等臂杠杆夹具设计说明书.doc

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1、 设计的具体要求包括： 1. 零件图 1张2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程卡片 1张4机械加工工序卡片 1套5夹具总体装配图 1张6. 夹具体零件图 1张7课程设计说明书 1份目录 1.1 零件的分析 31.1.1 零件的作用 31.1.2 确定生产类型 31.1.3 确定毛坯类型 31.1.4 确定铸件及形状 3 2.1 工艺规程的设计 42.1.1 基准的选择 42.1.2 工件表面加工方法的选择 42.1.3 确定工艺路线 52.1.4 加工余量及毛坯尺寸的确定 63.1 选择机床和工艺路线 74.1 确定切削用量和时间定额 85.1 夹具的设计 105.1.1 定位方案的确定

2、105.1.2 选择定位、夹紧元件 105.1.3 计算夹紧力 105.1.4 定位误差计算 10总结 12参考文献 12序言机械制造工艺学课程设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在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，也是一次理论联系世纪的训练。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法。在完成夹具结构设计的同时，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及

3、编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为自己未来的职业生涯打下一个良好的基础。杠杆的工艺规程及夹具设计1.1零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目所给定的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固要求零件的配合符合要求。 1.1.2确定生产类型 规定零件的生产类型为：小批量生产，生产数量在100件以下。1.1.3确定毛坯类型 零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于小批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量

4、稳定的，适合大批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。1.1.4确定铸件及形状铸件形状如下图所示：图1-1-4铸件形状2.1 工艺规程的设计2.1.1 基准的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H9）的孔。（2）精基准的选择。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当

5、设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。本工序中为了便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。2.1.2 工件表面加工方法的选择（3）本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm的上平台面、粗半精铣宽度为40mm的下平台，钻10(H7)mm孔、钻28（H7）mm的小孔、钻25(H9)mm的孔、粗半精铣30mm凸台的上下平面。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra1.6，采用粗铣精铣的加工方法。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用粗铣半精铣的加工方法。3、 30mm的凸台上下表面：

6、公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣半精铣的加工方法。4、 钻25（H9）mm的内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔扩孔粗铰的加工方法，并倒145内角。5、 钻8（H7）mm的内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。6、 钻10(H7)mm的内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra3.2，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。2.1.3 确定工艺路线 由于该零件生产类型为大批量生产,所以应尽量使工序集中来提高生产率,除此之外,还应降低生产成本。工艺方案如下：铸造时效热处理涂底漆工序01：粗铣

7、40mm的上端面和宽度为30mm的平台工序02：粗铣40mm的下端面工序03：粗铣两个30mm凸台面的上端面工序04：粗铣两个30mm凸台面的下端面工序05：钻孔25（H9）mm，使尺寸达到24.7mm扩孔25（H9）mm，使尺寸达到24.9mm铰孔25（H9）mm，使尺寸达到25（H9）mm工序06：钻孔10（H7）mm，使尺寸达到9.8mm粗铰孔10（H7）mm，使尺寸达到9.92mm精铰孔10（H7）mm，使尺寸达到10（H7）mm工序07：钻孔8（H7）mm，使尺寸达到7.8mm粗铰孔8（H7）mm，使尺寸达到7.96mm精铰孔8（H7）mm，使尺寸达到8（H7）mm工序08：钻孔8（

8、H7）mm，使尺寸达到7.8mm粗铰孔8（H7）mm，使尺寸达到7.96mm精铰孔8（H7）mm，使尺寸达到8（H7）mm工序09：半精铣40mm的下端面工序10：精铣40mm的上端面和宽度为30mm的平台工序11：半精铣两个30mm凸台的下端面工序12：半精铣两个30mm凸台平面的上端面工序13：钳工表面去毛刺工序14：检验合格入库2.1.4 加工余量及毛坯尺寸的确定 根据工件的原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量及毛坯尺寸:查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值(mm)说明40mm的上下平台及宽度30mm的平台403

9、0GH43加工上下底面加工上表面30mm的凸台上下面 30H3凸台上下面10(H7)孔10 H3加工内孔8（H7）孔 8 H3加工内孔25（H9）孔25 G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168410（H7）孔尺寸 102.010 325（H9）孔尺寸255.02548（H7）孔尺寸82.08 3零件的毛坯图如下图图2-1-4 零件的毛坯图3.1选择机床和工艺装备由于生产类型为小批生产，故加工设备可以采用通用机床为主，辅以少量专用机床和组合机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床和组合机床

10、的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。（1）粗铣宽度为40mm的上平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床，刀具选D=50mm的硬质合金钢端铣刀、专用夹具、专用量具和游标卡尺。精铣宽度为40mm的上平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择XA6132型立式铣床，刀具选D=50mm的硬质合金钢端铣刀、专用夹具、专用量具和游标卡尺（2）粗铣宽度为30mm的凸台上下表面。采用X5012立式铣床，刀具选D=50mm的硬质合金钢端铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺

11、。半精铣宽度为30mm的凸台上下表面。采用XA6132型立式铣床，刀具选D=50mm的硬质合金钢端铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。（3）钻孔25(H9)mm使尺寸达到23mm。采用立式钻床Z550型，刀具选D=23mm的锥柄扩孔钻，专用钻夹具和专用检具。扩孔25（H9）mm使尺寸达到 24.96mm。采用立式Z550型钻床，刀具选D=24.96mm的直柄机用铰刀，专用检量具。铰孔25（H9）mm使尺寸达到25(H9)mm。采用立式Z550型钻床，刀具选D=25mm的直柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。（4）钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床

12、，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用量检具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=7.96mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)mm小孔使尺寸达到8（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。（5）钻10（H7）mm的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.96mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。

13、精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。4.1 确定切削用量和时间定额粗铣40mm上端面和宽度为30mm的平台面（1）粗铣工件材料：HT200，铸造加工要求：粗铣40mm上端面和宽度为30mm的平台面机床：X5012立式铣床刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度060,深度ap=4取刀具直径do=50mm。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=14（2）切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择

14、ap=4.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为4.5kw。fz=0.150.30mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.18mm/z（3）查后刀面最大磨损查切削用量简明手册表3.7，后刀面最大磨损为0.30.5mm。查切削用量简明手册表3.8，寿命及寿命T=180min（4）计算切削速度 按切削用量简明手册，V c=算得 Vc28.8m/min，n=80r/min,据X5012铣床参数，选择 nc = 188r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*188/1000=40m/min=94.45 m/s, 实际进给量为 mm/min根据X5012 立式铣床

15、工作台进给量表（表5-73）选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z（5)校验机床功率 根据机制课程设计指南表2-18,铣削时的功率（单位为Kw）为式中，54.5，0.9,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=4.0mm，nc=190r/min,，V c=94.45m/s，f z=0.21mm/z（6）计算基本工时5.1夹具的设计5.1.1定位方案本次的夹具为工序01：粗铣宽度为40mm的上平台面和宽度为30mm的平台面而设计的。确定设计方案:这道工序所加工的面在40mm凸台平面上，表面粗糙度为1.6。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以4

16、0mm水平底面、40mm的圆柱分别在圆形凸台、固定V形块上实现完全定位，转动活动扳手通过活动V形块对工件进行夹紧。5.1.2 选择定位、夹紧元件（1）选择圆形台阶面，以 40mm的下端面为定位基准面。（2）选择固定V形块，以30mm凸台下方、40mm的圆柱外缘毛坯面定位 , （3）转动活动扳手通过活动V形块对工件进行夹紧。5.1.3 计算夹紧力参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为：=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=1279N。所以，为防止工件在切削扭矩M（Nmm）的

17、作用下打滑而转动所需的夹紧力=KF=4893N=1467N。为防止工件在轴向力F的作用下打滑而轴向移动所需的夹紧力：=1467 N。5.1.4 定位误差计算 （1）加工40mm的平台尺寸的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位面 (40mm的下端面)与固定V形块的最大间隙，故：定位凸台取直径为40（H9）mm，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可

18、知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工40面时轴线平行度 0.15mm 的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基准位移误差是定位面40下端面与定位面间的误差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能满足定位要求。通过定位方案的确定，夹紧力与定位误差的计算和选择了可靠的定位元件以后，就设计出我们所需要的夹具。总结三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养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。在设计过程中，与同学分工设计，

19、和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，也是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次杠杆夹具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了杠杆夹具设计等课程所学的内容，掌握夹具设计的方法和步骤，懂得了怎样分析零件的工艺

20、性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正。参考文献1 机械制造技术基础课程设计 陈立德主编 高等教育出版社 2009.52 机械制造技术基础 陈立德主编 高等教育出版社 2009.53 机械制造工程原理 冯之敬主编 清华大学工业出版社 2004.14 刀具设计手册 袁哲俊,刘华明主编 机械工业出版社 1999.65 机床夹具设计手册 孙已德主编 机械工业出版社 1984.6