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， 本次毕业设计的课题是左摆动杠杆的加工工艺规程及铣 2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 2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 序 言 械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计 民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。 机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。 机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和 专用夹具两种。 夹具设计中的特点： 夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。 专用夹具的设计对产品零件有很强的针对 性。 “确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。 夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。 因此，夹具设计要保证以下几个条件： 夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。 保证工件的精度。 3 保证使用方便与安全。 4 正确处理作用力的平衡问题。 5 注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。 6在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此 ,夹具计过程中有朝着下列方向发展的趋势： （ 1） 发展通用夹具的新品种 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 A由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。 B广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。 （ 2） 发展调整式夹具 （ 3） 推广和发展组合夹具及拼拆夹具。 （ 4） 加强专用夹具的标准化和规范化。 （ 5） 大力推广和使用机械化及自动化夹具。 （ 6） 采用新结构、新工艺、新 材料来设计和制造夹具。 本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。 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 . 言 . 、左摆动杠杆的工艺分析 . 1 摆动杠杆的用途 . 1 . 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 . 3 . 3 三、拟定左摆动杠杆工艺路线 . 4 . 4 . 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 . 18 . 21 题提出 . 21 具设计 . 21 总 结 . 22 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 致 谢 . 22 参 考 文 献 . 23 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。 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。 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 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 i
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