左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設計

1、晉 中 學 院課程設計需CAD設計圖紙，聯(lián)系QQ題 目 左擺動杠桿加工工藝規(guī)程及夾具設計院 系 機 械 學 院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化姓 名 學 號 學習年限 2010年 9月至2012年6月指導教師 2011年 6 月 24 日左擺動杠桿零件加工工藝規(guī)程及夾具設計學生姓名： 指導教師： 摘 要這次設計的是左擺動杠桿。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片一張與工序卡片兩張。根據(jù)零件的性質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。最后擬定左擺動杠桿的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎

2、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)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們大學生活中占有重要的地位就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次實際的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。目 錄1、左擺動杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定51.1、左擺動杠桿的用途 51.2、左擺動杠桿的技術要求51.3、審查左擺動杠桿的工藝性61.4、確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型62、確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1、選擇毛坯72.2、確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 73

3、、擬定左擺動杠桿工藝路線83.1、定位基準的選擇 83.2 、表面加工方法的確定 93.3、加工階段的劃分 93.4、工序的集中與分散103.5、工序順序的安排103.6、確定工藝路線104、加工余量、工序尺寸和工差的確定 115、切削用量、時間定額的計算145.1、切削用量的計算145.2、時間定額的計算156、夾具設計 166.1、提出問題166.2、設計思想 166.3、夾具設計 167、體會與展望198、參考文獻 201、 左擺動杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定左擺動杠桿零件圖 1.1、 左擺動杠桿的用途杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（用力點、支點和阻力

4、點）的大小跟它們的力臂成反比。動力動力臂=阻力阻力臂，用代數(shù)式表示為F1 L1=F2L2。式中，F(xiàn)1表示動力，L1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。1.2、 左擺動杠桿的技術要求：該左擺動杠桿的各項技術要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)左擺動杠桿左端面177IT133.2左擺動杠桿中端面53IT133.2左擺動杠桿上端面28IT133.2左擺動杠桿上孔15IT81.6左擺動杠桿中孔12IT81.6左擺動杠桿下孔6IT71.6M10螺紋孔10IT1312.5

5、12孔12IT1312.512盲孔12IT1312.58mm槽8IT1312.52mm槽2IT1312.51.3、審查左擺動杠桿的工藝性該左擺動杠桿結構簡單，形狀普通，屬一般的杠桿類零件。主要加工表面有左擺動杠桿左、右端面，上端面，其次就是15孔及12孔和6孔，15、12、6孔的加工端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。1.4、 確定左擺動杠桿的生產(chǎn)類型依設計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結合生產(chǎn)實際，備品率a%

6、和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75左擺動杠桿重量為0.9kg，由表1-3知，左擺動杠桿屬輕型零件；由表1-4知，該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。2、 確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1、 選擇毛胚左擺動杠桿在工作過程中承受沖擊載荷及各種應力，毛胚需選用鍛件才滿足工作要求。該左擺動杠桿的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復雜，故采用鍛造。2.2、確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。2.2.1、公差等級由左擺動杠桿的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為CT=9。2

7、.2.2、確定毛坯尺寸零件尺寸單邊加工余量/mm鍛件尺寸/mm偏差1775182+1.9-0.928538+1.4-0.753563+1.5-0.524534+1.5-0.72.2.3、繪制左擺動杠桿毛坯簡圖3、擬定左擺動杠桿工藝路線3.1、定位基準的選擇3.1.1、精基準的選擇 根據(jù)該左擺動杠桿零件的技術要求，選擇左擺動杠桿右端面和6孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。6孔的軸線是設計基準，選用其作竟基準定位左擺動杠桿兩端面，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。選用左擺動杠桿右端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該左擺動杠桿在軸向方向上

8、的尺寸多以該端面作設計基準。3.2.2、粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇左擺動杠桿左端面和12外圓面作為粗基準。采用12外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用左擺動杠桿右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動杠桿零件圖上的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，如下表所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案24mm上端面IT73.2粗銑-精銑24mm下端面IT73.2粗銑-精銑177mm的后面IT73.2粗銑-精銑177mm的前面IT71.6粗銑-精銑28

9、mm的左端面IT71.6粗銑-精銑6孔IT71.6鉆-擴12孔自由公差12.5鉆-擴M10孔自由公差12.5鉆-擴-精鉸15孔IT61.6鉆-擴-精鉸12*18孔自由公差12.5鉆孔-擴孔12盲孔自由公差12.5鉆-擴-鉸8mm槽IT73.2粗銑-擴2mm槽自由公差12.5粗銑-擴3.3、加工階段的劃分該左擺動杠桿加工質量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準（左擺動杠桿右端面和6孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑左擺動杠桿左端面、中端面、上端面、12孔、15孔、6孔、12孔、M10螺紋孔、6孔、盲孔12槽8

10、mm槽2mm。在半精加工階段，完成左擺動杠桿左端面、中端面、上端面和15孔、12孔、6的精銑加工和12盲孔的鉆-鉸-精鉸加工及12孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排左擺動杠桿的加工工序。該左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1、機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準左擺動杠桿左端面和12孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，

11、后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工左擺動杠桿中端面，再加工M10孔。3.5.2、熱處理工序 加工之前進行時效處理。3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該左擺動杠桿工序的安排順序為：在、實效處理基準加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了左擺動杠桿的工藝路線。工序號工序名稱機床設備刀具量具1時效處理2粗、精銑寬24mm的上表面立式鉆床X51端銑刀游標卡尺3粗、精銑寬24mm的下表面立式銑床X51端銑刀游標卡尺4粗、精銑177mm后表面立式銑床X51外圓車刀游標卡尺5粗、精銑177mm前表面立式銑

12、床X51麻花鉆、擴孔鉆內徑千分尺6粗、精銑28mm左端面立式銑床X51麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7鉆、擴、鉸前表面孔使尺寸達鉆孔12H8mm、6H7mm立式鉆床Z525麻花鉆、擴孔鉆卡尺、塞規(guī)8攻螺紋M10mm立式鉆床Z525絲錐卡尺、塞規(guī)9鉆、擴、鉸孔使尺寸達到15H8mm、12mm立式鉆床Z525麻花鉆、擴孔鉆卡尺、塞規(guī)10鉆、鉸12盲孔立式鉆床Z525麻花鉆、錐度鉸刀游標卡尺11粗、精銑槽8mm立式銑床X51端面銑刀游標卡尺12銑2mm槽立式銑床X51端面銑刀游標卡尺13去毛刺鉗工臺平銼14清 洗清洗機15終 檢塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 根據(jù)各資料及制定

13、的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）24mm的上表面 工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑5mmIT1258（2）24 mm的下表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0IT653粗銑4.0IT1254毛坯5.058（3）177mm后表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑5mmIT1229（4）177 mm前表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0IT624粗銑4.0IT1225毛坯5.029（5） 28mm右表面工序名稱工序

14、余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0IT6177粗銑4.0IT12178毛坯5.0182（6）28mm左表面工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑1.0IT6177粗銑4.0IT12178毛坯5.0182（7）12H8mm孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.15IT712擴孔0.85IT911.85鉆孔11IT1211（8）6mm的孔 工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸1.0IT66鉆孔2.0IT125（9）12*18mm孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.05IT612粗鉸0.95IT1211.95擴孔2IT1211鉆孔9IT129（10）15H8mm孔工序名稱工序

15、余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.05IT615粗鉸0.1IT614.95擴孔0.85IT614.85鉆孔14IT1214（11）12mm盲孔工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精鉸0.3IT1212擴孔3.7IT1211.7鉆孔8.0IT128（12）寬2mm的槽工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差粗銑2IT122（13）寬8mm的槽工序名稱工序余量工序公差工序尺寸公差精銑IT68粗銑IT125、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸12孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.1.1、鉆孔工步1）背吃刀量的確定 取ap=11.8mm.2) 進給量的確定 由表5-22，選

16、取該工步的每轉進給量f=0.2mm/r。3）切削速度的計算 由表5-22，切削速度v選取為20m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n=579.03 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392 r/min ,再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=13.53m/min。5.1.2、 粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.15mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.4mm/r。3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n

17、=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n=530.78 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=530r/min ,再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=14.77 m/min。5.1.3、精鉸工步1）背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.3mm/r。3） 切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n=106.2r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=140r/m

18、in ,再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=5.3m/min。5.2、時間定額的計算5.2.1、基本時間tj的計算（1） 鉆孔工步根據(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)=18mm;l2=0mm;l1=D/2*cotkr+(12)=11.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.2mm/r;n=680mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間為20s。（2） 粗鉸工步根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1

19、由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（11.96-11.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。（3） 精鉸工步同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（15-14.96）/2=0.02的條件查得l1=0.19mm; l2=13

20、mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。5.2.2、輔助時間ta的計算輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x20s=3.0s;粗鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x42s=6.3s;精鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x36s=5.4s;5.2.3、其他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間

21、和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于左擺動杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s;粗鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;精鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;5.2.4、單

22、件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為：鉆孔工步tdj鉆=20s+3.0s+1.38s=24.38s;粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s;精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。6、夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本

23、，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。6.1、提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，兩個支撐釘限制2個自由度，線接觸面限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由單螺旋夾緊機構和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆套與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。6.2、設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作

24、用，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對12孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT13，表面粗糙度Ra12.5，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。6.3、夾具設計6.3.1、定位分析（1）定位基準的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工12孔時，采用左擺動杠桿右端面和6孔內圓柱面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相

25、對位置的變化即存在基準位移誤差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm6.3.2、切削力及夾緊力的計算刀具：11.8的麻花鉆，12鉸刀。鉆孔切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P鉆削力t鉆削深度,18mmS每轉進給量, 0.1mmD麻花鉆直徑, 11.8mmHB布氏硬度，55HRC 所以 =720（N）鉆孔的扭矩： 式中 S每轉進給量, 0.1mmD麻花鉆直徑, 11.8mmHB布氏硬度，55HRC=2478(NM)鉸孔時的切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式：式中

26、P切削力t鉆削深度, 18mmS每轉進給量, 0.4mmD鉸孔鉆直徑, 12mmHB布氏硬度，55HRC 所以 = 5.0（N）鉸孔的扭矩： 式中 t鉆削深度, 18mmS每轉進給量, 0.4mmD鉸刀直徑, 12mmHB布氏硬度，55HRC =9.3（NM）鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長度則所需夾緊力 =766（N）根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3、夾具操作說明此次設計的夾具夾緊原理為：通過6孔和側面為定位基準，在支撐釘和平面實現(xiàn)完全定位，以鉆套引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。6.3.4、確定導向裝置本工序要求對被加工的孔依次進行鉆、鉸的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用固定鉆套作為刀具的導向元件，查表9-1