課程設(shè)計(jì)論文 論文題目：設(shè)計(jì)“左擺動(dòng)杠桿”零件的機(jī)械 加工工藝規(guī)程及銑8槽寬的夾具工藝裝備 班 級(jí)： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期: 目錄 1、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 4 1.1、左擺動(dòng)杠桿的用途 4 1.2、左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求： 5 1.3、零件的工藝分析 5 2、確定零件毛胚 6 2.1、毛胚種類的選擇 6 2.2、左擺動(dòng)杠桿鍛造毛培尺寸公差及加工余量 6 3、工藝路線的制定 7 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 7 3.1.1、精基準(zhǔn)的選擇 7 3.2.2、粗基準(zhǔn)的選擇 7 3.2 、表面加工方法的確定 7 3.3、加工階段的劃分 8 3.4、工序的集中與分散 8 3.5、工序順序的安排 8 3.5.1、機(jī)械加工工序 8 3.5.2、熱處理工序 8 3.5.3、輔助工序.......................................................9 3.6、確定工藝路線 9 4、夾具設(shè)計(jì) 10 4.1、提出問題 10 4.2、設(shè)計(jì)思想 10 4.3、零件工序的加工要求分析 10 4.3.1、本工序加工情況 10 4.3.2、本工序前已加工的表面 10 4.3.3、選擇機(jī)床 11 4.3.4、確定導(dǎo)向裝置 11 4.4、確定定位方案 11 4.4.1、定位方案 11 4.4.2、選擇定位元件，包括尺寸公差 12 4.4.3、確定引導(dǎo)元件 13 4.5、定位誤差計(jì)算 13 4.5.1、基準(zhǔn)不重合誤差 13 4.5.2、基準(zhǔn)位移誤差 13 4.5.3、定位誤差 13 4.6、確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu) 13 4.6.1、確定夾緊方案 13 4.6.2、確定夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu) 14 5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 6、參考文獻(xiàn) 16 夾具設(shè)計(jì)基本步驟 1、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 左擺動(dòng)杠桿零件圖： 1.1、左擺動(dòng)杠桿的用途 杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比。動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1? L1=F2?L2。式中，F(xiàn)1表示動(dòng)力，L1表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。 1.2、左擺動(dòng)杠桿： 該杠桿的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示： 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度(um) 左擺動(dòng)杠桿左端面 100 IT9 3.2 左擺動(dòng)杠桿中端面 55 IT9 3.2 左擺動(dòng)杠桿上端面 28 IT9 3.2 左擺動(dòng)杠桿上孔 φ15 IT8 1.6 左擺動(dòng)杠桿中孔 φ12 IT8 1.6 左擺動(dòng)杠桿下孔 φ6 IT7 1.6 M10螺紋孔 φ10 IT9 12.5 Φ12孔 φ12 IT8 12.5 Φ12盲孔 φ12 IT9 12.5 8mm槽 8 IT9 12.5 2mm槽 2 IT9 12.5 1.3、零件的工藝分析 哪些面是重要表面，哪些面的技術(shù)要求較高，哪些面有位置精度要求 該左擺動(dòng)杠桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀普通，屬一般的杠桿類零件。主要加工表面有左擺動(dòng)杠桿左、右端面，上端面，其次就是φ15孔及φ12孔和φ6孔，φ15、φ12、φ6孔的加工端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 2、確定零件毛坯 2.1、毛坯種類的選擇： 根據(jù)零件材料、結(jié)構(gòu)和大小選擇毛坯種類 左擺動(dòng)杠桿在工作過程中承受沖擊載荷及各種應(yīng)力，毛胚需選用鍛件才滿足工作要求。該左擺動(dòng)杠桿的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復(fù)雜，故采用鍛造。 2.2、左擺動(dòng)杠桿鍛造毛坯尺寸公差及加工余量 項(xiàng)目 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差/mm 毛坯尺寸/mm 備注 左擺動(dòng)杠桿左端面 2*2=4 2.5 表2-1至表2-5 左擺動(dòng)杠桿中端面 2*2=4 2 表2-1至表2-5 左擺動(dòng)杠桿上端面 2*2=4 1.6 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ15孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 M10mm螺紋孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ6孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 φ12盲孔 2*2=4 1.7 表2-1至表2-5 8mm槽 2*2=4 0.5 表2-1至表2-5 2mm槽 2*1=2 0.5 0 表2-1至表2-5 3、工藝路線的制定 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 3.1.1、精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該左擺動(dòng)杠桿零件的技術(shù)要求，選擇左擺動(dòng)杠桿右端面和φ6孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。φ6孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位左擺動(dòng)杠桿兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。選用左擺動(dòng)杠桿右端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵撟髷[動(dòng)杠桿在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 3.1.2、粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇左擺動(dòng)杠桿左端面和φ12外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用φ12外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用左擺動(dòng)杠桿右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.2、表面加工方法的確定 根據(jù)左擺動(dòng)杠桿零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 左端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 中端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 上端面 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 φ12H8孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 φ15H8孔 IT8 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 φ6孔 IT7 1.6 鉆-精鉸 表1-6至表1-8 φ12孔 IT8 12.5 鉆-鉸 表1-6至表1-8 M10孔 IT9 12.5 鉆- 攻螺紋 表1-6至表1-8 φ12盲孔 IT9 12.5 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 8mm槽 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 2mm槽 IT9 12.5 粗銑-半精銑 表1-6至表1-8 3.3、加工階段的劃分 該左擺動(dòng)杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（左擺動(dòng)杠桿右端面和φ6孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑左擺動(dòng)杠桿左端面、中端面、上端面、φ12孔、φ15孔、φ6孔、φ12孔、M10螺紋孔、φ6孔、盲孔φ12槽8mm槽2mm。在半精加工階段，完成左擺動(dòng)杠桿左端面、中端面、上端面和φ15孔、φ12孔、φ6的精銑加工和φ12盲孔的鉆-鉸-精鉸加工及φ12孔等其他孔的加工。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排左擺動(dòng)杠桿的加工工序。該左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)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(shí)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的相對(duì)位置精度要求。 3.5、工序順序的安排 3.5.1、機(jī)械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——左擺動(dòng)杠桿左端面和φ12孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工左擺動(dòng)杠桿中端面，再加工M10孔。 3.5.2、熱處理工序 加工之前進(jìn)行時(shí)效處理。 3.5.3、輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該左擺動(dòng)杠桿工序的安排順序?yàn)椋涸?、?shí)效處理——基準(zhǔn)加工——粗加工——精加工。 3.6、確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了左擺動(dòng)杠桿的工藝路線。 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 時(shí)效處理 2 粗、半精銑左擺動(dòng)杠桿左端面 立式鉆床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 3 粗、半精銑左擺動(dòng)杠桿中端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 4 粗、半精銑上端面 立式銑床X51 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 5 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆 內(nèi)徑千分尺 6 1.鉆孔φ13mm 2.擴(kuò)孔至φ15mm Ra=1.6m 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 7 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆 卡尺、塞規(guī) 8 鉆孔φ6mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆 卡尺、塞規(guī) 9 攻螺紋M10mm 立式鉆床Z525 絲錐 卡尺、塞規(guī) 10 鉆孔φ12mm 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆 卡尺、塞規(guī) 11 鉆、鉸φ12盲孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、錐度鉸刀 游標(biāo)卡尺 12 粗、精銑槽8mm 立式銑床X51 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 13 銑2mm槽 立式銑床X51 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 14 去毛刺 鉗工臺(tái) 平銼 15 清洗 清洗機(jī) 16 終檢 塞規(guī)、卡尺、百分表等 4、夾具的設(shè)計(jì) 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 4.1、提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度：采用一面兩銷定位。一個(gè)面限制3個(gè)自由度，兩個(gè)定位釘限制3個(gè)自由度。 （2）怎樣夾緊：設(shè)計(jì)夾具由移動(dòng)壓板夾緊工件。 （3）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 4.2、設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對(duì)寬度為8的槽進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT9，表面粗糙度Ra12.5，粗銑后再半精銑可以滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.3、零件本工序的加工要求分析 4.3.1、本工序加工情況 ①銑寬為8的斜槽； ②該面與垂直方向成45°角，與最右端斜面的距離為25mm。 4.3.2、本工序前已加工的表面如下。 ①粗銑、半精銑外形。 ②鉆孔φ12mm ③鉆孔φ13mm，擴(kuò)孔至φ15mm Ra=1.6m ④鉆孔φ12mm ⑤鉆孔φ6mm ⑥攻螺紋M10mm ⑦鉆孔φ12mm ⑧鉆、鉸φ12盲孔 4.3.3、選擇機(jī)床 本工序使用機(jī)床為立式銑床X51。 4.4、確定定位方案 4.4.1、定位方案。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下，如圖： 以兩塊支撐板，一個(gè)定位銷和一個(gè)削邊銷進(jìn)行定位。兩塊支撐板限制三個(gè)自由度，定位銷和削邊銷組合限制另外三個(gè)自由度?？偣蚕拗屏鶄€(gè)自由度。 定位方案分析：限制6個(gè)自由度，沒有欠定位和過定位。 4.4.2、選擇定位元件，包括尺寸和公差 ①選擇定位銷作為工件φ8H7孔的定位元件，如圖2-2-23所示。定位副配合取，公差為0.038mm。 ②選擇削邊銷作為φ12H7孔的定位元件，定位副配合取，公差為0.057mm。 ③因?yàn)槭茄b在側(cè)面，所以選取結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的A型支撐板，規(guī)格為45x12支撐板和30x12支撐板作為左擺動(dòng)杠桿左端面的定位元件。 4.4.3、確定引導(dǎo)元件 銑床夾具對(duì)刀塊 對(duì)寬為8的槽，銑削選用側(cè)裝對(duì)刀塊。 根據(jù)GB/T 2243-91 機(jī)床夾具零件及部件選取側(cè)裝對(duì)刀塊。如圖： 4.5、定位誤差計(jì)算 4.5.1、基準(zhǔn)不重合誤差 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓切面，定位基準(zhǔn)為φ6孔的軸心線。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合。 查找《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》得R10外圓柱尺寸公差為0.009mm， 即=0.009mm 4.5.2、基準(zhǔn)位移誤差 Φ6孔的公差=0.004mm，定位銷的公差=0.038mm， =（+）=0.021mm 4.5.3、定位誤差 =+=0.03mm 4.6、確定夾緊方案，選擇夾緊元件和夾緊結(jié)構(gòu) 4.6.1、確定夾緊方案 考慮到工件的裝夾方便，故選用移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊。 4.6.2、確定夾緊元件和夾緊結(jié)構(gòu) 5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖： 工作原理：該夾具采用一面兩銷定位，一共限制六個(gè)自由度，沒有欠定位和過定位。首先，把移動(dòng)壓板挪開，使得工件可以放入。如上圖將定位銷與φ6的孔配合，削邊銷與φ12的孔配合，左擺動(dòng)杠桿的左端面平穩(wěn)的放在支撐板上面，完成定位工作。然后把移動(dòng)壓板移到正確的位置，使壓板可以壓到工件。擰緊六角螺母，使移動(dòng)壓板壓緊工件，完成夾緊工作。 6、參考文獻(xiàn) [1]孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測(cè)量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社，1991 [10]張龍勛主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)及習(xí)題.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.11 [11]艾興，肖詩(shī)綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2002 15