左摆动杠杆零件加工工艺规程及夹具设计（含CAD图纸）

1、左摆动杠杆零件加工工艺规程及夹具设计含CAD图纸 晋 中 学 院课程设计需要全套设计请联系174320523 各专业都有 题 目 左摆动杠杆加工工艺规程及夹具设计 院 系机 械 学 院 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名左摆动杠杆零件加工工艺规程及夹具设计学生姓名: 指导教师: 摘 要 这次设计的是左摆动杠杆。包括零件图、毛坯图、装配图各一张,机械加工工艺过程卡片一张与工序卡片两张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定左摆动杠杆的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部根底课、技术根底课以及大局

2、部专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限,设计尚有许多缺乏之处,恳请各位老师给予指导。目 录1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型确实定5 1.1、左摆动杠杆的用途 5 1.2、左摆动杠杆的技术要求5 1.3、审查左摆动杠杆的工艺性6 1.4、确定左摆动杠杆的生产类型62、确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1、选择毛坯7 2.2、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 7

3、3、拟定左摆动杠杆工艺路线8 3.1、定位基准的选择 8 3.2 、外表加工方法确实定 9 3.3、加工阶段的划分 9 3.4、工序的集中与分散10 3.5、工序顺序的安排10 3.6、确定工艺路线104、加工余量、工序尺寸和工差确实定 115、切削用量、时间定额的计算14 5.1、切削用量的计算14 5.2、时间定额的计算156、夹具设计 16 6.1、提出问题16 6.2、设计思想 16 6.3、夹具设计 167、体会与展望198、参考文献 201、 左摆动杠杆的工艺分析及生产类型确实定左摆动杠杆零件图1.1、 左摆动杠杆的用途 杠杆原理亦称“杠杆平衡条件。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个

4、力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂阻力×阻力臂,用代数式表示为F1? L1F2?L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆到达平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。1.2、 左摆动杠杆的技术要求: 该左摆动杠杆的各项技术要求如下表所示:加工外表尺寸偏差(mm)公差及精度 等级外表粗糙度um形位公差mm 左摆动杠杆左端面 177 IT13 3.2 左摆动杠杆中端面 53 IT13 3.2 左摆动杠杆上端面 28 IT13 3.2 左摆动杠杆上孔 15 IT8 1.6 左摆动杠杆中孔

5、 12 IT8 1.6 左摆动杠杆下孔 6 IT7 1.6 M10螺纹孔 10 IT13 12.5 12孔 12 IT13 12.5 12盲孔 12 IT13 12.5 8mm槽 8 IT13 12.5 2mm槽 2 IT13 12.5 1.3、审查左摆动杠杆的工艺性 该左摆动杠杆结构简单,形状普通,属一般的杠杆类零件。主要加工外表有左摆动杠杆左、右端面,上端面,其次就是15孔及12孔和6孔,15、12、6孔的加工端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度。该零件除主要加工外表外,其余的外表加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以到达加工要求。由此可

6、见,该零件的加工工艺性较好。1.4、 确定左摆动杠杆的生产类型 依设计题目知:Q5000件/年,m1件/年,结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得: 左摆动杠杆重量为0.9kg,由表1-3知,左摆动杠杆属轻型零件;由表1-4知,该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。2、 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1、 选择毛胚 左摆动杠杆在工作过程中承受冲击载荷及各种应力,毛胚需选用锻件才满足工作要求。该左摆动杠杆的轮廓尺寸不大,形状亦不是很复杂,故采用锻造。2.2、确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 由表2-1至表2-5可知,可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1、公差等级

7、由左摆动杠杆的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为CT9。2.2.2、确定毛坯尺寸 零件尺寸单边加工余量/mm锻件尺寸/mm 偏差2.2.3、绘制左摆动杠杆毛坯简图3、拟定左摆动杠杆工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1、精基准的选择 根据该左摆动杠杆零件的技术要求,选择左摆动杠杆右端面和6孔作为精基准,零件上的很多外表都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一原那么。6孔的轴线是设计基准,选用其作竟基准定位左摆动杠杆两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合。选用左摆动杠杆右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合原那么,因为该左摆动杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。3.2.2、粗

8、基准的选择 作为粗基准的外表应平整,没有飞边、毛刺或其他外表欠缺。这里选择左摆动杠杆左端面和12外圆面作为粗基准。采用12外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用左摆动杠杆右端面作为粗基准加工左端面,可以为后续工序准备好精基准。 3.2 、外表加工方法确实定 根据左摆动杠杆零件图上的各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度,确定加工件各外表的加工方法,如下表所示: 加工外表尺寸精度等级外表粗糙度Ra/um 加工方案24mm上端面 IT7 3.2 粗铣-精铣24mm下端面 IT7 3.2 粗铣-精铣177mm的后面 IT7 3.2 粗铣-精铣177mm的前面 IT7 1.6 粗铣-精铣28mm的左端面

9、 IT7 1.6 粗铣-精铣 6孔 IT7 1.6 钻-扩 12孔 自由公差 12.5 钻-扩 M10孔 自由公差 12.5 钻-扩-精铰 15孔 IT6 1.6 钻-扩-精铰 12*18孔 自由公差 12.5 钻孔-扩孔 12盲孔 自由公差 12.5 钻-扩-铰 8mm槽 IT7 3.2 粗铣-扩 2mm槽 自由公差 12.5 粗铣-扩3.3、加工阶段的划分 该左摆动杠杆加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。 在粗加工阶段,首先将精基准(左摆动杠杆右端面和6孔)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他外表的精度要求;然后粗铣左摆动杠杆左端面、中端面、上端面、

10、12孔、15孔、6孔、12孔、M10螺纹孔、6孔、盲孔12槽8mm槽2mm。在半精加工阶段,完成左摆动杠杆左端面、中端面、上端面和15孔、12孔、6的精铣加工和12盲孔的钻-铰-精铰加工及12孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中与分散 选用工序集中原那么安排左摆动杠杆的加工工序。该左摆动杠杆的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原那么使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多外表,有利于保证各加工外表的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排3.5.1、机械加工工序 (1)遵循“先基准后其他原那么,首先加工精基准?左

11、摆动杠杆左端面和12孔。 (2)遵循“先粗后精原那么,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 (3)遵循“先面后孔原那么,先加工左摆动杠杆中端面,再加工M10孔。3.5.2、热处理工序 加工之前进行时效处理。 在半精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述,该左摆动杠杆工序的安排顺序为:在、实效处理?基准加工?粗加工?精加工。3.6、确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原那么的根底上,下表列出了左摆动杠杆的工艺路线。工序号 工序名称机床设备 刀具 量具 1 时效处理 2粗、精铣宽24mm的上外表立式钻床X51 端铣刀 游标卡尺 3粗、精铣宽24mm的下外表立式铣床X51 端铣刀游标卡尺

12、 4粗、精铣177mm后外表立式铣床X51 外圆车刀游标卡尺 5粗、精铣177mm前外表立式铣床X51麻花钻、扩孔钻内径千分尺 6粗、精铣28mm左端面立式铣床X51麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规 7钻、扩、铰前外表孔使尺寸达钻孔12H8mm、6H7mm立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规 8攻螺纹M10mm立式钻床Z525丝锥卡尺、塞规 9钻、扩、铰孔使尺寸到达15H8mm、12mm立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规 10钻、铰12盲孔立式钻床Z525麻花钻、锥度铰刀游标卡尺 11粗、精铣槽8mm立式铣床X51 端面铣刀游标卡尺 12铣2mm槽立式铣床X51 端面铣刀游标卡尺 13

13、 去毛刺 钳工台 平锉 14 清 洗 清洗机 15 终 检 塞规、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差确实定根据各资料及制定的零件加工工艺路线,采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量,中间工序公差按经济精度选定,上下偏差按入体原那么标注,确定各加工外表的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1)24mm的上外表 工序名称 工序余量 工序公差工序尺寸公差 粗铣 5mm IT12 58(2)24 mm的下外表工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铣 1.0 IT6 53 粗铣 4.0 IT12 54 毛坯 5.0 58(3)177mm后外表工序名称 工序余量 工序公差工序尺寸公差

14、 粗铣 5mm IT12 29(4)177 mm前外表工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铣 1.0 IT6 24 粗铣 4.0 IT12 25 毛坯 5.0 29(5) 28mm右外表工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铣 1.0 IT6 177 粗铣 4.0 IT12 178 毛坯 5.0 182(6)28mm左外表工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铣 1.0 IT6 177 粗铣 4.0 IT12 178 毛坯 5.0 182(7)12H8mm孔工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铰 0.15 IT7 12 扩孔 0.85 IT9 钻孔 11 IT12 11(8

15、)6mm的孔工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铰 1.0 IT6 6 钻孔 2.0 IT12 5(9)12*18mm孔工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铰 0.05 IT6 12 粗铰 0.95 IT12 扩孔 2 IT12 11 钻孔 9 IT12 9(10)15H8mm孔工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铰 0.05 IT6 15 粗铰 0.1 IT6 扩孔 0.85 IT6 钻孔 14 IT12 14(11)12mm盲孔工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铰 0.3 IT12 12 扩孔 3.7 IT12 钻孔 8.0 IT12 8(12)宽2mm的槽工序名

16、称 工序余量 工序公差工序尺寸公差 粗铣 2 IT12 2(13)宽8mm的槽工序名称工序余量 工序公差工序尺寸公差 精铣 IT6 8 粗铣 IT12 5、切削用量、时间定额的计算 在这只计算钻-铰-精铰12孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算5.1.1、钻孔工步 1)背吃刀量确实定 取ap11.8mm. 2 进给量确实定 由表5-22,选取该工步的每转进给量f0.2mm/r。 3)切削速度的计算 由表5-22,切削速度v选取为20m/min,由公式(5-1)n1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n579.03 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n39

17、2 r/min ,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v3.14nd/100013.53m/min。5.1.2、 粗铰工步 1)背吃刀量确实定 取ap0.15mm。 2 进给量确实定 由表5-31,选取该工步的每转进给量f0.4mm/r。 3)切削速度的计算 由表5-31,切削速度v选取为2m/min,由公式(5-1)n1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n530.78 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n530r/min ,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v3.14nd/100014.77 m/min。5.1.3、精铰

18、工步 1)背吃刀量确实定 取ap0.04mm。 2 进给量确实定 由表5-31,选取该工步的每转进给量f0.3mm/r。 3) 切削速度的计算 由表5-31,切削速度v选取为4m/min,由公式(5-1)n1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n106.2r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n140r/min ,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v3.14nd/10005.3m/min。5.2、时间定额的计算5.2.1、根本时间tj的计算 (1) 钻孔工步 根据表5-41,钻孔的根本时间可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得式中l18m

19、m;l20mm;l1D/2*cotkr+1211.8/2*cot54+1mm5.3mm; f0.2mm/r;n680mm/r.。将上述结果代入公式,那么该工序的根本时间为20s。 (2) 粗铰工步 根据表5-41,铰圆柱孔的根本时间可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr15、ap(D-d)/2(11.96-11.8)/20.08的条件查得l10.37mm; l215mm; 而l12mm; f0.4mm/r; n97r/min.。将上述结果代入公式,那么该工序的根本时间tj12mm+0.37mm+15mm /0.4mm/min x 97r/min0

20、.7min42s。 (3) 精铰工步 同上,根据表5-41可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得该工步的根本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr15、ap(D-d)/2(15-14.96)/20.02的条件查得l10.19mm; l213mm; 而l12mm; f0.4 mm/r; n140 r/min.。将上述结果代入公式,那么该工序的根本时间tj12mm+0.19mm+13mm /0.4mm/min x 97r/min0.6min36s。5.2.2、辅助时间ta的计算 辅助时间ta与根本时间tj之间的关系为ta0.150.2 tj ,这里取ta0.15 tj ,那么各工序的

21、辅助时间分别为: 钻孔工步的辅助时间为:ta0.15x20s3.0s; 粗铰工步的辅助时间为:ta0.15x42s6.3s; 精铰工步的辅助时间为:ta0.15x36s5.4s;5.2.3、其他时间的计算 除了作业时间(根本时间和辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于左摆动杠杆的生产类型为大批生产,分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作的时间tb是作业时间的2%7%,休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%,这里均取3%,那么各工序的其他时间可按关系式(3%+3%)(tj+ta)计算,它们分别为: 钻孔工步的

22、其他时间为:tb+tx 6%x20s+3.0s1.38s; 粗铰工步的其他时间为:tb+tx 6%x42s+6.3s2.90s; 精铰工步的其他时间为:tb+tx 6%x36s+5.4s2.48s;5.2.4、单件时间tdj的计算 这里的各工序的单件时间分别为:+1.38s24.38s; 粗铰工步tdj粗铰42s+6.3s+2.90s51.20s; 精铰工步tdj精铰36s+5.4s+2.48s43.88s; 因此,此工序的单件时间tdjtdj钻+tdj粗铰+tdj精铰24.38s+51.20s+43.88s119.46s。 将上述零件工艺规程设计的结果,填入工艺文件。6、夹具设计 夹具是一种

23、能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造本钱,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产本钱的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1、提出问题 (1)怎样限制零件的自由度;一个面限制3个自由度,两个支撑钉限制2个自由度,线接触面限制1个自由度。 (2)怎样夹紧;设计夹具由单螺旋夹紧机构和固定手柄压紧螺钉夹紧工件。 (3)设计的夹具怎样排削;此次加工利用麻花钻和铰刀,排削通过钻套与工

24、件之间的间隙排削。 (4)怎样使夹具使用合理,便于装卸。6.2、设计思想 设计必须保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧可靠,使用平安,有合理的装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来对12孔进行加工,这个孔尺寸精度要求为IT13,外表粗糙度Ra12.5,钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度。6.3、夹具设计6.3.1、定位分析 (1)定位基准的选择 据?夹具手册?知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工12孔时,采用左摆动杠杆右端面和6孔

25、内圆柱面作为定位基准。 (2)定位误差的分析 定位元件尺寸及公差确实定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位,因为该定位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合b0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j(TD+T d+S)/2 6.3.2、切削力及夹紧力的计算 刀具:11.8的麻花钻,12铰刀。 钻孔切削力:查?机床夹具设计手册?P70表3-6,得钻削力计算公式: 式中 P钻削力 t钻削深度,18mm S D麻花钻直径, HB布氏硬度,55HRC 所以 720(N) 钻孔的扭矩: 式中 S D麻花钻直径, HB布氏硬度,55HRC 2478N?M 铰孔时的切削力:

26、查?机床夹具设计手册?P70表3-6,得钻削力计算公式: 式中 P切削力 t钻削深度, 18mm S D铰孔钻直径, 12mm HB布氏硬度,55HRC 所以 5.0(N) 铰孔的扭矩: 式中 t钻削深度, 18mm S每转进给量 D铰刀直径, 12mm HB布氏硬度,55HRC 9.3(N?M) 钻孔夹紧力:查?机床夹具设计手册?P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式: 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 螺杆直径 螺纹升角 Q 手柄作用力 L 手柄长度 那么所需夹紧力 766(N) 根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以平安工作。6.3.3、夹具操作说明 此次设计的夹具夹紧原理为:通过6孔和侧面为定位基准,在支撑钉和平面实现完全定位,以钻套引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构和固定手柄压紧螺钉夹紧工件。 定位元件: 定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。6.3.4、确定导向装