资源描述
I 摘 要 工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性， 本次设计的课题是左摆动杠杆的加工工艺规程及铣 8的专用夹具设计，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通 常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。 最后，设计铣 8的 铣床专用夹具设计。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。 通过以上的概述，整个设计基本完成。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 is to a be it a of is of of mm of of of of by to of to of of of of to of to or of of a of to be a to of of of mm is in as of 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目录 摘 要 . 、左摆动杠杆的工艺分析 . 摆动杠杆的用途 . 1 技术要求 . 1 摆动杠杆的工艺分析 . 2 定左摆动杠杆的生产类型 . 2 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 . 3 毛坯 . 3 . 3 三、拟定左摆动杠杆工艺路线 . 4 . 4 工方法的确定 . 5 . 5 . 6 . 6 . 6 四、加工余量、工序尺寸、和公差的确定 . 8 . 8 . 9 五、切削用量 、时间定额的计算 . 12 4坯 28下表面 . 12 . 14 槽 . 18 额的计算 . 18 6、夹具的设计 . 21 出问题 . 21 计思想 . 21 件本工序的加工要求分析 . 21 定定位方案 . 22 位误差计算 . 24 定夹紧方案，选择夹紧元件和夹紧结构 . 24 7、夹具结构设计 . 25 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 总 结 . 27 致 谢 . 28 参考文献 . 29 1 一、左摆动杠杆的工艺分析 摆动杠杆的用途 杠杆原理亦称 “ 杠杆平衡条件 ” 。要使 杠杆 平衡，作用在杠杆上的两个力（用力 点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力 动力臂 =阻力 阻力臂，用代数式表示为 2中， 示动力， 示动力臂， 示阻力， 示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。 摆动杠杆的技术要求 表一 左摆动杠杆的零件技术要求 加工表面 尺寸及偏差 差及精度等级 表面粗糙度 Ra 摆动杆上面 177 摆动杆右面 28 摆 动杆左面 28 购买设计文档后加 费领取图纸 2 右图 12 12 图 6 孔 6 图 12 孔及 12 图 12 盲 孔 12 *18 图 15 孔 15 2 8 摆动杠杆的工艺分析 分析零件图可知，左摆动杠杆的上、左和右端面的粗糙度要求较高，为 以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。零件中几个孔的要求较高，粗糙度为 孔的直径较小，所以采取钻、粗铰，精铰的加工以确保精度等级。零件中对形位公差的要求并不高。由此，该零件加工方便，工艺性较好。 定左摆动杠杆的生产类型 依设计题目知： Q=5000 件 /年， m=1 件 /年，结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 代入公式得： N=5000 台 /年 /台 X（ 1+3%） X（ 1+ =摆动杠杆重量为 表 1，左摆动杠杆属轻型零件；由表1，该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。 购买设计文档后加 费领取图纸 3 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度为 5 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2表 2知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素 由左摆动杠杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 已知机械 加工后的左摆动杠杆的重量为 锻件形状复杂系数 对左摆动杠杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即 179 3224详见毛坯图） ;由公式（ 2（ 2以计算出锻件的复杂系数 0 6 l 由于该材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 碳素钢，故该锻件的材质系数属。 表面粗糙度 由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度 于或等于 据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二 购买设计文档后加 费领取图纸 4 表二左摆动杠杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量 项目 机械 加 工余 量/寸工差/ 坯 尺 寸/注 左 摆 动杠 杆左端面 2*2=4 表 2表2 摆 动杠 杆中端面 2*2=4 2 5711表 2表2 摆 动杠 杆上端面 2*2=4 81 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表2 15 孔 2*2=4 表 2表2 12 孔 2*2=4 表 2表210纹孔 2*2=4 表 2表2 6 孔 2*2=4 表 2表2 12 盲孔 2*2=4 5 表 2表2 2*2=4 表 2表2 2*1=2 表 2表2、拟定左摆动杠杆工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再确定粗基准。 的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择左摆动杠杆的上端面和左端面为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。另一方面，我们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证“基准重合”的原则。最后一方面，以这两个面为定位基准，在加紧方便。 购买设计文档后加 费领取图纸 5 作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。本例选择右端面为粗基准。 面加工方法的确定 根据左摆动杠杆零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的 加工方法。如表三所示 表三左摆动杠杆各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/工方案 备注 左端面 铣 表 1端面 铣 表 1端面 铣 表 12 右图 精铰 表 1 孔 表 15 精铰 表 1螺纹 12 孔左图 表 12 盲孔 精绞 表 1槽 铣 表 1 铣 表 1工阶段的划分 该左摆动杠杆的质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先应该将精基准 准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度 ;然后粗钻其他的一些孔，再粗铰 12 、 15 、 6 的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为 孔的精铰加工。 购买设计文档后加 费领取图纸 6 序的集中与分散 由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。 序顺序的安排 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面 加工次端面 循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。 模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为 241进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。 半精加工后，安排去毛刺和 中间检验工序 ;精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：基准加工 主要表面半精加工 主要孔的精加工 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了杠杆的工艺路线 表四： 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣左右端面及上下端面 床 面铣刀 游标卡尺 2 半精铣左端面，上端面，右端面 床 面铣刀 游标卡尺 购买设计文档后加 费领取图纸 7 3 倒 R=3角 床 车刀 游标卡尺 4 钻 精绞12 *18 盲孔 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 5 钻 精铰孔15 515 钻床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 6 钻 攻螺纹515 钻床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 7 钻 精铰孔12 *2 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 8 钻 床 麻花钻 铰刀 游标卡尺 9 粗铣 刀 游标卡尺 10 粗铣 2 刀 游标卡尺 11 去毛刺 钳工台 平锉 12 中检 塞规 百分尺 卡尺 13 清洗 清洗机 14 终检 塞规 百分尺 卡尺 左摆动杠杆加工工序安排 工序号 工 序 内 容 简 要 说 明 10 粗铣左右端面及上下端面 “先基准后其他” 20 半精铣左端面，上端面，右端面 “先基准后其他”、 “先主后次” 30 粗钻 12*18 15先面后孔” 、“先主后次” 购买设计文档后加 费领取图纸 8 孔 40 扩 15 孔，再粗绞 15孔、 12*18 “先粗后精” 50 粗 钻 攻螺纹 先粗后精” 60 粗钻 12 12*11孔、 6孔 “先粗后精” 70 粗扩 12 12*11孔，精扩 12*11 孔，精绞 12 6孔 “先粗后精” 80 粗铣 28精铣 8“先粗后精” 四、 加工余量、工序尺寸、和公差的确定 择加工设备与工艺设备 根据不同的工序选择机床 1）工序 1、 2、 3、 4、 10、 11 是粗铣和精铣 。各工序工步不多成批生产不要求很高的生产率 件外轮廓尺寸不大 铣床参数如下 型号 轴孔锥度 7:24,主轴孔径 25轴转速 651800r/ 工作台面积 (长宽 )1000 250。工作台最大行程 :纵向 (手动 /机动 )620向手动 190动 170 370动 350 工作台进给量 :纵向 35980mm/向 25765mm/降 12380mm/作台快速移动 速度 :纵向 2900mm/向 2300mm/降 1150mm/作台 T 型槽数 :槽数 3、宽度 14、槽距 50。主电机功率 2)工序 5、 6、 7、 8、 9 为钻、绞孔 面粗糙度数值小要较精密的机床才能满足要求因此选用 钻床的参数如下 型号 20轴行程 100大钻孔直径 15 购买设计文档后加 费领取图纸 9 寸 350mm x 主电动机功率 择夹具 本零件除了粗铣及 半精铣槽钻孔等工序需要专用夹具外 其他的使用通用夹具即可。 根据不同的工序选择刀具。 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率 ，工件的加工精度，已加 工表面质量 ，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是 数控加工工艺的一个重要部分 。刀具应具有韧度 艺性和经济性性 45 钢 合金中的 刀具因为加工该类零件时摩擦严重 ,切削温度高 ,而 硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 ,尤其具有高的耐热性 , 在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 1） 粗精铣 24上下表面用 铣刀。 2） 粗精铣 28 左端面及 177前后表面用高速钢圆柱铣刀。 3） 4） 铣 8直齿三面刃铣刀 2用锯片铣刀。 工余量工序尺寸及公差的确定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线 采用计算与查表相结合的 方法确定各工序加工余量， 中间工序公差按经济精度选定，上下偏 差按入体原则标注 ，确定各加工表面的机械加工余量， 工序尺寸及 毛坯尺寸如下 ： 1、 24参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 5 55112、 24参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 购买设计文档后加 费领取图纸 10 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 5 5511粗铣 3 6 56 毛 坯 3 59 59 3、 177参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 6 55114、 177参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 4 铣 坯 2 26 26 5、 28参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 177 铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 6、 28参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 半精铣 1 77 177 铣 2 78 178 毛坯 3 180 180 7、 12查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 购买设计文档后加 费领取图纸 11 精绞 12 12 孔 孔 11 11 11 毛坯 4 8 8、 6孔 查机 械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 1 6 6 钻孔 2 坯 4 2 9、 12*11孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 扩孔 1 12 扩孔 3 11 11 钻孔 8 8 8 毛坯 4 8 10、 15 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22定各工序尺寸及加工余量 工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精绞 15 粗绞 扩孔 钻孔 14 14 14 毛坯 4 11 11、 12*18孔 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 购买设计文档后加 费领取图纸 12 精绞 12 粗绞 孔 11 11 11 毛坯 4 8 12、宽 2 查机械制造工艺与机床夹具课程设计 表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 粗铣 13、宽 8 查机械制造工艺与机床夹具课程设计表 22工序名称 余量 工序达到的公差等级 最小级限尺寸 工序尺寸及极限偏差 精铣 2 粗铣 2 6 毛坯 4 2 五、切削用量、时 间定额的计算 精铣宽 24坯 28下表面 工序 10 粗铣宽度为 24 工件材料： 45 机床： 查参考文献 1表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 数 Z=8，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2所以铣削深度 : 每齿进给量据参考文献 3表 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 34 V= 购买设计文档后加 费领取图纸 13 由机床主轴转速 1000 m 54100*0*0001000 rd 按照参考文献 3表 n=300r/际铣削速度 v： m i n/ 进给量 0 工作台每分进给量mf m 88/8.4 a：根据参考文献 1表 a=30 被切削层长度 l：取 l= 2830 刀具切入长度tl t 1()(2 式（ 具切出长度 2l 2l =2刀次数为 1 工序 20 精铣宽度为 24坯 28下平面 加工条件： 工件材料： 45钢，锻造。 机床： 由参考文献 1表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： D=100数 12，此为细齿铣刀。 Z=铣削深度 每齿进给量据参考文献 1表 30 31 铣削速度 V：参照参考文献 1表 30 31 V=s 机床主轴转速 n，由式（ ： 购买设计文档后加 费领取图纸 14 m rd 按照参考文献 3表 n=75r/际铣削速度 v: 进给量式 (: 工作台每分进给量m 3 5/25.2 刀具切入长度 1l :精铣时 1l =D=100具切出长度 2l :取 2l =2刀次数为 1 的加工 工序 30、 50、 60 确定钻削用量 确定进给量 f 根据参考文献 1表 28查出 m m /f,0l/d 0 , 9.0 m m / 表f 。查取 。 根据参考文献 1表 28头强度所允许是进给量 。由于机 床进给机构允许的轴向力 5690m (由机床说明书查出 ),根据表 28 许的进给量 。由于所选进给量 f 及 f （ 1）确定钻孔 的切削用量 钻孔 选用机床为 具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2卷表 得钻头直径小于 10 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 购买设计文档后加 费领取图纸 15 切削速度计算公式为 m （ 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为1000 v=确定切削时间（一个孔） t = 28 （ 2）钻螺纹孔及攻螺纹 1011 M 钻螺纹底孔 取 （ 所 以 （ r ） 按机床选取 r （ 所以实际切削速度 （ m ） 切削工时（一个孔）： 212 攻螺纹 1011 M 根据表 4取 所以 （ 293 按机床选取 )2 7 2 w 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 购买设计文档后加 费领取图纸 16 12 (3)孔 15 查表 2得，精铰余量为 Z 精 =孔的余量为 Z 扩 =孔的余量为Z=14表 1确定各工序尺寸的加工精度等级为：精铰 孔 孔 据上述结果，查表 2知，个工步公差为：精铰， 15 孔， 孔 14 相互关系参看右图 钻孔工步 1）背吃刀量 14）进给量 由表 5取每转进给量 f=r 3)切削速度 由表 5得，因为工件为 45 号钢， v=20m/入公式得 m 010001000 rd 参照表 4列 立式机床的主轴转速取 n=590r/际转速为 m 购买设计文档后加 费领取图纸 17 扩孔工步 1）背吃刀量 ）进给量 由表 5查得，取 f=mm/r 3）切削速度计算 由表 5得 v=2 m/m i 1 0 001 0 00 rd 参照表 4列 立式钻床单主轴转速，取 n=97 r/ 实际转速m 精铰工步 1）背吃刀量 ）进给量 查表 5f=0.4 mm/r 3)切削速度计算 查表 5查到 v=4 m/m i 10001000 rd 参照表 4列 立式钻床的主轴转速，取n=140 r/际转速 m 工序 40、 70 确定扩孔切削用量 1) 确 定 进 给 量 f 根 据 参 考 文 献 1 表 28表 。根据 r。 2）确定切削速度 v及 n 根据参考文献 1表 28 5 表。修正系数： 根据 购买设计文档后加 费领取图纸 18 故 m 5 表m i n/286)221000)/1000 00 （ 表 75 。实际切削速度为 m 110 30 工序 40、 50、 70确定铰孔切削用量 （ 1）确定进给量 f 根据参考文献 7表 28f，按该表 注 4，进给量取小植。查 mm/ 。 （ 2）确定切削速度 v 及 n 由参考文献 7表 28表。由参考文献 1表 28修正系数 99.0据 故 m .8 表m 1 0 0 00 （ 表查 明 书 ， 取 n=100r/实 际 铰 孔 速 度m i n/30 槽 工序 80 r c=90m/n=1000 d= Vf=n r r 50m/n=1000 d=Vf=n r 间定额的计算 一、计算 12 盲孔的时间 购买设计文档后加 费领取图纸 19 基本时间的计算 1）钻孔 查表 5l =24 2 )21(c o kl =5 mm f=0.2 mm/r, n=590 r/入 j 224 2）扩孔 根据表 5 15 ， 得 )21(c o kl 5.3 mm j 3）铰孔 根据表 5表 5得 20 22 l=24 f=0.4 mm/r , n=140 r/j 04
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