杠杆工艺工装设计-正文

1、镇 江 高 专ZHENJIANG GAOZHUAN 毕 业 设 计 杠杆工艺工装设计The design of theRelease Leverstechnical frock系 名： 机械系 专业班级： 机营031 学生姓名： 张 伟 学 号： 指导教师姓名： 殷晓中 指导教师职称： 讲 师 二六年 十一 月 二十五 日目 录 引言3第一章 零件的分析31.1 零件的作用 31.2 零件的工艺分析 3第二章 确定毛坯，画毛坯图 4第三章 工艺规程设计 4 3.1 定位基准的选择 43.2 加工工艺路线 53.3 选择加工设备及刀，夹，量具 63.4 加工工序设计 6第四章 夹具设计 104.

2、1 第40道工序的夹具设计 10 4.1.1 确定设计方案 104.1.2 定位精度分析 104.1.3 操作说明 104.2 第60道工序的夹具设计 104.2.1 确定设计方案 114.2.2 定位精度分析 114.2.3 操作说明 11结论 12致谢 13参考文献 14杠杆工艺工装设计专业班级：机营031 学生姓名： 张 伟指导教师：殷晓中 职称： 讲 师摘要 现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件。工艺工装的设计与改良直接影响着杠杆的质量与性能。杠杆行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，杠杆行业

3、呈现了新的发展趋势，由此对其杠杆质量、性能产生了新的变化。 本文首先介绍了杠杆的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对第40道工序和第60道工序进行了夹具设计关键词：工艺分析 工艺规程设计 夹具设计The design of the Release Levers technical frockAbstract A profound structural movement is taking place in the modern machine process industry, so the design and improvement of the technic

4、al frock have become the necessary condition for the corporation to live and develop. the design and improvement of the technical frock directly affect the quality and performance of the release lever. The release lever industry which is traditional and vivid has much developed in recent ten years.

5、In new economy times , The release lever industry presents a new developing trend. So there is a new requirement to its quality and performance. This paper introduces the effect and technical analyse of the release lever at first , then makes sure the roughs size, planning the technical rules , at l

6、ast designs the modular for the 40th and 60th working procedure .Key words technical analyse the technical rules plan modular design引 言制造业的历史可追溯到几百万年前的旧石器时代。猿进化成人的一个重要的标志就是工具的制造。可见，工具的制造对人类的影响是极其巨大的。从某种程度上说，工具的先进水平决定着生产力的高低。社会的发展与变革，是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业，是一个国家综合国力的重要体现。而在制造业中，夹具工业又是制造业的基础

7、，得到了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻的变化，各种新的夹具设计、制造加工方法不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第一章 零件的分析1.1 零件的作用 图3-7

8、所示是铣床进给机构中的杠杆25H9孔与一轴连接起支撑本零件的作用。左右两孔8H7各装一拨叉，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（连操纵受柄）连接，操纵手柄，即可实现铣床工作台三个方向的自动进给。1.2 零件的工艺分析由图3-10得知，其材料为HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上的主要加工面为B、C、D、E面和2-8H7和10H7，25H9的孔。2-8H7孔的尺寸精度，两孔距尺寸精度1680.4由参考文献（1）中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的零件的结构工艺性也是可

9、行的 第二章 确定毛坯，画毛坯图 根据零件材料确定毛坯为铸件，又由题目已知零件的生产纲领为6000件/年，由参考文 献（2）可知，其生产类型为大批量生产，毛坯的铸造方法选用机器造型，此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。参考文献（1），该种铸件的尺寸公差等级CT为8-9级，故取CT为8级。用查表法确定各表面的总余量各加工表面总余量加工表面基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量数值说明B面4094.5底面双侧加工C面4096顶面降1级，双侧加工D面2294.5底面双侧加工E面3096顶面降1级，双侧加工2-8mm孔894.5孔降一级，双侧加工铸件主要尺寸公差，如下表主要毛坯尺寸及公差主要面尺

10、寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差25mm孔254.521.53.210mm孔104.55.53.2第三章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择 精基准的选择，杠杆的B面和2-8H7孔既是装配基准又是设计基准，用他们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现该零件“一面两孔”的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则，此外B面的面积较大，定位比较稳定，加紧方案也比较简单、可靠、操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要孔2-8H7的毛坯作为粗基准。第一：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均匀，第二：应能保证定位准确，加

11、紧可靠.最先进行机械加工的表面是精基准B面和孔2-8H7方案：以B面为基准，用支撑钉加紧C面，限制四个自由度，用两个活动V型块限制2-30的外圆柱面的两个自由度，这种方案适合于大批量生产类型中。3.2 加工工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：B面，粗车半精铣；C、D、E面：粗铣半精铣；2-8mm的孔，钻-扩-铰；10mm的孔和25mm的孔：钻-扩-铰根据先面后孔，先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则，将B、C、D、E面及孔2-8mm的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工B面后在钻2-8mm的孔。序 号工序名称工序内容简单说明铸

12、造时效消除应力10铣粗铣B面先加工基准面20铣粗铣30钻钻-扩-铰25F9 孔口倒角145留精钻-扩-铰余量40铣粗铣D面50铣粗铣E面60钻钻-扩-铰2-8H770钻钻-扩-铰10mm粗加工结束80铣半精铣B面精加工开始90铣半精铣C面100铣半精铣D面110铣半精铣E面120检验3.3 选择加工设备及刀，夹，量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，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完成。 粗铣B面，考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X52K，立式铣床（

13、参考文献1）选择直径D为200mm的C类可转位面铣刀，专用夹具和游标卡尺。半精铣B面与粗铣B面所选择的设备刀，夹量具一样。 粗铣C，D，E面均可采用X52K立式铣床，采用专用夹具和游标卡尺，半精铣C面，D面，E面与粗铣相同。工序30钻-扩-铰25F9孔，孔口倒角145，钻孔选择直臂麻花钻Z3040，选用锥柄麻花钻锥柄扩孔复合钻，扩孔时道角选用锥柄机用绞刀，专用夹具，游标卡尺，快换夹具及塞规， 工序60钻-扩-铰2-8H7孔仍用直臂麻花钻Z3040，扩绞刀8H7用专用夹具。采用游标卡尺和塞规，检查孔径 工序70钻-扩-铰10H7同工序60一样。3.4 加工工序设计 工序10.20.80.90.铣

14、 B C面。查文献（1）表13-27平面加工余量得精加工余量为Z精=1.0mm,已知B面总余量为4mm故粗加工余量Z粗=41.0=3mm。参考文献（1）表10-40及表10-37：取粗铣的每齿进给量fz为0.2mm/z。取精铣时的每转进给量f=0.5mm/r,粗铣走刀一次，ap=3mm，精铣走刀一次，ap=1.5mm。参考文献（1）表8-53取粗铣的主轴转速为150r/min，精铣的主轴转速为300r/min。又前面已定铣刀直径为160mm，故相应的小、切削速度分别为：v粗=3.14*160*150/1000=75.36m/minv精=3.14*160*300/1000=151.72m/min

15、 由文献（1）表14-70得硬质合金式面铣刀切削速度v=109m/min(粗铣)所以 n粗=1000*109/3.14*160=216.96r/min2. 工序30钻扩铰25F9 孔口倒角 确定进给量f:表2.7当钢的6bc 800mpa do=25mm时f=0.39到0.47mm/r由于本零件在加工25mm孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0.75则: f=(0.29到0.47)*0.75=0.29到0.35(mm/r)根据机床说明书现取f=0.25mm/r切削速度:根据表2.13及表2.14查得切削速度v=18mm/min所以 n8=1000v/.dw=1000*18/*25=229(r

16、/min)根据机床说明书取nw=195r/min故实际切削速度为v=dw.nw/1000=*25*195/1000=15.3(m/min) 参考表2.4-50,并参考机床实际进给取f=0.3mm/r 参考扩孔的切削速度为(1/2到1/3)v钻故取v扩=1/2v钻=1/2*15.3m/min=7.65 由此算出n=1000v/d=1000*7.65/3.14*25 参考文献铰孔的进给量f=0.3mm/r 参考文献表2.4-60取铰孔的切削速度v=0.3m/s=18mm/min由此算出转速=1000v/d=1000*18/3.14*25r/min=23r/min故机床功率足够。3. 工序60钻、扩

17、、铰28H7孔和工序70钻、扩、铰10H7孔，28H7的扩、铰余量参考文献1取，Z（扩）=0.9mm Z(铰)=0.1mm由此可以算出Z（钻）=（7/2） 0.9 0.1=2.5mm同理10H7孔的钻削余量Z（钻）=（7/2） 0.9 0.1=2.5mm各工步的余量和工序尺寸以及公差列于表各工步的余量和工序尺寸以及公差加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差28H7钻2.5628H7扩0.9H107.828H7铰0.1H7810H7钻2.5810H7扩0.9H109.810H7铰0.1H710孔和孔之间的位置尺寸如168mm，10H7孔的位置精度要均由钻模保证参考文献（1），并参考Z3040

18、机床说明书取28H7孔的进给量f=0.3mm/r ,取10H7孔的进给量f=0.3mm/r参考文献（1），用插入法求得28H7孔的切削速度V=24 m/min ，由此算出转速为n=1000v/3.14 d = 1000*24/ 3.14*8=955.414r/min按机床实际转速取n=980r/min ,则实际切削速度为v = 3.14*8*980 /1000 24.6m/min同理 用插入法求得钻10H7孔的切削速度v =24 m/min 由此算出n = 1000v/d = 1000 * 24/3.14 *10 =764.33r/min按机床实际转速取n =980 r/min 则实际切削速度

19、为 v = 3.14 * 10 *980 / 1000 3.08m/min由参考文献（1）得F=9.81 * 42.7dfKF(N) M=9.81 * 0.021dfKM(N)分别求出钻28H7孔的F和M及钻10H7孔的F和M 如下 F=9.81 * 42.7 * 8 * 0.3 * 1 = 1279 (N) M=9.81 * 0.021 * 8 * 0.3 * 1 = 5.03(N) F=9.81 * 42.7 * 10 * 0.3 * 1 = 1599 (N) M=9.81 * 0.021 * 10 * 0.3 * 1 = 7.86(N) 它们均小于机床的最大进给力7840N和机床的最大扭

20、转力矩196N 故机床刚度足够 扩28.7孔的 参考文献（1） 并参考机床实际进给量，取f = 0.3mm/r参考文献（1） 扩孔的切削速度为（ ）VV= V = * 24.6 =12.3 m/min 由此算出转速n = = = 502r/min按机床实际转速取n=630r/min 参考文献（1） 取铰孔的切削速度为v = 0.3 m/s =18 m/min 由此可以算出转速n = = = 716.6 r/min按机床实际转速取n = 980 r/min 则实际切削速度为 V= = = 24.6m/min4 工序40 50 100 110 铣D E面。查文献1表2.359平面加工余量，得精加工

21、余量为1.5mm，已知D面总余量为5mm，故粗加工余量工序40粗铣及工序100半精铣D面及工序50粗铣及工序110Zd=5-1.5=3.5mm。同理，Ze =3.5mm。粗铣D面工序中以&25F9孔定位。参考文献1表2.473，取粗铣的每齿进给量为0.2mm/z，取精铣的每转进给量f=0.5mm/r，粗铣走刀一次，=3.5mm，精铣走刀一次=1.5mm，。参考文献1表3.174，取粗铣的主轴转速为150r/min，又前面已选定铣刀直径D为&200mm，故相应的切削速度分别为v粗=94.2m/min。v精=188.4m/min。故重新选择主轴转速为118r/min，则：v粗=74.1m/min。

22、第四章 夹具设计机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺设备。机床夹具的作用是：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。夹具设计时，除满足工艺设计规定的精度和生产率要求外，还应符合简单、可靠、方便的原则，应易于排屑，夹具本身结构工艺性好。 这次设计的夹具为第40道工序和第60道工序4.1 第40道工序的夹具设计.本次设计的夹具为第40道工序粗铣D面该夹具适用于X52K专用铣夹具。 1. 定设计方案 这道工序所加工的面均在B面上，且与B面平行，按基准重合原则并考虑到

23、目前只有B面经过加工，为避免重复使用粗基准，应以B面定位。 从对工件的结构形状分析，工件以B面朝下放置在支撑板上，定位夹紧比较稳定、可靠、容易实现。 方案：用一个挡销放在工件下放限制一个转动自由度，用双头螺柱插在&30mm的孔中限制五个自由度。 2定位精度分析 挡销与夹具体的配合H7/g6 定位销与零件的配合H7/g6 3操作说明 本道工序操作简单，将工件以F面为基准面，用双头螺栓固定，用挡销定位，然后进行铣销。4.2 第60道工序的夹具设计本次设计的夹具为第60道工序钻、扩、铰28H7孔， 该夹具适用于Z3025摇臂钻1、确定设计方案这道工序所加工的孔在D面和E面上且与D面.E面垂直，按照基

24、准重合原则，为避免重复使用粗基准，应以F面定位，又为避免钻头引便，28H7孔应从上面钻孔。从对工件的结构形状分析，若工件以F面朝下放在支承板上，定位夹紧都比较稳定可靠，也容易实现夹具体安装和定位孔，定位销定位。工件以F面在夹具上定位，用双头螺栓固定，可限制五个自由度，还有一个自由度可用一个活动V形块限制，把活动V形块放在左端面限制，再安装上三个钻模板分别对要加工的28H7孔和10H7孔进行钻孔，还必须装在辅助支撑对工件进行支撑，这种方案定位可靠，夹紧也很方便2. 定位精度分析参考文献3表1106，取 衬套与钻套的配合为F7/m6 钻套、扩孔套和铰套的配合为H7/g6 钻、扩孔时刀具与导套内孔的配合为F8/h6 铰孔时取刀具与导套内孔的配合为G7/h63. 操作说明本道工序操作简单，将工件以F面为基准面，用双头螺栓固定，再用一个活动V形块压紧，然后进行钻，铰，扩。结 论 经过两个多月的毕业设计，在这两个多月的时间里，在系领导的亲切关怀、支持下，在设计指导老师陈兴和教授的指导、帮助下。我顺利地完成了本次毕业设计。在本次毕业设计中，系领导同志一直十分重视关心我们的设计工作，每隔一段