說(shuō)明書(shū)
題 目：左擺動(dòng)杠桿工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
系 別：
專 業(yè)：
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
系主任：
摘 要
機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程是指從原材料開(kāi)始到成品出廠的全部勞動(dòng)過(guò)程，它既包括毛坯的制造，零件的機(jī)械加工和熱處理，機(jī)器的裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試和涂裝等主要?jiǎng)趧?dòng)過(guò)程，還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機(jī)器的包裝、工件和成品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、加工設(shè)備的維修，以及動(dòng)力供應(yīng)等輔助勞動(dòng)過(guò)程。
機(jī)械加工工藝過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是直接生產(chǎn)過(guò)程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來(lái)加工工件，使之達(dá)到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過(guò)程。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；夾具；工藝；尺寸；
IV
Abstract
Mechanical products production process refers to all the labor process from raw materials to finished products, it includes blank manufacturing, parts machining and heat treatment, machine assembly, inspection, testing and finishing and other major labor process, also include special tools, jig, measuring tools and auxiliary equipment manufacturing, packaging machine, artifacts and finished product storage and transportation, processing equipment maintenance, and power supply and other auxiliary labor process.
Mechanical processing process is a part of the production process of mechanical products, is a direct production process, its original intention is to use metal cutting tools or abrasive tools to process the workpiece, make it meet the required shape, size, surface roughness and mechanical and physical properties, become qualified parts of the production process.
Key words: Machining; Fixture; Process; Size;
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 前言 5
第2章 零件的分析 6
2.1 零件的作用 6
2.2零件的工藝分析 6
2.3 毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定 7
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9
3.1基準(zhǔn)的選擇 9
3.2 加工工藝路線的確定 9
3.3切削用量及切削時(shí)間的確定 10
第4章 夾具設(shè)計(jì) 12
4.1 設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇 12
4.2 定位方案的確定 13
4.3 夾緊方案的確定 13
4.4夾緊力和切削力計(jì)算 14
4.5定位誤差分析 15
4.6 夾具簡(jiǎn)要操作說(shuō)明 15
結(jié) 論 17
致 謝 18
參考文獻(xiàn) 19
第1章 前言
工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是完成機(jī)床夾具設(shè)計(jì),機(jī)床加工培訓(xùn),互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)是下一個(gè)課程教學(xué)后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)產(chǎn)品零部件的加工生產(chǎn)的需求定位,夾緊,指導(dǎo),刀,所以如何合理,如何高效,而且他還需要我們熟悉產(chǎn)品從零件到粗糙的路線安排,整個(gè)過(guò)程和部分確定的大小如何計(jì)算,根據(jù)學(xué)到的知識(shí)這些材料設(shè)計(jì)用于滿足零件的特點(diǎn)和需要特殊夾具,根據(jù)不同地區(qū)的不同設(shè)計(jì)不同的固定程序,確保加工的零件加工質(zhì)量和加工效率。這個(gè)設(shè)計(jì)包含一個(gè)概括和總結(jié)的知識(shí)學(xué)會(huì)了在過(guò)去的兩年里,包括CAD圖紙,機(jī)械設(shè)計(jì)和制造基地,夾具設(shè)計(jì)課程和其他的再學(xué)習(xí)和總結(jié),這是一個(gè)有意義的設(shè)計(jì)。也許在這個(gè)設(shè)計(jì),也許是因?yàn)槲覀冎挥欣碚撝R(shí),一些地方但不親自實(shí)踐,知識(shí)和技能不可避免的一些不足,但是通過(guò)課程設(shè)計(jì)也讓我學(xué)到很多以前沒(méi)有學(xué)到的知識(shí),讓我知道如何處理當(dāng)面對(duì)困難時(shí),如何解決。這個(gè)設(shè)計(jì)讓我知道自己的缺點(diǎn),而是因?yàn)檫@只讓我學(xué)習(xí)課本以外的知識(shí),讓我知道如何處理如何克服困難。
因?yàn)槲覜](méi)有實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)還不夠，課程設(shè)計(jì)水平也有限，所以做整體設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤是不可避免的，多多請(qǐng)老師指點(diǎn)。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
左右擺動(dòng)的杠桿的作用：循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其零件圖如下：
圖2.1零件圖
2.2零件的工藝分析
分析零件圖可知，左擺動(dòng)杠桿的上、左和右端面的粗糙度要求較高，為3.2，所以需要進(jìn)行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因?yàn)槭谴笈a(chǎn)，所以采用鍛造毛坯的方法，其他面無(wú)需加工。零件中幾個(gè)孔的要求較高，粗糙度為3.2，但孔的直徑較小，所以采取鉆、粗鉸，精鉸的加工以確保精度等級(jí)。零件中對(duì)形位公差的要求并不高。由此，該零件加工方便，工藝性較好。
2.3 毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定
（1）毛坯的生產(chǎn)類型
零件材料為HT200，采用鑄造毛坯；根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第二版）》（機(jī)械工業(yè)出版社，王先逵主編）（以下簡(jiǎn)稱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》）表3.1-17～3.1-20，零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，形狀比較簡(jiǎn)單，最大輪廓尺寸為250-400mm，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用砂型機(jī)器造型（濕型鑄造）鑄件毛坯。
（2）毛坯尺寸公差與機(jī)械加工余量的確定
1、求最大輪廓尺寸 零件最大輪廓尺寸屬于區(qū)間250-400mm。
2、選取公差等級(jí)CT 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-24，鑄造方法按照砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，鑄件尺寸公差等級(jí)8-12級(jí)（GB/T6414-1999），選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-10。
3、求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件尺寸公差等級(jí)CT，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-21選取鑄件各加工面尺寸公差，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。
4、求機(jī)械加工余量等級(jí) 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-26，鑄造方法按照砂型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G級(jí)（GB/T6414-1999），選用F級(jí)。
5、求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-27查鑄件最大輪廓尺寸為250-400mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得機(jī)械加工余量RMA=2.5mm。
6、最小鑄出孔 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》大量生產(chǎn)中最小鑄出孔直徑為12-15mm，故該零件中的小孔不鑄出。
（3）繪制毛坯圖
圖2.2毛坯圖
8
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
選擇定位的基準(zhǔn)，必須要以減少加工的誤差為前提，確保零件最終能加工到技術(shù)要求，這個(gè)時(shí)候要求選擇的基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是重合的最好，如果實(shí)在不行，不能重合的話，那就要把零件尺寸在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上進(jìn)行標(biāo)注，或按形狀分析方法標(biāo)注。當(dāng)部件比較復(fù)雜時(shí)，通常僅在一個(gè)方向上選擇一個(gè)基準(zhǔn)是不夠的，還需要添加一些基準(zhǔn)。主基準(zhǔn)稱為主基準(zhǔn)，輔助基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。主引用和輔助引用之間應(yīng)該有一個(gè)連接大小。
1. 選擇的粗基準(zhǔn)就是還沒(méi)有加工的那個(gè)面，面是個(gè)粗糙表面，但是一般只能用一次最好，使用這個(gè)面進(jìn)行加工以后，后面就不要再用這個(gè)面了。
2. 將加工后的表面作為基準(zhǔn)是一種精確的基準(zhǔn)。
3.精確基準(zhǔn)的選擇遵循兩個(gè)原則。
3.1在相同基準(zhǔn)下，加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)裝配基準(zhǔn)一致。
3.2使用一個(gè)基準(zhǔn)，就是把基準(zhǔn)統(tǒng)一一下。如帶兩個(gè)銷的殼體的一側(cè)、軸的中心孔、齒輪箱的同軸基準(zhǔn)、齒條的加工底部等。
分析和考慮以上的選擇原則，對(duì)本次設(shè)計(jì)的零件加工進(jìn)行定位基準(zhǔn)的選擇。
3.2 加工工藝路線的確定
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。制定的工藝路線如下：
工 序 號(hào)
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
1
鍛造
鍛造
2
熱處理
熱處理
3
銑
銑左端面，掉頭銑右端面
4
銑
銑尺寸24的兩端面
5
銑
銑零件的外輪廓尺寸
6
鉆
鉆Φ12H8、Φ6H7的孔
7
鉆
Φ12的孔
8
鉆
Φ15H8的孔
9
銑
銑寬度2mm的槽、寬度8mm的槽
10
鉆
鉆M10螺紋孔，锪Φ12的孔
11
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
12
入庫(kù)
入庫(kù)
3.3切削用量及切削時(shí)間的確定
工序：銑左端面
1. 車削用量
（1）背吃刀量ap ：因?yàn)榧庸び嗔枯^小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。
（2）確定每齒進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第1-36頁(yè)表1.1.24，進(jìn)給量f=0.25~0.35mm/r，取f=0.3mm/r，刀具壽命T=180min。
（3）計(jì)算切削速度v
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第1-49頁(yè)，車削速度計(jì)算公式為：
由表1.1-55查得cv=189.8， xv=0.15, yv=0.2, m=0.2；將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算車削速度：
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》（以下簡(jiǎn)稱《指南》） 第144頁(yè) 表5-56，選擇主軸轉(zhuǎn)速nR=188r/min,因此
實(shí)際車削速度： vR=πd0n1000=3.14×155×1881000=92m/min
（5）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ nf，L=l+ l1+l2，l=155mm.
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-124頁(yè) 表2.1-100，切入和切出行程為：
l1+l2=26mm，則：
tm＝L/ nf=0.82min,
總時(shí)間2tm=2×0.82=1.64min
19
第4章 夾具設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇
根據(jù)課題，選擇了最重要的工序之一的銑面進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝規(guī)程可知，面為銑削加工采用立式銑床。如圖立式銑床是一種常見(jiàn)的機(jī)械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺(tái)水平移動(dòng)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給方向和進(jìn)給行程。
圖4.1立式銑床
4.2 定位方案的確定
4.2.1 工件定位面選擇
機(jī)械零件是由若干個(gè)表面組成的，研究零件表面的相對(duì)關(guān)系，必須確定一個(gè)基準(zhǔn)，基準(zhǔn)是零件上用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。1．設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2．工藝基準(zhǔn)：零件在加工和裝配過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)。
4.2.2定位元件限制不定度分析
工件在夾具上位置的確定需要限制6個(gè)自由度，分別是3個(gè)移動(dòng)自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。
零件放在夾具上，底端面與支承板貼合，限制三個(gè)自由度（上下方向個(gè)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)），左端面與支撐釘貼合限制2個(gè)自由度（左右方向和前后方向），右端面與定位銷貼合零件的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，總共6個(gè)自由度被限制。
4.3 夾緊方案的確定
夾緊機(jī)構(gòu)是能實(shí)現(xiàn)以一定的夾緊力夾緊工件，保證工件的定位位置不發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)。該夾具同樣采用使用螺紋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)壓塊壓緊零件，這種夾緊方式加緊力大、夾緊可靠，方便，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，適合批量生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：工件不移動(dòng)原則；工件不變形原則；工件不振動(dòng)原則；安全可靠原則；經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則；
使用壓緊塊在固定塊的相對(duì)位置對(duì)零件進(jìn)行夾緊，完成零件固定工作。
圖4.2 夾緊機(jī)構(gòu)
4.4夾緊力和切削力計(jì)算
切削力計(jì)算：
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-19中公式，查加工零件時(shí)銑刀的切削力計(jì)算公式為:
公式中各參數(shù)含義如下：
：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對(duì)于鋸片銑刀加工取
：高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對(duì)于零件取1.0
：銑削時(shí)各分力與圓周力的比值取:
其余參數(shù)根據(jù)機(jī)械加工工藝數(shù)值帶入計(jì)算得:
夾緊力計(jì)算：
分析工件夾具中的受力情況：
切削力方向?yàn)榭椎妮S線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，工件材料為鑄鋼，摩擦系數(shù)為0.5 ：
式中為摩擦力，為靜摩擦因素，為正壓力，帶入式
得：=3746 N，則實(shí)際夾緊力F=K，K為安全系數(shù)。
K=
K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44
F=1.44×3746=3954N
4.5定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。
4.6 夾具簡(jiǎn)要操作說(shuō)明
夾具體是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)和骨架，是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)零件，該夾具是銑夾具，故為了滿足有足夠的強(qiáng)度和剛度、安放穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和工藝性好，并且重量盡可能輕巧，便于操作，使用安全，所以選擇夾具體為鑄造體。
1.零件在裝配前必須清理和清洗干凈，不得有毛刺、飛邊、氧化皮、銹蝕、切屑、油污、著色劑和灰塵等。
2.裝配前應(yīng)對(duì)零、部件的主要配合尺寸，特別是過(guò)盈配合尺寸及相關(guān)精度進(jìn)行復(fù)查。
3.裝配過(guò)程中零件不允許磕、碰、劃傷和銹蝕。
圖4.3 夾具裝配圖
結(jié) 論
課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程。這次設(shè)計(jì)讓我對(duì)一個(gè)零件的工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟與過(guò)程有了比較深入的了解，這對(duì)以后的工作是非常有意義的?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。只要每天都做一點(diǎn)點(diǎn)，日積月累，不知不覺(jué)中我們就把設(shè)計(jì)做完了。
當(dāng)我著手整理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)回味這個(gè)學(xué)期的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。這是大學(xué)里做的時(shí)間最長(zhǎng)，工作量最大，摸索歷程最長(zhǎng)的一次設(shè)計(jì)了，是用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)完成的一份比較滿意的答卷。雖然這是我人生中的一點(diǎn)小小的收獲，它令我感到自己確實(shí)有學(xué)到點(diǎn)東西，學(xué)習(xí)沒(méi)有白費(fèi)。
當(dāng)然了，設(shè)計(jì)中更多的是使我發(fā)現(xiàn)自己掌握的知識(shí)是非常有限的，綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力是如此不足，在繁雜的數(shù)據(jù)計(jì)算與查詢中總是把我搞得焦頭爛額，理不清頭緒，抓不住重點(diǎn)。大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)畢竟總是有限的，學(xué)習(xí)是一個(gè)不能間斷的事，畢業(yè)后還需要自己更多地學(xué)習(xí)，在知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用方面今后還需要多努力。
致 謝
本次設(shè)計(jì)不全是是我個(gè)人獨(dú)立完成的，而是在xxx老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。由于我的機(jī)械專業(yè)知識(shí)有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更顯空白，所以在設(shè)計(jì)中常常碰到阻礙，是在xxx老師不厭其煩的指教和引導(dǎo)下，我才能順利完成任務(wù)。xxx老師的循循善誘，已經(jīng)讓我欽佩不已，而xxx老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度更是讓我倍受教益。在此，我向xxx老師表示最真誠(chéng)的感謝。同時(shí)，感謝同學(xué)們的協(xié)作和幫助，使我能按時(shí)順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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