机械制造工艺学课程设计-左摆动杠杆零件加工工艺规程及夹具设计（含CAD图纸）.doc

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1、晋 中 学 院课程设计需CAD设计图纸，联系QQ153893706题 目 左摆动杠杆加工工艺规程及夹具设计院 系 机 械 学 院 专 业 机械设计制造及其自动化姓 名 学 号 学习年限 2021年 9月至2021年6月指导教师 2011年 6 月 24 日左摆动杠杆零件加工工艺规程及夹具设计学生姓名： 指导教师： 摘 要这次设计的是左摆动杠杆。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片一张与工序卡片两张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定左摆动杠杆的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全

2、部根底课、技术根底课以及大局部专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多缺乏之处，恳请各位老师给予指导。目 录1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型确实定51.1、左摆动杠杆的用途 51.2、左摆动杠杆的技术要求51.3、审查左摆动杠杆的工艺性61.4、确定左摆动杠杆的生产类型62、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1、选择毛坯72.2、确定毛坯的尺寸公差和

3、机械加工余量 73、拟定左摆动杠杆工艺路线83.1、定位基准的选择 83.2 、外表加工方法确实定 93.3、加工阶段的划分 93.4、工序的集中与分散103.5、工序顺序的安排103.6、确定工艺路线104、加工余量、工序尺寸和工差确实定 115、切削用量、时间定额的计算145.1、切削用量的计算145.2、时间定额的计算156、夹具设计 166.1、提出问题166.2、设计思想 166.3、夹具设计 167、体会与展望198、参考文献 201、 左摆动杠杆的工艺分析及生产类型确实定左摆动杠杆零件图 1.1、 左摆动杠杆的用途杠杆原理亦称“杠杆平衡条件。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力用力

4、点、支点和阻力点的大小跟它们的力臂成反比。动力动力臂=阻力阻力臂，用代数式表示为F1 L1=F2L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆到达平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。1.2、 左摆动杠杆的技术要求：该左摆动杠杆的各项技术要求如下表所示：加工外表尺寸偏差mm公差及精度等级外表粗糙度(um)形位公差(mm)左摆动杠杆左端面177IT13左摆动杠杆中端面53IT13左摆动杠杆上端面28IT13左摆动杠杆上孔15IT8左摆动杠杆中孔12IT8左摆动杠杆下孔6IT7M10螺纹孔10IT1312孔12IT1312盲孔12IT1

5、38mm槽8IT132mm槽2IT131.3、审查左摆动杠杆的工艺性该左摆动杠杆结构简单，形状普通，属一般的杠杆类零件。主要加工外表有左摆动杠杆左、右端面，上端面，其次就是15孔及12孔和6孔，15、12、6孔的加工端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。该零件除主要加工外表外，其余的外表加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以到达加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、 确定左摆动杠杆的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得：左摆动杠杆重量为，由表

6、1-3知，左摆动杠杆属轻型零件；由表1-4知，该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。2、 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1、 选择毛胚左摆动杠杆在工作过程中承受冲击载荷及各种应力，毛胚需选用锻件才满足工作要求。该左摆动杠杆的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用锻造。2.2、确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。、公差等级由左摆动杠杆的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。、确定毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量/mm锻件尺寸/mm偏差1775182285385356324534、绘制左摆动杠杆毛坯简图3、拟定左摆动杠杆工艺路线3.1、定位基

7、准的选择、精基准的选择 根据该左摆动杠杆零件的技术要求，选择左摆动杠杆右端面和6孔作为精基准，零件上的很多外表都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一原那么。6孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位左摆动杠杆两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合。选用左摆动杠杆右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合原那么，因为该左摆动杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。、粗基准的选择 作为粗基准的外表应平整，没有飞边、毛刺或其他外表欠缺。这里选择左摆动杠杆左端面和12外圆面作为粗基准。采用12外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用左摆动杠杆右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基

8、准。3.2 、外表加工方法确实定 根据左摆动杠杆零件图上的各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度，确定加工件各外表的加工方法，如下表所示：加工外表尺寸精度等级外表粗糙度Ra/um加工方案24mm上端面IT7粗铣-精铣24mm下端面IT7粗铣-精铣177mm的后面IT7粗铣-精铣177mm的前面IT7粗铣-精铣28mm的左端面IT7粗铣-精铣6孔IT7钻-扩12孔自由公差钻-扩M10孔自由公差钻-扩-精铰15孔IT6钻-扩-精铰12*18孔自由公差钻孔-扩孔12盲孔自由公差钻-扩-铰8mm槽IT7粗铣-扩2mm槽自由公差粗铣-扩3.3、加工阶段的划分该左摆动杠杆加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加

9、工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准左摆动杠杆右端面和6孔准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他外表的精度要求；然后粗铣左摆动杠杆左端面、中端面、上端面、12孔、15孔、6孔、12孔、M10螺纹孔、6孔、盲孔12槽8mm槽2mm。在半精加工阶段，完成左摆动杠杆左端面、中端面、上端面和15孔、12孔、6的精铣加工和12盲孔的钻-铰-精铰加工及12孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中与分散 选用工序集中原那么安排左摆动杠杆的加工工序。该左摆动杠杆的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原那么使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时

10、间，而且由于在一次装夹中加工了许多外表，有利于保证各加工外表的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排、机械加工工序1遵循“先基准后其他原那么，首先加工精基准左摆动杠杆左端面和12孔。2遵循“先粗后精原那么，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3遵循“先面后孔原那么，先加工左摆动杠杆中端面，再加工M10孔。、热处理工序 加工之前进行时效处理。辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：在、实效处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原那么的根底上，下表列出了左摆动杠杆的工艺路线。工序号工序名称机床设备刀具量具1时效

11、处理2粗、精铣宽24mm的上外表立式钻床X51端铣刀游标卡尺3粗、精铣宽24mm的下外表立式铣床X51端铣刀游标卡尺4粗、精铣177mm后外表立式铣床X51外圆车刀游标卡尺5粗、精铣177mm前外表立式铣床X51麻花钻、扩孔钻内径千分尺6粗、精铣28mm左端面立式铣床X51麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规7钻、扩、铰前外表孔使尺寸达钻孔12H8mm、6H7mm立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规8攻螺纹M10mm立式钻床Z525丝锥卡尺、塞规9钻、扩、铰孔使尺寸到达15H8mm、12mm立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规10钻、铰12盲孔立式钻床Z525麻花钻、锥度铰刀游标卡尺11粗、

12、精铣槽8mm立式铣床X51端面铣刀游标卡尺12铣2mm槽立式铣床X51端面铣刀游标卡尺13去毛刺钳工台平锉14清 洗清洗机15终 检塞规、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差确实定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原那么标注，确定各加工外表的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：124mm的上外表 工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差粗铣5mmIT1258224 mm的下外表工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铣IT653粗铣IT1254毛坯583177mm后外表工序名称工序余量工序公差工序尺寸

13、公差粗铣5mmIT12294177 mm前外表工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铣IT624粗铣IT1225毛坯295 28mm右外表工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铣IT6177粗铣IT12178毛坯182628mm左外表工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铣IT6177粗铣IT12178毛坯182712H8mm孔工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铰IT712扩孔IT9钻孔11IT121186mm的孔 工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铰IT66钻孔IT125912*18mm孔工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铰IT612粗铰IT12扩孔2IT1211钻孔9IT129

14、1015H8mm孔工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铰IT615粗铰IT6扩孔IT6钻孔14IT12141112mm盲孔工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铰IT1212扩孔IT12钻孔IT12812宽2mm的槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差粗铣2IT12213宽8mm的槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差精铣IT68粗铣IT125、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻-铰-精铰12孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算、钻孔工步1背吃刀量确实定 取ap=.2) 进给量确实定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=/r。3切削速度的计算 由表5-22，切削速度v选

15、取为20m/min。、 粗铰工步 1背吃刀量确实定 取ap=。 2) 进给量确实定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=/r。3切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为2m14.77 m/min。、精铰工步1背吃刀量确实定 取ap=。2) 进给量确实定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=/r。3 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为4m/min。5.2、时间定额的计算、根本时间tj的计算1 钻孔工步根据表5-41，钻孔的根本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得式中l=18mm;l2=0mm;l1=D/2*cotkr+(12)=11.8/2*c

16、ot54+1mm=; f=/r;n=680mm/r.。将上述结果代入公式，那么该工序的根本时间为20s。2 粗铰工步根据表5-41，铰圆柱孔的根本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=D-d/2=11.96-11.8/2=0.08的条件查得l1=; l2=15mm; 而l=12mm; f=/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，那么该工序的根本时间tj=(12mm+15mm) /(/min x 97r/min)=0.7min=42s。3 精铰工步同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)

17、/fn 求得该工步的根本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=D-d/2=15-14.96/2=0.02的条件查得l1=; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，那么该工序的根本时间tj=(12mm+13mm) /(/min x 97r/min)=0.6min=36s。、辅助时间ta的计算辅助时间ta与根本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,那么各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x20s=3.0s;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x4

18、2s=6.3s;精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s;、其他时间的计算除了作业时间根本时间和辅助时间之和以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于左摆动杠杆的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，那么各工序的其他时间可按关系式3%+3%tj+ta计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s;粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2

19、.90s;精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;、单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=20s+3.0s+1.38s=24.38s;粗铰工步tdj粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s;精铰工步tdj精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6、夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测

20、和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造本钱，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产本钱的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1、提出问题1怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，两个支撑钉限制2个自由度，线接触面限制1个自由度。2怎样夹紧；设计夹具由单螺旋夹紧机构和固定手柄压紧螺钉夹紧工件。3设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻套与工件之间的间隙排削。4怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2、设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具

21、的操作方便，夹紧可靠，使用平安，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT13，外表粗糙度Ra12.5，钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3、夹具设计、定位分析1定位基准的选择据?夹具手册?知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工12孔时，采用左摆动杠杆右端面和6孔内圆柱面作为定位基准。2定位误差的分析定位元件尺寸及公差确实定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为

22、孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=TD+T d+S/2TD =T d =S=j=、切削力及夹紧力的计算刀具：11.8的麻花钻，12铰刀。钻孔切削力：查?机床夹具设计手册?P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度,18mmS每转进给量, D麻花钻直径, HB布氏硬度，55HRC 所以 =720N钻孔的扭矩： 式中 S每转进给量, D麻花钻直径, HB布氏硬度，55HRC=2478(NM)铰孔时的切削力：查?机床夹具设计手册?P70表3-6，得钻削力计算公式：式中 P切削力t钻削深度, 18mmS每转进给量, D铰孔

23、钻直径, 12mmHB布氏硬度，55HRC 所以 = 5.0N铰孔的扭矩： 式中 t钻削深度, 18mmS每转进给量, D铰刀直径, 12mmHB布氏硬度，55HRC =9.3NM钻孔夹紧力：查?机床夹具设计手册?P70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度那么所需夹紧力 =766N根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以平安工作。、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过6孔和侧面为定位基准，在支撑钉和平面实现完全定位，以钻套引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构和固定手柄压紧螺钉夹紧工

24、件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。、确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终到达工序简图上规定的加工要求，应选用固定钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=2d=212=24mm，排泄空间h=0.83d=10mm。7、体会与展望通过将近三个星期的学习，通过老师的指导和自己的努力，终于完成了这个工程，课程设计作为?机械制造根底?课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段

25、是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。经过这三个星期的设计，我根本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。总之，这次设计使我在根本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的根底。由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和缺乏，请各位老师和同学们多多指正。通过这三个星期的学习，发现了自己的很多缺乏，还有许多方面需要自

26、己去学习，看到了自己的实践经验还是比拟缺乏，理论联系实际的能力还需提高。在今后我会更加努力地去学习理论知识，更好的与实际工作结合起来，使得知识更加稳固。8、参考文献1李保章、杜金萍主编.机械制造技术根底课程设计.机械工业出版社，2021.03.2李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，19933崇 凯主编.机械制造技术根底.化学工业出版社，19934王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，19875黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，20046薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，19958陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.9司乃钧，许德珠主编.热加工工艺根底. 高等教育出版社，1991