機械制造技術課程設計-往復杠桿工藝規(guī)程及其銑上端面夾具設計

設計說明書題目所屬系部所屬專業(yè)所屬班級學號學生姓名指導教師起訖日期前言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。往復杠桿的加工工藝規(guī)程及其銑工件上端面的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.零件的分析 11.1零件的作用 11.2零件的工藝分析 12.工藝規(guī)程設計 32.1毛坯的制造形式 32.2基準選擇 32.2.1粗基準的選擇 32.2.2精基準的選擇 32.3制定工藝路線 42.4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 52.5確定切削用量及基本工時 63.專用夾具設計 193.1定位基準的選擇 193.2切削力和夾緊力的計算 193.3誤差分析 203.4定位鍵與對刀裝置的設計 203.5夾具工作原理 22結論 23致謝 24參考文獻 25四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計第25頁共25頁1.零件的分析1.1零件的作用往復杠桿是一個非常重要的零件。通過往復杠桿上的裝配通連接在主動零件上與從動零件之間，將主的運動傳遞或轉換，通過從動零件，將相應的運動或力傳遞到下一級運動部件。往復扛桿在運動過程中，承受交變載荷的作用，因此對往復扛桿的力學性能要求較高，往復扛桿上，與主動零件和從動零件配合、接觸的部位，尺寸、形狀、位置精度以及表面粗糙度要求也較高。1.2零件的工藝分析本零件可從零件圖中可知,它有六組加工面,但只有部分有位置要求,還有三組孔,其中有兩組孔有位置和精度。(圖如1.2-1所示)圖1.2-1往復杠桿1、零件兩底面，它是毛坯鍛造出來之后等待加工的第一批面，此兩面將作為初基準，表面粗糙度為6.3。根據表面粗糙度要求我們采取銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。2、按照先面后孔的加工理論，我們需要先加工面再以面為基面并采用擋銷來加工其他的面。加工兩側面，這些側面都是需要以底面為粗基準而加工的，這些面將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們先采取底面定位限制3個自由度，再以右邊的圓弧面限制的兩個自由度，并以左邊的兩圓弧面來限制零件的旋轉，并且可以這樣加工可以用右邊圓弧面的圓心所在的零件軸線來保證Φ35H7兩外側面的對稱。由于這兩面的表面粗糙度達到1.6，所以應先銑粗銑再半精銑，最后精銑。待面加工完再進行孔的加工,這樣即可得到要求。然后再來加工其他一些面，只要對表面粗糙度為6.3的面采用一次銑削，對表面粗糙度為1.6的面就需要進行粗銑——半精銑——精銑才能達到其要求。鉆、擴、絞φ18H7以及φ22H7這兩個比較重要的孔，因為后面的孔都是以這兩個孔來定位加工的，他對后面的孔加工具有很重要的作用。所以必須先進行這個孔的加工。并且孔的表面粗糙度達到6.3，所以需要進行絞加工才可以使孔的表面粗糙度達到要求。加工好φ18H7以及φ22H7孔后，再來鉆、擴、絞其右邊的兩個φ18H7孔，因為此孔與φ18H7孔有位置要求，所以放在后面來加工，并進行絞加工來滿足表面粗糙度，即可達到加工要求。加工φ35H7孔也需要最左邊的φ18H7以及φ22H7孔來定位加工。8、加工3-φ6H7的孔，這3個孔的位子要求并不是很高，加工要求不高。9、加工8個螺紋孔，采用鉆、倒角、攻絲三步工序2.工藝規(guī)程設計2.1毛坯的制造形式由零件要求可知，零件的材料為45鋼，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇摸鍛造，足以滿足要求，又因為零件是大批量生產，所以選擇摸鍛造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法2.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。2.2.1粗基準的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用工件底面及兩側面作為定位粗基準。2．2．2精基準選擇的原則選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。精基準選擇應當滿足以下要求：用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。由上及零件圖知，選用Φ35H7孔及其端面作為定位精基準。2．3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。最終工藝方案如下：工序01：鍛造工序02：對鑄件毛坯表面噴砂，清除表面雜物工序03：銑工件上表面，保證粗糙度Ra6.3工序04：銑工件下表面，保證粗糙度Ra6.3工序05：粗銑、半精銑、精銑杠桿大頭兩端面，保證尺寸1800.4，520.1，粗糙度Ra1.6工序06：粗銑、半精銑、精銑杠桿小端兩端面，保證尺寸1200.2，84，220.1，粗糙度Ra1.6、Ra6.3工序07：鉆、擴、粗鉸、精鉸Ф35H7孔，保證尺寸Ф35H7，粗糙度Ra0.8，與基準A的平行度Ф0.05，倒角C1工序08：鉆、擴、鉸Ф22H7、Ф18H7孔，保證尺寸Ф22H7、Ф18H7，粗糙度Ra6.3，倒角C1工序09：鉆、鉸Ф6H7孔，保證尺寸Ф6H7，粗糙度Ra3.2工序10：鉆、攻8-M6-6H螺紋，保證孔深18螺紋深14，粗糙度Ra3.2工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求并入庫2.4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差1.工件上表面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm,鍛件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。2.工件下表面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm,鍛件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。3.杠桿大頭兩端面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm,鍛件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，需要經過粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.4mm精銑單邊余量Z=0.1mm4.杠桿小頭兩端面的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，得鍛件的單邊加工余量Z=2.0mm,鍛件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6、6.3。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，需要經過粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.4mm精銑單邊余量Z=0.1mm5.Ф35H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鍛造。粗糙度Ra為0.8，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ33，再擴Φ33至Φ34.75，接著粗鉸Φ34.75孔至Φ34.93，最后鉸Φ34.93孔至Φ35H7。6.Φ22H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鍛造。粗糙度Ra為6.3，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ20，再擴Φ20至Φ21.8，最后鉸Φ21.8孔至Φ22H7。7.Φ18H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鍛造。粗糙度Ra為6.3，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ17，再擴Φ17至Φ17.8，最后鉸Φ17.8孔至Φ18H7。8.Φ6H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鍛造。粗糙度Ra為3.2，根據表2.3-8得，先鉆孔至Φ5.8，再鉸Φ5.8孔至Φ6H7。9.8-M6-6H螺紋的加工余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20，知先鉆M6的螺紋底孔Φ5.1再攻絲M6螺紋10．其他不加工表面，鍛造即可滿足其精度要求。2．5確定切削用量及基本工時工序01：鍛造工序02：對鑄件毛坯表面噴砂，清除表面雜物工序03：銑工件上表面，保證粗糙度Ra6.31.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝600當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序04：銑工件下表面，保證粗糙度Ra6.31.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序05：粗銑、半精銑、精銑杠桿大頭兩端面，保證尺寸1800.4，520.1，粗糙度Ra1.6工步一：粗銑杠桿大頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步二：半精銑杠桿大頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步三：精銑杠桿大頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝800當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序06：粗銑、半精銑、精銑杠桿小頭兩端面，保證尺寸1200.2，84，220.1，粗糙度Ra1.6、Ra6.3工步一：粗銑杠桿小頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步二：半精銑杠桿小頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步三：精銑杠桿小頭兩端面1.選擇刀具刀具選取立銑刀，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝800r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序07：鉆、擴、粗鉸、精鉸Ф35H7孔，保證尺寸Ф35H7，粗糙度Ra0.8，與基準A的平行度Ф0.05，倒角C1工步一：鉆孔至Φ33確定進給量：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ33孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據萬向搖臂鉆床Z3140A說明書，現取切削速度：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：擴Φ33孔至Φ34.75孔利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：粗鉸Φ34.75孔至ΦΦ34.93孔根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。切削工時：，，，則機動工時為 工步四：精鉸Φ34.93孔至Φ35H7孔根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。切削工時：，，，則機動工時為 工步五：倒角C1工序08：鉆、擴、鉸Ф22H7、Ф18H7孔，保證尺寸Ф22H7、Ф18H7，粗糙度Ra6.3，倒角C1工步一：鉆孔至Φ20確定進給量：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ20孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據萬向搖臂鉆床Z3140A說明書，現取切削速度：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：擴Φ20孔至Φ21.8孔利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：鉸Φ21.8孔至Φ22H7孔根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。切削工時：，，，則機動工時為 工步四：倒角C1工序09：鉆、鉸Ф6H7孔，保證尺寸Ф6H7，粗糙度Ra3.2工步一：鉆孔至Φ5.8確定進給量：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ5.8孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據萬向搖臂鉆床Z3140A說明書，現取切削速度：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：鉸Φ5.8孔至Φ6H7孔根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2-25，，，得 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。切削工時：，，，則機動工時為 工序10：鉆、攻8-M6-6H螺紋，保證孔深18螺紋深14，粗糙度Ra3.2工步一：鉆8-M6-6H螺紋底孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）=1019r/min按機床選取n=1000r/min基本工時：工步二：攻8-M6-6H螺紋選擇M6mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即按機床選取基本工時：工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求并入庫3.專用夾具設計3.1定位基準的選擇銑工件上端面在加工工藝規(guī)程中為第三道工序，由零件圖可知，選用工件下端面和兩個側面作為定位基準。3.2切削力及夾緊力的計算1、銑削力計算機床：X52K型立式銑床由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數z=24代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數K=其中：為基本安全系數1.5為加工性質系數1.1為刀具鈍化系數1.1為斷續(xù)切削系數1.1所以2、所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M24螺母鎖緊，查表得夾緊力為18650N==46625N由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。3.3誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，。3.4定位鍵與對刀裝置的設計定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據JB/T86016-1999定位鍵結構如圖所示：圖3.4-1定位鍵根據T形槽的寬度a=24mm定位鍵的結構尺寸如下：表3.4-1定向鍵數據表BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D24+0.02104014615924+0.0217對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是用來銑工件上端面，所以選用圓形對刀塊，圓形對刀塊的結構和尺寸如圖3.4-2所示：圖3.4-2對刀塊圖塞尺選用平塞尺，其結構如下圖3.4-3所示：圖3.4-3平塞尺圖塞尺尺寸為：表3.4-2平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC1-0.0140.253.5夾具工作原理所設計銑工件上端面裝配圖如圖3.5—1所示。工件以工件下端面及兩個側面作為定位基準，其中，工件下端面為第一定位基準，與支承板相配合，限制三個自由度，其中一個側面為第二定位基準，與兩個擋銷相配合，限制兩個自由度，另一個側面為第三定位基準，與支承板相配合，限制一個自由度，屬于完全定位。如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了由螺栓、螺母、圓柱銷、鉸鏈壓板、螺桿和帶肩六角螺母組成的夾緊機構夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求圖2.5-1裝配圖總結這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。致謝這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是