杠桿一零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑40外圓上表面夾具設(shè)計(jì)(帶CAD圖紙和三維模型、說明書全套)

杠桿一零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑40外圓上表面夾具設(shè)計(jì)(帶CAD圖紙和三維模型、說明書全套),杠桿,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,40,外圓上,表面,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,三維,模型,說明書,仿單,全套 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 1杠桿的工藝性分析 1.1杠桿的用途 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。 1.2杠桿的技術(shù)要求 杠桿零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra(μm) 杠桿中間圓住上下面 43±0.05 IT12 3.2 杠桿左端44上下面 43±0.05 IT12 3.2 杠桿右端18上下面 18 IT12 6.3 杠桿左端22內(nèi)表面 22±0.15 IT12 3.2 杠桿左端28內(nèi)表面 28 IT12 3.2 鉆、粗鉸、精鉸Φ20H7孔 Φ20H7 IT7 1.6 車M12的螺紋 12 杠桿右端24H8內(nèi)上下面 24H8 IT7 1.6 杠桿右端32內(nèi)表面 32 IT12 3.2 1.3確定杠桿的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：N=4000件/年，杠桿重量為1.0kg，杠桿屬輕型零件。該杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 2、確定毛坯，繪制毛坯簡圖 2.1選擇毛坯 零件的材料HT150。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，表面質(zhì)量與機(jī)械性能均好，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 2.2確定鑄造杠桿毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 2.2.1公差等級(jí) 由于杠桿的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí). 2.2.2 鑄件重量 已知機(jī)械加工后杠桿件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。 2.2.3鑄件的材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。 杠桿鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 鑄件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材料系數(shù) 公差等級(jí) 1.5 1 S2 M1 普通級(jí) 項(xiàng)目/mm 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 寬度44 1.4 48.2±2.8 厚度24H8 1 20.7±2.3 厚度22 1 18.7±2.3 孔徑?20H7 1 16.7±2.3 3擬定工藝路線 3.1選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 3.1.2精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 3.1.3表面加工方法的確定 根據(jù)拔叉零件圖上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表 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 備注 杠桿中間圓住上下面 IT12 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 杠桿左端44上下面 IT12 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 杠桿右端18上下面 IT12 6.3 粗銑 表1-8 杠桿左端22內(nèi)表面 IT12 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 杠桿左端28內(nèi)表面 IT12 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 鉆、粗鉸、精鉸Φ20H7孔 IT7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-8 車M12的螺紋 攻螺紋 表1-8 杠桿右端24H8內(nèi)上下面 IT7 1.6 粗銑-半精銑 表1-8 杠桿右端32內(nèi)表面 IT12 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 3.2撥叉零件各表面加工方案及加工余量 3.3確定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序號(hào) 工序稱名 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 00 10 銑 1.粗銑杠桿上下面 立式銑床x51 高速鋼套式立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 2.粗銑杠桿左端44上下面 3.粗銑杠桿右端18上下面 4.粗銑杠桿左端22內(nèi)表面 5.粗銑杠桿左端28內(nèi)表面 20 鉆 鉆、粗鉸、精鉸?20H7孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 30 銑 1.半精銑杠桿中間圓柱上面 立式銑床x51 高速鋼套立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 2. 半精銑杠桿左端44上下面 3. 半精銑杠桿左端22內(nèi)表面 40 車 1.車倒角1x45° 轉(zhuǎn)塔式六角車床 45°偏刀 2.車倒角1.5 x45° 50 鉆 用直徑為10.5的鉆鉆空 四面組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺 60 板牙 攻M12的螺紋 70 銑 1.粗銑杠桿右端24H8內(nèi)上下面 立式銑床x51 高速鋼立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 夾具 2.粗銑右端32內(nèi)表面 80 銑 半精銑杠桿右端24H8內(nèi)上下面 立式銑床x51 高速鋼立銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 90 熱處理 杠桿左右叉局部淬火 淬火機(jī) 100 校正 校正杠桿右端撥叉上下面平行度 校正工具、游標(biāo)卡尺 110 磨 磨杠桿中間圓柱兩端面至44-0.-0.1，對Φ20H7的圓跳動(dòng)為0.05 M7120A 砂輪1-350×40×127-WA46K5V，磨夾具游標(biāo)卡尺 120 輔助 清洗 清洗機(jī) 130 檢 終撿 3.4確定切削用量，時(shí)間定額 工步20 鉆，粗鉸，精鉸直徑為10毫米的孔 3.4.1切削用量的計(jì)算 ﹙1﹚鉆孔工步 鉆孔至直徑為Φ20H7，Ra1.6um 1）背吃刀量為aP=19.8mm 2) 進(jìn)給量由表查5-22得f=0.2mm/r 3)切削速度計(jì)算由表5-22得v取18m/min。由公式5-1計(jì)算的鉆頭轉(zhuǎn)速為734.93r/min,參照表4-9選取主軸轉(zhuǎn)速為 n=960r/min.在有公式算出.v=23.5m/min. ﹙2﹚粗鉸工步 1)背吃刀量為aP=0.16mm 2)進(jìn)給量由表查5-22得f=1mm/min 3) 切削速度計(jì)算由表5-22得v取3m/min。由公式5-1計(jì)算的鉆頭轉(zhuǎn)速為120r/min,參照表4-9選取主軸轉(zhuǎn)速為 n=140r/min.在有公式算出.v=3.49m/min. ﹙3﹚精鉸工步 1)背吃刀量aP=0.04mm 2)進(jìn)給量由表查5-22得f=0.8mm/min 3) 切削速度計(jì)算由表5-22得v取4m/min。由公式5-1計(jì)算的鉆頭轉(zhuǎn)速為159r/min,參照表4-9選取主軸轉(zhuǎn)速為 n=195r/min.在有公式算出.v=4.89m/min. 3.4.2時(shí)間定額的計(jì)算 鉆孔工步 基本時(shí)間=（25+4。6+1）/392*0。1=46。8秒 輔助時(shí)間=0。15*46。8=7。02秒 其它時(shí)間=0。06*46。8=2。81秒 鉆孔的單件時(shí)間=46。8+7。02+2。81=56。63秒 粗鉸工步 基本時(shí)間=（25+0。37+15）/97*0。4=62。4秒 輔助時(shí)間=0。15*62。4=9。36秒 其它時(shí)間=0。06*62。4=3。74秒 粗鉸的單件時(shí)間62。4+9。36+3。74=75。5秒 精鉸工步 基本時(shí)間=（25+0。19+13）/97*0。3=78。6秒 輔助時(shí)間=0。15*78。6=11。79秒 其它時(shí)間=0。06*78。6=4。72秒 精鉸的單件時(shí)間=78。6+11。79+4。72=95。11秒 因此，加工10毫米孔的單件時(shí)間為 56．53+75。5+95。11=227。14秒 4夾具設(shè)計(jì) 6.1設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為杠桿設(shè)計(jì)銑尺寸44端面銑床夾具的專用夾具，本夾具將用于X62W銑床。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 6.2夾具設(shè)計(jì) 6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （X）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 6.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 6.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用2個(gè)V型塊，進(jìn)行調(diào)節(jié)定位自由度。 5設(shè)計(jì)新得 作為一名機(jī)械系，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大三的學(xué)生，我覺得能做類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義，而且是十分必要的。 ?在已度過的大三的時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實(shí)踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在作設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實(shí)際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 ?作為一名專業(yè)學(xué)生掌握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的，我就簡單的學(xué)歷學(xué)CAD，剛開始時(shí)覺得好難，就是因?yàn)闆]有把自己放在使用者的角度，單單是為了學(xué)而學(xué)，效率不是很高。邊學(xué)邊用這樣才會(huì)提高效率，這是我作本次課程設(shè)計(jì)的第二大收獲。但是由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評指正。 參考文獻(xiàn) 1.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》作者：李益民，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：1999-10-1 2《金屬切削技術(shù)基礎(chǔ)手冊》主編：陳宏鈞，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期2006 3《刀具設(shè)計(jì)手冊》主編：劉華明，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：1999 4《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》主編：王伯平，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期2007.5 5《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》主編：薛源順，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期2000.6 6《公差與配合實(shí)用手冊》主編方昆凡，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版日期2006.2 7《機(jī)械設(shè)計(jì)制圖手冊》主編：黃廷合 譯，出版社：科學(xué)出版社，出版日期：2006.12 8《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編著：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會(huì)，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期： 2004-8 9《Auto CAD 中文版機(jī)械制圖教程》作者：北京市計(jì)算機(jī)繪圖教育研究中心，出版社：上?？茖W(xué)普及出版社，出版日期：2006.1 10《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》主編：吳拓，方瓊珊 ，出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，出版日期：2006-1-1