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專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目 “杠桿”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)
設(shè) 計(jì) 者
指導(dǎo)教師
XX大學(xué)機(jī)電與建筑工程學(xué)院
(2008年9月16日)
12
- -
專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目: “杠桿”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)
原始圖紙（見(jiàn)附頁(yè)）
生產(chǎn)類(lèi)型：中批量
設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1、零件圖 1張
2、毛坯圖 1張
3、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1份
4、機(jī)械加工工序卡 1份
5、夾具裝配圖 1套
6、夾具零件圖 若干
7、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
目錄
前言
一、零件的分析
（一）零件的作用
（二）零件的工藝分析
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
（二）基準(zhǔn)的選擇
（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
三、專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)
（一）確定夾具類(lèi)型
（二）擬定定位方案選擇定位元件
（三）導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)
（四）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
（五）夾具操作動(dòng)作說(shuō)明
四、總結(jié)
五、主要參考文獻(xiàn)
設(shè)計(jì)說(shuō)明
前言：
本次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的，它不僅考察我們對(duì)機(jī)械行業(yè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況，更是要我們從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的夾具來(lái)。
這次設(shè)計(jì)讓我熟悉了夾具設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，并了解了在設(shè)計(jì)過(guò)程中需考慮哪些因素，它鍛煉了我分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。這次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是有幫助的，也是十分必要的。
一 零件的分析
(一) 零件的作用
該零件的主要作用是在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中起到支承作用
(二) 零件的工藝分析
1. 零件加工要求分析
(1) Φ28H7孔及兩端面。
(2) Φ10H9兩端面。
(3) 鉆、擴(kuò)、鉸Φ10H9孔及Φ11孔。
要求：Φ10H9孔與Φ28H7孔的距離為（80+0.2）mm；平行度為0.3mm。
Φ11孔與Φ28H7孔的距離為(15+0.25)mm。
Φ11孔與端面K的距離為14mm。
(4) 槽。要求：槽寬 mm，中心對(duì)稱(chēng)分布，單邊尺寸為 mm。
2. 設(shè)立夾具
根據(jù)零件分析，為保證精度要求，設(shè)立（3）的鉆模夾具：
使用夾具前已加工表面為：
(1) Φ28H7孔及兩端面。
(2) Φ10H9兩端面。
本工序使用機(jī)床為Z5125立鉆。刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)工具。
二 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
(一) 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼。種類(lèi)選用模鍛件。
(二) 基準(zhǔn)的選擇
1 粗基準(zhǔn)的選擇。選用端面K為粗基準(zhǔn)。
2 精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
(三) 工藝路線的擬定及工藝方案的分析
1 工藝路線方案一：
工序1：鍛造
工序2：正火
工序3：以φ28孔左端面為基準(zhǔn)，粗銑、半精銑φ28孔右端面，粗銑、半精銑φ10孔右端面
工序4：以φ28孔右端面為基準(zhǔn)，粗銑、半精銑φ28孔左端面及φ10孔左端面符圖
工序5：以φ28孔左端面為基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)鉸φ28孔符圖，并保證垂直度
工序6：鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔符圖
工序7：以φ28孔中心為基準(zhǔn)，粗銑、半精銑φ11孔端面符圖
工序8：粗銑、半精銑槽
工序9：檢驗(yàn)各尺寸是否符圖
工序10：入庫(kù)
2 工藝路線方案二：
工序1：鍛造
工序2：正火
工序3：以φ28孔左端面為基準(zhǔn)，粗銑φ28孔右端面及φ10孔右端面：調(diào)頭，粗銑φ28孔左端面及φ10孔左端面
工序4：以φ28孔左端面為基準(zhǔn)，半精銑φ28孔右端面及φ10孔右端面符圖；調(diào)頭，半精銑φ28孔左端面及φ10孔左端面
工序5：以φ28孔左端面為基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)鉸φ28孔符圖，并保證垂直度
工序6：以φ28孔中心為基準(zhǔn)，粗銑、半精銑φ11孔端面符圖
工序7：鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔符圖
工序8：粗銑、半精銑槽
工序9：檢驗(yàn)各尺寸是否符圖
工序10：入庫(kù)
3 工藝方案的比較與分析。
上述兩個(gè)工藝方案的區(qū)別在于：
①方案一是粗精加工在一起，先加工完一端再加工另一端；而方案二是粗精分開(kāi)加工。
②方案一是先加工φ11、φ10孔，再以一面兩孔定位，加工φ11孔端面。而方案二則相反，先加工孔端面再加工φ11、φ10孔。
經(jīng)比較可見(jiàn)，由于此零件是中批量生產(chǎn),方案一的粗精加工安排在一起, 避免了反復(fù)裝夾,節(jié)省了加工工時(shí)；再者，方案一的先加工φ11、φ10孔，再加工φ11孔端面，有利于一面兩孔定位，保證了位置精度。因此選用方案一。
(四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“杠桿“零件材料為45鋼，毛坯質(zhì)量約為0.45千克，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1 φ28孔、φ11孔及φ10孔兩端面。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，它們的表面粗糙度均為3.2，要求粗加工和半精加工，此時(shí)單邊余量Z=2mm可滿(mǎn)足加工要求。
2 φ28H7孔、φ10H9孔、φ11孔。
根據(jù)孔的精度要求及直徑大小，參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，確定工序尺寸及余量為：
φ28H7孔：鉆孔至φ26mm
擴(kuò)孔至φ27.8mm 2Z=0.2mm
粗鉸至φ27.94mm 2Z=0.14mm
精鉸至φ28H7 2Z=0.06mm
φ10H9孔：鉆孔至φ9.8mm
鉸至φ10H8 2Z=0.2mm
φ11孔： 鉆孔至φ10.2mm
擴(kuò)孔至φ11mm 2Z=0.8mm
3 槽。
根據(jù)粗糙度是3.2，查手冊(cè)，可得粗銑單邊余量Z=0.75，精銑達(dá)尺寸要求。
三 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)教師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第6道工序-----鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔的專(zhuān)用夾具。本夾具將用于Z5125立鉆。刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)工具
(一) 確定夾具類(lèi)型
本工序所加工兩孔（φ10H9和φ11），位于互為的兩個(gè)平面內(nèi),孔徑不大,工件質(zhì)量較小、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大，因此采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。
(二) 擬定定位方案選擇定位元件
1 定位方案。
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下：
① 以φ28H7孔及一組合面（端面K和φ10H9一端面組合而成）為定位面，以φ10H9孔端外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制六個(gè)自由度。這一定位方案，由于尺寸mm公差大，定位不可靠，會(huì)引起較大的定位誤差。
② 以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件六個(gè)自由度。為增加剛性，在φ10H9的端面增設(shè)一輔助支承。
比較上述兩種定位方案。初步選定方案②。
2 選擇定位元件。
① 選擇帶臺(tái)階面的定位銷(xiāo)，作為以φ28H7孔及端面的定位元件。定位副配合取 。
② 選擇可調(diào)支承釘為φ11孔外緣毛坯面一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件,如圖1(a)所示。也可選擇圖2(b)所示移動(dòng)V形塊。考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)選用圖1(a)所示結(jié)構(gòu)。
(a) (b)
圖1 定位元件的選擇
3 定位誤差計(jì)算
① 加工φ10H9時(shí)孔距尺寸（80+0.2）mm的定位誤差計(jì)算。
由于基準(zhǔn)重合,故=0。
基準(zhǔn)位移誤差為定位孔（ mm）與定位銷(xiāo)（ mm）的最大間隙，故=（0.021+0.007+0.013）mm=0.041mm。
= + = (0+0.041)mm
=0.041mm<
由此可知此定位方案能滿(mǎn)足尺寸（80+0.2）mm的定位要求。
② 加工φ10H9時(shí)軸線平行度0.3m的定位誤差計(jì)算。
由于基準(zhǔn)重合，故=0。
基準(zhǔn)位移誤差為定位孔φ28H7與定位面K之間的垂直度誤差。故=0.03mm
此方案能滿(mǎn)足平行度0.3mm的定位要求。
③ 加工φ11時(shí)孔距尺寸（15+0.25）mm。加工時(shí)φ11孔時(shí)與φ10H9孔時(shí)相同。
=0
=0.041mm
= + = (0+0.041)mm=0.041mm<
此定位方案能滿(mǎn)足孔距（15+0.25）mm的定位要求。
4 夾具精度分析與計(jì)算
所設(shè)計(jì)的夾具需保證的加工要求有：尺寸（15+0.25）mm；尺寸（80+0.2）
mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔軸線間平行度允差0.3mm。除尺寸14mm，因精度要求較低不必進(jìn)行驗(yàn)算外，其余三項(xiàng)精度分別驗(yàn)算如下:
① 尺寸（80+0.2）mm的精度核算。
定位誤差，由前已計(jì)算，已知 =0.041mm。
定位元件對(duì)底面的垂直度誤差 =0.03mm。
鉆套與襯套間的最大配合間隙=0.033mm。
襯套孔的距離公差=0.1mm。
麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 =0.050mm。
襯套軸線對(duì)底面（F）的垂直度誤差 =0.05mm。
mm
=0.131mm<
因而該夾具能保證尺寸（80+0.2）mm的加工要求。
② 尺寸（15+0.25）mm的精度核算。
=0.041mm， =0.03mm , =0.033mm。
襯套孔與定位元件的距離誤差=0.06mm。
麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 =0.061mm。
mm
=0.090mm<
因而尺寸（15+0.25）mm能夠保證。
③ φ10H9軸線對(duì)φ25H7軸線的平行度允差0.3mm的精度校核。
=0.03mm ， =0.03mm
襯套對(duì)底面（F）的垂直度誤差=0.05mm
mm=0.066mm<
因而此夾具能保證兩孔軸線的平行度要求。
（三）導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)
1 對(duì)φ10H9孔，為適應(yīng)鉆、鉸選用快換鉆套。
主要尺寸由《機(jī)床夾具零、部件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2263-80、GB/T2265-80選取。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑 mm、外徑 mm；軸套內(nèi)徑 mm，外徑mm；鉆套端面至加工面間的距離取8mm。
麻花鉆選用mm
2 對(duì)φ11孔，鉆套采用快換鉆套。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑mm、外徑
mm；軸套內(nèi)徑 mm，外徑mm；鉆套端面至加工面間的距離取12mm。
麻花鉆選用 mm。
各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為（15+0.03）mm和（18+0.05）mm；各鉆套軸線對(duì)基面的垂直允差為0.02mm。
（四）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
參考夾具資料，采用M12螺桿在φ28H7孔上端面夾緊工件。
（五）夾具操作動(dòng)作說(shuō)明
首先將零件裝到定位銷(xiāo)上，裝上開(kāi)口銷(xiāo)，擰上螺母，但不擰緊，使φ11孔外圓柱面與防轉(zhuǎn)銷(xiāo)相接觸，然后擰緊螺母，可以進(jìn)入加工。
總結(jié)
經(jīng)過(guò)這3個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我基本掌握了夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程，而在設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。比如對(duì)一些工件的感性認(rèn)知等。經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)以及自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，我把一些沒(méi)有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，作為今后學(xué)習(xí)過(guò)程中努力的方向。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，我把學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用在各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，使我學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書(shū)，獨(dú)立完成每一步工作；在在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中我學(xué)會(huì)了如何分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題。這次的夾具設(shè)計(jì)是十分有意義的，它讓我受益非淺。
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