異形杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工

異形杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工,異形杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工,異形,杠桿,零件,車削,夾具,設(shè)計,加工 設(shè)計 題 目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工 院 系 專 業(yè) 年 級 學(xué)生學(xué)號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職稱 完成畢業(yè)論文時間 2013 年 5 月 II目 錄摘 要I第一章 緒論11.1 夾具概述11.1.1 夾具概念11.1.2 夾具的主要功能11.1.3 夾具的分類11.2 夾具的組成11.3 夾具研究的目的和意義21.4 夾具設(shè)計研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向與要求2第二章 零件分析42.1 零件圖工藝性分析42.1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析42.1.2 零件技術(shù)條件分析42.1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析42.1.4 零件圖42.2 毛坯選擇5第三章機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂73.1 機(jī)加工工藝路線確定73.1.1 加工方法分析與確定73.1.2 加工順序的安排73.2 設(shè)備及其工藝裝備確定73.3 切削用量及工時定額確定7第四章 夾具設(shè)計114.1 概述114.2 定位方案確定114.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明114.4 切削力及夾緊力的分析計算144.5 定位誤差的分析與計算14第五章 刀具和量具的設(shè)計165.1 刀具的設(shè)計165.2 量具的設(shè)計175.2.1 量具類型確定175.2.2 極限量具尺寸公差確定17結(jié) 論18致 謝 語19參 考 文 獻(xiàn)20Abstract21附 錄22異型杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工摘 要 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。異形杠桿是可用于連接其他零件起到杠桿支撐原理的零件，對異形杠桿的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。本課題以該異型杠桿為研究對象，通過對異型杠桿零件圖的分析，明確了零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，擬訂了較為合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制了詳細(xì)的機(jī)械加工工藝卡。在確定零件裝夾定位方案的基礎(chǔ)上，完成了異型杠桿車削夾具設(shè)計，該夾具簡單可靠，保證了被加工零件的形狀位置精度，提高了生產(chǎn)率。最后根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，制作了夾具實(shí)物模型。關(guān)鍵詞 異型杠桿 加工工藝 夾具設(shè)計 零件I第一章 緒論1.1 夾具概述1.1.1 夾具概念夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.1.2 夾具的主要功能在機(jī)床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。1.1.3 夾具的分類夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。（1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。（2）專用夾具專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。特點(diǎn)是針對性強(qiáng)。適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。（3）可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。（4）組合夾具組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。（5）自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進(jìn)行加工。1.2 夾具的組成雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。（1）定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。（2）夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。（3）定向裝置這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對機(jī)床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩＃?）對刀元件或?qū)蛟@些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工中正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。（5）其他裝置或元件根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。（6）夾具體夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.3 夾具研究的目的和意義夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求。異形杠桿的加工工藝及夾具設(shè)計為本課題的研究內(nèi)容，對此研究查閱了大量的資料，首先明白機(jī)械加工工藝過程就是用切削的方法來改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)，使之成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。而編制機(jī)械加工工藝過程對零件的加工難易程度和準(zhǔn)確性都有很大的關(guān)系。異形杠桿生產(chǎn)批量較大，一些加工部位使用專用夾具，可減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，縮短零件加工的輔助時間，提高工作效率，便于實(shí)現(xiàn)自動化。1.4 夾具設(shè)計研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向與要求現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有中等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平?，F(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面：（1）精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度值可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.20.5um。（2）高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。（3）柔性化夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。（4）標(biāo)準(zhǔn)化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB21482249-80，GB22622269-80，以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：（1）快速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；（2）裝夾一組相似性特征的工件；（3）用于精密加工的高精度的機(jī)床；（4）用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)；（5）使用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。第二章 零件分析2.1 零件圖工藝性分析2.1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析異形杠桿是可用于連接其他零件起到杠桿支撐原理的零件。本異形杠桿零件兩端為圓柱體，一端有鉆10孔，其要求有較高的表面粗糙度、較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。2.1.2 零件技術(shù)條件分析（1）異形杠桿本身精度：外圓20h7尺寸公差等級IT11，表面粗糙度Ra為1.6m，10H7尺寸公差等級為IT14，表面粗糙度Ra為0.8m，其它加工面粗糙度為3.2m，中心距離500.01尺寸公差等級為IT16級，10H7相對與基準(zhǔn)面A的平行度為0.02。（2）加工此零件時，應(yīng)盡量統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，減少裝夾次數(shù)，這樣有利于保證零件的加工精度。2.1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此異形杠桿是由兩個回轉(zhuǎn)體和平面組成，由零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)較為簡單，但零件精度要求高，零件選用材料HT200，該材料用于強(qiáng)度要求不高的一般鑄件，不用人工時效，有良好的減振性，鑄造性能好。對異形杠桿的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排異形杠桿加工過程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。2.1.4 零件圖異形杠桿二維零件圖如圖2-1所示，solidworks生成的零件三維圖如圖2-2所示。圖2-1 異型杠桿零件圖圖2-2 異型杠桿三維圖2.2 毛坯選擇（1） 毛坯類型確定根據(jù)零件材料為HT200，確定毛坯為鑄件。由于本零件要求生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，毛坯鑄造方法選用金屬型鑄造（查機(jī)械加工工藝設(shè)計資料 P4表1.2-1），鑄造的毛坯尺寸公差等級為8級（查機(jī)械加工工藝設(shè)計資料 P6表1.2-5），選擇錯型值為0.7（查機(jī)械加工工藝設(shè)計資料 P6表1.2-4）。（2）毛坯余量確定對于批量生產(chǎn)的鑄件加工余量（查機(jī)械加工工藝設(shè)計資料 P7表1.2-7），初步將本零件的加工余量定為1.5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.0mm。（3）毛坯尺寸的確定根據(jù)零件圖2-1可知，杠桿左邊20h7外圓及端面需切削加工，故留加工余量1.5mm至尺寸2331.5（見圖2-3異型杠桿毛坯圖）。圖2-1所示杠桿右下方20外圓不加工，故不留加工余量，但其左右兩個端面要切削加工，故在長度方向留加工余量共3mm，內(nèi)孔10H7不鑄出，后續(xù)通過車床鉆孔和精車制出。因此，杠桿右下部尺寸確定為2029。其余表面為無切削加工，毛坯尺寸與零件圖尺寸相同。綜上，毛坯形狀及尺寸如圖2-3所示。圖2-3 異型杠桿毛坯圖第三章機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂3.1 機(jī)加工工藝路線確定3.1.1 加工方法分析與確定該零件是異形杠桿，中批量生產(chǎn)。由于此零件較為簡單，但精度要求較高，為保證加工精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，由于該異形杠桿是由回轉(zhuǎn)體和平面組成，根據(jù)具體需要初步確定的加工方法有車、銑、鉆等。3.1.2 加工順序的安排本著先粗后精、先主后次、基準(zhǔn)先行、先面后孔的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。切削加工的順序是：（1）在銑床上銑削杠桿毛坯右下部2029圓柱左右兩個端面，使其長度至最終尺寸26。（2）以杠桿毛坯右下部2029外圓及端面定位，粗精車毛坯左上部2331.5外圓和端面至最終尺寸20h730。（3）用專用夾具裝夾（夾具見第四章），在車床上鉆、半精車、精車杠桿右下部孔10H7至最終尺寸。綜上，異形杠桿從毛坯至成品的成型工藝過程如下：1、鑄：毛坯鑄造、清理2、熱處理：正火3、銑削右下部2029圓柱左右兩個端面，倒角C1.5。4、粗精車毛坯左上部20h730外圓和端面。5、專用夾具裝夾，在車床上鉆、半精車、精車杠桿右下部孔10H7，倒角C1.5。6、去毛刺（在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺）7、清洗吹凈：在乳化液中清洗異形杠桿，保證沒有鐵削、油污和其他贓物，清洗時間不少于3min，清洗的同時通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈表面。8、檢驗9、入庫3.2 設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有：CA6140車床、臥式銑床、清洗機(jī)、檢驗臺。夾具有：三爪自定心卡盤、虎鉗、孔加工專用夾具。刀具有：車刀、銑刀、鉆頭。量具有：千分尺、游標(biāo)卡尺，卡規(guī)、檢驗心軸（用于安裝到10H7內(nèi)孔中檢測零件圖2-1所示中心距500.01。3.3 切削用量及工時定額確定（1）工序一：銑2029左右兩端面刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)切削用量簡明手冊，選擇刀具前角o18后角o10,主偏角Kr=60,副偏角Kr=8，D=100mm，齒數(shù)Z=8。 銑左端面A、背吃刀量 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需深度。B、進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量f=0.3mm。按切削手冊表14，查得 Vf150m/min(2.6m/s)，n=400r/min。 C、工時取刀具切入長度L1=10mm，刀具切出長度L2=10mm，走刀次數(shù)為2，機(jī)動時間：基本時間Tj =(L1+L2+1.5)/ Vf8.3S 銑右端面其背吃刀量、進(jìn)給量、工時與銑左端面相同。所以工序一所需總的基本時間Tj8.3S2=16.6S輔助時間Tf20%Tj=20%16.6=3.3s作業(yè)時間Tg=Tj+Tf=16.6+3.3=19.9s布置工地時間Tb=5%Tg=5%19.9=1s休息和生理需要時間Tx=3%Tg=3%19.9=0.6s準(zhǔn)備和終結(jié)時間Tz=3%Tg=3%202.2=0.6s所以，單件工時定額Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=16.6+3.3+1+0.6+0.6=22.1s（2） 工序二：粗、精車2331.5外圓及端面 粗、精車2331.5端面粗車端面留0.2mm余量，因此粗車ap=1.3mm，精車ap=0.2mm。根據(jù)粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min根據(jù)精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min切削的半徑值為10mm基本時間Tj=10mm120mm/min+10mm80mm/min=12.5s 粗、精車2331.5外圓粗車外圓留0.2余量，因此粗車ap=1.3mm，精車ap=0.2mm根據(jù)粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min根據(jù)精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min車削的長度30mm基本時間Tj=230mm120mm/min+30mm80mm/min=34.5s所以工序二所需總的基本時間Tj12.5+34.5=47s輔助時間Tf20%Tj=20%47=9.4s作業(yè)時間Tg=Tj+Tf=47+9.4=56.4s布置工地時間Tb=5%Tg=5%56.4=2.8s休息和生理需要時間Tx=3%Tg=3%56.4=1.7s準(zhǔn)備和終結(jié)時間Tz=3%Tg=3%56.4=1.7s所以，單件工時定額Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=34.5+9.4+2.8+1.7+1.7=50.1s(3） 工序三：鉆、半精車、精車10H7孔鉆孔10的毛坯到8；半精車孔到9.8；精車孔到10H7 鉆10H7孔因為切削量較小，故可以選擇ap=0.4mm，一次走刀即可完成所需長度。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量f=0.6mm。按切削手冊表14，查得 Vf1.6m/min，n=15r/min。 切削的半徑值為10mm查機(jī)械加工工時表，得L2=3.19；S=0.10.15(根據(jù)經(jīng)驗實(shí)際所需) 取0.12，V=8001000（同樣根據(jù)經(jīng)驗實(shí)際所需）取900?；緯r間Tj=（H+L2）/(VS)=（10+3.19）/（9000.12）=0.12min=7.3s 半精車10H7孔因為切削量較小，故可以選擇ap=4.9mm，一次走刀即可完成所需長度。機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量f=0.2mm。按切削手冊表14，查得 Vf3m/min，n=15r/min。 精車10H7孔因為切削量較小，故可以選擇ap=5mm，一次走刀即可完成所需長度。機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.8mm/z。選較小量f=0.1mm。計算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速：計算切削速度 按切削手冊表14，查得 Vf5m/min，n=15r/min。 根據(jù)粗切削速度v=SF=6000.2=120mm/min精切削速度v=SF=8000.1=80mm/min切削的值為26mm基本時間Tj=226mm120mm/min+26mm80mm/min=45.5s所以工序一所需總的基本時間Tj45.5+7.3=53.8s輔助時間Tf20%Tj=20%53.8=10.76s作業(yè)時間Tg=53.8+10.76=64.56s布置工地時間Tb=5%Tg=5%64.56=3.2s休息和生理需要時間Tx=3%Tg=3%64.56=1.9s準(zhǔn)備和終結(jié)時間Tz=3%Tg=3%64.56=1.9s所以，單件工時定額Tdj=53.8+10.76+3.2+1.9+1.9=61.6s 根據(jù)上述分析計算，異形杠桿的機(jī)械加工工藝卡見表3-1。表3-1 機(jī)械加工工藝卡重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號搖臂HT200工序號工序內(nèi)容設(shè)備夾具刀具切削用量量具工時（s）主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給量mm/min背吃刀量mm01銑2029左右兩端面X51臺虎鉗端銑刀4001501.5游標(biāo)卡尺22.102粗精車2331.5外圓和端面CK6150專用夾具外圓刀600/800120/801.3/0.2游標(biāo)卡尺50.103鉆、半精車、精車10H7孔CK6150專用夾具麻花鉆、內(nèi)孔粗車刀、內(nèi)孔精車刀500/600/800150/120/800.4/0.49/0.5塞規(guī)61.6第四章 夾具設(shè)計4.1 概述利用本夾具主要用來鉆削和車削杠桿右下部10H7孔。加工時除了要滿足尺寸精度和表面粗糙度的要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對杠桿左上部20h7圓柱軸線的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。4.2 定位方案確定根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個自由度，即x移動、y移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動一個自由度，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，以杠桿左上部20h7外圓柱及其端面為定位基準(zhǔn)，采用V型塊定位，鉸鏈壓板夾緊的方式固定此定位基準(zhǔn)。4.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在車床上加工異形杠桿的孔10H7孔。工件要控制的孔距尺寸為500.01mm，孔的軸線對20h7外圓軸線的平行度公差為0.02mm。其車床夾具的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。工件以20h7、20mm外圓為定位基準(zhǔn)面，分別在V型塊、可調(diào)V型塊上定位。并用鉸鏈壓板和兩個螺釘夾緊。其中，工件的定位主要是保證尺寸500.01mm和平行度公差的要求。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。夾具的三維裝配圖如圖4-1。圖4-1 夾具三維裝配圖構(gòu)成夾具的部分零件的三維圖見圖4-24-7。圖4-2 夾具體圖4-3 支架圖4-4 側(cè)面壓板圖4-5 可調(diào)V型塊圖4-6 V型塊圖4-7 鉸鏈壓板異形杠桿零件圖、夾具總裝配圖及其零件圖、夾具加工零件實(shí)物見附錄。4.4 切削力及夾緊力的分析計算由參考文獻(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計手冊查表1-2-7可得：切削力公式： 式中： 查表1-2-8得： 即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計手冊表1-2-11得： 安全系數(shù)K可按下式計算，有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計手冊表1-2-1可得： 所以：由計算可知所需實(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，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，有：式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得： 其中： 由機(jī)床夾具設(shè)計手冊表1-2-26得：原動力計算公式：由上述計算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.5 定位誤差的分析與計算該夾具以兩個V型塊定位，主要要求保證20H7外圓軸線與10H7孔軸線的孔距尺寸500.01以及它們平行度。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)定的工序公差。在夾具的使用中，可通過M12調(diào)整螺釘（見附錄夾具總裝配圖）對工件高度進(jìn)行調(diào)整，從而保證上述孔距尺寸和平行度。具體實(shí)現(xiàn)方法可采用圓柱心軸定位，以10H7孔內(nèi)表面和心軸配合，測量心軸與25軸間距離，工件孔與定位心軸(銷)過盈配合時(垂直或水平放置時)基=0。在機(jī)械加工過程中，機(jī)床、夾具、刀具和工件在切削力的作用下，都將分別產(chǎn)生變形，致使刀具和被加工表面的相對位置發(fā)生變化，使工件產(chǎn)生誤差。主要誤差類型及其計算如下：由機(jī)床夾具設(shè)計手冊可得：（1） 定位誤差（兩個垂直平面定位）：當(dāng)時；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足,則： （2） 夾緊誤差 ,由式： 其中接觸變形位移值：，則： （3） 磨損造成的加工誤差：通常不超過（4） 夾具相對刀具的位置誤差：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。第五章 刀具和量具的設(shè)計5.1 刀具的設(shè)計通過第三章杠桿機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂可知，切削加工中用到的刀具主要是車刀、銑刀和鉆頭，其中銑刀和鉆頭屬于成型刀具，主要工作是選擇，所以這里主要討論車刀的設(shè)計。杠桿車削中用到的刀具包括車削其左上部20h7外圓及其端面的車刀和右下部10H7內(nèi)孔車刀。這里以外圓車刀為例來說明其參數(shù)確定，所設(shè)計的車刀參數(shù)見表5-1，刀具工作草圖見圖5-1。表5-1 刀具設(shè)計參數(shù)確定序號項目數(shù)據(jù)來源或公式計算采用值1車刀外形表2-6、2-7焊接式90度強(qiáng)力外圓車刀2刀片材料YT5刀桿材料45鋼3幾何角度表2-8、2-9s=-10 o=20 o=6 o=4 r=90 r=5 =2mm4斷削參數(shù)前面型式表2-11、2-12（f=1.3mm/r）帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面Ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35過渡刃表2-13（ap=2.6mm）直線過渡刃 Kre=45度 b=16刀片型號表2-3A420 L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.87車刀外型結(jié)構(gòu)尺寸表2-1、2-2、2-5BxH=20x30 L=150 M=8(90度彎頭車刀)8刀槽型式表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Bc=B-Ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Lc=L-CCoso/ Cos(o+ c).tgo=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5=20-7x0.08=19.4j=26.3度c=6.3度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm注：表中數(shù)據(jù)來自機(jī)械制造手冊。圖5-1 刀具工作草圖5.2 量具的設(shè)計5.2.1 量具類型確定杠桿零件上10H7孔加工精度較高，且生產(chǎn)批量較大，為提高檢測的效率，確定采用塞規(guī)進(jìn)行測量，該量具測量面的材料用硬質(zhì)合金，測量面的硬度為58-65HRC，其它部分的材料為45鋼。5.2.2 極限量具尺寸公差確定設(shè)計該量具，首先確定被測孔的極限偏差，查互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)第一章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得10H的上偏差ES=+0.015mm,下偏差EI=0。公差等級為IT7。（1）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸10的量規(guī)公差為T=0.0018mm,位置要素Z=0.0024mm.。（2）計算工作量規(guī)的極限偏差：通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=0.015-0.0024+0.0018/2=0.0033mm 下偏差=EI+Z-T/2=0.015-0.0024-0.0018/2=0.0015mm磨損極限=ES=0止規(guī)：上偏差=ES=+0.015mm 下偏差=ES-T=0.015-0.0018mm=0.0132根據(jù)計算結(jié)果，畫出的極限量具尺寸公差帶如圖5-2所示。圖5-2 量具尺寸公差帶圖結(jié) 論本文主要是異形杠桿零件車削夾具設(shè)計與零件加工。首先，對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得出本異形杠桿兩端車外圓，一端有10H7孔，其要求有較高的表面粗糙度，較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，所以加工要求比較高。接著是對這個異形杠桿的加工工藝進(jìn)行設(shè)計分析，對工件加工順序進(jìn)行確定，并根據(jù)前面的工藝分析進(jìn)行機(jī)床設(shè)備確定，切削用量確定，刀、夾、量具確定，工時定額計算，然后編寫零件機(jī)械加工工藝卡。其次是根據(jù)零件的外形和加工要求設(shè)計夾具，夾具的零件精度要求直接影響到工件加工的精度要求，所以對夾具的定位誤差、夾緊力等進(jìn)行了計算和驗證，所設(shè)計的夾具簡單可靠、完全能夠滿足零件加工的要求。再次是針對加工要求，進(jìn)行了刀具和量具的設(shè)計。致 謝 語在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計中，我首先要感謝趙萬軍老師，趙老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)對我產(chǎn)生重要影響，使我不僅接受了全新的思想觀念，還領(lǐng)會了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，給予我無盡的啟迪。其次，要感謝數(shù)控加工中心的胡師傅，在實(shí)物制作的過程中胡師傅給我提出了很多操作上的建議，并為我解決了很多棘手的問題。在這里，要感謝胡師傅的幫助，我才得以較為順利地完成夾具實(shí)物的制作。最后感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識的積淀，我沒有這么大的動力和信心完成這篇論文。在這里我要像諸位老師深深的鞠上一躬！本文的順利完成，還離不開各位同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，他們的熱心指引給了我很大的精神動力。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，使我及時完善論文的不足之處。最后祝愿機(jī)械工程學(xué)院學(xué)院明天更加輝煌，培養(yǎng)出一批批有志、有德、博學(xué)的優(yōu)秀社會人才！參 考 文 獻(xiàn)1 劉俊，徐四紅，馮新紅.畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)與案例分析M.北京：北京理工大學(xué)出版社，20092 李存霞，姬瑞海.機(jī)床夾具設(shè)計與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社20113 李名望.機(jī)床夾具選用簡明手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20114 曹巖，白瑀.機(jī)床夾具手冊與三維圖庫M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20105 吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20116 王丹.機(jī)械加工夾具及選用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20097 徐鴻本，曹甜東.車削工藝手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20118 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，20079 胡鳳蘭.互換性與測量技術(shù)M.北京：高等教育出版社，200510 張茂.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 11 詹迪維.solidworks快速入門教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 12 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計手冊M.北京：科學(xué)技術(shù)出版社，198813 李清旭.機(jī)械加工工藝M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001Fixture Design and Parts Machining of the Shaped Lever Liang shui-yongGrade 2009,Mechanical Design,Manufacture&Automation,School of Mechanical Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing Wanzhou 404000Abstract Machining process is to achieve product design, to ensure product quality, save energy, reduce consumption of the important means. Shaped lever can be used to connect other parts of the principle of leverage support parts, a basic requirement is a high strength, high toughness, high wear resistance and rotary stability of the shaped lever.The topics to Shaped lever part turning fixture design and parts processing as the research object, firstly, through the analysis of the part drawing, understand the parts of the structure, clear the specific requirements, again developed a more reasonable machining process and prepared a detailed machining process card. Completed on the basis of the positioning program identified by Part clamping the shaped lever turning fixture design, the jig is simple and reliable, and to ensure that the shape of the part to be machined positional accuracy and improve productivity. Finally, according to the design standards, I made the fixture mock-ups.Keywords Shaped lever Machining process Fixture design Parts processing附 錄1、異形杠桿零件圖2、異形杠桿車削夾具裝配圖和零件圖（1）夾具裝配圖（2）可調(diào)V型塊零件圖（3）平頭滾花螺釘零件圖（4）鉸鏈壓板零件圖（5）側(cè)面壓板零件圖（6）夾具體零件圖（7）V型塊零件圖（8）支架零件圖（9）調(diào)整螺釘零件圖（10）配重塊零件圖3、夾具零件和總裝配實(shí)物展示 附3-1 側(cè)面壓板圖 附3-2 支架 附3-3 可調(diào)V型塊 附3-4 鉸鏈壓板 附3-5 V型塊 附3-6 配重塊 附3-7 夾具體 附3-8 圓柱銷 附3-9 V型塊與鉸鏈壓板配合圖 附3-10 支架、側(cè)面壓板和可調(diào)V型塊配合附3-11 夾具體總裝配實(shí)物第 23 頁 共 24 頁