机械制造技术课程设计-杠杆臂加工工艺及钻φ5孔夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u314631工艺规程制定 工艺规程制定全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1机械加工工艺规程制订1、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料4、制订工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1.2机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。工序一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。工步在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序走刀在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。2零件的分析2.1零件的作用课题给出的零件是机床的杠杆臂。它的主要的作用是实现机床工作部件启起、停止、变速、变向、操纵机构中的传动装置。要求该零件有足够的强度和刚度，尺寸精度，形状精度，是机床操纵机构中重要零件，影响机床操纵动作及控制机构装置运动的准确性。2.2零件的工艺分析杠杆臂底面粗糙度Ra3.2；顶面粗糙度Ra3.2；Ф22孔粗糙度Ra3.2；Ф10孔两端面粗糙度Ra3.2，与基准A的垂直度公差Φ0.04；Ф10孔粗糙度Ra12.5；Ф22端面粗糙度Ra6.3；宽8槽粗糙度Ra3.2，与基准A的垂直度公差Φ0.06；Ф10孔粗糙度Ra12.5。3工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知此拨叉零件的生产纲领中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。3.2基准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。一：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，选用工件顶面和R10外圆面作为定位粗基准。二：精基准的选择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。由以上及零件知，选择Ф22孔和底面作为定位精基准。3.3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。方案一：工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗铣底面工序04：粗铣、精底顶面工序05：精铣底面工序06：钻、扩、铰Φ22孔；孔口倒角C2工序07：粗铣、精铣Φ10孔两端面工序08：钻Φ10孔工序09：铣Φ22端面工序10：粗铣、精铣宽8槽工序11：钻Φ5孔工序12：去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库方案二：工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗铣底面工序04：精铣底面工序05：粗铣顶面工序06：精底顶面工序07：精铣底面工序08：钻Φ20孔工序09：扩Φ20孔至Φ21.8工序10：铰Φ21.8孔至Φ22孔；孔口倒角C2工序11：粗铣Φ10孔两端面工序12：精铣Φ10孔两端面工序13：钻Φ10孔工序14：铣Φ22端面工序15：粗铣宽8槽工序16：精铣宽8槽工序11：钻Φ5孔工序12：去毛刺工序13：检验至图纸要求并入库确定工艺路线以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序集中与工序分散各有特点，由于生产类型为小批理生产，所以决定选择方案一。3.4确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.底面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。2.顶面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。3.Ф22孔的加工余量《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，首先钻孔至Ф20孔、然后扩Ф20孔至Ф21.8，最后铰Ф21.8孔至Ф22孔方可满足其精度要求。4.Φ10孔两端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。5.Φ10孔的加工余量《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步钻削方可满足其精度要求。6.Φ22端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。7.宽8槽的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工表面的尺寸不大故采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。8.Φ5孔的加工余量《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步钻削方可满足其精度要求。3.5基本工时的确立工序03：粗铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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型立式铣床说明书，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＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序04：粗铣、精底顶面工步一：粗铣顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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型立式铣床说明书，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＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工步二：精铣顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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型立式铣床说明书，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：，，，走刀次数则机动工时为工序05：精铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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型立式铣床说明书，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：，，，走刀次数则机动工时为工序06：钻、扩、铰Φ22孔；孔口倒角C2工步一：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 工步二：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则机动工时为工步三：铰Ф21.8孔至Ф22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则机动工时为工步四：孔口倒角C2工序07：粗铣、精铣Φ10孔两端面工步一：粗铣Φ10孔两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，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X62型卧式铣床说明书，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＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工步二：精铣Φ10孔两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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X62型卧式铣床说明书，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：，，，走刀次数则机动工时为工序08：钻Φ10孔确定进给量：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09：铣Φ22端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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型立式铣床说明书，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＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序10：粗铣、精铣宽8槽工步一：粗铣宽7槽1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，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X62型卧式铣床说明书，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＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工步二：精铣宽7槽至宽8槽1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，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X62型卧式铣床说明书，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：，，，走刀次数则机动工时为工序11：钻Φ5孔确定进给量：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 4钻夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计钻Φ5孔，选用机床：Z525立式钻床.4.1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图和工艺过程得，选底面和Φ22孔及Φ10孔作为定位基准。4.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为底面和Φ22孔及Φ10孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是心轴及B型固定式定位销。因此主要对心轴及B型固定式定位销进行设计。1、底面与心轴相配合，限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。2、Φ22孔与心轴相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。3、Φ10孔与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即X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。4.3定位误差分析1、移动时基准位移误差（式4-1）式中：————圆柱销孔的最大偏差————圆柱销孔的最小偏差————圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式4-1）得：=0.021+0+020=0.041（mm)2、转角误差（式4-2）式中：————圆柱销孔的最大偏差————圆柱销孔的最小偏差————圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙————削边销孔的最大偏差————削边销孔的最小偏差————削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中：则代入（式4-2）得：则：≈0.0513°4.4切削力的计算1计算钻削力钻Φ5孔，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Φ5孔的工时计算知，，=0.28mm/r，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即2计算夹紧力所需夹紧力，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M10螺母锁紧，查参考文献2，P92，表3-16螺母的夹紧力为3550N==8875N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5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心轴的螺杆上用六角法兰螺杆进行夹紧工件。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。

结论课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的课程设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们进行毕业设计打下了良好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会。致谢这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给