机械制造技术课程设计-调速杠杆机械加工工艺规程及铣φ20端面夹具设计

第1章零件工艺分析1.1零件的作用题目所给的零件是调速杠杆，主要作用是用于连接调速器，对侧面加工要求低，对下孔的的加工精度要求比较高，尤其是Ф12mm的孔有粗糙度的要求高，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。全套图纸加V信153893706或扣33463894111.2零件的工艺分析图1-1调速杠杆零件图调速杠杆所加工表面和孔描述如下：1.上侧Ф20端面粗糙度Ra6.32.610.15下端面粗糙度Ra12.53.Φ12孔粗糙度Ra1.64.宽6U型槽粗糙度Ra1.65.A面粗糙度Ra1.66.M8×1螺纹粗糙度Ra6.37.尺寸20端面粗糙度Ra12.5其中Φ12孔为基准B，宽6U型槽与基准B的平行度公差0.05；A面平面度0.03，与基准B的平行度公差0.05。

第2章加工工艺规程设计2.1毛坯的选择调速杠杆材料为QT60-2，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，毛坯为铸件。2.2基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及调速杠杆零件图知，选择Ф20端面和Ф20外圆作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及调速杠杆零件图知，选用Φ20端面和Φ12孔作为定位精基准。2.3确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.610.15下端面的加工余量610.15下端面，制造精度CT8级，加工余量等级CA-F，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。2.上侧Φ20端面的加工余量上侧Φ20端面，制造精度CT8级，加工余量等级CA-F，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。Φ12孔的加工余量因Φ12孔的尺寸不大，故采用铸造，孔的表面粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，需经过钻——铰两步钻削方满足其精度要求。钻单边余量Z=5.9铰单边余量Z=0.1尺寸20端面的加工余量尺寸20端面，制造精度CT8级，加工余量等级CA-F，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。A面的加工余量A面，制造精度CT8级，加工余量等级CA-F，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，需经过两步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=1.5精铣单边余量Z=0.5宽6U型槽的加工余量宽6U型槽，因加工余量小，故铸造时不留余量，表面粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步铣削（即粗铣、精铣）即可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=2.5精铣单边余量Z=0.5M8×1螺纹的加工余量M8×1螺纹，因加工余量小，故铸造时不留余量，表面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，两步钻削（即钻、攻丝）即可满足其精度要求。钻单边余量Z=3.5攻丝单边余量Z=0.5其他不加工表面锻造即可满足其精度要求。2.4制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。最终工艺方案如下：工序01：铸造工序02：正火处理，硬度HB240～280工序03：铣610.15下端面工序04：上侧Ф20端面工序05：钻、铰Ф12孔工序06：铣尺寸20端面工序07：粗铣、精铣A面工序08：粗铣、精铣宽6U型槽工序09：钻、攻M8×1螺纹工序10：A面淬火，硬度HRC40～50工序11：去毛刺工序12：检验至图纸求2.5确定切削用量及基本工时工序03：铣610.15下端面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝210按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：上侧Ф20端面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝210按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序05：钻、铰Ф12孔工步一：钻孔至Φ11.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：铰Φ11.8孔至Φ12确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工序06：铣尺寸20端面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝210按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序07：粗铣、精铣A面工步一：粗铣A面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度粗铣单边余量②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝255按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：精铣A面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度精铣单边余量②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝490按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序08：粗铣、精铣宽6U型槽工步一：粗铣宽6U型槽1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度粗铣单边余量②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝300按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：精铣6U型槽1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金立铣刀，刀片采用YG8，铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度精铣单边余量②铣刀每齿进给量及切削速度根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出进给量，切削速度③主轴转速和工作台进给量按机床标准选取＝490按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序09：钻、攻M8×1螺纹工步一：钻M8×1螺纹底孔Φ7确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步二：攻M8×1螺纹确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为第3章铣上侧Ф20端面夹具设计由指导老师的分配，决定设计工序04：铣上侧Ф20端面的夹具。3.1问题的提出本夹具主要用于铣上侧Ф20端面的内表面的夹具，上侧Ф20端面表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，上侧Ф20端面精度则不予考虑。3.2定位分析选择已加工好的610.15下端面、下端Φ20端面、左端面、宽6端面和A面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是A型支承钉A16×8、A型支承钉A20×20、A型支承钉A12×12、A型支承钉A12×12和定位销。定位分析如下：610.15下端面、下端Φ20端面与A型支承钉A16×8、A型支承钉A20×20相配合，限制三个自由度，即X轴转动和Y轴转动及Z轴移动。左端面与A型支承钉A12×12相配合，限制一个自由度，即X轴移动。宽6端面、A面与A型支承钉A12×12、定位销相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。3.3定位误差分析定位元件为A型支承钉A16×8、A型支承钉A20×20，误差分析如下：1、定位误差：式中：T——工件610.15下端面、下端Φ20端面公差T——A型支承钉A16×8、A型支承钉A20×20公差——工件610.15下端面、下端Φ20端面与A型支承钉A16×8、A型支承钉A20×20的最小配合间隙=0.3+0.11+0=0.412、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取=03、磨损造成的加工误差：通过不超过0.05mm,误差总合：+=0.05mm<0.41mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4切削力的计算与夹紧力分析查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由铣上侧Ф20端面的工时计算知，，=0.25mm/r，，，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈510×1.866×0.33×0.05×20×3N≈942N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查表得夹紧力为2550N==6375N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.6夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择由六角螺母、圆垫圈、可调支承钉、螺杆、弹簧、移动压板和六角法兰面螺母等组成的夹紧机构夹紧。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。结束语本设计中是对调节杠杆加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决。通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献李益民主编.机械制造工艺设计简明手册[M].北京：机械工业出