序是对杠杆宽度为 30mm 的下平台进行粗精加工。因此在本0.23025mm道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.1 定位基准的选择由零件图可知 25 孔的轴线所在平面和右端面有垂直度的要求是 10 ，从 杆杆加工工艺规程设计定位和夹紧的角度来看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基准是右端面，设计基准是孔 25 的轴线，定位基准与设计基准不重合，需要重新计算上下端面的平行度，来保证垂直度的要求。在本工序只需要确定右端面放平。

28、为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对杠杆宽度为 30mm 的下平台同时进行粗精铣加工。采用手动夹紧。3.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。根据参考文献4带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图 3-1 所示。图 3-1 带大端面的短圆柱销根据参考文献4固定挡销的结构如图 3-2 所示。图 3-2 固定挡销 杆杆加工工艺规程设计主要结构尺寸参数如下表 3-1 所示。表 3-1 固定挡销的结构尺寸d1dhlcdh1218142641243.3 定位误差分析机械加工过程中，产生

29、加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面两销定位。带大端面的短圆柱销大端面限制了三个自由度，短圆柱销限制两个自由度，固定挡销限制一个自由度；此定位方式存主要在平面定位误差和间隙引起的定位误差等。2.4 夹紧力分析本夹具是在铣钻床上使用的，用于定位的螺钉不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式

30、 fj=fsl/(d0tg(+1)/2+rtg2) fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 fs作用在六角螺母l作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献3其回归方程为 fjktts其中 fj螺栓夹紧力(n)； kt力矩系数(cm1) 杆杆加工工艺规程设计 ts作用在螺母上的力矩(n.cm)； fj =52000=10000n3.4 夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 u 形槽的

31、配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献4定向键的结构如图 3-3 所示。图 3-3 定向键根据参考文献4夹具 u 型槽的结构如图 3-4 所示。 杆杆加工工艺规程设计图 3-4 u 型槽主要结构尺寸参数如下表 3-2 所示。表 3-2 u 型槽的结构尺寸螺栓直径dd1dl12143020对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成杠杆宽度为 30mm 下平台的粗精铣加工，所以选用直角对刀块。根据 gb224380 直角对到刀块的结构和尺寸

32、如图 3-5 所示。1014737825图 3-5 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图 3-6 所示。标记四周倒圆图 3-6 平塞尺 杆杆加工工艺规程设计塞尺尺寸如表 3-3 所示。表 3-3 平塞尺结构尺寸公称尺寸 h允差 dc3-0.0060.253.5 夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的 a 型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图 3-7 所示。图 3-7 移动压板主要结构尺寸参数如表 3-4 所示。表 3-4 移动压板结构尺寸lbbl1lkhh1hm973011364081641.512夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具