杠杆（C1340自动车床）机械加工工艺及钻、扩、铰Φ20mm孔夹具设计【SW夹具三维】

杠杆（C1340自动车床）机械加工工艺及钻、扩、铰Φ20mm孔夹具设计【SW夹具三维】,SW夹具三维,杠杆,C1340,自动,车床,机械,加工,工艺,20,mm,夹具,设计,SW,三维 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 杠杆 共 10页 第2页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 　 2 铣 QT45-5 毛坏种类 毛坏外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 　124.42×97×34 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时工件数 铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 　 工位器具编号 工位器具名称 工序工时/分 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 设 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给速度 工步工时（min） r/min m/min mm/r mm m/min 机动 辅助 1 铣φ32的端面 铣刀，专用夹具 680 12.82 0.22 3 0.1496 0.557 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 杠杆 共 10页 第2页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 　 3 钻 QT45-5 毛坏种类 毛坏外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 　124.42×97×34 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时工件数 钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 　 工位器具编号 工位器具名称 工序工时/分 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 设 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给速度 工步工时（min） r/min m/min mm/r mm m/min 机动 辅助 1 钻扩铰Φ20的孔 麻花钻，扩刀，铰刀，专用夹具 680 12.82 0.22 3 0.1496 0.557 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 杠杆 共 10页 第2页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 　 7 钻 QT45-5 毛坏种类 毛坏外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 　124.42×97×34 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时工件数 钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 　 工位器具编号 工位器具名称 工序工时/分 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 设 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给速度 工步工时（min） r/min m/min mm/r mm m/min 机动 辅助 1 钻Φ4油孔、锪Φ8圆锥沉头孔　 麻花钻，锪刀，专用夹具 680 12.82 0.22 3 0.1496 0.557 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 　 机械加工工艺过程卡片 产品型号 　 零件图号 　 　 产品名称 CA1340自动车床 零件名称 杠杆　 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 QT45-5　 毛坏种类 铸件　 毛坏外形尺寸 124.42×97×34 每毛坯件数 1　 每台件数 1　 备注 　 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 1 铣端面　 粗铣、半精铣、精铣Φ32两端面 　 　 X61W型铣床 直齿三面刃铣刀、专用夹具　 　 　 2 钻油槽，扩孔 钻R3mm圆弧油槽，扩Φ20H7mm孔　 　 　 Z5125型钻床 麻花钻、扩钻、专用夹具 　 　 3 铰孔，锪倒角　 粗铰、精铰Φ20H7mm孔，锪Φ20H7mm孔两端倒角　 　 　 Z5125型钻床 铰刀、锪钻、专用夹具 　 　 4 铣端面 粗铣、半精铣Φ6H7mm孔的四个端面　 　 　 X61W型铣床 圆柱铣刀、专用夹具　 　 　 5　 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ6H7mm两孔 　 　 Z5125型钻床　 麻花钻、铰刀、专用夹具　 　 　 6　 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ8H7mm两孔　 　 　 Z5125型钻床　 麻花钻、铰刀、专用夹具　 　 　 7　 钻孔、锪沉头孔 钻Φ4油孔、锪Φ8圆锥沉头孔　 　 　 Z5125型钻床 麻花钻、锪钻、专用夹具　 　 　 8　 钻孔、攻螺纹 钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔　 　 　 Z5125型钻床 麻花钻、丝锥、专用夹具　 　 　 9　 铣槽 粗铣、半精铣槽　 　 　 X61W型铣床 直齿三面刃铣刀、专用夹具　 　 　 10　 终检　 终检　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 设计说明书 题目：杠杆的工艺规程及夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 杠杆加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 ABSTRCT 3 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二 毛坯的确定 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2毛坯形状及尺寸 3 三 拟定加工工艺路线 4 3.1 基准的选择 4 3.1.1粗基准选择 4 3.1.2 精基准的选择 5 3.2 制定工艺路线 6 四 切削用量及工时计算 9 4.1工序1设计 9 4.2工序2设计 9 4.3工序3设计 9 4.4工序4设计 10 4.5工序5设计 11 五 夹具设计 13 5.1问题的提出 13 5.2定位基准的选择 13 5.3切削力和夹紧力的计算 14 5.4定位误差分析 15 5.5夹具设计及操作的简要说明 15 总 结 17 致 谢 19 参 考 文 献 20 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 杠杆的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 一 零件的分析 1.1 零件的作用 杠杆的作用：定位和支撑的作用。 1.2 零件的工艺分析 杠杆的工艺有2组加工面的分别为 1：以下端面为基准的加工面，这组加工面包括，底端面和外圆 2：以底面和外圆为基准的加工面，这组加工面主要是其他的孔和端面。 二 毛坯的确定 2.1确定毛坯的制造形式 杠杆零件的材料为HT200，HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法　因为是成批生产，采用模铸的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。 2.2毛坯形状及尺寸 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。 三 拟定加工工艺路线 3.1 基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 3.1.1粗基准选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取外圆和端面为定位基准，利用V型块为定位元件。 3.1.2 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： 1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为精基准。 2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为精基准。 3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。 4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无铸造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。 5) 精基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一精基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。 以底端面和外圆为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 3.2 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铣端面 粗铣、半精铣、精铣Φ32两端面 2 钻油槽，扩孔 钻R3mm圆弧油槽，扩Φ20H7mm孔 3 铰孔，锪倒角 粗铰、精铰Φ20H7mm孔，锪Φ20H7mm孔两端倒角 4 铣端面 粗铣、半精铣Φ6H7mm孔的四个端面 5 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ6H7mm两孔 6 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ8H7mm两孔 7 钻孔、锪沉头孔 钻Φ4油孔、锪Φ8圆锥沉头孔 8 钻孔、攻螺纹 钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔 9 铣槽 粗铣、半精铣槽 10 终检 终检 方案二 1 钻油槽，扩孔 钻R3mm圆弧油槽，扩Φ20H7mm孔 2 铣端面 粗铣、半精铣、精铣Φ32两端面 3 铰孔，锪倒角 粗铰、精铰Φ20H7mm孔，锪Φ20H7mm孔两端倒角 4 铣端面 粗铣、半精铣Φ6H7mm孔的四个端面 5 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ6H7mm两孔 6 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ8H7mm两孔 7 钻孔、锪沉头孔 钻Φ4油孔、锪Φ8圆锥沉头孔 8 钻孔、攻螺纹 钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔 9 铣槽 粗铣、半精铣槽 10 终检 终检 工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔再铣端面，违背了先面后孔的原则，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一 具体的工艺路线如下 1 铣端面 粗铣、半精铣、精铣Φ32两端面 2 钻油槽，扩孔 钻R3mm圆弧油槽，扩Φ20H7mm孔 3 铰孔，锪倒角 粗铰、精铰Φ20H7mm孔，锪Φ20H7mm孔两端倒角 4 铣端面 粗铣、半精铣Φ6H7mm孔的四个端面 5 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ6H7mm两孔 6 钻、铰孔 钻、粗铰、精铰Φ8H7mm两孔 7 钻孔、锪沉头孔 钻Φ4油孔、锪Φ8圆锥沉头孔 8 钻孔、攻螺纹 钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔 9 铣槽 粗铣、半精铣槽 10 终检 终检 四 切削用量及工时计算 4.1工序1设计 铸造 4.2工序2设计 正火处理 4.3工序3设计 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 4.4工序4设计 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ20 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns== r/min 与477.7r/min相近的机床转速为500r/min。现选取=500r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.52(min) 4.5工序5设计 1.选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝1450 当＝1450r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时： ，，则机动工时为 五 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配工序的钻扩铰Φ20孔的钻床夹具。 5.1问题的提出 本夹具主要用于钻扩铰Φ20孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 5.2定位基准的选择 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 （2）测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。 （3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。 （4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 本道工序钻扩铰Φ20孔，精度高，因此我们采用工件外圆和一端面定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，丝杆的压紧力即可以满足要求。 5.3切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得： 钻削力 式（5-2） 钻削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 5.4定位误差分析 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。 5.5夹具设计及操作的简要说明 使用工件外圆和一端面定位，丝杆的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。 总 结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！ 致 谢 这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年 4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年 5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年 第 20 页 共 24 页