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設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目：直角杠桿的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
目錄
目錄 2
第1章 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
1.1 零件工藝性分析 1
1.2 零件工藝路線 1
1.3 毛坯選擇 2
1.4 工序設(shè)計(jì) 3
第2章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 6
2.1 擬定定位方案和選擇定位元件 6
2.2 工件定位的基本原理 6
2.3 工件定位的類(lèi)型 6
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 7
2.5 工件定位方式及其定位元件 7
2.6 夾具的分類(lèi) 7
2.7 夾具體的設(shè)計(jì) 8
2.8 誤差分析 8
2.9 夾具的使用說(shuō)明 9
2.10 夾具裝配圖 9
設(shè)計(jì)體會(huì) 10
參考文獻(xiàn) 11
第1章 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件工藝性分析
零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重要加工表面較少，加工成本底。加工時(shí)基準(zhǔn)統(tǒng)一加工原則.............
本次課設(shè)題目是直角杠桿零件材料為 , 其力學(xué)性能:σ≥600 MPa ,δ≥1.6 %,硬度HB200。毛坯形式為鑄件，生產(chǎn)批量為1萬(wàn)件。
根據(jù)N=QM（1+a﹪）（1+b﹪）可知：
N=10000×1×（1+0.1%）×（1+0.1%）
=10003（件∕年）
故生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)。從零件圖上得到重要表面精度為1.6，其他加工表面精度沒(méi)什么大的要求。零件的加工采用平面和零件內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，定位可靠，基準(zhǔn)統(tǒng)一，始終保證先主后次、先面后孔、先粗后精等原則。
1.2 零件工藝路線
該直角杠桿類(lèi)零件加工過(guò)程分析：
1． 該零件先以外圓和連耳作為粗基準(zhǔn)，銑A、B面，以A面和外圓弧為基準(zhǔn)，粗車(chē)、半精車(chē)內(nèi)孔..........
2． 后面?zhèn)€加工工步都用到了內(nèi)孔作為其中的基準(zhǔn)。
表1.1擬定工藝路線
1
鑄造
按圖紙尺寸鑄造，不得有沙眼等鑄造缺陷
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑1
專(zhuān)用夾具裝夾
1
粗銑42mm平面，留量0.2mm。
2
精銑42mm平面。
4
銑
專(zhuān)用夾具裝夾
1
粗銑40mm平面，留量0.2mm。
2
精銑40mm平面。
5
鉆
鉆孔
1
鉆Φ30mm孔底孔，底孔大小Φ29.6mm
2
鉸Φ30mm孔
6
鉆
鉆孔
1
鉆Φ10mm孔底孔，底孔大小Φ9.6mm
2
鉸Φ10mm孔
7
銑3
專(zhuān)用夾具裝夾
1
銑M8螺紋孔端面，保證50mm長(zhǎng)度尺寸
8
鉆絞
專(zhuān)用夾具裝夾
1
鉆M8孔底孔，底孔大小Φ6.8mm。
2
鉸M8孔。
9
鉗
所有未倒角處倒C0.5角。
10
檢
全檢尺寸
11
入庫(kù)
清洗入庫(kù)
1.3 毛坯選擇
該零件材料為HT200，在工作過(guò)程中經(jīng)常承受靜載荷，因此該零件選用鑄件。由于該零件屬于大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可采用模鑄成形。從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。模鑄的工序?yàn)橹颇：丸T造。在鑄造時(shí)，要確定好鑄件的尺寸及形狀，并初步定好加工余量，避免毛邊出現(xiàn)。
1.2.3余量
外圓毛坯加工余量由表2-12《1》查得
表1.2φ30內(nèi)孔加工余量
鉆孔
30mm+0.7mm=32.7mm
擴(kuò)孔
30.7mm+1.5mm=32.2mm
鉸孔
32.2mm+2.5mm=34.7mm
毛 坯
34.7mm
表1.3粗、半精銑表面加工余量
粗 銑
1.0mm
半精銑
0.7mm
1.4 工序設(shè)計(jì)
銑底端面
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?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
銑頂端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?
5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
鉆φ10的孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm
t=2x（） =2x（）=0.0234(min)
工序：鉆M8螺紋孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)
鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則：
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
攻絲M8
攻螺紋M8mm。
按機(jī)床選取，則
機(jī)動(dòng)時(shí)，，
第2章 鉆床夾具設(shè)計(jì)
2.1 擬定定位方案和選擇定位元件
工件的定位就是確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程，它是一種過(guò)程。作用是保證加工尺寸和位置精度。定位方案不確定，其他有關(guān)問(wèn)題就無(wú)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。定位方案一經(jīng)確定，則夾具的總體配置基本形成。因此，無(wú)論是設(shè)計(jì)夾具，還是分析現(xiàn)場(chǎng)夾具，都是從工件的夾具中的定位著手解決問(wèn)題。
2.2 工件定位的基本原理
（1）工件的自由度。運(yùn)動(dòng)件相對(duì)與固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為自由度。分為位置自由的和角度自由度。
（2）工件定位原理。六點(diǎn)定位規(guī)則，六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際 生產(chǎn)時(shí)，起支撐作用的是一定形狀的幾何體，這些用來(lái)限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
2.3 工件定位的類(lèi)型
工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可以不用限制，視具體情況而定。根據(jù)工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類(lèi)型：
（1）完全定位
工件的六個(gè)自由度不重復(fù)地全部被限制了的定位稱(chēng)為完全定位。
不完全定位
工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱(chēng)為不完全定位。
（2）欠定位
按照加工要求，應(yīng)限制的自由度沒(méi)有被限制的定位稱(chēng)為欠定位。欠定位無(wú)法保證加工要求。
（3）重復(fù)定位
夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱(chēng)為重復(fù)定位（又程過(guò)定位）。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，但仍然能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位，稱(chēng)為可用重復(fù)定位。當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱(chēng)為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)點(diǎn)，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無(wú)法加工和安裝。因此，不可重復(fù)定位是不允許的。
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇
（1）如何選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)點(diǎn)，加工中引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。
（2）定位符號(hào)和夾緊符號(hào)的標(biāo)注。在選定定位基準(zhǔn)及確定了夾緊力的方向和作用點(diǎn)后，應(yīng)在工序圖上標(biāo)注定位符號(hào)和夾緊符號(hào)。
（3）對(duì)定位元件的基本要求。足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。
2.5 工件定位方式及其定位元件
定位方式和定位元件的選擇包括的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素。
（1）工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，所用定位元件一般分為主要支承和輔助支承兩類(lèi)。主要支承用來(lái)限制工件的自由度，具有獨(dú)立定位作用。輔助支承用來(lái)加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。
（2）工件以?xún)?nèi)孔定位。工件以?xún)?nèi)孔為定位基準(zhǔn)，這種定位方式所用的定位元件有心軸和削邊銷(xiāo)
2.6 夾具的分類(lèi)
1）通用夾具。是指結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，具有一定通用性，特點(diǎn)是適用性好，不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍的各種工件，主要用于單件小批量生產(chǎn)。
（2）專(zhuān)用夾具。是針對(duì)某一工件的某道工序的加工要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的夾具，特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度，但制造周期長(zhǎng)，主要用于批量生產(chǎn)。
（3）可調(diào)夾具。是針對(duì)通用夾具和專(zhuān)用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型夾具，可以適應(yīng)多種工件的加工。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類(lèi)，在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
（4）組合夾具。是一種模塊化的夾具，已實(shí)現(xiàn)商品化，在單件、中小批多品種的生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。
（5）拼裝夾具。是一種用專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具零部件拼裝而成的夾具，它有組合夾具的特點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊，適合在數(shù)控機(jī)床上使用。
2.7 夾具體的設(shè)計(jì)
夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的所有組成部分都必須最終通過(guò)這幾基礎(chǔ)件鏈接成一個(gè)有機(jī)整體。設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足如下基本要求：
（1）足夠的剛度和強(qiáng)度
（2）夾具安裝穩(wěn)定
（3）夾具體結(jié)構(gòu)工藝性良好
（4）便于清除切屑
夾具體可用鑄造或焊接的方法制造。鑄造夾具體材料，一般采用HT150或HT200兩種。夾具體應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
2.8 誤差分析
使用夾具的首要目的在于保證工件的加工質(zhì)量，具體來(lái)說(shuō)，使用夾具加工時(shí)必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工件精度的因素很多。有定位誤差、對(duì)刀誤差 、夾具在機(jī)床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱(chēng)為加工方法誤差 、夾具誤差、加工總誤差∑△。
（1）定位誤差。此工件的定位誤差為，工件定位孔與定位心軸的最大配合間隙。工件定位孔的尺寸為 ?30H7（?mm），V型塊的尺寸為?30g6（?mm）。
=
（2）對(duì)刀誤差。因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱(chēng)為對(duì)刀誤差。=
（3）夾具的安裝誤差。因夾具在機(jī)床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具的安裝誤差。因?yàn)榘惭b基面為平面，所以安裝誤差，為0.
（4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。
（5）加工方法誤差。因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱(chēng)為加工方法誤差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)=/3。
（6）根據(jù)在夾具加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和
∑△==0.0798mm
保證工件加工精度的條件是：∑△=，所以加工總誤差應(yīng)小于工件尺寸公差。
為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需要留出一定的精度儲(chǔ)備量。所以將上式改寫(xiě)為
∑△或-∑△0
當(dāng)JC≥0時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。
因?yàn)?∑△=0.02.20所以該 夾具能保證加工
2.9 夾具的使用說(shuō)明
夾具通過(guò)螺栓安裝在鉆床的工作臺(tái)上，用螺栓固定。
2.10 夾具裝配圖
圖2.1夾具裝配圖
設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解。 課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程.”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義.我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
說(shuō)實(shí)話設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。
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