杠桿一加工工藝及銑40外圓上表面（銑寬44mm的端面）夾具設(shè)計【含CAD圖紙和三維圖】

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This is we before carrying on the graduation project to studies various curricula a thorough comprehensive total review, is also a apply theory to reality training, is solved the problem and the analysis question ability preliminary raise, therefore, it holds the important status in we four year university life.To my own opinion, I hoped that can the work which own will be engaged in the future carry on an adaptability training through this curriculum project, Exercises itself to analyze the question, to solve the question ability, will participate in the motherland for the present “the Four Modernizations” the construction to build a good foundation.目錄1杠桿的工藝性分析11.1杠桿的用途11.2杠桿的技術(shù)要求11.3確定杠桿的生產(chǎn)類型12、確定毛坯，繪制毛坯簡圖12.1選擇毛坯12.2確定鑄造杠桿毛坯尺寸公差及機械加工余量22.2.1公差等級22.2.2 鑄件重量22.2.3鑄件的材質(zhì)系數(shù)23擬定工藝路線33.1選擇定位基準(zhǔn)33.1.1粗基準(zhǔn)的選擇33.1.2精基準(zhǔn)的選擇33.1.3表面加工方法的確定33.2撥叉零件各表面加工方案及加工余量43.3確定工藝路線43.4確定切削用量，時間定額53.4.1切削用量的計算53.4.2時間定額的計算64夾具設(shè)計74.1定位基準(zhǔn)選擇74.2定位元件的選擇74.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明74.4 定位誤差分析74.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明85設(shè)計新得8參考文獻9遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計121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(m)杠桿中間圓住上下面430.05IT123.2杠桿左端44上下面430.05IT123.2杠桿右端18上下面18IT126.3杠桿左端22內(nèi)表面220.15IT123.2杠桿左端28內(nèi)表面28IT12 3.2鉆、粗鉸、精鉸20H7孔20H7IT71.6車M12的螺紋12杠桿右端24H8內(nèi)上下面24H8 IT71.6杠桿右端32內(nèi)表面32IT123.21.3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?？紤]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?jǐn)?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1.51S2M1普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注寬度441.448.22.8厚度24H8120.72.3厚度22118.72.3孔徑20H7116.72.33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IT123.2粗銑-半精銑表1-8杠桿左端44上下面IT123.2粗銑-半精銑表1-8杠桿右端18上下面IT126.3粗銑表1-8杠桿左端22內(nèi)表面IT123.2粗銑-半精銑表1-8杠桿左端28內(nèi)表面IT123.2粗銑-半精銑表1-8鉆、粗鉸、精鉸20H7孔IT71.6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IT71.6粗銑-半精銑表1-8杠桿右端32內(nèi)表面IT123.2粗銑-半精銑表1-83.2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(dāng)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0010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 x4550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20H7的圓跳動為0.05 M7120A砂輪1-35040127-WA46K5V，磨夾具游標(biāo)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20H7，Ra1.6um1）背吃刀量為aP=19.8mm2) 進給量由表查5-22得f=0.2mm/r3)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=0.16mm2)進給量由表查5-22得f=1mm/min3) 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=0.04mm2)進給量由表查5-22得f=0.8mm/min3) 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5653+75。5+95。11=227。14秒4夾具設(shè)計6.1設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為杠桿設(shè)計銑尺寸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生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。6.2夾具設(shè)計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，用于對進行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。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55表129 可得銑削切削力的計算公式： 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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(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) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應(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算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(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，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(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= (FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJFJ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，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，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)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(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。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構(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構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(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。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（X）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。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)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(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51226可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(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。與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得：定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 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)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。6.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用2個V型塊，進行調(diào)節(jié)定位自由度。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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，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(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)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：1999-10-12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20063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：19994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2007.55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2000.66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2006.27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：2006.128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： 2004-89Auto 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?？茖W(xué)普及出版社，出版日期：2006.110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