CA3140杠桿機械加工工藝規(guī)程及鉆-攻M4孔夾具設(shè)計
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工藝規(guī)程卡
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具
量具
1
鑄造
2
時效處理
3
粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
4
粗銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
5
半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
6
粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
7
粗銑Φ8F9孔的外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
8
半精銑Φ8F9孔的外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
9
去毛刺
鉗工臺
平銼
10
檢驗
塞規(guī)、百分尺、卡尺等
11
粗銑Φ10孔上端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
12
粗銑缺口
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
13
鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆
卡尺、塞規(guī)
14
鉆Φ10孔
立式鉆床ZX525
麻花鉆
塞規(guī)
15
鉆、攻M4螺孔
四面組合鉆床
麻花鉆、絲錐
塞規(guī)
16
清洗
清洗機
15
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
目錄
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的精度分析 2
1.3 零件的工藝分析 3
二 工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 4
2.2.1確定毛坯尺寸 4
2.2.2確定毛坯尺寸公差等級和公差 5
2.3 繪制毛坯圖 6
2.4基面的選擇 6
2.5表面加工方法的確定 7
2.6加工階段的劃分 9
2.7工序集中與分散 9
2.8制定工藝路線 10
2.9 確定切削用量及基本工時 12
三 鉆孔夾具設(shè)計 17
3.1問題的提出 18
3.2定位方案設(shè)計 18
3.3切削力和夾緊力的計算 19
3.4定位誤差分析 19
3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 20
總 結(jié) 21
致 謝 23
參 考 文 獻 24
2
設(shè)計說明書
題目：CA3140杠桿零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
摘 要
CA3140杠桿的加工工藝和夾具設(shè)計一共由三個部分組成,包括工藝設(shè)計、工序設(shè)計和專用夾具設(shè)計。在設(shè)計的過程中應(yīng)該首先理解的工藝分析部分,工序過程的設(shè)計一個毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準,設(shè)計出零件的工藝路線;然后每個切削用量的計算,是決定工藝的關(guān)鍵設(shè)備和工序過程的各種設(shè)計參數(shù),然后一個專用夾具,夾具選擇各種組件的設(shè)計,如定位元件和夾緊裝置,導(dǎo)向元件,夾具和機床和其他組件,定位誤差計算夾具,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性和不足之處,改進和設(shè)計。
關(guān)鍵詞:工序、工藝、切削參數(shù)、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
The processing technology and fixture design of CA3140 lever is composed of three parts, including process design, process design and special fixture design. In the process of the design process should first understand the analysis, structure design process of a blank, and choose the good components the processing datum, design a part of the process route calculation; then each cutting, is the key design parameters of equipment and process technology of the decision process, and then a special the design of fixture, the various components of the selection of fixture, such as positioning element and a clamping device, a guide element, tools and fixtures and other components, calculate locating errors, analysis of fixture structure rationality and shortcomings, design and improvement.
Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error.
目錄
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的精度分析 2
1.3 零件的工藝分析 3
二 工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 4
2.2.1確定毛坯尺寸 4
2.2.2確定毛坯尺寸公差等級和公差 5
2.3 繪制毛坯圖 6
2.4基面的選擇 6
2.5表面加工方法的確定 7
2.6加工階段的劃分 9
2.7工序集中與分散 9
2.8制定工藝路線 10
2.9 確定切削用量及基本工時 12
三 鉆孔夾具設(shè)計 17
3.1問題的提出 18
3.2定位方案設(shè)計 18
3.3切削力和夾緊力的計算 19
3.4定位誤差分析 19
3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 20
總 結(jié) 21
致 謝 22
參 考 文 獻 23
23
序 言
機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深人實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進行具體的設(shè)計。為學(xué)生今后進行設(shè)計和從事工藝與夾具設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
選題的目的：
1:培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械制造工藝學(xué)及相關(guān)專業(yè)課程的理論知識，結(jié)合金工實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
2：能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計保證加工質(zhì)量的高效，省力，經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。
一 零件的分析
1.1零件的作用
以較小的力通過一個支點去撥動很大的物體,這需要杠桿, 本零件為用于某些機械中的杠桿，其功用是傳遞驅(qū)動力。
1.2零件的精度分析
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度Ra
形位公差/mm
Φ20孔外端面
15
0.2
3.2
Φ35孔外端面
15
0.2
3.2
Φ16孔外端面
6
0.05
3.2
Φ10孔上端面
48.5
12.5
插槽內(nèi)表面
5
0.05
3.2
Φ8H7孔加工
Φ8H7
1.6
Φ20H7孔加工
Φ20H7
1.6
// 0.1 AB
Φ8F9孔加工
Φ8F9
1.6
Φ10孔加工
Φ10
12.5
M4螺孔加工
M4
左端缺口
8
12.5
該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔與機器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。
綜上所述，該杠桿的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動力中的功用。
1.3 零件的工藝分析
分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，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；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
二 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料是QT450-10。零件年產(chǎn)量為中批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型中的金屬模鑄造。零件形狀復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，Φ8H7、Φ8F9三個小孔不鑄出，中間Φ20H7大孔鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量
2.2.1確定毛坯尺寸
分析本零件，所有加工表面Ra≥1.6，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量即可
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量/mm
說明
Φ8H7兩孔外端面
15mm
CT8
1.25
單邊余量
Φ20H7孔外端面
15mm
CT8
1.25
單邊余量
Φ8F7孔外端面
6mm
CT7
1.00
單邊余量
Φ10孔上端面
48.5mm
CT9
3.0
單邊余量
兩Φ8H7孔之間的表面
5mm
CT8
1.25
單邊余量
缺口
8mm
CT7
2.00
單邊余量
2.2.2確定毛坯尺寸公差等級和公差
第1章 確定毛坯尺寸公差等級由《課程設(shè)計指導(dǎo)書》中表2-1大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級表確定毛坯的尺寸的公差等級。由于鑄件材料為球墨鑄鐵加工方法為金屬型鑄造，確定毛坯尺寸公差等級為CT8-10.
第2章 確定毛坯尺寸公差
查《鑄造工藝手冊》中表1-9確定本零件的毛坯尺寸公差如下。
杠桿尺寸公差
零件毛坯尺寸
公差
Φ8H7兩孔外端面 16.25mm
0.14
Φ20H7孔外端面 16.25mm
0.14
Φ8F7孔外端面 7.00mm
0.20
Φ10孔上端面 51.5mm
0.24
兩Φ8H7孔之間的表面7.5
0.10
缺口 8mm
0.12
2.3 繪制毛坯圖
2.4基面的選擇
粗基準的選擇標準應(yīng)滿足下列要求:
(1)粗基準的選擇應(yīng)該基于加工表面。目的是保證精度的加工面和非加工表面之間的關(guān)系。如果有幾個表面,不需要加工表面的工件,必須選擇與高精度表面作為粗基準。以壁厚均勻性,對稱的形狀,更少的夾緊等。
(2)選擇的重要表面機械加工余量為粗基準。例如:機床導(dǎo)軌表面是一個重要的統(tǒng)一的保證金要求。因此在這個過程中選擇導(dǎo)軌面作為粗基準,床的底部表面的過程,然后底部表面作為精細加工的參考指南。通過這種方式,我們可以確保表層保存在一個更加統(tǒng)一的和精心組織,以提高耐磨性。
(3)最小的表面機械加工余量應(yīng)該選為粗基準。這將確保表面有足夠的加工余量。
(4)盡可能選擇平坦,光滑,大表面積作為粗基準,以確保準確定位和夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。。
(5)粗基準應(yīng)避免,因為表面粗糙的數(shù)據(jù)主要是粗糙和不規(guī)則的。多個用很難確保表面之間的表面的準確性。
重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準。
精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則:
(1)“基準重合”的原則,應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計基準位置的參考,并避免錯誤造成的非巧合的基準面。
(2)“基準統(tǒng)一”的原則盡可能在大多數(shù)過程使用相同的精度指標集,以確保定位精度的表面,以避免造成的錯誤引用轉(zhuǎn)換,簡化夾具設(shè)計和制造。
(3)“自為基準”的原則需要一定的完成和完成過程機械加工余量小而均勻,應(yīng)選擇加工表面本身是優(yōu)良的基準,表面和其他表面之間的位置精度的保證的第一步。
(4)“互為基準”原則,當兩個表面相互位置精度和自己的大小、形狀精度較高,可以作為“相互參考”方法,重復(fù)處理。
(5)選擇的精度標準應(yīng)該能夠確保精確定位,夾緊可靠,裝置簡單,操作方便。
根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設(shè)計基準與工藝基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準，基本滿足要求。
2.5表面加工方法的確定
1、杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術(shù)要求。
2、Φ10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。
3、Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
4、兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
5、Φ20H7孔加工，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取粗擴—精擴—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。
6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆—精鉸的加工方式。
7、Φ10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達到要求。
8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗車就能達到要求。
9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。
各表面加工方案如下表
加工表面
尺寸精度等級
表面粗超度Ra/μm
加工方案
備注
Φ20H7、Φ8H7孔外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
Φ10孔上端面
IT10
12.5
粗銑
表1-8
Φ8F9孔的外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
兩Φ8H7孔之間的表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
Φ20H7孔加工
IT7
1.6
粗擴—精擴—鉸
表1-7
Φ8H7孔加工
IT8
1.6
鉆—精鉸
表1-7
Φ8F9孔加工
IT7
1.6
鉆—精鉸
表1-7
Φ10孔加工
IT11
12.5
鉆
表1-7
缺口的加工
IT11
12.5
粗銑
表1-7
M4螺孔加工
3.2
鉆—攻
表1-10
2.6加工階段的劃分
該杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個階段。
在粗加工階段，首先將精基準（Φ20H7孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三個圓孔的外端面、粗銑Φ10孔上端面以及兩Φ8H7孔之間的表面、鉆Φ8H7及Φ8F9孔、缺口的粗銑、鉆Φ10孔及M4螺孔；在精加工階段，進行三個圓孔的外端面的半精銑、Φ8H7及Φ8F7孔的精鉸、M4螺孔的攻絲加工。
2.7工序集中與分散
在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，考慮到經(jīng)濟效益，工藝簡單，盡量降低成本等因素我們采用工序集中。該杠桿的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬用型機床配以專用工、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之間的相對位置精度要求。
2.8制定工藝路線
通過零件的形狀、尺寸及位置精度再通過技術(shù)得到以下兩種加工方案：
方案一：
1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔
2、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
3、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
4、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面
5、檢驗
6、粗銑Φ10孔上端面
7、粗銑缺口
8、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
9、鉆Φ10孔
10、鉆—攻M4螺孔
方案二：
1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔
2、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
3、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
4、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
5、檢驗
6、鉆Φ10孔
7、粗銑Φ10孔上端面
8、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面
9、粗銑缺口
10、鉆—攻M4螺孔
對于上述工序安排的兩個方案進行比較：
方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨立?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了杠桿的工藝路線。
杠桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具
量具
1
粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
2
粗銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
3
半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
4
粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
5
粗銑Φ8F9孔的外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
6
半精銑Φ8F9孔的外端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
7
去毛刺
鉗工臺
平銼
8
檢驗
塞規(guī)、百分尺、卡尺等
9
粗銑Φ10孔上端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
10
粗銑缺口
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
11
鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴孔鉆
卡尺、塞規(guī)
12
鉆Φ10孔
立式鉆床ZX525
麻花鉆
塞規(guī)
13
鉆、攻M4螺孔
四面組合鉆床
麻花鉆、絲錐
塞規(guī)
14
清洗
清洗機
15
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
2.9 確定切削用量及基本工時
工序：粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔
工步一鉆孔至φ19
確定進給量的確定：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ19孔時屬于低剛度零件，故進給量的確定應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取，因此實際切削速度計算為
切削工時計算：，，，則機動工時為
工步二：擴孔
利用鉆頭將孔擴大至，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)機床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步3：鉸孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量的確定和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。
切削工時：，，，則機動工時為
工序：粗銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
1. 刀具的確定
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8
，，，。
2. 銑削用量的計算
1） 銑削深度的確定
由于機械加工余量不大,一次完成加工
2） 進給量的確定及切削速度的計算
根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表得出 ，則
因此根據(jù)標準選?。?000
當＝2000r/min時
因此根據(jù)標準選取
3） 切削工時的計算
切削工時：，，，則機動工時計算如下：
工序：粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
1. 刀具的確定
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8
，，，。
2. 銑削用量的計算
4） 銑削深度的確定
由于機械加工余量不大,一次完成加工
5） 進給量的確定及切削速度的計算
根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表得出 ，則
因此根據(jù)標準選?。?00
當＝600r/min時
因此根據(jù)標準選取
6） 切削工時的計算
切削工時：，，，則機動工時計算如下：
工序：粗銑Φ8F9孔的外端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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，一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，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?。?50
當＝750r/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：鉆Φ10孔
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械工藝設(shè)計手冊》，刀具選取高速鋼麻花鉆Φ10
1)進給量的確定 取f=0.13mm/r
2)切削速度的確定 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)機床主軸轉(zhuǎn)速的計算
ns== 955r/min
與955r/min接近的標準轉(zhuǎn)速為1000r/min。選轉(zhuǎn)速=1000r/min。
因此實際切削速度的如下==
5) 切削的工時計算按《切削用量工時計算手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t=2x（） =2x（）=0.13(min)
工序：鉆、攻M4螺孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《機械零件工藝設(shè)計手冊》表3.1－6）
由《切削用量工時計算手冊》表2.7和《機械零件工藝設(shè)計手冊》表4.2－16查得
（《切削用量工時計算手冊》表2.15）
按機床選取
基本工時： min
攻螺紋M4mm：
選擇M4mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機床選取
基本工時：
三 鉆孔夾具設(shè)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(shè)計專用夾具。
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(shè)計專用夾具。設(shè)計鉆-攻M4孔，本夾具將用于四面組合鉆床，刀具為麻花鉆、絲錐。
3.1問題的提出
本夾具是用來加工M4螺紋孔時的夾具,加工該螺紋孔需要兩道工序才能完成，并且螺孔的中心線與工件水平線有一定的角度要求,因此本工序加工時要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,保證精度。
3.2定位方案設(shè)計
對于該杠桿零件的夾具設(shè)計中的定位方案的設(shè)定，在課程設(shè)計前期設(shè)定方案一，在設(shè)計中后期設(shè)定了方案二，將其列于下面進行比較。
方案一：
分析該零件圖的工藝性，采用一面一孔定位一面夾緊的定位方式。并采用手動夾緊的方式。選擇Φ20H7孔為定位孔，Φ20H7一側(cè)的外端面為定位面，另一端面受夾緊力。夾具體采用左右面寬，下端面窄的“G”形夾具體形式。
方案二：
分析該零件圖的工藝性，并考慮到機床的結(jié)構(gòu)限制，所以采用一面兩孔的定位方法。選擇Φ20H7孔及Φ20F9孔為定位孔，Φ20H7孔一側(cè)外端面為定位面，另一側(cè)受夾緊力作用夾緊。夾具體采用結(jié)構(gòu)均勻的“L”形夾具體形式。
上述方案的比較：
分析加工M4螺紋孔時的工序定位要求可知，該工序定位需要限制六個自由度。方案一的定位方法，只能保證限制五個自由度，無法限制在工件在銷的軸向上的轉(zhuǎn)動，屬于欠定位，在加工該工序時容易由于工件的轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致孔的中心的變動，從而導(dǎo)致孔徑的變化。方案二，在方案一的基礎(chǔ)上加了一個“削邊銷”來限制第六個自由度，將零件固定，其定位符合要求，能保證加工精度要求。
分析夾具體的鑄造問題，方案一的夾具體不符合鑄造件的要求，鑄造件要求壁厚均勻，并且“G”形工件無法鑄造，相比方案二，保證了鑄造件的壁厚均勻，并且“L”形工件，形狀簡單，鑄造方便。
分析夾緊力的動力源，方案一采用手動夾緊。對于該工件屬于中批量生產(chǎn)，手動顯得工作效率，不能滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)。相比之下方案一，采用氣壓作為夾緊的動力源，雖然存在一定的不穩(wěn)定性，但對于總體加工并無影響，能保證工作效率，滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)。
綜上所述，選擇方案二比較好。該方案可靠，操作方便、工作效率高。
3.3切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。
3.4定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在圓柱銷上定位，圓柱銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與圓柱銷上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——心軸外圓直徑公差（mm）。
圖 圓柱銷水平放置時定位分析圖
3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明
使用圓柱銷定位，氣缸的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用可換鉆套，當導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以換下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。
總 結(jié)
這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一個設(shè)計作業(yè)，它需要我們把大學(xué)幾年里學(xué)到的機械相關(guān)的知識系統(tǒng)的融合起來，然后把這些知識和我們做的設(shè)計進行很好的結(jié)合，這需要我們把金屬切削原理夾具與刀具、機床夾具設(shè)計、互換性測量技術(shù)、鉆床夾具設(shè)計，等系統(tǒng)的結(jié)合起來，通過查閱上面學(xué)習(xí)過的資料，很好的復(fù)習(xí)和鞏固以前學(xué)過的知識，并把這些知識很好的運用到鉆床夾具設(shè)計中。同時通過查閱資料和文獻也培養(yǎng)了我自己的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力。本次設(shè)計涉及知識面較廣，理論聯(lián)系實際較強，做好本次設(shè)計即需要有很好的教材和文獻上的理論作為支撐，有需要注意好生產(chǎn)加工的實踐需要，需要很好的吧理論和實踐進行融合，因此他是一個綜合性系統(tǒng)性的訓(xùn)練，使我的知識水平和實踐能力得到顯著的提高。
通過本次設(shè)計，系統(tǒng)的串聯(lián)起來，使我對這些機械加工知識有了更加系統(tǒng)化和深入的理解掌握。比如機床的選擇，機床的特性，機床的參數(shù)，切削i加工的參數(shù)的確定、計算、材料的選取、背吃刀量的選擇，加工順序的安排，加工記賬的選擇，加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 同時也培養(yǎng)了自己綜合運用自己所學(xué)知識，完成工藝和夾具方面的設(shè)計，以及根據(jù)自己所掌握的系統(tǒng)的理論知識，培養(yǎng)出自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力，并通過設(shè)計把這些能力得到更進一步的鍛煉與提高；通過本次設(shè)計，我再次體會到理論聯(lián)系實踐重要性，理論聯(lián)系實踐，2者相互相成，缺一不可，正如我們偉大領(lǐng)袖毛主席所說，從理論中來，到實踐中去，理論指導(dǎo)實踐，實踐反過來完善理論，單純的理論是紙上談兵，單純的實踐是沒理論依據(jù)做支撐就是盲目，二者聯(lián)系起來才相得益彰，才能事半功倍，威力無窮。
這次畢業(yè)設(shè)計雖然最后順利完成了，在設(shè)計過程中雖然碰到了許多問題，了，老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫咱下，這些問題都迎刃而解。同時，在老師的身上我學(xué)到了很多我不具備的優(yōu)點，在此非常感謝！
致 謝
經(jīng)過做這次的畢業(yè)設(shè)計，在指導(dǎo)老師及其他老師的幫助下，通過查閱大量的資料，參觀工廠的設(shè)備，認真地進行了這次設(shè)計。通過這次設(shè)計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設(shè)計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與的指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
[1] 王立英，《機械制造技術(shù)》，中國計量出版社，2003
[2] 《畫法幾何及工程制圖》，第四版，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2001
[3] 梁炳文,《機械加工工藝與竅門精選》，第一集，機械工業(yè)出版社，2004
[4] 吳宗澤 羅圣國，《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，第二版，高等教育出版社，2003
[5] 戴曙，《金屬切削機床》，第一版，機械工業(yè)出版社，2003
[6] 陸劍中 孫家寧，《金屬切削原理與刀具》，第三版，機械工業(yè)出版社，2003
[7] 王振龍 狄士春，《機械制造工藝學(xué)》，第五版，哈爾濱工業(yè)出版社，2002
[8] 李碩根 楊興駿，《互換性與技術(shù)測量》，第四版，中國計量出版社，2002
[9] 何世禹，《機械工程材料》，第一版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001
[10]肖繼德，《機床夾具設(shè)計》第2版，江南學(xué)院、南京金陵職業(yè)大學(xué)，1998。
機械加工工藝卡片
工序名稱
粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔
工序號
1
零件名稱
杠桿
零件號
零件重量
同時加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/min
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
1
粗擴
錐柄麻花鉆
游標卡尺
50
1
0.49
163.2
960
29.54
0.31
2
精擴
錐柄麻花鉆
游標卡尺
50
1
0.08
253.5
195
6.1
0.19
3
絞φ20
錐柄鉸刀
卡尺
48
1
0.02
156
195
6.2
0.31
設(shè)計者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
第 1 頁
機械加工工藝卡片
工件名稱
鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
工序號
11
零件名稱
杠桿
零件號
零件重量
0.73kg
同時加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/min
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
1
鉆7的孔
錐柄麻花鉆
游標卡尺
35
1
6.5
98
272
11.1
0.36
2
粗絞7.95
鉸刀
游標卡尺
35
1
2.5
113.4
140
6.13
0.31
3
精絞8
鉸刀
卡尺
35
1
1.0
86.8
140
6.15
0.40
設(shè)計者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
第 1 頁
機械加工工藝卡片
工件名稱
鉆、攻M4螺孔
工序號
13
零件名稱
杠桿
零件號
零件重量
同時加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/min
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
1
鉆底孔
鉆孔
游標卡尺
16
1
2.5
0.75
340
298
0.05
2
攻絲M4
絲錐
16
1
2.5
0.75
340
298
0.94
設(shè)計者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
第 1 頁
機械加工工藝卡片
工序名稱
粗銑、半精銑Φ8F9孔的外端面
工序號
5、6
零件名稱
杠桿
零件號
零件重量
同時加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
鑄件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
銑床
X51
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/min
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
1
粗銑
端面銑刀
游標卡尺
50
1
0.49
163.2
960
29.54
0.31
2
半精銑
端面銑刀
游標卡尺
50
1
0.08
253.5
195
6.1
0.19
3
絞φ20
錐柄鉸刀
卡尺
48
1
0.02
156
195
6.2
0.31
設(shè)計者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
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