设计杠杆零件加工工艺规程及钻削Φ孔工序专用夹具模板.doc

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1杠杆工艺性分析
1.1杠杆用途
题目给出零件是杠杆。它关键作用是用来支承、固定。
1.2杠杆技术要求
杠杆零件技术要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等级
表面粗糙度Ra(μm)
杠杆中间圆住上下面
43±0.05
IT12
3.2
杠杆左端44上下面
43±0.05
IT12
3.2
杠杆右端18上下面
18
IT12
6.3
杠杆左端22内表面
22±0.15
IT12
3.2
杠杆左端28内表面
28
IT12
3.2
钻、粗铰、精铰Φ20H7孔
Φ20H7
IT7
1.6
车M12螺纹
12

杠杆右端24H8内上下面
24H8
IT7
1.6
杠杆右端32内表面
32
IT12
3.2
1.3确定杠杆生产类型
依设计题目知：N=4000件/年，杠杆重量为1.0kg，杠杆属轻型零件。该杠杆生产类型为大批生产
2、确定毛坯，绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
零件材料HT150。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采取润滑效果很好铸铁。因为年产量为4000件，达成大批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，铸造表面质量要求高，故可采取铸造质量稳定，表面质量和机械性能均好，适合大批生产金属模铸造。又因为零件对称特征，故采取两件铸造在一起方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还能够提升生产率。
2.2确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量
2.2.1公差等级
因为杠杆功用和技术要求。确定该零件公差等级为一般级.
2.2.2 铸件重量
已知机械加工后杠杆件重量为1kg，由此可初步估量机械加工前铸件毛坯重量为1.5kg。
2.2.3铸件材质系数
因为该拨叉材料为HT200，是碳质量分数大于0.65%碳素钢，该铸件采制系数属M2级。
杠杆铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量
铸件重量/kg
包容体重量/kg
形状复杂系数
材料系数
公差等级
1.5
1
S2
M1
一般级
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
宽度44
1.4
48.2±2.8

厚度24H8
1
20.7±2.3

厚度22
1
18.7±2.3

孔径ø20H7
1
16.7±2.3

3确定工艺路线
3.1选择定位基准
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
3.1.1粗基准选择
以零件小头上端面为关键定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
3.1.2精基准选择
考虑要确保零件加工精度和装夹正确方便，依据“基准重合”标准和“基准统一”标准，以粗加工后底面为关键定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助定位精基准。
3.1.3表面加工方法确实定
依据拔叉零件图上各加工表面尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面加工方法如表
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
备注
杠杆中间圆住上下面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆左端44上下面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆右端18上下面
IT12
6.3
粗铣
表1-8
杠杆左端22内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆左端28内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
钻、粗铰、精铰Φ20H7孔
IT7
1.6
钻-粗铰-精铰
表1-8
车M12螺纹

攻螺纹
表1-8
杠杆右端24H8内上下面
IT7
1.6
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆右端32内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
3.2拨叉零件各表面加工方案及加工余量
3.3确定工艺路线
依据零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，和加工方法所能达成经济精度，在生产纲领已确定情况下,能够考虑采取万能性机床配以专用工卡具,并尽可能使工序集中来提升生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。查《机械制造工艺设计简明手册》，选择零件加工方法及工艺路线方案以下：

工序号

工序称名

工序内容

设备

工艺装备
00

10
铣
1.粗铣杠杆上下面

立式铣床x51
高速钢套式立铣刀、游标卡尺、专用夹具

2.粗铣杠杆左端44上下面

3.粗铣杠杆右端18上下面

4.粗铣杠杆左端22内表面

5.粗铣杠杆左端28内表面

20
钻
钻、粗铰、精铰ø20H7孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺
30
铣
1.半精铣杠杆中间圆柱上面
立式铣床x51
高速钢套立铣刀、游标卡尺、专用夹具

2. 半精铣杠杆左端44上下面

3. 半精铣杠杆左端22内表面

40
车
1.车倒角1x45°
转塔式六角车床
45°偏刀

2.车倒角1.5 x45°

50
钻
用直径为10.5钻钻空
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
60
板牙
攻M12螺纹

70
铣
1.粗铣杠杆右端24H8内上下面
立式铣床x51
高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具
夹具

2.粗铣右端32内表面

80
铣
半精铣杠杆右端24H8内上下面
立式铣床x51
高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具
90
热处理
杠杆左右叉局部淬火
淬火机

100
校正
校正杠杆右端拨叉上下面平行度

校正工具、游标卡尺
110
磨
磨杠杆中间圆柱两端面至44-0.-0.1，对Φ20H7圆跳动为0.05
M7120A
砂轮1-350×40×127-WA46K5V，磨夹具游标卡尺
120
辅助
清洗
清洗机

130
检
终捡

3.4确定切削用量，时间定额
工步20 钻，粗铰，精铰直径为10毫米孔
3.4.1切削用量计算
﹙1﹚钻孔工步
钻孔至直径为Φ20H7，Ra1.6um
1）背吃刀量为aP=19.8mm
2) 进给量由表查5-22得f=0.2mm/r
3)切削速度计算由表5-22得v取18m/min。由公式5-1计算钻头转速为734.93r/min,参考表4-9选择主轴转速为 n=960r/min.在有公式算出.v=23.5m/min.
﹙2﹚粗铰工步
1)背吃刀量为aP=0.16mm
2)进给量由表查5-22得f=1mm/min
3) 切削速度计算由表5-22得v取3m/min。由公式5-1计算钻头转速为120r/min,参考表4-9选择主轴转速为 n=140r/min.在有公式算出.v=3.49m/min.
﹙3﹚精铰工步
1)背吃刀量aP=0.04mm
2)进给量由表查5-22得f=0.8mm/min
3) 切削速度计算由表5-22得v取4m/min。由公式5-1计算钻头转速为159r/min,参考表4-9选择主轴转速为 n=195r/min.在有公式算出.v=4.89m/min.
3.4.2时间定额计算
钻孔工步
基础时间=（25+4。6+1）/392*0。1=46。8秒
辅助时间=0。15*46。8=7。02秒
其它时间=0。06*46。8=2。81秒
钻孔单件时间=46。8+7。02+2。81=56。63秒
粗铰工步
基础时间=（25+0。37+15）/97*0。4=62。4秒
辅助时间=0。15*62。4=9。36秒
其它时间=0。06*62。4=3。74秒
粗铰单件时间62。4+9。36+3。74=75。5秒
精铰工步
基础时间=（25+0。19+13）/97*0。3=78。6秒
辅助时间=0。15*78。6=11。79秒
其它时间=0。06*78。6=4。72秒
精铰单件时间=78。6+11。79+4。72=95。11秒
所以，加工10毫米孔单件时间为
56．53+75。5+95。11=227。14秒
4夹具设计
为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序20——钻、粗铰、精铰ø20H7孔夹具。本夹具将用于四面组合式钻床
4.1定位基准选择
由零件图可知，，Φ20为圆柱孔，为使定位误差为零，应该选择杠杆右端面为定位基正确保基准重合。另外，还应以杠杆中间圆柱下端面为基准，从而确保加工位置。
4.2定位元件选择
夹具关键定位元件为两个定位销，这两个定位销尺寸和公差要求为和本零件在工作时和其相匹配杠杆两端尺寸和公差相同，即由两个支撑板就能够。
4.3夹具设计及操作简明说明
如前所述，在设计夹具时，应该考虑提升劳动生产率。为此，设计采取了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母1~2扣，拔下划块，实现工件快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺纹加工。
4.4 定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位元件为两个定位销，这两个定位销尺寸和公差要求为和本零件在工作时和其相匹配杠杆两端尺寸和公差相同。
（2）计算钻套中心线和工作台度误差。
钻套外径和衬套孔最大间隙为：

衬套外径和钻模板孔最大间隙为：

则钻套中心和工作台平面垂直度误差为：0.026-0.005=0.021。
（3）计算定位销轴和工作台平行度误差。
定位销轴和夹具体孔最大间隙为：

夹具体孔长度为14mm，则上述间隙引发最大平行度误差为： 0.034/14，即0.24/100。
4.5夹具设计及操作简明说明
如前所述，在设计夹具时，应该考虑提升劳动生产率。为此，设计采取了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母1~2扣，拔下开口垫圈，实现工件快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行钻孔加工。
5设计新得
作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三学生，我认为能做类似课程设计是十分有意义，而且是十分必需。
 在已度过大三时间里我们大多数接触是专业基础课。我们在课堂上掌握仅仅是专业基础课理论面，怎样去锻炼我们实践面？怎样把我们所学到专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似大作业就为我们提供了良好实践平台。在做此次大作业过程中，我感慨最深当数查阅大量设计手册了。为了让自己设计愈加完善，愈加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必需，同时也是必不可少。我们是在作设计，但我们不是艺术家。她们能够抛开实际，尽情在幻想世界里翱翔，我们是工程师，一切全部要有据可依.有理可寻，不切实际构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
 作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件一样是必不可少，我就简单学历学CAD，刚开始时认为好难，就是因为没有把自己放在使用者角度，单单是为了学而学，效率不是很高。边学边用这么才会提升效率，这是我作此次课程设计第二大收获。不过因为水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
参考文件
1.《机械制造工艺设计简明手册》作者：李益民，出版社：机械工业出版社，出版日期：1999-10-1
2《金属切削技术基础手册》主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社，出版日期
3《刀具设计手册》主编：刘华明，出版社：机械工业出版社，出版日期：1999
4《交换性和测量技术基础》主编：王伯平，出版社：机械工业出版社，出版日期.5
5《机床夹具设计》主编：薛源顺，出版社：机械工业出版社，出版日期.6
6《公差和配合实用手册》主编方昆凡，出版社：机械工业出版社出版日期.2
7《机械设计制图手册》主编：黄廷合 译，出版社：科学出版社，出版日期：.12
8《机械设计手册》编著：机械设计手册编委会，出版社：机械工业出版社，出版日期： -8
9《Auto CAD 汉字版机械制图教程》作者：北京市计算机绘图教育研究中心，出版社：上海科学普及出版社，出版日期：.1
10《机械制造工艺和机床夹具课程设计指导》主编：吴拓，方琼珊 ，出版社：机械工业出版社，出版日期：-1-1