毕业设计（论文）-摇杆零件加工工艺及钻15孔夹具设计（全套图纸）(20页).doc

《毕业设计（论文）-摇杆零件加工工艺及钻15孔夹具设计（全套图纸）(20页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-摇杆零件加工工艺及钻15孔夹具设计（全套图纸）(20页).doc（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-毕业设计（论文）-摇杆零件加工工艺及钻15孔夹具设计（全套图纸）-第 15 页XX学院题 目: 摇杆的机械加工工艺及夹具设计 学生姓名 专业_ 学号_ 班级 指导教师 摘要本文是在摇杆的图样分析后进行摇杆的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。摇杆的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是

2、根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。关键词：摇杆；加工工艺；工序；专用夹具全套图纸加153893706AbstractThis paper is the design of mechanical machining process route of rocker rocker in pattern analysis after, at the same time according to the design process requirement

3、s of the fixture.The main contents of the rocker is processing surface and the hole. The processing route long processing time, high processing cost, the machining precision is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of the surface after the first hol

4、e, and the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. Reference to the bottom as the benchmark crude, the bottom with two holes as a precision technology base, a variety of process parameters to theprocessing technology and proc

5、essing were determined.In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the degrees of freedom should be restricted, and then according to the characteristics of the selected surface parts of the positioning element, then analysis the selected locati

6、on of components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the positioning components also need to select the clamping element, finally, is to determine the structure of fixture.Keywords: rocker; process; process; special fixture目 录摘要IAbstractII1 序言12 零件的分析22.1零件的作用22.2 零件图22.3

7、零件的工艺分析32.4工艺规程设计32.4.1确定毛坯种类32.4.2基面的选择42.4.3制定工艺路线62.4.4机械加工余量工序尺寸及公差的确定62.4.5确定切削用量及时间定额73 钻孔专用夹具设计133.1问题的指出1332定位基准的选择133.3夹具方案的设计133.4.切削力和夹紧力计算143.5夹紧力的计算143.6定位误差分析153.7 零、部件的设计与选用163.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构17总 结19致 谢20参 考 文 献211 序言机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的毕业设计，使我在下述各方面得到了锻炼：能熟

8、练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册及图表资料。培养了一定的创新能力。通过对拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后

9、的实际工作奠定坚实的基础！2 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是车床的摇杆铣床叉。它位于车床床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.2 零件图2.3零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是摇杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1.小头孔以及与此孔相通的键槽2.大头圆孔36 3.小头孔端面、大头圆孔上下60端面。由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精

10、度，并且此摇杆零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证2.4工艺规程设计2.4.1确定毛坯种类1零件材料为HT200，零件结构较简单，中等批量生产，选择砂型铸造毛坯，查机械制造工艺设计简明手册，表2-2-5，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2确定加工余量及形状加工余量36上端面 336下端面 360上端面 360下端面 336 孔 315 孔 实心3绘制铸件毛坯图2.4.2基面的选择定位基准是影响摇杆零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 （1）

11、粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，应该进行尺寸互算。（3）加工阶段的划分该摇杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、精加工和精加工几个阶段。(4）工序的集中和分散本摇杆选用工序集中原则安排摇杆的加工工序。该摇杆的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中

12、加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。(5) 加工原则:1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准摇杆下端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原则. 4）遵循“先面后孔”原则.2.4.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：01 粗铣下端面02 粗铣25外圆上端面03 粗铣60外圆上端面04 钻、铰15孔

13、05 钻、扩、铰36孔06 精铣25外圆下端面07 精铣25外圆上端面08 铣下端面09 插键槽10 去毛刺2.4.4机械加工余量工序尺寸及公差的确定圆柱表面工序尺寸：前面已确定各表面加工余量，现确定各表面多工序的加工余量表面工序尺寸加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度25上下端面粗铣2.56.3精铣0.53.260上下端面粗铣2.56.3精铣0.53.22.4.5确定切削用量及时间定额工序01 粗铣60外圆下端面1. 加工条件工件材料：HT200，=170260Mpa，铸造，加工要求：粗铣60孔端面，加工余量3mm，加工后表面粗糙度达到6.3机床：X52K刀具：YG6硬质合金端面铣刀，

14、刀杆尺寸BxH=25x302. 切削用量1） 切削深度因为余量较小，选择=1，一次走刀完成2） 进给量查切削用量简明手册表1-4，有刀杆尺寸和工件直径，选取f=1mm/n3） 确定刀具寿命和磨钝标准查切削表1.9，选后刀面最大磨损限度为0.9mm，因为是硬质合金普通铣刀，铣刀寿命T=60min4） 计算切削速度和每分钟进给量查切削表1.15，由灰铸铁硬度和进给量=1，选取=44主轴转速： =每分钟进给量：5） 校检机床攻率查切削表1.31，主轴允许攻率为7.5KW最终确定=4.0mm=350mm/min =44m/min6） 计算基本工时查切削手册表1.26，入切量及超切量为=12.5mm=

15、L=l+=160+12.5=172.5mm工序02 粗铣25外圆上端面,加工后表面粗糙度达到6.3，切削用量与粗铣60上端面相同计算基本工时，查切削表1.26，入切量及超切量为=12.5mm=0.24min工序03 精铣60上端面，以下端面为基准，加工后表面粗糙度达到3.2，保证36上端面垂直度要求刀具：YG硬质合金铣刀机床：X52K加工要求：精度60上端面，加工余量1mm，加工后表面粗糙度达到3.2选择=1mm，两次走刀查切削表1.6，进给量f=0.250.4mm/r，取f=0.4mm/r查切削表1.15，查得=90m/min=717r/min查简明手册取=700则实际切削速度v=88m/m

16、in当=600r/min每分钟进给量=0.4x700=360mm工时=0.59工序04 精铣25, 60下端面，以上端面为基准切削用量及工时与工序03一样，加工后满足孔的公差要求工序05 钻、粗铰15孔1. 选择钻头查切削，选择高速钢麻花钻钻头，=10.5钻头采用双锥后磨横刃，查切削表2-1-2，取后角=125二重刃长度=3.5，横刃长度b=2，弧面长度=4，棱带长度=3查表2-2得2=125，=302. 选择切削用量（1） 确定进给量按加工要求确定进给量，查切削表2-7，f=0.430.53查切削表2-7，修正系数k=1.0按钻头迁都选择，查切削表2-8，钻头允许进给量为1.45mm/n，按

17、机床进给机构强度选择：查切削表2-9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给伟f=0.93mm/n以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是加工要求，其值为0.430.53mm/n，最终选择进给量f=0.48mm/n根据切削表2-9，由进给量和钻头直径得钻孔是轴线力=5880N，轴向修正系数为1，故=5880，根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N，故所选进给量可用.（2） 确定钻头磨钝标准及寿命查切削表2-1-2，得后刀面最大磨损限度为0.7mm，寿命T=50min（3） 切削速度查切削表2.30，切削速度计算公式为：其中=15.1 =18 =0.25 =

18、9 =0 =0.4 =0.48m=0.125查得修正系数=0.85（4） 检验机床扭矩及攻率查切削表2.25，当f=0.51, 21时，修正系数为1.2 故=43.16x1.2=51.8NM查机床说明书，=144.2NM查切削表2.23，钻头消耗攻率=1.7KW查机床说明书，=2.8x0.81=2.26KW因为, 故切削用量可用，即f=0.48，n=272，=133. 计算工时查切削表2.29的=10工序06 钻、扩、铰36孔刀具：钻头35 37.5 铰刀36机床：Z525立式钻床确定进给量：查切削表2.7，f=0.150.26mm/r 现取f=0.24mm/r查切削表2.15，v=14m/m

19、in主轴转速=571r/min取=600r/min则实际切削速度为v=14.7m/min切削基本工时=工序10 去除毛刺3 钻孔专用夹具设计3.1问题的指出由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。本次设计选择设计是针对钻15孔，它将用于Z525钻床。32定位基准的选择该工序要求中心线与端面（有位置要求，因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上，并且还要求其孔为通孔，由于端面经过精铣，精度比较高，因而工序基准为端面A，为了便于加工，选取适当的定位基准，保证

20、其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求，在保证较高的生产效率的前提下，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，并且夹具体应具有较好的刚性。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。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准

21、。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。3.3夹具方案的设计如图所示，为了加工通孔，必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下,方案：首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于钻床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型块和滑动V型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个滑动V型块限制限制一个自由度，为使定位

22、可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。在该定位方案中，一个支撑面顶住，限制了z轴的移动，z轴的旋转，y轴的旋转三个移动自由度。一个固定V型块限制了y轴的移动，x轴的移动，一个滑动V型块限制了z轴的旋转，这样6个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。3.4.切削力和夹紧力计算（1）刀具：刀具用高速钢刀具钻头机床： Z525机床切削力公式： 式中 D=15 查表得： 其中：,即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 3.5夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹

23、紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为6.8级螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.6定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和V型块间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与

24、夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：由参考文献5可得： 两V型块定位误差 ：其中：且：L=100mm ，得： 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值：查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.7 零、部件的设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图

25、所示）以减少更换钻套的辅助时间。.尺寸表dDD1Ht基本尺寸极限偏差F7基本尺寸极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036铝合金

26、222635+0.033+0.017392630424625铝合金563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必

27、须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。