等臂杠杆设计说明书

机械制造技术基础课程设计

课程设计说明书

设计题目:“等臂杠杆”零件的机械加工工 艺规程设计

及夹具设计(中批量生产)

设计者 穆晓军 指导教师 石钢

晋中学院

机械设计制造及其自动化

08级本三班 2011年6月

一. 设计目的:

机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的:

1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。

二、资料查阅与收集任务

1、查阅和收集所给零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工工艺性、主要加工表面的技术要求等;

2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等; 3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意点; 4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备;相应的切削加工用量等;

5、查阅和收集相关加工方法的总余量,工序加工余量、工序尺寸及公差等;

6、其他你认为应收集的相关资料。

目录

序言

一、零件分析................................... ... 二、工艺规程设计.................................. 三、夹具设计....................................... 四、设计心得....................................... 五、参考文献.......................................

序言

机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计)和大部分专业课,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,拟定夹具设计方案,由于能力有限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加以指教。完成夹具结构设计能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

一、零件分析

(一)零件的作用

题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)零件的工艺分析

杠杆的Φ25+0.052mm孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:

本夹具用于在立式钻床上,加工Φ8(H7)孔。工件以Φ25+0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。钻Φ8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承2,当辅助支承2与工件接触后,用螺母1锁紧。要加工的主要工序包括:粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣Φ30凸台的上下表面。加工要求有:Φ40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um(上平台)、Ra3.2(下平台)、Φ10(H7)孔为Ra3.6um、Φ25(H9)和Φ8(H7)孔表面粗糙度都为Ra1.6um。2×Φ8(H7)孔有平行度分别为0.1um(A)、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度为0.1um(A)。杠杆有过渡圆角为R5,则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)钢球检查。

二、工艺规程的设计

(一)、确定毛坯的制造形式。

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。由于年产量为5000件,达到大批生产的水平,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。

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 加工余量加工余量说明

等级

数(mm)

Ф40mm的上下平台

40

F

4 3

加工上下底面 加工上表面

宽度30mm B 30 的平台

Ø30mm的凸 30 台上下面 Φ10(H7)孔

10

G G G G F

3 凸台上下面

3 3 4

加工内孔 加工内孔 加工内孔

Φ8(H7)孔 8 Φ25(H9)孔

25

又由参考文献得出:

主要毛坯尺寸及公差

主要尺寸 零件尺总余量 寸

毛坯尺寸 公差CT

2×Φ8(H7)之 间的中心距离

168

168

4

Φ10(H7)孔尺寸

Φ25(H9)孔尺寸

Φ8(H7)孔尺寸

(二)、基面的选择

10 2.0 10 3

25 3.0 25 4

8 2.0 8 3

(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Ф40mm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Φ40mm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Φ25(H7)的孔。 (2)精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用Φ25(H7)的孔作为精基准。 (三)、工件表面加工方法的选择

本零件的加工表面有:粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣Φ30凸台的平台。材料为HT200,

加工方法选择如下:

1、 Φ40mm圆柱的上平台:公差等级为IT8~IT11,表面粗糙度为

Ra6.3,采用粗铣→半精铣的加工方法,并倒R3圆角。 2、 Φ40mm圆柱的下平台:公差等级为IT7~IT9,表面粗糙度为

Ra3.2,采用采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。 3、 Ø30mm的凸台上下表面:公差等级为IT8~IT11,表面粗糙度

为Ra6.3,采用粗铣→半精铣的加工方法。

4、 钻Φ10(H7)内孔:公差等级为IT8~IT9,表面粗糙度为Ra1.6,

平行度为0.1µm(A),采用钻孔→铰孔的加工方法。

5、 钻Φ25(H9)内孔:公差等级为IT6~IT9,表面粗糙度为Ra3.2,

采用钻孔→扩孔→铰孔的加工方法。

6、 钻Φ8(H7)内孔:公差等级为IT8~IT9,表面粗糙度为Ra1.6,

采用钻孔→铰孔的加工方法。 (四)、确定工艺路线 1、工艺路线方案一:

铸造 时效 涂底漆

工序Ⅰ:粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台 工序Ⅱ:粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序Ⅲ:钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。 工序Ⅳ:扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。

工序Ⅴ:铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。 工序Ⅵ :钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm。 工序Ⅶ:粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。

工序Ⅷ:精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm。 工序Ⅸ:钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。 工序Ⅹ:检验入库。 2、工艺路线方案二:

铸造 时效 涂底漆

工序Ⅰ:粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。 工序Ⅱ:粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序Ⅲ:钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。 工序Ⅳ:钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。

工序Ⅴ:扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。 工序Ⅵ:铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。 工序Ⅶ :钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm。 工序Ⅷ:粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。

工序Ⅸ:精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm。 工序Ⅹ:粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。 工序Ⅺ:精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。 工序Ⅻ:检验入库。

(五):工艺方案的比较和分析:

上述两种工艺方案的特点是:方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准,Ф25(H7)孔作为精基准,所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸,那样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔Ф25,而不进一步加工就钻Ф8(H7),那样就很难保证2×Ф8的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。

(六):选择加工设备及刀、量、夹具

由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。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后。

粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为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,机,刀具选D=2mm的削平型立铣刀专用夹具、专用量具和游标卡尺。

粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。采用X5021立式铣床,刀具选D=2mm的削平型铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。

钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。采用Z535型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀)D=23mm,专用钻夹具,专用检具。

扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。采用立式Z535型钻床,刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。

铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。采用立式Z535型钻床,刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀,并倒1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。

钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。

钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到Φ9.8mm。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Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ9.96mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具。

精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(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。

粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ7.96mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。

精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。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。

(七):加工工序设计

对Φ8(H7)内孔的加工设计。

各工步余量和工序尺寸及公差 (mm)

1

、 钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。

2、 粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。

3、 精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。

这三部工序全都采用Z518机床来进行加工的,故:

(1)取钻2×Ф8(H7)孔的进给量f=0.3mm/r,用插入法求得钻2×Ф8(H7)孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:

n=1000v/d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min

按机床实际转速取n=1000r/min,则实际切削速度为v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.

从参考文献得知:

=9.81×42.7do

M=9.81×0.021(N) (N.m)

求出钻2×Ф8(H7)孔的和M如下:

=9.81×42.7×8×

M=9.81×0.021×××1=1279N ×1=5N.m

根据所得出数据,它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力,故满足机床刚度需求。

(2)取扩孔2×Ф8(H7)的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:扩孔的切削速度为(—)V钻,故取v扩=1/2v钻=1/2×22m/min=11m/min, 由此算出转速n=1000v/d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取机床实际转速n=450r/min。

(3)取铰孔的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速: n=1000v/d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min

按照机床的实际转速n=720r/min。则实际切削速度为: V=dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。

三、夹具的设计

本次的夹具为—工序Ⅸ:钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)而设计的。 本工序所加工的孔是位于Φ30凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因,采用翻转式钻模。

1、 确定设计方案

这道工序所加工的孔在Φ30凸台平面上,且与土台面垂直,平行度△A=0.1。

根据工件结构特点,其定位方案有:

工件以Φ25+0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位。钻Φ8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧。

2 、选择定位元件

(1)选择带台阶面的定位销,作为以φ 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。

(2)选择可调支承钉为φ8(H7)孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件 ,用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度。为增加刚性,在φ8(H7)的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺母将其锁紧。

3、计算夹紧力并确定螺杆直径

因夹具的的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力

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,=KF=1279×3N=3837N,与由此可以知道,选择一个M30的螺旋辅助支承。一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻φ8(H7)孔时,工件为悬臂。

4、定位误差计算

(1)加工φ8H7时孔距尺寸 84± 0.2mm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孔 (φ25H9 )与定位销的最大间隙,故:定位销取直径为φ25H9,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。由此可知此定位方案能满足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。

(2)加工φ8H7孔时轴线平行度 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孔φ25H9与定位面间的垂直度误差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm

所以有:0.03+0.104mm=0.134mm

此方案能满足平行度 0.15mm的定位要求。

五、参考文献

1、伊成湖 李保障 杜金萍 主编,机械制造技术基础课程设计,高等教育出版社,

4、张世昌 李旦 高航主编,机械制造技术基础,高等教育出版社

机械制造技术基础课程设计

课程设计说明书

设计题目:“等臂杠杆”零件的机械加工工 艺规程设计

及夹具设计(中批量生产)

设计者 穆晓军 指导教师 石钢

晋中学院

机械设计制造及其自动化

08级本三班 2011年6月

一. 设计目的:

机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的:

1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。

二、资料查阅与收集任务

1、查阅和收集所给零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工工艺性、主要加工表面的技术要求等;

2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等; 3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意点; 4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备;相应的切削加工用量等;

5、查阅和收集相关加工方法的总余量,工序加工余量、工序尺寸及公差等;

6、其他你认为应收集的相关资料。

目录

序言

一、零件分析................................... ... 二、工艺规程设计.................................. 三、夹具设计....................................... 四、设计心得....................................... 五、参考文献.......................................

序言

机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学(含机床夹具设计)和大部分专业课,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,拟定夹具设计方案,由于能力有限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加以指教。完成夹具结构设计能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

一、零件分析

(一)零件的作用

题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)零件的工艺分析

杠杆的Φ25+0.052mm孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:

本夹具用于在立式钻床上,加工Φ8(H7)孔。工件以Φ25+0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。钻Φ8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承2,当辅助支承2与工件接触后,用螺母1锁紧。要加工的主要工序包括:粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣Φ30凸台的上下表面。加工要求有:Φ40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um(上平台)、Ra3.2(下平台)、Φ10(H7)孔为Ra3.6um、Φ25(H9)和Φ8(H7)孔表面粗糙度都为Ra1.6um。2×Φ8(H7)孔有平行度分别为0.1um(A)、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度为0.1um(A)。杠杆有过渡圆角为R5,则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)钢球检查。

二、工艺规程的设计

(一)、确定毛坯的制造形式。

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。由于年产量为5000件,达到大批生产的水平,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。

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 加工余量加工余量说明

等级

数(mm)

Ф40mm的上下平台

40

F

4 3

加工上下底面 加工上表面

宽度30mm B 30 的平台

Ø30mm的凸 30 台上下面 Φ10(H7)孔

10

G G G G F

3 凸台上下面

3 3 4

加工内孔 加工内孔 加工内孔

Φ8(H7)孔 8 Φ25(H9)孔

25

又由参考文献得出:

主要毛坯尺寸及公差

主要尺寸 零件尺总余量 寸

毛坯尺寸 公差CT

2×Φ8(H7)之 间的中心距离

168

168

4

Φ10(H7)孔尺寸

Φ25(H9)孔尺寸

Φ8(H7)孔尺寸

(二)、基面的选择

10 2.0 10 3

25 3.0 25 4

8 2.0 8 3

(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Ф40mm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Φ40mm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Φ25(H7)的孔。 (2)精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用Φ25(H7)的孔作为精基准。 (三)、工件表面加工方法的选择

本零件的加工表面有:粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣Φ30凸台的平台。材料为HT200,

加工方法选择如下:

1、 Φ40mm圆柱的上平台:公差等级为IT8~IT11,表面粗糙度为

Ra6.3,采用粗铣→半精铣的加工方法,并倒R3圆角。 2、 Φ40mm圆柱的下平台:公差等级为IT7~IT9,表面粗糙度为

Ra3.2,采用采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。 3、 Ø30mm的凸台上下表面:公差等级为IT8~IT11,表面粗糙度

为Ra6.3,采用粗铣→半精铣的加工方法。

4、 钻Φ10(H7)内孔:公差等级为IT8~IT9,表面粗糙度为Ra1.6,

平行度为0.1µm(A),采用钻孔→铰孔的加工方法。

5、 钻Φ25(H9)内孔:公差等级为IT6~IT9,表面粗糙度为Ra3.2,

采用钻孔→扩孔→铰孔的加工方法。

6、 钻Φ8(H7)内孔:公差等级为IT8~IT9,表面粗糙度为Ra1.6,

采用钻孔→铰孔的加工方法。 (四)、确定工艺路线 1、工艺路线方案一:

铸造 时效 涂底漆

工序Ⅰ:粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台 工序Ⅱ:粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序Ⅲ:钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。 工序Ⅳ:扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。

工序Ⅴ:铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。 工序Ⅵ :钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm。 工序Ⅶ:粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。

工序Ⅷ:精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm。 工序Ⅸ:钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。 工序Ⅹ:检验入库。 2、工艺路线方案二:

铸造 时效 涂底漆

工序Ⅰ:粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。 工序Ⅱ:粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序Ⅲ:钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。 工序Ⅳ:钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。

工序Ⅴ:扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。 工序Ⅵ:铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。 工序Ⅶ :钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm。 工序Ⅷ:粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。

工序Ⅸ:精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm。 工序Ⅹ:粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。 工序Ⅺ:精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。 工序Ⅻ:检验入库。

(五):工艺方案的比较和分析:

上述两种工艺方案的特点是:方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准,Ф25(H7)孔作为精基准,所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸,那样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔Ф25,而不进一步加工就钻Ф8(H7),那样就很难保证2×Ф8的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。

(六):选择加工设备及刀、量、夹具

由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。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后。

粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为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,机,刀具选D=2mm的削平型立铣刀专用夹具、专用量具和游标卡尺。

粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。采用X5021立式铣床,刀具选D=2mm的削平型铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。

钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm。采用Z535型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀)D=23mm,专用钻夹具,专用检具。

扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。采用立式Z535型钻床,刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。

铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。采用立式Z535型钻床,刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀,并倒1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。

钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。

钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到Φ9.8mm。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Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ9.96mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具。

精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(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。

粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ7.96mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。

精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。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。

(七):加工工序设计

对Φ8(H7)内孔的加工设计。

各工步余量和工序尺寸及公差 (mm)

1

、 钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。

2、 粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。

3、 精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。

这三部工序全都采用Z518机床来进行加工的,故:

(1)取钻2×Ф8(H7)孔的进给量f=0.3mm/r,用插入法求得钻2×Ф8(H7)孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:

n=1000v/d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min

按机床实际转速取n=1000r/min,则实际切削速度为v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.

从参考文献得知:

=9.81×42.7do

M=9.81×0.021(N) (N.m)

求出钻2×Ф8(H7)孔的和M如下:

=9.81×42.7×8×

M=9.81×0.021×××1=1279N ×1=5N.m

根据所得出数据,它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力,故满足机床刚度需求。

(2)取扩孔2×Ф8(H7)的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:扩孔的切削速度为(—)V钻,故取v扩=1/2v钻=1/2×22m/min=11m/min, 由此算出转速n=1000v/d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取机床实际转速n=450r/min。

(3)取铰孔的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速: n=1000v/d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min

按照机床的实际转速n=720r/min。则实际切削速度为: V=dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。

三、夹具的设计

本次的夹具为—工序Ⅸ:钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)而设计的。 本工序所加工的孔是位于Φ30凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因,采用翻转式钻模。

1、 确定设计方案

这道工序所加工的孔在Φ30凸台平面上,且与土台面垂直,平行度△A=0.1。

根据工件结构特点,其定位方案有:

工件以Φ25+0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位。钻Φ8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧。

2 、选择定位元件

(1)选择带台阶面的定位销,作为以φ 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。

(2)选择可调支承钉为φ8(H7)孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件 ,用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度。为增加刚性,在φ8(H7)的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺母将其锁紧。

3、计算夹紧力并确定螺杆直径

因夹具的的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力

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,=KF=1279×3N=3837N,与由此可以知道,选择一个M30的螺旋辅助支承。一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻φ8(H7)孔时,工件为悬臂。

4、定位误差计算

(1)加工φ8H7时孔距尺寸 84± 0.2mm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孔 (φ25H9 )与定位销的最大间隙,故:定位销取直径为φ25H9,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。由此可知此定位方案能满足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。

(2)加工φ8H7孔时轴线平行度 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孔φ25H9与定位面间的垂直度误差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm

所以有:0.03+0.104mm=0.134mm

此方案能满足平行度 0.15mm的定位要求。

五、参考文献

1、伊成湖 李保障 杜金萍 主编,机械制造技术基础课程设计,高等教育出版社,

4、张世昌 李旦 高航主编,机械制造技术基础,高等教育出版社


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