设计图号JK07左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程和钻M10螺纹底孔夹具设计.docx
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设计图号JK07左摆动杠杆零件的机械加工工艺规程和钻M10螺纹底孔夹具设计
毕业设计（论文）
JK07零件的机械加工工艺规程和夹具设计
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指导老师
二Ο一五年1月日
摘 要
本课题是对JK07零件进行机械加工工艺规程和夹具设计，设计钻M10螺纹底孔的专用夹具，包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：
JK07零件，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差
Abstract
ThistaskisthemachiningprocessplanningandfixturedesignofJK07parts,thedesignofspecialfixtureM10threadbottomholedrilling,,includingmachiningprocessdesignandfixturethree.Inprocessdesignshouldfirstofallpartsforanalysis,tounderstandpartoftheprocesstodesignblankstructure,andchoosethegoodpartsmachiningdatum,designtheprocessroutesoftheparts;thenthepartsofeachstepintheprocesstothesizecalculation,thekeyistodeterminethecraftequipmentandthecuttingdosageofeachworkingproceduredesign;thenthespecialfixture,thefixtureforthevariouscomponentsofthedesign,suchastheconnectingpartpositioningdevices,clampingelement,aguideelement,fixtureandmachinetoolsandothercomponents;positioningerrorcalculatedbytheanalysisoffixture,jigstructuretherationalityandthedeficiency,payattentiontoimprovingandwilldesignin.
Keywords:
JK07,process,cuttingdosage,clamping,positioning
一、左摆动杠杆的工艺分析
图1.1
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=F2•L2。
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，欲使杠杆达到平衡，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
表1.1左摆动杠杆的零件技术要求
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
um
左摆动杆上面
177
IT9
3.2
左摆动杆右面
IT9
3.2
左摆动杆左面
IT9
3.2
右图H8孔
IT8
1.6
右图孔
IT7
1.6
左图孔及M10螺纹
M10
IT8
6.4
中图盲孔
*18
IT8
6.4
左图孔
IT7
1.6
2mm槽
2
IT8
3.2
8mm槽
8
IT8
3.2
1.3左摆动杠杆的工艺分析
分析零件图可知，左摆动杠杆的上、左和右端面的粗糙度要求较高，为3.2，所以需要进行切削加工。
而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。
零件中几个孔的要求较高，粗糙度为3.2，但孔的直径较小，所以采取钻、粗铰，精铰的加工以确保精度等级。
零件中对形位公差的要求并不高。
由此，该零件加工方便，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：
N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75
左摆动杠杆重量为0.9kg，由表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。
二、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。
该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。
毛坯的薄膜斜度为
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表2-10和表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素
2.2.1公差等级
由左摆动杠杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。
2.2.2锻件重量
已知机械加工后的左摆动杠杆的重量为1.2Kg，由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为2.3Kg
2.2.3锻件形状复杂系数
对左摆动杠杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即179mm，
32mm，24mm。
（详见毛坯图）;由公式（2-3）和（2-5）可以计算出锻件的复杂系数
2.2.4锻件材质系数
由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。
2.2.5零件表面粗糙度
由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um
根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二
表2.1左摆动杠杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量
项目
机械加工余量/mm
尺寸工差/mm
毛坯尺寸/mm
备注
左摆动杠杆左端面
2*2=4
2.5
表2-1至表2-5
左摆动杠杆中端面
2*2=4
2
表2-1至表2-5
左摆动杠杆上端面
2*2=4
1.6
表2-1至表2-5
φ12孔
2*2=4
1.7
表2-1至表2-5
φ15孔
2*2=4
1.7
表2-1至表2-5
φ12孔
2*2=4
1.7
表2-1至表2-5
M10mm螺纹孔
2*2=4
1.7
表2-1至表2-5
φ6孔
2*2=4
1.7
表2-1至表2-5
φ12盲孔
2*2=4
1.7
5
表2-1至表2-5
8mm槽
2*2=4
0.5
表2-1至表2-5
2mm槽
2*1=2
0.5
0
表2-1至表2-5
三、拟定左摆动杠杆工艺路线
3.1定位基准的选择
定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再确定粗基准。
3.1.1精基准的选择
根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择左摆动杠杆的上端面和左端面为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。
另一方面，我们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证“基准重合”的原则。
最后一方面，以这两个面为定位基准，在加紧方便。
3.1.2粗基准的选择
作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。
本例选择右端面为粗基准。
3.2表面加工方法的确定
根据左摆动杠杆零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法。
如表3.1所示
表3.1左摆动杠杆各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/um
加工方案
备注
左端面
IT9
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
右端面
IT9
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
上端面
IT9
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
H8孔右图
IT8
1.6
钻-粗铰-精铰
表1-7
孔
IT7
1.6
钻-精铰
表1-7
H8孔
IT7
1.6
钻-粗铰-精铰
表1-7
攻螺纹M10
IT8
6.4
钻-攻螺纹
孔左图
IT8
6.3
钻-铰
表1-7
盲孔
IT8
1.6
钻-粗铰-精绞
表1-7
8mm的槽
IT8
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
2mm槽
IT12
6.3
粗铣
表1-8
3.3加工阶段的划分
该左摆动杠杆的质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先应该将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度;然后粗钻其他的一些孔，再粗铰、、的孔；在精铰刀加工阶段，完成粗糙度为1.6的孔的精铰加工。
3.4工序的集中与分散
由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。
采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。
3.5工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-左端面与上端面；遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。
3.5.2热处理工序
模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为241-285HBS，并进行酸洗，喷丸处理。
喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。
3.5.3辅助工序
半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序;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：
基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-热处理-主要孔的精加工
3.6确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了杠杆的工艺路线
表3.2杠杆的工艺路线
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗铣左右端面及上下端面
X51铣床
面铣刀
游标卡尺
2
半精铣左端面，上端面，右端面
X51铣床
面铣刀
游标卡尺
3
倒R=3mm圆角
X51铣床
车刀
游标卡尺
4
钻-粗铰-精绞*18盲孔
Z515钻床
麻花钻铰刀
游标卡尺
5
钻-粗铰-精铰孔H8
Z515钻床
麻花钻铰刀
游标卡尺
6
钻-粗铰-攻螺纹M10
Z515钻床
麻花钻铰刀
游标卡尺
7
钻-粗铰-精铰孔*2
Z515钻床
麻花钻铰刀
游标卡尺
8
钻-精铰孔
Z515钻床
麻花钻铰刀
游标卡尺
9
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