杠桿(一)加工工藝及銑24mm槽夾具設(shè)計課程設(shè)計

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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9 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 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械加工余量 2.2.1公差等級 由于杠桿的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級為普通級. 2.2.2 鑄件重量 已知機械加工后杠桿件的重量為1kg，由此可初步估計機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)量分數(shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M2級。 杠桿鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量 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 1.5 1 S2 M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/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 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 3.1.1粗基準的選擇 以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。 3.1.2精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 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到的經(jīng)濟精度，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)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序號 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、游標卡尺、專用夾具 90 熱處理 杠桿左右叉局部淬火 淬火機 100 校正 校正杠桿右端撥叉上下面平行度 校正工具、游標卡尺 110 磨 磨杠桿中間圓柱兩端面至44-0.-0.1，對Φ20H7的圓跳動為0.05 M7120A 砂輪1-350×40×127-WA46K5V，磨夾具游標卡尺 120 輔助 清洗 清洗機 130 檢 終撿 3.4確定切削用量，時間定額 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) 進給量由表查5-22得f=0.2mm/r 3)切削速度計算由表5-22得v取18m/min。由公式5-1計算的鉆頭轉(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)進給量由表查5-22得f=1mm/min 3) 切削速度計算由表5-22得v取3m/min。由公式5-1計算的鉆頭轉(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)進給量由表查5-22得f=0.8mm/min 3) 切削速度計算由表5-22得v取4m/min。由公式5-1計算的鉆頭轉(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時間定額的計算 鉆孔工步 基本時間=（25+4。6+1）/392*0。1=46。8秒 輔助時間=0。15*46。8=7。02秒 其它時間=0。06*46。8=2。81秒 鉆孔的單件時間=46。8+7。02+2。81=56。63秒 粗鉸工步 基本時間=（25+0。37+15）/97*0。4=62。4秒 輔助時間=0。15*62。4=9。36秒 其它時間=0。06*62。4=3。74秒 粗鉸的單件時間62。4+9。36+3。74=75。5秒 精鉸工步 基本時間=（25+0。19+13）/97*0。3=78。6秒 輔助時間=0。15*78。6=11。79秒 其它時間=0。06*78。6=4。72秒 精鉸的單件時間=78。6+11。79+4。72=95。11秒 因此，加工10毫米孔的單件時間為 56．53+75。5+95。11=227。14秒 4夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序20——鉆、粗鉸、精鉸?20H7孔的夾具。本夾具將用于四面組合式鉆床 4.1定位基準選擇 由零件圖可知，，Φ20為圓柱孔，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇杠桿右端面為定位基準保證基準重合。此外，還應(yīng)以杠桿中間圓柱下端面為基準，從而保證加工位置。 4.2定位元件的選擇 夾具的主要定位元件為兩個定位銷，這兩個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配杠桿兩端的尺寸與公差相同，即由兩個支撐板就可以。 4.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母1~2扣，拔下劃塊，實現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進行攻螺紋加工。 4.4 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個定位銷，這兩個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配杠桿兩端的尺寸與公差相同。 （2）計算鉆套中心線與工作臺的度誤差。 鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為： 襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為： 則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。 （3）計算定位銷軸與工作臺的平行度誤差。 定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為： 夾具體孔的長度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為： 0.034/14，即0.24/100。 4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母1~2扣，拔下開口墊圈，實現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進行鉆孔加工。 5設(shè)計新得 作為一名機械系，機械設(shè)計制造及自動化大三的學(xué)生，我覺得能做類似的課程設(shè)計是十分有意義，而且是十分必要的。 ?在已度過的大三的時間里我們大多數(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踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸最深的當數(shù)查閱大量的設(shè)計手冊了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實際，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，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級為設(shè)計。 ?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，剛開始時覺得好難，就是因為沒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)邊用這樣才會提高效率，這是我作本次課程設(shè)計的第二大收獲。但是由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。 參考文獻 1.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》作者：李益民，出版社：機械工業(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：機械工業(yè)出版社，出版日期2006 3《刀具設(shè)計手冊》主編：劉華明，出版社：機械工業(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：機械工業(yè)出版社，出版日期2007.5 5《機床夾具設(shè)計》主編：薛源順，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期2000.6 6《公差與配合實用手冊》主編方昆凡，出版社：機械工業(yè)出版社出版日期2006.2 7《機械設(shè)計制圖手冊》主編：黃廷合 譯，出版社：科學(xué)出版社，出版日期：2006.12 8《機械設(shè)計手冊》編著：機械設(shè)計手冊編委會，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期： 2004-8 9《Auto CAD 中文版機械制圖教程》作者：北京市計算機繪圖教育研究中心，出版社：上海科學(xué)普及出版社，出版日期：2006.1 10《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》主編：吳拓，方瓊珊 ，出版社：機械工業(yè)出版社，出版日期：2006-1-1