左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設計（含CAD圖紙）

1、左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設計含CAD圖紙 晉 中 學 院課程設計需要全套設計請聯(lián)系174320523 各專業(yè)都有 題 目 左擺動杠桿加工工藝規(guī)程及夾具設計 院 系機 械 學 院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設計學生姓名: 指導教師: 摘 要 這次設計的是左擺動杠桿。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張,機械加工工藝過程卡片一張與工序卡片兩張。根據零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。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。 機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部根底課、技術根底課以及大局

2、部專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們大學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計對自己未來將從事的工作進行一次實際的訓練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限,設計尚有許多缺乏之處,懇請各位老師給予指導。目 錄1、左擺動杠桿的工藝分析及生產類型確實定5 1.1、左擺動杠桿的用途 5 1.2、左擺動杠桿的技術要求5 1.3、審查左擺動杠桿的工藝性6 1.4、確定左擺動杠桿的生產類型62、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1、選擇毛坯7 2.2、確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 7

3、3、擬定左擺動杠桿工藝路線8 3.1、定位基準的選擇 8 3.2 、外表加工方法確實定 9 3.3、加工階段的劃分 9 3.4、工序的集中與分散10 3.5、工序順序的安排10 3.6、確定工藝路線104、加工余量、工序尺寸和工差確實定 115、切削用量、時間定額的計算14 5.1、切削用量的計算14 5.2、時間定額的計算156、夾具設計 16 6.1、提出問題16 6.2、設計思想 16 6.3、夾具設計 167、體會與展望198、參考文獻 201、 左擺動杠桿的工藝分析及生產類型確實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

4、力(用力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂阻力×阻力臂,用代數式表示為F1? L1F2?L2。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,欲使杠桿到達平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。1.2、 左擺動杠桿的技術要求: 該左擺動杠桿的各項技術要求如下表所示:加工外表尺寸偏差(mm)公差及精度 等級外表粗糙度um形位公差mm 左擺動杠桿左端面 177 IT13 3.2 左擺動杠桿中端面 53 IT13 3.2 左擺動杠桿上端面 28 IT13 3.2 左擺動杠桿上孔 15 IT8 1.6 左擺動杠桿中孔

5、 12 IT8 1.6 左擺動杠桿下孔 6 IT7 1.6 M10螺紋孔 10 IT13 12.5 12孔 12 IT13 12.5 12盲孔 12 IT13 12.5 8mm槽 8 IT13 12.5 2mm槽 2 IT13 12.5 1.3、審查左擺動杠桿的工藝性 該左擺動杠桿結構簡單,形狀普通,屬一般的杠桿類零件。主要加工外表有左擺動杠桿左、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。該零件除主要加工外表外,其余的外表加工精度均較低,不需要高精度機床加工,通過銑削、鉆床的粗加工就可以到達加工要求。由此可

6、見,該零件的加工工藝性較好。1.4、 確定左擺動杠桿的生產類型 依設計題目知:Q5000件/年,m1件/年,結合生產實際,備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得: 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類型為大批生產。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,形狀亦不是很復雜,故采用鍛造。2.2、確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 由表2-1至表2-5可知,可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。2.2.1、公差等級

7、由左擺動杠桿的功用和技術要求,確定該零件的公差等級為CT9。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2.2.3、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、定位基準的選擇3.1.1、精基準的選擇 根據該左擺動杠桿零件的技術要求,選擇左擺動杠桿右端面和6孔作為精基準,零件上的很多外表都可以采用它們作基準進行加工,即遵循“基準統(tǒng)一原那么。6孔的軸線是設計基準,選用其作竟基準定位左擺動杠桿兩端面,實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。選用左擺動杠桿右端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合原那么,因為該左擺動杠桿在軸向方向上的尺寸多以該端面作設計基準。3.2.2、粗

8、基準的選擇 作為粗基準的外表應平整,沒有飛邊、毛刺或其他外表欠缺。這里選擇左擺動杠桿左端面和12外圓面作為粗基準。采用12外圓面定位加工內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加工左端面,可以為后續(xù)工序準備好精基準。 3.2 、外表加工方法確實定 根據左擺動杠桿零件圖上的各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度,確定加工件各外表的加工方法,如下表所示: 加工外表尺寸精度等級外表粗糙度Ra/um 加工方案24mm上端面 IT7 3.2 粗銑-精銑24mm下端面 IT7 3.2 粗銑-精銑177mm的后面 IT7 3.2 粗銑-精銑177mm的前面 IT7 1.6 粗銑-精銑28mm的左端面

9、 IT7 1.6 粗銑-精銑 6孔 IT7 1.6 鉆-擴 12孔 自由公差 12.5 鉆-擴 M10孔 自由公差 12.5 鉆-擴-精鉸 15孔 IT6 1.6 鉆-擴-精鉸 12*18孔 自由公差 12.5 鉆孔-擴孔 12盲孔 自由公差 12.5 鉆-擴-鉸 8mm槽 IT7 3.2 粗銑-擴 2mm槽 自由公差 12.5 粗銑-擴3.3、加工階段的劃分 該左擺動杠桿加工質量要求一般,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(左擺動杠桿右端面和6孔)準備好,使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工,保證其他外表的精度要求;然后粗銑左擺動杠桿左端面、中端面、上端面、

10、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 選用工序集中原那么安排左擺動杠桿的加工工序。該左擺動杠桿的生產類型為大批生產,可以采用萬能型機床配以專用工、夾具,以提高生產率;而且運用工序集中原那么使工件的裝夾次數少,不但可縮短輔助時間,而且由于在一次裝夾中加工了許多外表,有利于保證各加工外表的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1、機械加工工序 (1)遵循“先基準后其他原那么,首先加工精基準?左

11、擺動杠桿左端面和12孔。 (2)遵循“先粗后精原那么,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 (3)遵循“先面后孔原那么,先加工左擺動杠桿中端面,再加工M10孔。3.5.2、熱處理工序 加工之前進行時效處理。 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那么的根底上,下表列出了左擺動杠桿的工藝路線。工序號 工序名稱機床設備 刀具 量具 1 時效處理 2粗、精銑寬24mm的上外表立式鉆床X51 端銑刀 游標卡尺 3粗、精銑寬24mm的下外表立式銑床X51 端銑刀游標卡尺

12、 4粗、精銑177mm后外表立式銑床X51 外圓車刀游標卡尺 5粗、精銑177mm前外表立式銑床X51麻花鉆、擴孔鉆內徑千分尺 6粗、精銑28mm左端面立式銑床X51麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī) 7鉆、擴、鉸前外表孔使尺寸達鉆孔12H8mm、6H7mm立式鉆床Z525麻花鉆、擴孔鉆卡尺、塞規(guī) 8攻螺紋M10mm立式鉆床Z525絲錐卡尺、塞規(guī) 9鉆、擴、鉸孔使尺寸到達15H8mm、12mm立式鉆床Z525麻花鉆、擴孔鉆卡尺、塞規(guī) 10鉆、鉸12盲孔立式鉆床Z525麻花鉆、錐度鉸刀游標卡尺 11粗、精銑槽8mm立式銑床X51 端面銑刀游標卡尺 12銑2mm槽立式銑床X51 端面銑刀游標卡尺 13

13、 去毛刺 鉗工臺 平銼 14 清 洗 清洗機 15 終 檢 塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差確實定根據各資料及制定的零件加工工藝路線,采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量,中間工序公差按經濟精度選定,上下偏差按入體原那么標注,確定各加工外表的機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1)24mm的上外表 工序名稱 工序余量 工序公差工序尺寸公差 粗銑 5mm IT12 58(2)24 mm的下外表工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精銑 1.0 IT6 53 粗銑 4.0 IT12 54 毛坯 5.0 58(3)177mm后外表工序名稱 工序余量 工序公差工序尺寸公差

14、 粗銑 5mm IT12 29(4)177 mm前外表工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精銑 1.0 IT6 24 粗銑 4.0 IT12 25 毛坯 5.0 29(5) 28mm右外表工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精銑 1.0 IT6 177 粗銑 4.0 IT12 178 毛坯 5.0 182(6)28mm左外表工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精銑 1.0 IT6 177 粗銑 4.0 IT12 178 毛坯 5.0 182(7)12H8mm孔工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精鉸 0.15 IT7 12 擴孔 0.85 IT9 鉆孔 11 IT12 11(8

15、)6mm的孔工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精鉸 1.0 IT6 6 鉆孔 2.0 IT12 5(9)12*18mm孔工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精鉸 0.05 IT6 12 粗鉸 0.95 IT12 擴孔 2 IT12 11 鉆孔 9 IT12 9(10)15H8mm孔工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精鉸 0.05 IT6 15 粗鉸 0.1 IT6 擴孔 0.85 IT6 鉆孔 14 IT12 14(11)12mm盲孔工序名稱工序余量 工序公差工序尺寸公差 精鉸 0.3 IT12 12 擴孔 3.7 IT12 鉆孔 8.0 IT12 8(12)寬2mm的槽工序名

16、稱 工序余量 工序公差工序尺寸公差 粗銑 2 IT12 2(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 IT6 8 粗銑 IT12 5、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)背吃刀量確實定 取ap11.8mm. 2 進給量確實定 由表5-22,選取該工步的每轉進給量f0.2mm/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)n1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n579.03 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速,取轉速n39

17、2 r/min ,再將此轉速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v3.14nd/100013.53m/min。5.1.2、 粗鉸工步 1)背吃刀量確實定 取ap0.15mm。 2 進給量確實定 由表5-31,選取該工步的每轉進給量f0.4mm/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)n1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n530.78 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速,取轉速n530r/min ,再將此轉速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v3.14nd/100014.77 m/min。5.1.3、精鉸

18、工步 1)背吃刀量確實定 取ap0.04mm。 2 進給量確實定 由表5-31,選取該工步的每轉進給量f0.3mm/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)n1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n106.2r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速,取轉速n140r/min ,再將此轉速代入公式(5-1),可求出該工序的實際鉆削速度為v3.14nd/10005.3m/min。5.2、時間定額的計算5.2.1、根本時間tj的計算 (1) 鉆孔工步 根據表5-41,鉆孔的根本時間可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得式中l(wèi)18m

19、m;l20mm;l1D/2*cotkr+1211.8/2*cot54+1mm5.3mm; f0.2mm/r;n680mm/r.。將上述結果代入公式,那么該工序的根本時間為20s。 (2) 粗鉸工步 根據表5-41,鉸圓柱孔的根本時間可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr15、ap(D-d)/2(11.96-11.8)/20.08的條件查得l10.37mm; l215mm; 而l12mm; f0.4mm/r; n97r/min.。將上述結果代入公式,那么該工序的根本時間tj12mm+0.37mm+15mm /0.4mm/min x 97r/min0

20、.7min42s。 (3) 精鉸工步 同上,根據表5-41可由公式 tj L/fnl+l1+l2/fn 求得該工步的根本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr15、ap(D-d)/2(15-14.96)/20.02的條件查得l10.19mm; l213mm; 而l12mm; f0.4 mm/r; n140 r/min.。將上述結果代入公式,那么該工序的根本時間tj12mm+0.19mm+13mm /0.4mm/min x 97r/min0.6min36s。5.2.2、輔助時間ta的計算 輔助時間ta與根本時間tj之間的關系為ta0.150.2 tj ,這里取ta0.15 tj ,那么各工序的

21、輔助時間分別為: 鉆孔工步的輔助時間為:ta0.15x20s3.0s; 粗鉸工步的輔助時間為:ta0.15x42s6.3s; 精鉸工步的輔助時間為:ta0.15x36s5.4s;5.2.3、其他時間的計算 除了作業(yè)時間(根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備與終結時間。由于左擺動杠桿的生產類型為大批生產,分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微,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%,那么各工序的其他時間可按關系式(3%+3%)(tj+ta)計算,它們分別為: 鉆孔工步的

22、其他時間為:tb+tx 6%x20s+3.0s1.38s; 粗鉸工步的其他時間為:tb+tx 6%x42s+6.3s2.90s; 精鉸工步的其他時間為:tb+tx 6%x36s+5.4s2.48s;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:+1.38s24.38s; 粗鉸工步tdj粗鉸42s+6.3s+2.90s51.20s; 精鉸工步tdj精鉸36s+5.4s+2.48s43.88s; 因此,此工序的單件時間tdjtdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸24.38s+51.20s+43.88s119.46s。 將上述零件工藝規(guī)程設計的結果,填入工藝文件。6、夾具設計 夾具是一種

23、能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備,它廣泛地運用于機械加工,檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中,提高加工精度和生產率,降低制造本錢,一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具,是保證加工質量和提高生產率,從而降低生產本錢的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機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;設計夾具由單螺旋夾緊機構和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。 (3)設計的夾具怎樣排削;此次加工利用麻花鉆和鉸刀,排削通過鉆套與工

24、件之間的間隙排削。 (4)怎樣使夾具使用合理,便于裝卸。6.2、設計思想 設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,使用平安,有合理的裝卸空間,還要注意機構密封和防塵作用,使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對12孔進行加工,這個孔尺寸精度要求為IT13,外表粗糙度Ra12.5,鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率,降低勞動強度。6.3、夾具設計6.3.1、定位分析 (1)定位基準的選擇 據?夾具手冊?知定位基準應盡可能與工序基準重合,在同一工件的各道工序中,應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工12孔時,采用左擺動杠桿右端面和6孔

25、內圓柱面作為定位基準。 (2)定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差確實定。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為孔的軸線,所以基準重合b0,由于存在間隙,定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 j(TD+T d+S)/2 6.3.2、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?機床夾具設計手冊?P70表3-6,得鉆削力計算公式: 式中 P鉆削力 t鉆削深度,18mm S D麻花鉆直徑, HB布氏硬度,55HRC 所以 720(N) 鉆孔的扭矩: 式中 S D麻花鉆直徑, HB布氏硬度,55HRC 2478N?M 鉸孔時的切削力:

26、查?機床夾具設計手冊?P70表3-6,得鉆削力計算公式: 式中 P切削力 t鉆削深度, 18mm S D鉸孔鉆直徑, 12mm HB布氏硬度,55HRC 所以 5.0(N) 鉸孔的扭矩: 式中 t鉆削深度, 18mm S每轉進給量 D鉸刀直徑, 12mm HB布氏硬度,55HRC 9.3(N?M) 鉆孔夾緊力:查?機床夾具設計手冊?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 螺桿直徑 螺紋升角 Q 手柄作用力 L 手柄長度 那么所需夾緊力 766(N) 根據手冊查得該夾緊力滿足要求,故此夾具可以平安工作。6.3.3、夾具操作說明 此次設計的夾具夾緊原理為:通過6孔和側面為定位基準,在支撐釘和平面實現(xiàn)完全定位,以鉆套引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構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、確定導向裝