機械制造技術(shù)課程設計-等臂杠桿加工工藝及鉆φ10孔夾具設計

目錄TOC\o"1-3"\h\u目錄 序言全套圖紙加V信153893706或扣3346389411制定杠桿的加工工藝，設計鉆Ф10H7孔的夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！

1零件分析1.1杠桿的作用此杠桿為CA1340自動車床上杠桿，它位于自動車床的自動機構(gòu)中，與靈活器配合使用，起制動的作用。1.2杠桿的工藝分析圖1-1杠桿零件圖杠桿共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下:1、以Ф8H7mm孔為中心的加工表面這組加工表面包括:兩個Ф8H7mm的孔，粗糙度為Ral.6;尺寸為15mm、12mm且與兩個孔Ф8H7mm相垂直的兩個平面，粗糙度為Ra6.3。其中，主要加工表面為兩個Ф8H7mm的孔。以Ф25H9mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:一個Ф25H9mm的孔及其倒角，粗糙度為Ral.6;兩個與Ф25H9mm孔垂直的平面，粗糙度為Ra3.2、Ra6.3。一個Ф10H7mm的孔，Ral.6。

2工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式杠桿的零件材料HT200，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3-1，P8知，毛坯為鑄件，毛坯精度等級CT8，加工余量等級MA-F。2.2基面的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。2.2.1粗基準的選擇原則1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。4.選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5.粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。由粗基準選擇原則及杠桿零件圖知，選用Ф40頂面、Ф40外圓作為定位粗基準。2.2.2精基準選擇的原則1.用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。2.當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。3.當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4.為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。5.有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。由精基準選擇原則及杠桿零件知，選用Ф40底面、Φ25H9孔及Φ8H7孔作為定位精基準。2.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線一：工序01：鑄造工序02：時效處理以消除內(nèi)應力工序03：粗銑杠桿Φ40底面工序04：粗銑杠桿Φ40頂面工序05：精銑杠桿Φ40底面工序06：鉆、擴、鉸Φ25孔、倒角145°工序07：鉆、鉸2×Φ8H7孔工序08：鉆、鉸Φ10H7孔工序09：銑杠桿右端Φ30端面工序10：銑杠桿左端Φ30端面工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求工藝路線二：工序01：鑄造工序02：時效處理以消除內(nèi)應力工序03：粗銑杠桿Φ40頂面工序04：粗銑杠桿Φ40底面；精銑杠桿Φ40底面工序05：鉆、擴、鉸Φ25孔、倒角145°工序06：鉆、鉸2×Φ8H7孔；鉆、鉸Φ10H7孔工序07：銑杠桿右端Φ30端面工序08：銑杠桿左端Φ30端面工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求由粗基準選擇原則中“基準先行原則”，應先加工Ф40底面，工藝路線二則是先加工Φ40頂面，不符合，故采用工藝路線一。2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定鑄造出來的毛坯精度等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知。杠桿Φ40底面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，杠桿Φ40底面表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削（即粗銑、半精銑）即可滿足其精度要求。杠桿Φ40頂面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，杠桿Φ40頂面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。Φ25孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ25孔的表面粗糙度Ra1.6，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、擴、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ23，然后擴Φ23孔至Φ24.8，后再鉸Φ24.8孔至Φ25。Φ10H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ10H7孔的表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ9.8，后再鉸Φ9.8孔至Φ10H7。右端Φ30端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，右端Φ30端面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。左端Φ30端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，左端Φ30端面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。2-Φ8H7孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，2-Φ8H7孔的表面粗糙度Ra1.6，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ7.8，后再鉸Φ7.8孔至2-Φ8H7孔。圖2-1杠桿毛坯圖2.5確定切削用量及基本工時工序03：粗銑杠桿Φ40底面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序04：粗銑杠桿Φ40頂面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序05：精銑杠桿Φ40底面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?00當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序06：鉆、擴、鉸Φ25孔；倒角145° 工步一：鉆Φ23孔確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工步二：擴Φ23孔至Φ24.8利用擴孔鉆將Φ23孔至Φ24.8，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為工步三：鉸Φ24.8孔至Φ25確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為工步四：倒角145°工序07：鉆、鉸2-Φ8H7孔 工步一：鉆2-Φ7.8孔確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：鉸Φ2-7.8孔至Φ8H7孔確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為工序08：鉆、鉸Φ10H7孔工步一：鉆孔至Φ9.8定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工步二：鉸Φ9.8孔至Φ10H7確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工序09：銑杠桿右端Φ30端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序10：銑杠桿左端Φ30端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為

3夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。設計工序08：鉆、鉸Φ10H7孔夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為Φ9.8麻花鉆、Ф10鉸刀。3.1問題的提出本夾具主要用于鉆、鉸Φ10H7孔，粗糙度Ra1.6，精度要求較高，為此，設計夾具時既要考慮提高生產(chǎn)效率上，也要考慮Φ10H7孔質(zhì)量。3.2夾具方案設計3.2.1定位方案圖3-1工序卡選擇已加工好的Φ40底面和Φ25H9孔及Φ8H7孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是心軸和B型固定式定位銷。因此進行定位元件的設計主要是對心軸和B型固定式定位銷，夾緊則是在心軸、六角螺母、快換墊圈等組成。Φ40底面與心軸相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。Φ25H9孔與心軸外圓相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。Φ8H7孔與B型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。3.2.2夾緊裝置1.設計夾緊機構(gòu)一般應遵循以下主要原則：①.夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。②.工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。③.夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu)④.必須保證自鎖，機動夾緊應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。⑤.夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。⑥.夾緊機構(gòu)的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。圖3-2夾緊機構(gòu)2.鉆削力計算鉆、鉸Φ10H7孔，查《簡明機床夾具設計手冊》表3-4得切削力計算公式：由鉆、鉸Φ10H7孔的工時計算知，，=0.28mm由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知即≈667×9.8×0.41×0.75N≈2010N3.夾緊力計算所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為2550N由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。3.2.3對刀及導向裝置鉆、鉸Φ10H7孔，粗糙度Ra1.6,大批量生產(chǎn)。Φ9.8快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示），查機床夾具標準件可知Φ9.8相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下：圖3-3快換鉆套具體的尺寸如下：圖3-4快換鉆套的規(guī)格及主要尺寸因為快換鉆套和鉆模板是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把它壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和Φ9.8快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6，查機床夾具標準件可知，M6快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下圖3-5鉆套螺釘具體的尺寸如下：圖3-6鉆套螺釘?shù)囊?guī)格及主要尺寸3.3夾具工作原理圖3-7裝配圖夾具機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。杠桿鉆、鉸Φ10H7孔夾具，通過心軸和B型固定式定位銷定位，夾緊則是由六角螺母、圓墊圈、心軸、快換墊圈和六角法蘭面螺母等組成，快換鉆套、襯套和鉆模板等組成導向裝置引導麻花鉆對中。3.4誤差分析1、移動時基準位移誤差（式3-1）式中：————心軸孔的最大偏差————心軸孔的最小偏差————心軸定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式3-1）得：=0.052mm+0+0.11mm=0.162mm2、轉(zhuǎn)角誤差（式3-2）式中：————心軸孔的最大偏差————心軸孔的最小偏差————心軸定位孔與定位銷最小配合間隙————B型固定式定位銷孔的最大偏差————B型固定式定位銷孔的最小偏差————B型固定式定位銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中：則代入（式3-2）得：則：≈0.0648°

結(jié)論通過對杠桿加工工藝及其鉆、鉸Φ10H7孔的夾具設計，讓我對這幾年所學的知識進行了一次鞏固和學習，通過去圖書包館查閱機械方面資料，還有百度查找和下載的資料，最終在老師和同學的幫助下完成了這次課程設計。首先用CAD軟件，繪制出杠桿零件圖，然后制定出工件工藝路線，然后選擇合理定位元件，夾緊元件和導向裝置，這些元件選好之后，合理排布在夾具體上，最終完成裝配圖的繪制，在繪制裝配圖中盡量選擇標準件，沒有標準件的