銑床（等臂）杠桿 加工工藝和鉆2-φ8孔夾具設(shè)計[版本4]【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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言(一)、機械制造簡介:1、機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關(guān)系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。2、機械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設(shè)計好夾具則成了機械制造的一項重要任務(wù)。3、機床夾具是夾具中的一種，將其固定到機床上，可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。(二)、夾具設(shè)計中的特點：1、夾具的設(shè)計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2、專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3、“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。4、夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。因此，夾具設(shè)計要保證以下幾個條件：1、夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2、保證工件的精度。3、保證使用方便與安全。4、正確處理作用力的平衡問題。5、注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。6、在機械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢：6.1 發(fā)展通用夾具的新品種:6.1.1由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。6.1.2廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。6.2 發(fā)展調(diào)整式夾具6.3推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。6.4 加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。6.5 大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.6 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。(三)、本次設(shè)計方向:1、本設(shè)計屬于工藝夾具設(shè)計范圍，機械加工工藝設(shè)計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計中所采用的零件盡量采用標準件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。2、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。3、就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。二 零件的分析（一）零件的作用:題目說給的零件是要機工成有三個孔:210和8的杠桿。其中中間孔是固定用的,兩邊的孔是連接其它零件用的。這樣兩邊孔就可以繞著中間孔做一定弧度的旋轉(zhuǎn)。它是利用杠桿產(chǎn)生彎矩的原理來傳遞力,以改變與之相連的零件的運動性質(zhì),從而起到對機械部分零件運動的控制。有圖說給的精度看出,該零件是承受一定力的載體。其簡圖如下所示:(二)、零件的工藝分析1、從零件圖可以看出,該杠桿主要有三組加工表面,它們之間有一定的位置關(guān)系要求,現(xiàn)將這一組表面的位置關(guān)系分析如下:1、作為基準面的40上下端面粗糙度為3.2,即加工精度等級為IT7級,整個表面的加工分為:粗銑精銑,兩道工序才能完全符合精度要求。2、30平臺面的表面粗糙度為6.3,即加工精度等級為IT9級,整個表面的加工需:粗銑精銑,兩道工序才能符合精度要求。2、表面工序完成后,孔的加工:1、用立式鉆床對中間孔進行加工,其加工只需一道工序中的:鉆粗鉸,兩個個工步就能滿足精度要求,即加工25,并保證上偏差為+0.052mm,下偏差為0mm。2、對其它三個小孔進行加工,其加工需要兩道工序,每道工序分別由:鉆鉸兩個工步組成,即分別加工10和8,并保證這兩個孔的上偏差為+0.015mm。三 工藝規(guī)程的設(shè)計(一)、確定毛坯的制造形式零件材料為鑄鐵，有較好的剛度和耐磨性，零件的輪廓尺寸不大，可以采用鑄件，這樣可以方便快捷的進行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。(二)、基面的選擇（1）粗基準的選擇。對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位,就可加工25（H7）的孔。（2）精基準的選擇。主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用25(H7)的孔作為精基準。(三)、制定工藝路線1、擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計的關(guān)鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù) 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。2、工藝路線方案一:工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）。3、工藝路線方案二：工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：鉆28(H7)的小孔使尺寸。 工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。 工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。工序：精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。4、工藝方案的比較和分析：上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，25（H7）孔作為精基準，所以就要加工25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了28小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔25，而不進一步加工就鉆8（H7），那樣就很難保證28的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。(四)、選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。粗精銑寬度為30mm的凸臺表面。采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒145的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆28(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸28(H7)小孔使尺寸達到7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻均來自：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）（五）、切削用量基本計算和確定 1、根據(jù)本次設(shè)計的要求，工序設(shè)計只設(shè)計老師所給出工序的計算。下面是對8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計。各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸28(H7)鉆孔0.2157.828(H7)擴孔0.055 7.9628(H7)鉸孔H78(H7)1、 鉆28(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。2、 粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。3、 精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。這三部工序全都采用Z518機床來進行加工的，故： （1）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取鉆28(H7)孔的進給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆28(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:n=1000v/d=100026.1/3.148r/min=1039r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min，則實際切削速度為v=3.141000/1000m/min22m/min. 從參考文獻得知： Ff=9.8142.7dof0.8KF(N) M=9.810.021d02f0.8KM(N.m)求出鉆28(H7)孔的Ff和M如下：Ff=9.8142.780.30.81=1279NM=9.810.021820.30.81=5N.m根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進給力，故滿足機床剛度需求。（2）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取擴孔28(H7)的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：擴孔的切削速度為（1213）V鉆，故取v擴=1/2v鉆=1/222m/min=11m/min,由此算出轉(zhuǎn)速n=1000v/d=100011/3.148r/min=438r/min,取機床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。（3）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取鉸孔的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=100018/3.148r/min=717r/min按照機床的實際轉(zhuǎn)速n=720r/min。則實際切削速度為：V=dn/1000=3.148720/1000m/min=18.1m/min。四 夾具的設(shè)計（一）、夾具設(shè)計的目的 為了提高勞動生產(chǎn)效率、保證零件加工質(zhì)量和降低技術(shù)工人的勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 本次的夾具為工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）而設(shè)計的。本工序所加工的孔是位于30凸臺平面內(nèi)，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。（二）、夾具的設(shè)計1、 確定設(shè)計方案這道工序所加工的孔在30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2 、選擇定位元件（1）選擇帶臺階面的心軸，作為以 25H9孔及其端面的定位元件。（2）選擇可調(diào)支承釘為8（H7）孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，限制工件六個自由度。為增加剛性，在8（H7）的端面增設(shè)一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。 3、計算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系為：F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。由前面的計算可知F=1279N。所以，F(xiàn)夾=KF=12793N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆8（H7）孔時，工件為懸臂。4、定位誤差計算 （1）加工8H7時孔距尺寸 84 0.2mm的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準位移誤差為定位孔 (25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設(shè)計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工8H7孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準位移誤差是定位孔25H9與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。（三）、夾具的操作簡要說明工件卸載時需先卸下拎緊在心軸上的六角螺母，然后工件繞心軸旋開一定的角度，往上提起，從卡具臺上卸下工件。否則，工件會因為兩端的鉆模板擋著而無法卸下。五 設(shè)計總結(jié) 為期兩周的機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計即將結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這兩周的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 在金工實習(xí)時，我們曾經(jīng)參觀過各個工種的加工過程，但由于當時的走馬觀花，在設(shè)計的時候，很多重要信息都已經(jīng)回憶不起來。這是給我自己的一個教訓(xùn)：大學(xué)的學(xué)習(xí)都有一個鋪墊過程，任何一個環(huán)節(jié)都可能在以后得到應(yīng)用?？上В逃?xùn)來得太遲了。我希望通過最后這個內(nèi)容告誡我以后的學(xué)弟學(xué)妹們，不要忽視學(xué)校安排的任何學(xué)習(xí)內(nèi)容，不僅要踏踏實實學(xué)好課堂知識，對于實習(xí)也要提高重視，不要以為時實習(xí)是課外內(nèi)容，它是對課堂所學(xué)的一個補充。 最后，衷心的感謝史紅老師的精心指導(dǎo)和悉心幫助，使我順利的完成此次設(shè)計。謝謝！六 參考文獻【1】、張世昌 主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 第2版【2】、華中工學(xué)院 主編 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計簡明手冊 華中工學(xué)院出版社 第四版【3】、周世學(xué) 主編 機械制造工藝與夾具 北京理工大學(xué)出版社【4】、孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社【4】、趙家齊 主編 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社【6】、廖念釗等 主編 互換性與技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）中國計量出版社【7】、王紹俊 主編 機械制造工藝設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社【8】、劉華明主編刀具設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社第12頁 共12頁