撥叉杠桿的機械加工φ10H7孔的工藝規(guī)程及工藝裝備設計

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Part of the processing procedures and the design of dedicated fixture is the most important design, fixture design quality, productivity, production and processing costs of security have a direct impact on this machine fixture design process generally divided into four stages: design Before preparation. Fixture of the development programme, drawing the draft. Drawing the map fixture. Drawing fixture parts map. These elements will be detailed in Part II, and the first part is mainly directed against Bocha parts of analysis and research, including the role of spare parts and technical analysis to determine the rough form of manufacturing base and the choice of routes developed mechanical Jiagongyuliang , The size and processes determine the rough size. Part of the analysis is very necessary for the success of the fixture design and analysis of the parts of the close relationship, which is to put the first part of the reason. Since I design constraints and the time of hasty, errors and irregularities in the urge teacKeyword: Plectrum、positioning clamping components目 錄序言11 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 21.1 零件的工藝分析 21.2 零件的生產(chǎn)類型 2 1.3 確定毛坯的鑄造形式 32 選擇毛坯，繪制毛坯圖 3 2.1 毛坯的材料和種類 3 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 3 2.3 確定毛坯尺寸 3 2.4 拔模斜度 33 選擇加工方法，制定工藝路線 33.1 定位基準的選擇 43.1.1精基準的選擇 43.1.2粗基準的選擇 43.2 表面加工方法的確定 43.3 制定工藝路線 54 工序設計 54.1選擇加工設備與工藝裝備 54.2 確定工序尺寸（工序5）65 確定切削用量和時間定額（工序5） 65.1 切削用量的計算 65.2 時間定額的計算 75.2.1 基本時間tm的計算 75.2.2 輔助時間tf的計算75.2.3 其他時間tb+tx的計算 75.2.4 單件時間tdj的計算 76 夾具設計 86.1 定位方案與定位誤差 86.2 導向裝置 96.3 夾緊機構 96.4夾具與機床連接元件 97 方案綜合評價與結論 98 設計體會 109 參考文獻 11 序 言機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和其他大部分專業(yè)課之后進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。通過這次設計使我們能夠綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及將來的工作打下了良好的基礎。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 但是由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1 零件的工藝分析零件的工藝分析就是通過對零件圖紙的分析研究，判斷該零件的結構和技術要求是否合理，是否符合工藝性要求。（1）：審查零件圖紙 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。（2）：零件的結構工藝性分析 該零件比較簡單，沒有較復雜的結構和較高的加工要求。主要的加工有各個表面的銑削，螺紋孔和孔及弧平面的加工等。各個待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得，需要加工的螺紋孔為M12，孔為5、20、9.8、10的孔的尺寸精度要求。這些都是有數(shù)據(jù)可以供參考的，這個零件的工藝性較好。以下是該殼體需要加工的表面的尺寸精度要、技術要求以及各加工表面間的位置要求：(1)下端面表面粗糙度為1.6，階梯通孔為30、20H7，表面粗糙度為12.5和1.6。該孔可作為加工其他表面的基準。(2)垂直孔12H8，表面粗糙度為25。(3)水平階梯孔30凵20H7，表面粗糙度為12.5，1.6。(4)水平螺紋孔M12，表面粗糙度為12.5。(5)內(nèi)圓弧R38，表面粗糙度為12.5。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的尺寸要求和技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可以保證，零件的工藝性較好1.2 零件的生產(chǎn)類型該零件的機構尺寸較小，屬于輕型零件，產(chǎn)量為6000件每年，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為N=6000（1+4%）（1+1%）=6302件。查表1-4屬于大批量生產(chǎn)1.3 確定毛坯的制造形式 零件材料為QT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯2 選擇毛坯、繪制毛坯圖2.1 毛坯的材料和種類撥叉的機構復雜，所以本殼體毛坯選用鑄件。該零件材料為HQ200，為使零件有較好的力學性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應該的。2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 一般規(guī)定，鑄件成批生產(chǎn)時，大于30mm的孔，可預先鑄出，以減少機械加工余量。對于結構尺寸小于30mm的孔，鑄造毛坯時一般不予鑄出。 查表2-1、2-3、2-4，取殼體毛坯鑄件的公差等級為九級，機械加工余量等級取G級，查得鑄造毛坯的各部分尺寸公差及機械加工余量如下：表2-1 鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量表項目(單位：mm)尺寸公差CT(mm)機械加工余量(mm)備注上下端面距離62.52.4（1.2)2.8圓柱凸臺距離251.4（0.7)1.0內(nèi)圓弧R381.5(0.75)1.0兩側(cè)斷面1.8(0.9)2.0 底座外圓601.5(0.75)1.0 2.3 確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可得到。2.4 拔模斜度 毛坯的拔模斜度取35。2.5 選制定工藝路線 遵循“先基準后其他，先粗后精，先主后次，先面后孔”的原則，制定如下工藝路線：（1）粗銑60圓盤的下端面。（2）粗銑76弧內(nèi)30上表面 （3）鉆、擴、粗鉸、精鉸20H7的孔 （4）鉆、擴、粗鉸、精鉸30的孔 （5）粗銑76內(nèi)弧兩側(cè) （6）粗銑撥叉兩叉頭內(nèi)外側(cè)（7）鉆、鉸10H7的兩個孔。 （8）粗銑20圓柱體的下兩端面 （9）鉆、鉸9.8H9的孔 （10）車一的內(nèi)螺紋（11）粗銑左端凹槽 （12）粗銑20圓柱體的上端面。 （13）鉆、鉸10H7的孔 （14） 清洗。（15）終檢3 選擇加工方法，制定工藝路線3.1本零表面加工方法的確定（1）粗銑60圓盤的下端面。 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6，需進行粗銑。（2）粗銑76弧內(nèi)30上表面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。 （3）鉆、擴、粗鉸、精鉸20H7的孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6需鉆和鉸。（4）鉆、擴、粗鉸、精鉸30的孔 公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra2.5需鉆和鉸。（5）粗銑76內(nèi)弧兩側(cè) 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。（6）粗銑撥叉兩叉腳內(nèi)外 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。（7）鉆、鉸10H7的兩個孔。 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6，需鉆和鉸。（8）粗銑20圓柱體的下兩端面 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需進行粗銑。（9）鉆、鉸9.8H9的孔 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆和鉸。（10）車一的內(nèi)螺紋（11）粗銑左端凹槽 表面粗糙度為12.5，需要粗銑（12）粗銑20圓柱體的上端面。 表面粗糙度為3.2需要粗銑（13）鉆、鉸10H7的孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6，需鉆和鉸。3.1.1 精基準的選擇 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，選擇以圓柱體的20H7孔為精基準。劃分加工階段的原因有： 根據(jù)該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉下端面和中心階梯通孔作為定位精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。3.1.2 粗基準的選擇 粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準。4 工序設計4.1 選擇加工設備與工藝裝備1粗銑60圓盤的下端面。X62臥式銑床銑刀、游標卡尺、專用夾具2粗銑76弧內(nèi)30上表面X62臥式銑床銑刀、游標卡尺、專用夾具3鉆、擴、粗鉸、精鉸20H7的孔X62臥式銑床麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具4鉆、擴、粗鉸、精鉸30的孔Z525組合鉆床麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具5粗銑76內(nèi)弧兩側(cè)X62臥式銑床銑刀、游標卡尺、專用夾具6粗銑撥叉兩叉頭內(nèi)外側(cè)。X62臥式銑床銑刀、游標卡尺、專用夾具7鉆、鉸10H7的兩個孔。Z525組合鉆床麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具8粗銑20圓柱體的下兩端面。Z525組合鉆床銑刀、游標卡尺、專用夾具9鉆、鉸9.8H9的孔清洗機10車一的內(nèi)螺紋CA6140車刀、游標卡尺、專用夾具 11粗銑左端凹槽X62臥式銑床刀、游標卡尺、專用夾具12粗銑20圓柱體的上端面。X62臥式銑床刀、游標卡尺、專用夾具13鉆、鉸10H7的孔Z525組合鉆床麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具14清洗清洗機15終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等4.2 確定工序尺寸（工序13） 由表可查得鉆孔余量Z鉆=9.8mm，10mm的孔粗鉸余量Z=0.16精鉸=0.04mm；查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9；鉆：IT12；根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.036mm；鉆：0.150mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：10.16+0.0360mm；鉆孔：10+0.01500mm.5 確定切削用量和時間定額5.1 切削用量的計算1.擴孔工步根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=40mm;l2=0mm;l1=(D/2)cotkr+(12)=（11mm/2）cot54+1mm=4.23mm;f= 0.18mm/r;n= 545r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(40mm+0mm+4.23mm)/(0.18mm/r545r/min)=0.45min=27.0s。2.粗鉸工步根據(jù)表5-41，粗鉸孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。由表5-42，取kr=15,查得l1=1.2mm, l2=0mm；l=40mm;f=0.80mm/r;n=140r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(40mm+0mm+1.2mm)/(0.80mm/r140r/min)=0.37min=22.2s。3.精鉸工步根據(jù)表5-41，精鉸孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。由表5-42，取kr=15,查得l1=0.19mm, l2=0mm；l=40mm;f=0.70mm/r;n=140r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(40mm+0mm+0.19mm)/(0.70mm/r140r/min)=0.41min=24.6s。5.2時間定額的計算5.2.1 基本時間tm的計算（1）鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=25mm;l2=1mm;l1=(D/2)cotkr+(12)=（9.8mm/2）cot54+1mm=4.56mm;f= 0.12mm/r;n= 960r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(25mm+1mm+4.56mm)/(0.12mm/r960r/min)=0.27min=15.9s。（2） 精鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15、ap=(D-d)/2=(10mm-9.8mm)/2=0.1mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=25mm；f=0.3mm/r; n=195r/min.將上述結果代入公式，則該工序基本時間tj=（25mm+0.37mm+15mm）/（0.3mm/r195r/min）=0.69min=41.4s。5.2.2 輔助時間tf的計算輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=(0.150.2)tj，取tf=0.16tj，則：鉆孔工步的輔助時間：tf=0.1627.0s=4.32s ；粗鉸工步的輔助時間：tf=0.1622.2s=3.55s ；精鉸工步的輔助時間：tf=0.1624.6s=3.94s 。5.2.3 其他時間tb+tx的計算對于大批量生產(chǎn)，布置工作地的時間tb是作業(yè)時間的2%7%，休息與勝利需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%，這里均取3%，則：鉆孔工步的其他時間：tb+tx=6%27.0s=1.62s；粗鉸工步的其他時間：tb+tx=6%22.2s=1.33s；精鉸工步的其他時間：tb+tx=6%24.6s=1.48s。5.2.4 單件時間tdj的計算根據(jù)上面的計算結果，有：鉆孔工步的單件時間：tdj=27.0s+4.32s+1.62s=32.94s；粗鉸工步的單件時間：tdj=22.2s+3.55s+1.33s=27.08s；精鉸工步的單件時間：tdj=24.6s+3.94s+1.48s=30.02s。綜上，工序5的單件時間：tdj=32.94s+27.08s+30.02s=90.04s。6 夾具設計6.1 定位方案與定位誤差6.1.1 定位方案分析 工件以一端面和20H7孔為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，其中平面限制3個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位平面上加一個削邊銷來限制饒Z軸旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個自由度都被限制了6.1.2 定位誤差計算定位誤差(dw)分基準不重合誤差j和基準位移誤差b兩部分。本定位方案的定位基準與工序基準重合，基準不重合誤差j=0。定位孔與定位銷的配合尺寸取為20H7/f7，查表2-40，對于基本尺寸20mm,IT7=0.035mm。銷垂直放置，查表8-13，基準位移誤差b=TD+Td+S,其中S為定位基準孔與定位銷間的最小間隙，因為銷孔是同級精度配合，所以S=0。因此，定位誤差dw=b=TD+Td+S=0.035mm+0.035mm+0=0.07mm。對于工序尺寸25mm來說，其本身為未注公差尺寸，對尺寸精度要求較低，所以定位誤差dw=0.07mm能滿足尺寸精度要求；加工孔徑尺寸10H7由刀具直接保證。 綜合上述分析可知，該定位方案合理可行。6.2 導向裝置 本工序要求對被加工孔依次進行擴、粗鉸、精鉸3個工步的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求。導向裝置選用JB/T8045-1999標準的可換鉆套。6.3 夾緊機構 為提高生產(chǎn)率要求，通過氣壓缸可以滿足。采用固定式V形塊夾緊機構，通過進氣孔進氣實現(xiàn)對工件的夾緊。且活塞桿端與V形塊采用銷鉸接，起主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動，由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，夾緊力可采用類比方法計算。6.4 夾具與機床連接元件在夾具體上設計座耳，用T形螺栓將夾具體固定在機床上。由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時垂直度在20范圍內(nèi)允差0.1mm.7 方案綜合評價與結論 本方案采用一面兩銷的定位方案，完全限制工件的六個自由度，且不存在過定位的情況，定位正確可靠。采用氣壓夾緊機構，壓緊力的作用方向垂直于工件的主要定位基準，且在定位平面中心周圍分布均勻，可化簡成為指向定位平面中心的一集中力，不會造成翻轉(zhuǎn)力矩，不破壞工件的定位，可以保證加工精度。 總體來看，本鉆床夾具的結構較為簡單，標準化程度較高，具有足夠的剛度、強度和良好的穩(wěn)定性，操作方便安全，便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量。 從生產(chǎn)效率方面來說，本夾具采用氣動夾緊裝置的效率高，操作簡單，可采用差動回路控制汽壓缸可使V形塊停在任意位置，省時省力，能夠滿足機械加工的生產(chǎn)率要求。8 設計體會經(jīng)歷了兩周多的時間，我完成了我的課程設計。想起我一開始接觸我的課題時還很好玩。什么都不會，心里也沒有數(shù)，壓力很大。俗話說的好，沒有壓力就沒有動力。經(jīng)過我自己查閱資料、和同學一起討論、與老師一起研究，終于把大概的思路弄清了。首先我們要熟悉零件和了解其作用，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定殼體的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。其實過程是很重要的，它能鍛煉我們獨立思考的能力。通過這次課程設計，使我的理論知識得到了實踐，進而從實踐中學得更多更實際的理論知識，并加深了印象，對于以后的工作有極大的幫助。通過這次課程設計也讓我知道自己缺乏哪些知識，對什么方面還不夠了解。最重要的一點是，我學會了利用圖書館這個有利的資源。在剛開始設計時，我很迷茫，于是在圖書館里查閱許多和夾具設計有關的資料，慢慢的積累了很多知識，于是做起來就很順手。在加上老師的指點，我能站在正確的出發(fā)點，自然設計起來就沒有走太多的彎路。回頭看看這兩周的生活，我覺得很充實，正因為我合理的安排時間才能夠及時的完成我的課題。知識在于積累，知識在于運用。此次課程設計讓我學會了，如何綜合運用知識。為我們以后參加工崗位，打下了堅實的基礎。我覺得此次的課程設計比較有意義，它能夠結合實際來鍛煉同學們的能力。我至少學會了，當領導交給我一項任務時，我該怎樣又好又快的完成。9 參考文獻1、機械工人切削手冊 北京第一通用機械廠編 機械工業(yè)出版社 1999.82、機械加工技術手冊 機械加工技術手冊編寫組 北京出版社 1996.7 3、機械制造技術基礎課程設計指導書 遼寧工程技術大學4、互換性與測量技術基礎 王伯平主編 機械工業(yè)出版社2004.6 5、機械加工工藝基礎 哈爾濱工業(yè)大學出版社 曲寶章 黃光燁2002.86、機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.57、機床夾具的現(xiàn)代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.118、機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.119、機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.210、機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.211、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 2006.512、機械精度設計與檢測技術 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.113、機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 14、敏捷夾具設計理論及應用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 15、機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12