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設計說明書
題目：直角杠桿的機械加工工藝及夾具設計
目錄
目錄 2
第1章 零件機械加工工藝規(guī)程設計 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 工序設計 3
第2章 鉆床夾具設計 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 工件定位的類型 6
2.4 定位基準的選擇 7
2.5 工件定位方式及其定位元件 7
2.6 夾具的分類 7
2.7 夾具體的設計 8
2.8 誤差分析 8
2.9 夾具的使用說明 9
2.10 夾具裝配圖 9
設計體會 10
參考文獻 11
第1章 零件機械加工工藝規(guī)程設計
1.1 零件工藝性分析
零件結構簡單，重要加工表面較少，加工成本底。加工時基準統(tǒng)一加工原則.............
本次課設題目是直角杠桿零件材料為 , 其力學性能: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，定位可靠，基準統(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
該直角杠桿類零件加工過程分析：
1． 該零件先以外圓和連耳作為粗基準，銑A、B面，以A面和外圓弧為基準，粗車、半精車內(nèi)孔..........
2． 后面?zhèn)€加工工步都用到了內(nèi)孔作為其中的基準。
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
時效處理
時效處理
3
銑1
專用夾具裝夾
1
粗銑42mm平面，留量0.2mm。
2
精銑42mm平面。
4
銑
專用夾具裝夾
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
專用夾具裝夾
1
銑M8螺紋孔端面，保證50mm長度尺寸
8
鉆絞
專用夾具裝夾
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
清洗入庫
1.3 毛坯選擇
該零件材料為HT200，在工作過程中經(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該的。模鑄的工序為制模和鑄造。在鑄造時，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 工序設計
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
因為加工余量不大，一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝750
當＝750r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
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
因為加工余量不大，一次加工完成
5） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
6） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
鉆φ10的孔
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉速ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機床轉速為1450r/min。現(xiàn)選取=1450r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》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
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當
鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則：
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
攻絲M8
攻螺紋M8mm。
按機床選取，則
機動時，，
第2章 鉆床夾具設計
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床上或夾具中占有正確位置的過程，它是一種過程。作用是保證加工尺寸和位置精度。定位方案不確定，其他有關問題就無法進行設計。定位方案一經(jīng)確定，則夾具的總體配置基本形成。因此，無論是設計夾具，還是分析現(xiàn)場夾具，都是從工件的夾具中的定位著手解決問題。
2.2 工件定位的基本原理
（1）工件的自由度。運動件相對與固定坐標系所具有的獨立運動稱為自由度。分為位置自由的和角度自由度。
（2）工件定位原理。六點定位規(guī)則，六點定則是工件定位的基本法則，用于實際 生產(chǎn)時，起支撐作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
2.3 工件定位的類型
工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工的自由度，有時要限制，有時可以不用限制，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型：
（1）完全定位
工件的六個自由度不重復地全部被限制了的定位稱為完全定位。
不完全定位
工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。
（2）欠定位
按照加工要求，應限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求。
（3）重復定位
夾具上的定位元件重復限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復定位（又程過定位）。重復定位分兩種情況：當工件的一個或幾個自由度被重復限制，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，稱為可用重復定位。當工件的一個或幾個自由度被重復限制，并對加工產(chǎn)生有害影響的重復定位，稱為不可用重復定位。它將造成工件定位不穩(wěn)點，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法加工和安裝。因此，不可重復定位是不允許的。
2.4 定位基準的選擇
（1）如何選擇定位基準。定位基準的選擇，應盡量使工件的定位基準與工序基準重合；盡量用精基準作為定位基準；遵循基準統(tǒng)一原則；應使工件安裝穩(wěn)點，加工中引起的變形最??；應使工件定位方便，夾緊可靠。
（2）定位符號和夾緊符號的標注。在選定定位基準及確定了夾緊力的方向和作用點后，應在工序圖上標注定位符號和夾緊符號。
（3）對定位元件的基本要求。足夠的精度、足夠的強度和剛度、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構、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時，所用定位元件一般分為主要支承和輔助支承兩類。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨立定位作用。輔助支承用來加強工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。
（2）工件以內(nèi)孔定位。工件以內(nèi)孔為定位基準，這種定位方式所用的定位元件有心軸和削邊銷
2.6 夾具的分類
1）通用夾具。是指結構、尺寸已經(jīng)標準化，具有一定通用性，特點是適用性好，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）專用夾具。是針對某一工件的某道工序的加工要求而專門設計制造的夾具，特點是針對性強，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度，但制造周期長，主要用于批量生產(chǎn)。
（3）可調(diào)夾具。是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具，可以適應多種工件的加工。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類，在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。
（4）組合夾具。是一種模塊化的夾具，已實現(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)濟的夾具。
（5）拼裝夾具。是一種用專門的標準化、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，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊，適合在數(shù)控機床上使用。
2.7 夾具體的設計
夾具體是夾具的基礎件，夾具上的所有組成部分都必須最終通過這幾基礎件鏈接成一個有機整體。設計夾具體時應滿足如下基本要求：
（1）足夠的剛度和強度
（2）夾具安裝穩(wěn)定
（3）夾具體結構工藝性良好
（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。夾具體應進行時效處理，以消除內(nèi)應力。
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，具體來說，使用夾具加工時必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進行機械加工時，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、對刀誤差 、夾具在機床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差 、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）對刀誤差。因為刀具相對于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。=
（3）夾具的安裝誤差。因夾具在機床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。因為安裝基面為平面，所以安裝誤差，為0.
（4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準之間的位置而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。
（5）加工方法誤差。因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、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)稱為加工方法誤差。根據(jù)經(jīng)驗=/3。
（6）根據(jù)在夾具加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和
∑△==0.0798mm
保證工件加工精度的條件是：∑△=，所以加工總誤差應小于工件尺寸公差。
為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需要留出一定的精度儲備量。所以將上式改寫為
∑△或-∑△0
當JC≥0時，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短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
因為-∑△=0.02.20所以該 夾具能保證加工
2.9 夾具的使用說明
夾具通過螺栓安裝在鉆床的工作臺上，用螺栓固定。
2.10 夾具裝配圖
圖2.1夾具裝配圖
設計體會
課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，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。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解。 課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程.”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義.我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎.
說實話設計真的有點累．然而，當我一著手清理自己的設計成果，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．雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多。同時感謝對我?guī)椭^的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。 由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。
參考文獻
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