機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計-左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計（含CAD圖紙） .doc

晉 中 學(xué) 院課程設(shè)計需cad設(shè)計圖紙，聯(lián)系qq153893706題 目 左擺動杠桿加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計院 系 機(jī) 械 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化姓 名 學(xué) 號 學(xué)習(xí)年限 2010年 9月至2012年6月指導(dǎo)教師 2011年 6 月 24 日左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 摘 要這次設(shè)計的是左擺動杠桿。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片一張與工序卡片兩張。根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。最后擬定左擺動杠桿的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次實際的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。目 錄1、左擺動杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定51.1、左擺動杠桿的用途 51.2、左擺動杠桿的技術(shù)要求51.3、審查左擺動杠桿的工藝性61.4、確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型62、確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1、選擇毛坯72.2、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 73、擬定左擺動杠桿工藝路線83.1、定位基準(zhǔn)的選擇 83.2 、表面加工方法的確定 93.3、加工階段的劃分 93.4、工序的集中與分散103.5、工序順序的安排103.6、確定工藝路線104、加工余量、工序尺寸和工差的確定 115、切削用量、時間定額的計算145.1、切削用量的計算145.2、時間定額的計算156、夾具設(shè)計 166.1、提出問題166.2、設(shè)計思想 166.3、夾具設(shè)計 167、體會與展望198、參考文獻(xiàn) 201、 左擺動杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定左擺動杠桿零件圖 1.1、 左擺動杠桿的用途杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比。動力動力臂=阻力阻力臂，用代數(shù)式表示為f1 l1=f2l2。式中，f1表示動力，l1表示動力臂，f2表示阻力，l2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達(dá)到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。1.2、 左擺動杠桿的技術(shù)要求：該左擺動杠桿的各項技術(shù)要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)左擺動杠桿左端面177it133.2左擺動杠桿中端面53it133.2左擺動杠桿上端面28it133.2左擺動杠桿上孔15it81.6左擺動杠桿中孔12it81.6左擺動杠桿下孔6it71.6m10螺紋孔10it1312.512孔12it1312.512盲孔12it1312.58mm槽8it1312.52mm槽2it1312.51.3、審查左擺動杠桿的工藝性該左擺動杠桿結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的杠桿類零件。主要加工表面有左擺動杠桿左、右端面，上端面，其次就是15孔及12孔和6孔，15、12、6孔的加工端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。1.4、 確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：n=5000臺/年x1件/臺x（1+3%）x（1+0.5%）=5175.75左擺動杠桿重量為0.9kg，由表1-3知，左擺動杠桿屬輕型零件；由表1-4知，該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。2、 確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1、 選擇毛胚左擺動杠桿在工作過程中承受沖擊載荷及各種應(yīng)力，毛胚需選用鍛件才滿足工作要求。該左擺動杠桿的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復(fù)雜，故采用鍛造。2.2、確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。2.2.1、公差等級由左擺動杠桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為ct=9。2.2.2、確定毛坯尺寸零件尺寸單邊加工余量/mm鍛件尺寸/mm偏差1775182+1.9-0.928538+1.4-0.753563+1.5-0.524534+1.5-0.72.2.3、繪制左擺動杠桿毛坯簡圖3、擬定左擺動杠桿工藝路線3.1、定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1、精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該左擺動杠桿零件的技術(shù)要求，選擇左擺動杠桿右端面和6孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。6孔的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作竟基準(zhǔn)定位左擺動杠桿兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。選用左擺動杠桿右端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因為該左擺動杠桿在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準(zhǔn)。3.2.2、粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇左擺動杠桿左端面和12外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用12外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用左擺動杠桿右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動杠桿零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度ra/um加工方案24mm上端面it73.2粗銑-精銑24mm下端面it73.2粗銑-精銑177mm的后面it73.2粗銑-精銑177mm的前面it71.6粗銑-精銑28mm的左端面it71.6粗銑-精銑6孔it71.6鉆-擴(kuò)12孔自由公差12.5鉆-擴(kuò)m10孔自由公差12.5鉆-擴(kuò)-精鉸15孔it61.6鉆-擴(kuò)-精鉸12*18孔自由公差12.5鉆孔-擴(kuò)孔12盲孔自由公差12.5鉆-擴(kuò)-鉸8mm槽it73.2粗銑-擴(kuò)2mm槽自由公差12.5粗銑-擴(kuò)3.3、加工階段的劃分該左擺動杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（左擺動杠桿右端面和6孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑左擺動杠桿左端面、中端面、上端面、12孔、15孔、6孔、12孔、m10螺紋孔、6孔、盲孔12槽8mm槽2mm。在半精加工階段，完成左擺動杠桿左端面、中端面、上端面和15孔、12孔、6的精銑加工和12盲孔的鉆-鉸-精鉸加工及12孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排左擺動杠桿的加工工序。該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1、機(jī)械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)左擺動杠桿左端面和12孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工左擺動杠桿中端面，再加工m10孔。3.5.2、熱處理工序 加工之前進(jìn)行時效處理。3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該左擺動杠桿工序的安排順序為：在、實效處理基準(zhǔn)加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了左擺動杠桿的工藝路線。工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1時效處理2粗、精銑寬24mm的上表面立式鉆床x51端銑刀游標(biāo)卡尺3粗、精銑寬24mm的下表面立式銑床x51端銑刀游標(biāo)卡尺4粗、精銑177mm后表面立式銑床x51外圓車刀游標(biāo)卡尺5粗、精銑177mm前表面立式銑床x51麻花鉆、擴(kuò)孔鉆內(nèi)徑千分尺6粗、精銑28mm左端面立式銑床x51麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7鉆、擴(kuò)、鉸前表面孔使尺寸達(dá)鉆孔12h8mm、6h7mm立式鉆床z525麻花鉆、擴(kuò)孔鉆卡尺、塞規(guī)8攻螺紋m10mm立式鉆床z525絲錐卡尺、塞規(guī)9鉆、擴(kuò)、鉸孔使尺寸達(dá)到15h8mm、12mm立式鉆床z525麻花鉆、擴(kuò)孔鉆卡尺、塞規(guī)10鉆、鉸12盲孔立式鉆床z525麻花鉆、錐度鉸刀游標(biāo)卡尺11粗、精銑槽8mm立式銑床x51端面銑刀游標(biāo)卡尺12銑2mm槽立式銑床x51端面銑刀游標(biāo)卡尺13去毛刺鉗工臺平銼14清 洗清洗機(jī)15終 檢塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）24mm的上表面 工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑5mmit1258（2）24 mm的下表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0it653粗銑4.0it1254毛坯5.058（3）177mm后表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑5mmit1229（4）177 mm前表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0it624粗銑4.0it1225毛坯5.029（5） 28mm右表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0it6177粗銑4.0it12178毛坯5.0182（6）28mm左表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0it6177粗銑4.0it12178毛坯5.0182（7）12h8mm孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.15it712擴(kuò)孔0.85it911.85鉆孔11it1211（8）6mm的孔 工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸1.0it66鉆孔2.0it125（9）12*18mm孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.05it612粗鉸0.95it1211.95擴(kuò)孔2it1211鉆孔9it129（10）15h8mm孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.05it615粗鉸0.1it614.95擴(kuò)孔0.85it614.85鉆孔14it1214（11）12mm盲孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.3it1212擴(kuò)孔3.7it1211.7鉆孔8.0it128（12）寬2mm的槽工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑2it122（13）寬8mm的槽工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑it68粗銑it125、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸12孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.1.1、鉆孔工步1）背吃刀量的確定 取ap=11.8mm.2) 進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.2mm/r。3）切削速度的計算 由表5-22，切削速度v選取為20m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=579.03 r/min ,參照z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=13.53m/min。5.1.2、 粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.15mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=530.78 r/min ,參照z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=530r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=14.77 m/min。5.1.3、精鉸工步1）背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。3） 切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=106.2r/min ,參照z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=5.3m/min。5.2、時間定額的計算5.2.1、基本時間tj的計算（1） 鉆孔工步根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得式中l(wèi)=18mm;l2=0mm;l1=d/2*cotkr+(12)=11.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.2mm/r;n=680mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間為20s。（2） 粗鉸工步根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（d-d）/2=（11.96-11.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。（3） 精鉸工步同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（d-d）/2=（15-14.96）/2=0.02的條件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。5.2.2、輔助時間ta的計算輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x20s=3.0s;粗鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x42s=6.3s;精鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x36s=5.4s;5.2.3、其他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s;粗鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;精鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;5.2.4、單件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為：鉆孔工步tdj鉆=20s+3.0s+1.38s=24.38s;粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s;精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。6、夾具設(shè)計夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。6.1、提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，兩個支撐釘限制2個自由度，線接觸面限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。（3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆套與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。6.2、設(shè)計思想設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對12孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為it13，表面粗糙度ra12.5，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。6.3、夾具設(shè)計6.3.1、定位分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工12孔時，采用左擺動杠桿右端面和6孔內(nèi)圓柱面作為定位基準(zhǔn)。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。j=（td+t d+s）/2td =0.050mmt d =0.011mms=0.010mmj=0.0355mm6.3.2、切削力及夾緊力的計算刀具：11.8的麻花鉆，12鉸刀。鉆孔切削力：查機(jī)床夾具設(shè)計手冊p70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 p鉆削力t鉆削深度,18mms每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mmd麻花鉆直徑, 11.8mmhb布氏硬度，55hrc 所以 =720（n）鉆孔的扭矩： 式中 s每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mmd麻花鉆直徑, 11.8mmhb布氏硬度，55hrc=2478(nm)鉸孔時的切削力：查機(jī)床夾具設(shè)計手冊p70表3-6，得鉆削力計算公式：式中 p切削力t鉆削深度, 18mms每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.4mmd鉸孔鉆直徑, 12mmhb布氏硬度，55hrc 所以 = 5.0（n）鉸孔的扭矩： 式中 t鉆削深度, 18mms每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.4mmd鉸刀直徑, 12mmhb布氏硬度，55hrc =9.3（nm）鉆孔夾緊力：查機(jī)床夾具設(shè)計手冊p70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16螺桿直徑 螺紋升角q 手柄作用力l 手柄長度則所需夾緊力 =766（n）根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3、夾具操作說明此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過6孔和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在支撐釘和平面實現(xiàn)完全定位，以鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。6.3.4、確定導(dǎo)向裝置本工序要求對被加工的孔依次進(jìn)行鉆、鉸的加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用固定鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，查表9-1