杠桿零件工藝設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)

1、圖紙聯(lián)系QQ 摘要本設(shè)計(jì)的零件為杠桿零件，選用號(hào)鋼。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益等各方面的詳細(xì)分析其加工工藝，多采鉆床加工。通過對(duì)零件的分析，此工件外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高，生產(chǎn)批量不大。因此在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，做到經(jīng)濟(jì)合理。關(guān)鍵詞：鉆床加工，杠桿零件，尺寸精度。Abstract The design of parts for the lever parts of 45 steel. According to parts of shape, dimensional accuracy, cost-effective production area

2、s such as a detailed analysis of its manufacturing processes, Most Drilling. Part of the analysis, the shape of the workpiece contour small size, light weight, low-processing, not mass production. Therefore the quality assurance and productivity, under the premise of the structure as simple as possi

3、ble, so economically rational.Keywords : Drilling, leveraged parts, dimensional accuracy 。目 錄摘要：1前 言3緒 言41 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的42 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)與要求42.1 設(shè)計(jì)基本任務(wù)42.2 設(shè)計(jì)要求43 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫5杠桿零件工藝設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)51. 基本任務(wù)：52. 設(shè)計(jì)要求：63. 方法和步驟：63.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)63.2 零件圖審查64. 鉆床夾具設(shè)計(jì)74.1 設(shè)計(jì)任務(wù)74.2 設(shè)計(jì)方法和步驟84.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)124.4 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu).夾具體的確定154.5 繪

4、制夾具結(jié)構(gòu)圖174.6 確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合174.7 夾具精度分析與計(jì)算184.8 繪制夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件184.9 工藝卡19結(jié) 論20致 謝21參考文獻(xiàn)項(xiàng)目21前 言本設(shè)計(jì)的課題，不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了三年來所學(xué)的的理論知識(shí)，還使我們把所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中。理論結(jié)合實(shí)際從而達(dá)到對(duì)理論知識(shí)更加的鞏固與理解，為我們走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控加工本身而言，具有設(shè)定數(shù)控程序后大批大量加工、效率高、質(zhì)量控制穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是加工的必然趨勢(shì)。關(guān)鍵是你承接的工件，是否適合你的數(shù)控機(jī)床，價(jià)格是否具有贏利。數(shù)控技術(shù)是一種集機(jī)、電、

5、液、光、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的知識(shí)密集型技術(shù)，它是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段。本次設(shè)計(jì)主要步驟：杠桿零件夾具設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)夾具裝置,導(dǎo)向裝置,確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合,夾具精度分析和計(jì)算；杠桿零件工藝設(shè)計(jì)：確定毛坯,確定工藝內(nèi)容。緒 言1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生應(yīng)職應(yīng)崗能力的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生能全面綜合地運(yùn)用所學(xué)的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設(shè)計(jì)。其基本目的是：(1)培養(yǎng)工程意識(shí)。(2)訓(xùn)練基本技能。(3)培養(yǎng)質(zhì)量意識(shí)。(4)培養(yǎng)規(guī)范意識(shí)。2

6、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)基本任務(wù)(1)繪制零件工作圖一張(2)繪制毛坯零件圖一張(3)編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一套(4)編寫設(shè)計(jì)說明書一份(5)收集資料,為夾具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備(6)繪制草圖,進(jìn)行必要的理論計(jì)算和分析以及夾具的結(jié)構(gòu)方案(7)繪制總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖,編寫設(shè)計(jì)說明書(8)編制夾具的使用說明或技術(shù)要求2.2、設(shè)計(jì)要求2.2.1、工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求(1)保證零件加工質(zhì)量,達(dá)到圖紙的技術(shù)要求(2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率(3)要盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,生產(chǎn)安全(4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備(5)工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰,規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化的要求

7、(6)工藝規(guī)程應(yīng)滿足規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化要求。3 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫說明書要求系統(tǒng)性好、條理清楚、語言簡(jiǎn)練、文字通順、字跡工整、圖例清晰、圖文并茂，充分表達(dá)自己的見解，力求避免抄書.杠桿零件工藝設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)1基本任務(wù)：（1）繪制零件工件圖一張；（2）繪制毛坯零件合圖一張；（3）編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一套；（4）編寫設(shè)計(jì)說明書一份；（5）收集和研究原始資料，為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好技術(shù)準(zhǔn)備。（6）初步擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)行必要的理論計(jì)算和分析。選擇最佳的夾具結(jié)構(gòu)方案，確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術(shù)要求。（7） 繪制夾具總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書。（8）編制夾

8、具特殊使用維護(hù)、操作、制造方面的說明或技術(shù)要求。2設(shè)計(jì)要求：（1）應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求；（2）在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率；（3）要盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，必須考慮生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生等措施；（4）在立足本企業(yè)的生產(chǎn)條件基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)外新技術(shù)、新工藝、新裝備；（5）工藝規(guī)程應(yīng)正確、完整、簡(jiǎn)潔、清晰；（6）工藝規(guī)程應(yīng)滿足規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化要求；（7）夾具設(shè)計(jì)保證工件的加工精度；（8）提高生產(chǎn)效率；（9）工藝性好；（10）使用性好；（11）經(jīng)濟(jì)性好3方法和步驟：31 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類型的確定生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）小批生產(chǎn) 中型零件（0.51

9、50kg)1020032零件圖審查321了解零件的功用及技術(shù)要求 熟悉用途、性能及工作條件，明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和功用，審查圖樣的完整性和正確性 322分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：（1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理；（2）各加工表面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；（3）有相互位置要求的表面應(yīng)盡量在一次裝夾中加工； 零件的工藝過程如下（具體參考各工序卡）（另附頁）：（1） 模鍛成形，（28鍛成22）其余實(shí)心；（2） 退火，消除殘余內(nèi)應(yīng)力；（3） 數(shù)控銑，銑左邊兩平面，再鉆鉸28H7孔，用平虎鉗定位和裝夾；（4） 數(shù)控銑，銑右邊兩平面，用平

10、虎鉗定位和裝夾；（5） 鉆孔，用專用鉆夾具加工10H9和11孔；（6） 數(shù)控銑，銑36準(zhǔn)；（7） 數(shù)控銑，割開4.75槽；（8） 去毛刺.檢驗(yàn)。4.1設(shè)計(jì)任務(wù)（1）加工工件零件圖如圖4-1所示（見零件圖），完成設(shè)計(jì)鉆、擴(kuò)、較杠桿10H9孔和11孔的鉆床夾具。（2）生產(chǎn)類型：中批量生產(chǎn)。（3）毛胚：模鍛件。模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法.模鍛與自由鍛相比,具有生產(chǎn)率高,鍛件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點(diǎn),但模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過150kg,鍛模制造成本高.模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn).模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛.（4）工藝內(nèi)容：先銑端面,后

11、完成鉆、擴(kuò)、較10H9孔和11孔，工序如圖4-2所示。該工序所用設(shè)備為Z525立式鉆床。 圖42（5）工序的加工要求：10H9孔和28H7孔的中心距為（800.20）mm；平行度允差0.30mm；11孔與28H7孔中心距為（150.25）mm。4.2 設(shè)計(jì)方法和步驟1.夾具類型的確定由設(shè)計(jì)任務(wù)及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大.因此,設(shè)計(jì)的夾具不宜復(fù)雜,在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),做到經(jīng)濟(jì)合理.根據(jù)被加工部位 的分布情況,擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套).2.定位裝置的設(shè)計(jì)(1)確定定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其定位方案有兩種:方案一:如圖4-3

12、所示,以28H7孔及一組合面(K面與10H9孔下端面組合)為定位面,限制工件的五個(gè)自由度,以10H9孔端外緣毛胚一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面,限制工件Z自由度.該方案由于尺寸88MM的公差大,定位不穩(wěn)定,定位誤差大.方案二:如圖4-4所示,以孔28H7及端面K定位,限制工件5個(gè)自由度,以11孔外緣定位,限制Z自由度.為增強(qiáng)剛性,在10H9孔下端,增設(shè)一輔助支承.由于定位精度未受尺寸88MM的影響,定位誤差小.比較上述兩個(gè)方案,方案二為最佳方案. 圖4-3 方案一 圖4-4 方案二(2)選擇定位元件1)選用帶臺(tái)階面的定位銷,作為28H7孔及其端面定位的定位元件(見夾具總圖4-8).其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定.2

13、)以10H9孔端面外緣定位,采用的定位元件有兩種形式(如圖4-5所示):選用可調(diào)支承釘作為以10H9孔外緣定位的定位元件,其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對(duì)定位精度的影響,在使用過程中根據(jù)每批毛胚的精度進(jìn)行調(diào)整,結(jié)構(gòu)如圖4-5(a)所示.采用移動(dòng)形塊為定位元件,如圖4-5(b)所示,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結(jié)構(gòu)限制,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局較難.形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),易引起工件的變形.比較上述兩種形式,確定采用第一種形式. 圖4-5 定位件的選擇(3)定位誤差分析計(jì)算1)加工10H9,要求保

14、證中心距尺寸(800.20)mm及兩孔軸線平行度0.30mm.計(jì)算中心距尺寸(800.20)mm定位誤差為 =B+由圖4-4可知,B=0基準(zhǔn)位移誤差等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號(hào)為28H7,28H7為28,28g6為28 .于是 Xmax=Dmax-dmin=28.02127.98=0.041（mm） D=Y=Xmax=0.041（mm)其中：G=0.4mm D允=1/3G=0.13（mm)則 DD允 該定位方案滿足要求。 計(jì)算10H9與28H7兩孔軸線的平行度定位誤差。同理 D=B+Y，B=0由基準(zhǔn)位位移誤差定義可知 Y=1+21是定位銷圓柱部分與臺(tái)階面的垂直度誤差。由

15、于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也是可忽略不計(jì)2=0。因此 D=B+Y=0定位誤差的允許值D允=1/3G=1/3*0.3=0.10（mm)顯然 DD允因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。 2）加工11孔，要求保證孔距尺寸（120.25）mm的定位精度。同理 D=B+Y，B=0而Y與加工10H9孔時(shí)相同，只是方向沿加工尺寸15mm方向。 D=Y=0.41（mm)其中：G=0.5mm D允=1/3G=1/3*0.5=.0.167(mm)顯然 DD允該定位方案滿足要求。由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。4.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)1.夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)類型，此

16、夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M12，為縮短裝卸工件的時(shí)間，采用開口墊圈。2.夾緊力的計(jì)算（1）加工10H9時(shí)受力分析如圖46所示，加工時(shí)，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢(shì)，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對(duì)加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。 圖4-6 加工10H9孔時(shí)工件受力圖 圖4-7 加工11孔時(shí)工件受力圖（2）加工11孔時(shí)受力分析如圖47所示，加工時(shí)，鉆削軸向力F有使工件繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，為防止上述兩種趨勢(shì)的發(fā)生，夾具的夾緊機(jī)構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力

17、矩，為此需進(jìn)行夾緊的校核。1）鉆削軸向力F F=9.81Cd設(shè)f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻(xiàn)5得： F=9.8161.2110.250.70.866=2167.15（N）2）鉆削力距T2T=9.81=9.810.0311110.250.866=9.866（Nm）3）使工件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0由圖4-7知T3=FLM0=F0L1式中：F0為翻轉(zhuǎn)力，F(xiàn)0=T2/L1，L1為翻轉(zhuǎn)力臂，L1=L=d0/2D0/2得T3=FL=2167.150.015=32.51（Nm）M0=F0L1=9.866/0.011（0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（N

18、m）4）防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3根據(jù)力學(xué)平衡原理，由圖4-7知：F3fr+2FnfrKT3 F3D/2FM0其中，r為當(dāng)量摩檫半徑，查表3-3得： r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm) 得F3=KT3/2rf=1.532.51/20.0180.15=9.30.56(N)F3=2KM0/D=21.50.48/0.028=51.42(N) 5)夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。根據(jù)初步選用螺栓直徑為M12mm,由參考文獻(xiàn)9查得，采用M12的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3F3”，顯然M12螺栓無法滿足要求。現(xiàn)改用M16螺

19、栓，許用夾緊力F3=10500N，F(xiàn)3F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求，同時(shí)，M16螺母的最大直徑也小于定位孔28H7的尺寸，不妨礙工件的裝卸。4.4 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu).夾具體的確定1.加工10H9孔導(dǎo)向裝置的確定為適應(yīng)鉆、擴(kuò)、鉸的要求，現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由表357和表358選取.具體尺寸如表41所示。 表41 快換鉆套及襯套尺寸鉆套端面至加工面間的距離一般取（0.31）d(d為鉆頭直徑），取8mm.2.加工11孔的導(dǎo)向裝置的確定為維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻(xiàn)1選取。其主要尺寸如表42所示。 表42 可

20、換鉆套及襯套尺寸鉆套端面至加工表面的距離，選取原則與H9孔相同，因加工精度低，為排屑方便取12mm.各導(dǎo)向件至定位元件（28H7孔中心）間的位置尺寸公差按工件相應(yīng)公差的1/21/5選取。因此，它們分別為（150.05）mm,(800.05）mm，10H9孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面垂直度允差0.05mm,11孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面平行度允差0.05mm.3.其他裝置的確定為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開式，使加工、觀察、清理切屑均方便。4.5 繪制夾具結(jié)構(gòu)圖繪制夾具結(jié)構(gòu)圖一般分兩步，首先繪制草圖，待對(duì)夾具精度進(jìn)行分析和計(jì)算后，若需修

21、改的，修改后再按國(guó)際正式繪制夾具總裝圖，如圖4-8所示。4.6 確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配偶和是根據(jù)教材和、有關(guān)資料，手冊(cè)規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術(shù)要求和公差配合如下：1.技術(shù)要求定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.03mm。導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.05mm導(dǎo)向元件（件11）與夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.05mm2.公差配合10H9孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)11孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為

22、： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)其余部分的公差配合代號(hào)及精度如圖4-8所示。4.7 夾具精度分析與計(jì)算由圖4-1可知，所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸（150.25）mm，尺寸（800.2）mm，尺寸14mm及10H9孔和28H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項(xiàng)。其中尺寸14mm和尺寸（150.25）mm要求較低，不必驗(yàn)算，其余各項(xiàng)精度要求分別驗(yàn)算如下：尺寸（800.2）mm；定位誤差D，由前計(jì)算可知D=0.041mm；定位元件對(duì)底面的垂直度誤差A(yù)=0.03mm；鉆套與襯套間的最大配合間隙T1=0.033mm；襯套孔的距離公差T2=0.1mm；襯套軸線對(duì)底面（

23、F）的垂直度誤差為T3=0.05mm；麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050；有式3-2可得： J=D+A+T1+T2+T3+X=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050=0.1312/3G=2/3X0.4=0.26因而夾具能保證尺寸這項(xiàng)加工要求。同理可完成10H9孔軸線對(duì)25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。由于夾具設(shè)計(jì)的各部分分析與計(jì)算已進(jìn)行，結(jié)果符合要求，在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，繪制正式的總裝配圖。4.8 繪制夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件(見圖)4.9 工藝卡（見后表）結(jié) 論經(jīng)過兩個(gè)月的分析零件、在設(shè)計(jì)時(shí)通過查閱資料使得了解的知識(shí)面更廣、范圍更大，在查閱時(shí)了解有關(guān)機(jī)械方面的書，從而切實(shí)地感受到機(jī)械行業(yè)的