831009杠桿夾具設(shè)計(jì)說明書

1、目錄一序言二零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.2三選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖.4選擇加工方法，制定工藝路線五工序設(shè)計(jì)611六確定切削用量及基本時(shí)間7七夾具設(shè)計(jì)八設(shè)計(jì)小結(jié)1211九參考文獻(xiàn)13序言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，

2、希望各位老師多加指教。一零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于車床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針方向擺動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針方向擺動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。零件的工藝分析所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個(gè)部分。O25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證。25+的公差要求，以及表面粗糙度，表面要求較高。連桿的支撐底板底面，粗糙度要求，同時(shí)保證連桿的高度

3、30mm。連桿上端面及下端側(cè)面；上端面40X30mm，粗糙度要求，同時(shí)保證與25mm的圓柱軸線的距離90mm;下端側(cè)面保證尺寸17mm，粗糙度要求；離O25mm的圓柱軸線45mm的側(cè)面粗糙度要求。鉆孔及攻螺紋孔；上端面2XM6，保證尺寸10mm、20mm，沉頭錐角120，粗糙度要求；M8的螺紋孔，锪14X3mm的圓柱孔，粗糙度；鉆下端+的錐孔，保證公差要求，以及中心線與O25mm的圓柱軸線的距離60mm粗糙度要求。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知：Q=2000臺/年，n=1

4、件/臺，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備產(chǎn)率a和廢品率B分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2000X1X(1+10%)X(1+1%)=2222件/年零件是機(jī)床的杠桿，質(zhì)量為0.85kg，查表2-1可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。二.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖選擇毛坯該零件材料為HT200,考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量為2222件，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差參見本書第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表5-3和表5-4確定。要確

5、定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。鑄件機(jī)械加工余量等級該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級為DF。鑄件尺寸公差根據(jù)表5-3毛坯鑄件的基本尺寸處于100-160之間，而鑄件的尺寸公差等級取為8級，取鑄件的尺寸公差為1.8mm。確定機(jī)械加工余量根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級為DF,以及鑄件的尺寸，定鑄件的機(jī)械加工余量為1.5mm。確定毛坯尺寸根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上2.4mm。確定毛坯尺寸公差根據(jù)表5-3毛坯的尺寸公差等級去為8級，確定尺寸公差為1.8mm。設(shè)計(jì)毛坯

6、圖毛坯圖如下圖所視。1r1三.選擇加工方法，制定工藝路線定位基準(zhǔn)的選擇本零件是帶孔的桿狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在銑削零件的三個(gè)平面以及鉆孔的時(shí)侯，都應(yīng)以孔為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差的產(chǎn)生，在銑削底面時(shí)應(yīng)該以不需要加工的面為粗定位基準(zhǔn)。零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面，內(nèi)孔，螺紋孔，其中端面有一個(gè)大底面和二個(gè)小端面，內(nèi)孔有025mm和12.7mm各一個(gè)孔，螺紋孔有M6和M8各一個(gè)。材料為灰鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1）大底面據(jù)表面粗糙度，考慮加工余量的安排，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的方法加工。25mm的孔根據(jù)表面粗糙度，選公

7、差等級為IT8,根據(jù)表5-15選用先鉆后擴(kuò)再粗鉸再精鉸的加工方法。端面一據(jù)表面粗糙度，根據(jù)表5-16采用銑削的加工方法，銑一刀。12.7mm的孔根據(jù)表5-15選用鉆削的加工方法。端面二根據(jù)表面粗糙度，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的加工方法。M6螺紋孔根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。M8螺紋孔根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。制定工藝路線根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及需要選用的定位基準(zhǔn)，按照先加工基準(zhǔn)面，以及先粗后精的的原則，該零件應(yīng)先加工大底面，再鉆孔，再加工其他表面的方法，具體工藝路線如下：工序I：以不需要加工的底面為粗基準(zhǔn)，銑削另一個(gè)底面。工序II：以銑削過

8、的底面和直徑45的外圓表面定位，鉆直徑25的孔。工序III：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面一，保證長度30mm的尺寸。工序IV：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，鉆削直徑的孔。工序V：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面二，保證長度90mm的尺寸。工序VI：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工M6的螺紋孔。工序VII：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工M8的螺紋孔。四.工序設(shè)計(jì)(工序40，50，80)。1選擇加工設(shè)備與工藝裝備(1).選擇機(jī)床根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。工序40是粗銑。工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生

9、產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用X51式立式銑床即能滿足要求。工序50是鉆、擴(kuò)孔,80是鉆孔、锪孔、攻螺紋。由于加工面位置分散，表面粗糙度數(shù)值要求不同，因而選擇Z535鉆床。.選擇夾具本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，故工序40，50，80均選擇專用夾具。(3).選擇刀具根據(jù)不同的工序選擇刀具。a)工序40銑端面時(shí)，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑D=32mm,齒數(shù)Z=4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。工序50鉆孔時(shí)，選擇高速鋼麻花鉆頭d=12mm，長度L=102mm，齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。工序80鉆孔時(shí)，選擇高

10、速鋼麻花鉆頭d=7mm，長度L=150mm，齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。工序50擴(kuò)孔時(shí)，選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆的d二，長度L=102mm，齒數(shù)Z=3。材料選擇高速鋼。工序80锪孔時(shí)，選擇帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。直徑d=14mm，d，長度L=150mm。材料選擇高速鋼。工序80攻螺紋時(shí)，根據(jù)螺紋公稱直徑選擇M8絲錐，直徑d=10mm，長度L=72mm，螺距P=。(4).選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考有關(guān)資料，選擇如下。選擇加工平面所用量具。銑端面，選擇讀數(shù)值，測量范圍0150游標(biāo)卡尺。選擇加工孔所用量具?？捉?jīng)過鉆，擴(kuò)兩次加工，選擇讀數(shù)

11、值，測量范圍530的內(nèi)徑千分尺。M8X6H螺紋經(jīng)過鉆，锪孔，攻螺紋加工，鉆，锪孔時(shí)選擇讀數(shù)值，測量范圍530的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時(shí)選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測量。2確定工序尺寸本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。mm)加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度/Hm粗半精粗半精粗半精-LLUT端面314mm孔1212M8螺紋底孔7714X3沉頭孔1414M8螺紋M8四確定切削用量及基本時(shí)間工序40粗銑鋼球孔端面切削用量本工序?yàn)殂?，已知加工材料為HT200,鑄件；機(jī)床為X51式立式銑床，工件裝夾在專用夾具上。(1)確定背吃刀量aP本工序加工余量aP=3mm。確定每齒進(jìn)給量fz本工序要求加

12、工表面粗糙度為RaW|im,側(cè)面表面粗糙度為RaWm,于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=0.6mm/r,則fz=fr/z=0.15mm/z選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查表得后刀面最大磨損限度為0.5mm,刀具壽命為180min(4)確定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量fMCdqv=v.0vkTma_xfyja_u7zp_vpze當(dāng)壽命為180min,d0/z=32/4=8,aP=3mm,fz=0.15mm/z時(shí)，v=90m/min,n=1000r/min,fM=316mm/min。其修正系數(shù)為kMv=kMn二kMfn二Kkrv=kkrn=kkrfn=所以v=91m/minn=1100r/minfM=309.4mm

13、/min根據(jù)X51立式銑床說明書選擇n=1225r/minfM=300mm/min則實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為v=94.3m/minfz=0.14mm/z基本時(shí)間經(jīng)計(jì)算平面銑削長度為30mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。T=1+廣12故銑削該平面的基本時(shí)間為Ti=(30+15)/300=9s工序50加工ex盲孔本工序?yàn)殂@，已知加工材料為HT200,鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。1).確定粗加工孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。.確定背吃刀量ap鉆孔粗加工雙邊余量12mm，顯然ap=12/2=6mm。.確定進(jìn)給量f根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為e1

14、2mm，進(jìn)給量f=O.39mm/r，選擇進(jìn)給量為r。選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-130,高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0.5,取值為。根據(jù)表5-130,05.8mm高速鋼鉆頭平均壽命T=20min。確定切削速度v根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式CdzvTOC o 1-5 h zV=v0Tma兒pz其中C=，d=12mm，T=20min，m=，a=，Xv=0，v0pfz=,y=,z=,k=X0vvv計(jì)算得：v=min。2)確定擴(kuò)孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴(kuò)刀。.確定背吃刀量ap擴(kuò)孔雙邊余量，顯然ap=2=。.確定進(jìn)給量f根據(jù)表5-128,在高速鋼擴(kuò)孔時(shí),加工材料為灰

15、鑄鐵,擴(kuò)刀直徑為0,進(jìn)給量f=0.5r,選擇進(jìn)給量為r。選擇擴(kuò)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-130,高速鋼擴(kuò)刀加工灰鑄鐵,后刀面最大磨損限度0.4,取值為。根據(jù)表5-130,0擴(kuò)刀加工灰鑄鐵平均壽命T=60min。確定切削速度v根據(jù)表2-13,擴(kuò)孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式CdzvTOC o 1-5 h zV=v0Tma兒pz其中C=,d=,T=60min,m=,a=,Xv=,v0pfz=,y=,z=,k=X。vvv計(jì)算得：v=min。2.基本時(shí)間.確定粗加工孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時(shí)間為”Ll+1+1T=12jfnfn其中k=60,1二Dcotk+(12),1=14=2mm,D=12m

16、m,1=,r12r2f=r,n=s。計(jì)算得：T=。.確定擴(kuò)孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26,擴(kuò)孔的基本時(shí)間為，L1+1+1T=12jfnfnD_d其中k=60,1二cotk+(12),1=,D=,d=,r12r211=9mm，f=r，n=s。計(jì)算得：T=。工序80鉆沉頭孔及攻螺紋本工序?yàn)殂@，已知加工材料為HT200,鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。1切削用量(1).確定粗加工M8螺紋底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。.確定背吃刀量ap鉆孔粗加工雙邊余量，顯然ap=2=。.確定進(jìn)給量f根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為vv0,進(jìn)給量f=0.33mm/r，選擇進(jìn)給

17、量為r。選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-130,高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0.5，取值為。根據(jù)表5-130,0高速鋼鉆頭平均壽命T=20min。確定切削速度v根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式CdzvvVovkTmaxvfyvvpz其中C=，d=，T=20min，m=，a=，Xv=0，v0pfz=,y=,z=,k=X0vvv計(jì)算得：v=min。(2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。.確定背吃刀量ap锪孔雙邊余量6mm，顯然ap=6/2=3mm。.確定進(jìn)給量f根據(jù)表5-128,在高速鋼鉸刀鉸孔時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，锪刀直徑為014mm,進(jìn)給量f=0.5

18、r,選擇進(jìn)給量為r。選擇锪刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-130,高速鋼锪刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0.4，取值為。根據(jù)表5-130,014mm锪刀加工灰鑄鐵平均壽命T=60min。確定切削速度v根據(jù)表2-13,锪孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式CdzvV=v0Tmaxvfyvpz其中C,d14mm,T60min,m,a,Xv,v0pfz=,y,z=,kXovvv計(jì)算得：v=min。(4).確定攻M8螺紋的切削用量。所選刀具為M8絲錐。.確定背吃刀量ap攻M8螺紋雙邊余量，顯然ap=2=。.確定進(jìn)給量f根據(jù)表5-127,攻M8螺紋時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，進(jìn)給量為r。III.確定切削速度v根據(jù)表5-142

19、,螺紋直徑8mm，螺距，加工灰鑄鐵，查表得v=8m/min?；緯r(shí)間.確定粗加工M8螺紋底孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時(shí)間為“Ll+l+lT二二12jfnfn其中k=60，l二cotk+(12)，l=14=2mm，D=，l=20mm，r12r2f=0.3mm/r，n=s。計(jì)算得：T=10so.確定锪M8螺紋底孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，锪孔的基本時(shí)間為“Ll+l+lT二二12jfnfn-d其中k=60，l二cotk+(12)，D=14mm，d=，r12r1l=3mm，f=0.5mm/r，n=s。計(jì)算得：T=。.確定攻M8螺紋的基本時(shí)間根據(jù)表2-30，攻螺紋的基本時(shí)間為l+l+ll+l

20、+I12+12)iTfnfn0其中l(wèi)=(13)P，1=(23)P，P=，l=18mm，f=0.3mm/r，n=s，i=12計(jì)算得：T=。五夾具設(shè)計(jì)本夾具是工序60在。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如圖1-1所示，零件圖如圖1-2所示。.定位方案工件以端面及4)25mm內(nèi)孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3個(gè)自由度，以432mm內(nèi)孔放置定位軸限制2個(gè)自由度，以410mm的支承限制1個(gè)自由度。.夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰緊右側(cè)夾緊螺母15使工件夾緊，有效提高了工作效率。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力計(jì)算。.對刀裝置采用鉆模板對刀。選用