机械制造技术课程设计-往复杠杆工艺规程及钻φ22H7φ18H7孔夹具设计

目录TOC\o"1-2"\h\z\u136521.零件的分析 零件的分析全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1零件的作用往复杠杆是一个非常重要的零件。通过往复杠杆上的装配通连接在主动零件上与从动零件之间，将主的运动传递或转换，通过从动零件，将相应的运动或力传递到下一级运动部件。往复扛杆在运动过程中，承受交变载荷的作用，因此对往复扛杆的力学性能要求较高，往复扛杆上，与主动零件和从动零件配合、接触的部位，尺寸、形状、位置精度以及表面粗糙度要求也较高。1.2零件的工艺分析本零件可从零件图中可知,它有六组加工面,但只有部分有位置要求,还有三组孔,其中有两组孔有位置和精度。(图如1.2-1所示)图1.2-1往复杠杆1、零件两底面，它是毛坯锻造出来之后等待加工的第一批面，此两面将作为初基准，表面粗糙度为6.3。根据表面粗糙度要求我们采取铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。2、按照先面后孔的加工理论，我们需要先加工面再以面为基面并采用挡销来加工其他的面。加工两侧面，这些侧面都是需要以底面为粗基准而加工的，这些面将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要求我们先采取底面定位限制3个自由度，再以右边的圆弧面限制的两个自由度，并以左边的两圆弧面来限制零件的旋转，并且可以这样加工可以用右边圆弧面的圆心所在的零件轴线来保证Φ35H7两外侧面的对称。由于这两面的表面粗糙度达到1.6，所以应先铣粗铣再半精铣，最后精铣。待面加工完再进行孔的加工,这样即可得到要求。然后再来加工其他一些面，只要对表面粗糙度为6.3的面采用一次铣削，对表面粗糙度为1.6的面就需要进行粗铣——半精铣——精铣才能达到其要求。钻、扩、绞φ18H7以及φ22H7这两个比较重要的孔，因为后面的孔都是以这两个孔来定位加工的，他对后面的孔加工具有很重要的作用。所以必须先进行这个孔的加工。并且孔的表面粗糙度达到6.3，所以需要进行绞加工才可以使孔的表面粗糙度达到要求。加工好φ18H7以及φ22H7孔后，再来钻、扩、绞其右边的两个φ18H7孔，因为此孔与φ18H7孔有位置要求，所以放在后面来加工，并进行绞加工来满足表面粗糙度，即可达到加工要求。加工φ35H7孔也需要最左边的φ18H7以及φ22H7孔来定位加工。8、加工3-φ6H7的孔，这3个孔的位子要求并不是很高，加工要求不高。9、加工8个螺纹孔，采用钻、倒角、攻丝三步工序2工艺规程设计2.1毛坯的制造形式由零件要求可知，零件的材料为45钢，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择摸锻造，足以满足要求，又因为零件是大批量生产，所以选择摸锻造是提高效率节省成本的最佳方法2.2基面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。由以上及零件知，选用工件底面及两侧面作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：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。由上及零件图知，选用Φ35H7孔及其端面作为定位精基准。2.3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：锻造工序02：对铸件毛坯表面喷砂，清除表面杂物工序03：铣工件上表面，保证粗糙度Ra6.3工序04：铣工件下表面，保证粗糙度Ra6.3工序05：粗铣、半精铣、精铣杠杆大头两端面，保证尺寸1800.4，520.1，粗糙度Ra1.6工序06：粗铣、半精铣、精铣杠杆小端两端面，保证尺寸1200.2，84，220.1，粗糙度Ra1.6、Ra6.3工序07：钻、扩、粗铰、精铰Ф35H7孔，保证尺寸Ф35H7，粗糙度Ra0.8，与基准A的平行度Ф0.05，倒角C1工序08：钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，保证尺寸Ф22H7、Ф18H7，粗糙度Ra6.3，倒角C1工序09：钻、铰Ф6H7孔，保证尺寸Ф6H7，粗糙度Ra3.2工序10：钻、攻8-M6-6H螺纹，保证孔深18螺纹深14，粗糙度Ra3.2工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求并入库2.4确定各工序的加工余量1.工件上表面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得锻件的单边加工余量Z=2.0mm,锻件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。2.工件下表面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得锻件的单边加工余量Z=2.0mm,锻件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。3.杠杆大头两端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得锻件的单边加工余量Z=2.0mm,锻件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为1.6。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，需要经过粗铣——半精铣——精铣方可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=1.5mm半精铣单边余量Z=0.4mm精铣单边余量Z=0.1mm4.杠杆小头两端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得锻件的单边加工余量Z=2.0mm,锻件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为1.6、6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，需要经过粗铣——半精铣——精铣方可满足其精度要求。粗铣单边余量Z=1.5mm半精铣单边余量Z=0.4mm精铣单边余量Z=0.1mm5.Ф35H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心锻造。粗糙度Ra为0.8，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ33，再扩Φ33至Φ34.75，接着粗铰Φ34.75孔至Φ34.93，最后铰Φ34.93孔至Φ35H7。6.Φ22H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心锻造。粗糙度Ra为6.3，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ20，再扩Φ20至Φ21.8，最后铰Φ21.8孔至Φ22H7。7.Φ18H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心锻造。粗糙度Ra为6.3，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ17，再扩Φ17至Φ17.8，最后铰Φ17.8孔至Φ18H7。8.Φ6H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心锻造。粗糙度Ra为3.2，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ5.8，再铰Φ5.8孔至Φ6H7。9.8-M6-6H螺纹的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，知先钻M6的螺纹底孔Φ5.1再攻丝M6螺纹10．其他不加工表面，锻造即可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序01：锻造工序02：对铸件毛坯表面喷砂，清除表面杂物工序03：铣工件上表面，保证粗糙度Ra6.31.选择刀具刀具选取端面铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序04：铣工件下表面，保证粗糙度Ra6.31.选择刀具刀具选取端面铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序05：粗铣、半精铣、精铣杠杆大头两端面，保证尺寸1800.4，520.1，粗糙度Ra1.6工步一：粗铣杠杆大头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工步二：半精铣杠杆大头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工步三：精铣杠杆大头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序06：粗铣、半精铣、精铣杠杆小头两端面，保证尺寸1200.2，84，220.1，粗糙度Ra1.6、Ra6.3工步一：粗铣杠杆小头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工步二：半精铣杠杆小头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工步三：精铣杠杆小头两端面1.选择刀具刀具选取立铣刀，，，。2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝800当＝800r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序07：钻、扩、粗铰、精铰Ф35H7孔，保证尺寸Ф35H7，粗糙度Ra0.8，与基准A的平行度Ф0.05，倒角C1工步一：钻孔至Φ33确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ33孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据立式钻床Z525说明书，现取切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：扩Φ33孔至Φ34.75孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为，并按钻床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步三：粗铰Φ34.75孔至ΦΦ34.93孔根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-25，，，得 查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为 工步四：精铰Φ34.93孔至Φ35H7孔根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-25，，，得 查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为 工步五：倒角C1工序08：钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，保证尺寸Ф22H7、Ф18H7，粗糙度Ra1.6，倒角C1工步一：钻孔至Φ16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=2则机动工时为 工步二：扩Φ16孔至Φ17.8利用扩孔钻将Φ16孔至Φ17.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，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=2则机动工时为工步三：铰Ф17.8孔至Ф18H7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=2则机动工时为工步四：钻孔至Ф20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 工步五：扩Ф20孔至Ф21.8利用扩孔钻将Ф20孔至Ф21.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，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则机动工时为工步六：铰Ф21.8孔至Ф22H7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则机动工时为工步七：倒角C1工序09：钻、铰Ф6H7孔，保证尺寸Ф6H7，粗糙度Ra3.2工步一：钻孔至Φ5.8确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ5.8孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据立式钻床Z525说明书，现取切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：铰Φ5.8孔至Φ6H7孔根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-25，，，得查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为 工序10：钻、攻8-M6-6H螺纹，保证孔深18螺纹深14，粗糙度Ra3.2工步一：钻8-M6-6H螺纹底孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）=1019r/min按机床选取n=1000r/min基本工时：工步二：攻8-M6-6H螺纹选择M6mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即按机床选取基本工时：工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求并入库3专用夹具设计3.1定位基准的选择钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，保证尺寸Ф22H7、Ф18H7，由零件图可知，选用工件Ф35H7孔端面、Ф35H7孔和一侧面定位。3.2切削力及夹紧力的计算1.设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：①夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。②工件和夹具的变形必须在允许的范围内。③夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构④必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。⑤夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。⑥夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。2.螺栓螺母夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。⑤夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。3.夹紧力的方向的确定①夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。②夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。③夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。本夹具是钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，保证尺寸Ф22H7、Ф18H7，需要钻扩铰，其中钻削时切削力最大，故按钻时计算切削力。查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由钻Ф16孔的工时计算知，，=0.28mm，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈3282N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=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M12螺母锁紧，查表得夹紧力为5315N夹紧力远远大于钻削力，故夹紧可靠。3.3误差分析计算1.基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以Φ35H7孔在轴上定位钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，保证尺寸Ф22H7、Ф18H7，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算式中——基准位移误差，mm——孔的最大直径，mm——轴的最小直径，mm=0.033mm2.基准不重合误差加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为=式中——基准不重合误差，mm——工件的最大外圆面积直径公差，mm=3.4导向元件的设计工件钻、扩、铰Ф22H7、Ф18H7孔，中大批量生产，为了钻后及时扩铰，故选用快换钻套，图3-1是标准快换钻套的结构，它凸缘上铣有台肩，钻套螺钉的台阶形部分压紧在此台肩上而防止快换钻套转动。松动螺钉，便可取出快换钻套。图3-1快换钻套 图3-2快换钻套的规格及主要尺寸 快换钻套相配的钻套螺钉M8，其图如3-3所示：图3-3钻套螺钉图3-4钻套螺钉的规格及主要尺寸 3.5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。本道工序为钻床夹具选择在夹具体上用六角螺母、圆垫圈、螺杆、弹簧、移动压板和六角法兰面螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。总结这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其