左擺動杠桿 加工工藝及銑8槽夾具設計帶圖紙

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課程設計論文 論文題目：設計“左擺動杠桿”零件的機械 加工工藝規(guī)程及銑8槽寬的夾具工藝裝備 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: 目錄 1、左擺動杠桿的工藝分析及生產類型的確定 4 1.1、左擺動杠桿的用途 4 1.2、左擺動杠桿的技術要求： 5 1.3、零件的工藝分析 5 2、確定零件毛胚 6 2.1、毛胚種類的選擇 6 2.2、左擺動杠桿鍛造毛培尺寸公差及加工余量 6 3、工藝路線的制定 7 3.1、定位基準的選擇 7 3.1.1、精基準的選擇 7 3.2.2、粗基準的選擇 7 3.2 、表面加工方法的確定 7 3.3、加工階段的劃分 8 3.4、工序的集中與分散 8 3.5、工序順序的安排 8 3.5.1、機械加工工序 8 3.5.2、熱處理工序 8 3.5.3、輔助工序.......................................................9 3.6、確定工藝路線 9 4、夾具設計 10 4.1、提出問題 10 4.2、設計思想 10 4.3、零件工序的加工要求分析 10 4.3.1、本工序加工情況 10 4.3.2、本工序前已加工的表面 10 4.3.3、選擇機床 11 4.3.4、確定導向裝置 11 4.4、確定定位方案 11 4.4.1、定位方案 11 4.4.2、選擇定位元件，包括尺寸公差 12 4.4.3、確定引導元件 13 4.5、定位誤差計算 13 4.5.1、基準不重合誤差 13 4.5.2、基準位移誤差 13 4.5.3、定位誤差 13 4.6、確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊機構 13 4.6.1、確定夾緊方案 13 4.6.2、確定夾緊元件和夾緊機構 14 5、夾具結構設計 15 6、參考文獻 16 夾具設計基本步驟 1、左擺動杠桿的工藝分析及生產類型的確定 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、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? L1=F2?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，欲使杠桿達到平衡，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： 該杠桿的各項技術要求如下表所示： 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 左擺動杠桿左端面 100 IT9 3.2 左擺動杠桿中端面 55 IT9 3.2 左擺動杠桿上端面 28 IT9 3.2 左擺動杠桿上孔 φ15 IT8 1.6 左擺動杠桿中孔 φ12 IT8 1.6 左擺動杠桿下孔 φ6 IT7 1.6 M10螺紋孔 φ10 IT9 12.5 Φ12孔 φ12 IT8 12.5 Φ12盲孔 φ12 IT9 12.5 8mm槽 8 IT9 12.5 2mm槽 2 IT9 12.5 1.3、零件的工藝分析 哪些面是重要表面，哪些面的技術要求較高，哪些面有位置精度要求 該左擺動杠桿結構簡單，形狀普通，屬一般的杠桿類零件。主要加工表面有左擺動杠桿左、右端面，上端面，其次就是φ15孔及φ12孔和φ6孔，φ15、φ12、φ6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，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 2、確定零件毛坯 2.1、毛坯種類的選擇： 根據零件材料、結構和大小選擇毛坯種類 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、左擺動杠桿鍛造毛坯尺寸公差及加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 左擺動杠桿左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 左擺動杠桿中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 左擺動杠桿上端面 2*2=4 1.6 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ15孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 M10mm螺紋孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ6孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12盲孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 8mm槽 2*2=4 0.5 表2-1至表2-5 2mm槽 2*1=2 0.5 0 表2-1至表2-5 3、工藝路線的制定 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φ6孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統一”原則。φ6孔的軸線是設計基準，選用其作精基準定位左擺動杠桿兩端面，實現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計基準。 3.1.2、粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，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φ12外圓面作為粗基準。采用φ12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、表面加工方法的確定 根據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 備注 左端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 中端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 上端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 φ12H8孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 φ15H8孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 φ6孔 IT7 1.6 鉆-精鉸 表1-6至表1-8 φ12孔 IT8 12.5 鉆-鉸 表1-6至表1-8 M10孔 IT9 12.5 鉆- 攻螺紋 表1-6至表1-8 φ12盲孔 IT9 12.5 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 8mm槽 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 2mm槽 IT9 12.5 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 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φ6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、φ12孔、φ15孔、φ6孔、φ12孔、M10螺紋孔、φ6孔、盲孔φ12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φ15孔、φ12孔、φ6的精銑加工和φ12盲孔的鉆-鉸-精鉸加工及φ12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則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、機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——左擺動杠桿左端面和φ12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、半精銑左擺動杠桿左端面 立式鉆床X51 端銑刀 游標卡尺 3 粗、半精銑左擺動杠桿中端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 4 粗、半精銑上端面 立式銑床X51 外圓車刀 游標卡尺 5 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆 內徑千分尺 6 1.鉆孔φ13mm 2.擴孔至φ15mm Ra=1.6m 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 7 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 8 鉆孔φ6mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 9 攻螺紋M10mm 立式鉆床Z525 絲錐 卡尺、塞規(guī) 10 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 11 鉆、鉸φ12盲孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、錐度鉸刀 游標卡尺 12 粗、精銑槽8mm 立式銑床X51 端面銑刀 游標卡尺 13 銑2mm槽 立式銑床X51 端面銑刀 游標卡尺 14 去毛刺 鉗工臺 平銼 15 清洗 清洗機 16 終檢 塞規(guī)、卡尺、百分表等 4、夾具的設計 夾具是一種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，降低制造成本，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，從而降低生產成本的重要技術環(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。 4.1、提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度：采用一面兩銷定位。一個面限制3個自由度，兩個定位釘限制3個自由度。 （2）怎樣夾緊：設計夾具由移動壓板夾緊工件。 （3）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 4.2、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，使用安全，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。 本夾具主要用來對寬度為8的槽進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT9，表面粗糙度Ra12.5，粗銑后再半精銑可以滿足其精度。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。 4.3、零件本工序的加工要求分析 4.3.1、本工序加工情況 ①銑寬為8的斜槽； ②該面與垂直方向成45°角，與最右端斜面的距離為25mm。 4.3.2、本工序前已加工的表面如下。 ①粗銑、半精銑外形。 ②鉆孔φ12mm ③鉆孔φ13mm，擴孔至φ15mm Ra=1.6m ④鉆孔φ12mm ⑤鉆孔φ6mm ⑥攻螺紋M10mm ⑦鉆孔φ12mm ⑧鉆、鉸φ12盲孔 4.3.3、選擇機床 本工序使用機床為立式銑床X51。 4.4、確定定位方案 4.4.1、定位方案。根據工件結構特點，其定位方案如下，如圖： 以兩塊支撐板，一個定位銷和一個削邊銷進行定位。兩塊支撐板限制三個自由度，定位銷和削邊銷組合限制另外三個自由度?？偣蚕拗屏鶄€自由度。 定位方案分析：限制6個自由度，沒有欠定位和過定位。 4.4.2、選擇定位元件，包括尺寸和公差 ①選擇定位銷作為工件φ8H7孔的定位元件，如圖2-2-23所示。定位副配合取，公差為0.038mm。 ②選擇削邊銷作為φ12H7孔的定位元件，定位副配合取，公差為0.057mm。 ③因為是裝在側面，所以選取結構簡單的A型支撐板，規(guī)格為45x12支撐板和30x12支撐板作為左擺動杠桿左端面的定位元件。 4.4.3、確定引導元件 銑床夾具對刀塊 對寬為8的槽，銑削選用側裝對刀塊。 根據GB/T 2243-91 機床夾具零件及部件選取側裝對刀塊。如圖： 4.5、定位誤差計算 4.5.1、基準不重合誤差 設計基準為外圓切面，定位基準為φ6孔的軸心線。設計基準與定位基準不重合。 查找《互換性與測量技術基礎》得R10外圓柱尺寸公差為0.009mm， 即=0.009mm 4.5.2、基準位移誤差 Φ6孔的公差=0.004mm，定位銷的公差=0.038mm， =（+）=0.021mm 4.5.3、定位誤差 =+=0.03mm 4.6、確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊結構 4.6.1、確定夾緊方案 考慮到工件的裝夾方便，故選用移動壓板進行夾緊。 4.6.2、確定夾緊元件和夾緊結構 5、夾具結構設計 如圖： 工作原理：該夾具采用一面兩銷定位，一共限制六個自由度，沒有欠定位和過定位。首先，把移動壓板挪開，使得工件可以放入。如上圖將定位銷與φ6的孔配合，削邊銷與φ12的孔配合，左擺動杠桿的左端面平穩(wěn)的放在支撐板上面，完成定位工作。然后把移動壓板移到正確的位置，使壓板可以壓到工件。擰緊六角螺母，使移動壓板壓緊工件，完成夾緊工作。 6、參考文獻 [1]孟少農主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術基礎.化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術.北京高等教育出版社，2005. 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