杠杆一 1钻φ20H7孔夹具设计.docx
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杠杆一1钻φ20H7孔夹具设计
辽宁工程技术大学
课程设计
题目：
设计“杠杆”零件加工工艺规程及钻削Φ20H7孔工序专用夹具
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：
摘要
机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.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,得到解决问题和分析问题能力的初步培养，因此,它在我们四年的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适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
Abstract
Afterthemachinemanufacturetechnologybasecurriculumprojectwaswestudiesuniversity'scompletebasiccourse,thetechnicalbasiccourseaswellasthemajorityofprofessionalcourses,carriedon.Thisiswebeforecarryingonthegraduationprojecttostudiesvariouscurriculaathoroughcomprehensivetotalreview,isalsoaapplytheorytorealitytraining,issolvedtheproblemandtheanalysisquestionabilitypreliminaryraise,therefore,itholdstheimportantstatusinwefouryearuniversitylife.
Tomyownopinion,Ihopedthatcantheworkwhichownwillbeengagedinthefuturecarryonanadaptabilitytrainingthroughthiscurriculumproject,Exercisesitselftoanalyzethequestion,tosolvethequestionability,willparticipateinthemotherlandforthepresent“theFourModernizations”theconstructiontobuildagoodfoundation.
目录
1杠杆的工艺性分析1
1.1杠杆的用途1
1.2杠杆的技术要求1
1.3确定杠杆的生产类型1
2、确定毛坯，绘制毛坯简图1
2.1选择毛坯1
2.2确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量2
2.2.1公差等级2
2.2.2铸件重量2
2.2.3铸件的材质系数2
3拟定工艺路线3
3.1选择定位基准3
3.1.1粗基准的选择3
3.1.2精基准的选择3
3.1.3表面加工方法的确定3
3.2拨叉零件各表面加工方案及加工余量4
3.3确定工艺路线4
3.4确定切削用量，时间定额5
3.4.1切削用量的计算5
3.4.2时间定额的计算6
4夹具设计7
4.1定位基准选择7
4.2定位元件的选择7
4.3夹具设计及操作的简要说明7
4.4定位误差分析7
4.5夹具设计及操作的简要说明8
5设计新得8
参考文献9
1杠杆的工艺性分析
1.1杠杆的用途
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。
1.2杠杆的技术要求
杠杆零件技术要求表
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等级
表面粗糙度Ra（μm）
杠杆中间圆住上下面
43±0.05
IT12
3.2
杠杆左端44上下面
43±0.05
IT12
3.2
杠杆右端18上下面
18
IT12
6.3
杠杆左端22内表面
22±0.15
IT12
3.2
杠杆左端28内表面
28
IT12
3.2
钻、粗铰、精铰Φ20H7孔
Φ20H7
IT7
1.6
车M12的螺纹
12
杠杆右端24H8内上下面
24H8
IT7
1.6
杠杆右端32内表面
32
IT12
3.2
1.3确定杠杆的生产类型
依设计题目知：
N=4000件/年，杠杆重量为1.0kg，杠杆属轻型零件。
该杠杆的生产类型为大批生产
2、确定毛坯，绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
零件的材料HT150。
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4000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，表面质量与机械性能均好，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。
2.2确定铸造杠杆毛坯尺寸公差及机械加工余量
2.2.1公差等级
由于杠杆的功用和技术要求。
确定该零件的公差等级为普通级.
2.2.2铸件重量
已知机械加工后杠杆件的重量为1kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1.5kg。
2.2.3铸件的材质系数
由于该拨叉材料为HT200，是碳的质量分数大于0.65%的碳素钢，该铸件的采制系数属M2级。
杠杆铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量
铸件重量/kg
包容体重量/kg
形状复杂系数
材料系数
公差等级
1.5
1
S2
M1
普通级
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
宽度44
1.4
48.2±2.8
厚度24H8
1
20.7±2.3
厚度22
1
18.7±2.3
孔径ø20H7
1
16.7±2.3
3拟定工艺路线
3.1选择定位基准
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
3.1.1粗基准的选择
以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
3.1.2精基准的选择
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。
3.1.3表面加工方法的确定
根据拔叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
备注
杠杆中间圆住上下面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆左端44上下面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆右端18上下面
IT12
6.3
粗铣
表1-8
杠杆左端22内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆左端28内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
钻、粗铰、精铰Φ20H7孔
IT7
1.6
钻-粗铰-精铰
表1-8
车M12的螺纹
攻螺纹
表1-8
杠杆右端24H8内上下面
IT7
1.6
粗铣-半精铣
表1-8
杠杆右端32内表面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
3.2拨叉零件各表面加工方案及加工余量
3.3确定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。
查《机械制造工艺设计简明手册》，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序号
工序称名
工序内容
设备
工艺装备
00
10
铣
1.粗铣杠杆上下面
立式铣床x51
高速钢套式立铣刀、游标卡尺、专用夹具
2.粗铣杠杆左端44上下面
3.粗铣杠杆右端18上下面
4.粗铣杠杆左端22内表面
5.粗铣杠杆左端28内表面
20
钻
钻、粗铰、精铰ø20H7孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺
30
铣
1.半精铣杠杆中间圆柱上面
立式铣床x51
高速钢套立铣刀、游标卡尺、专用夹具
2.半精铣杠杆左端44上下面
3.半精铣杠杆左端22内表面
40
车
1.车倒角1x45°
转塔式六角车床
45°偏刀
2.车倒角1.5x45°
50
钻
用直径为10.5的钻钻空
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
60
板牙
攻M12的螺纹
70
铣
1.粗铣杠杆右端24H8内上下面
立式铣床x51
高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具
夹具
2.粗铣右端32内表面
80
铣
半精铣杠杆右端24H8内上下面
立式铣床x51
高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具
90
热处理
杠杆左右叉局部淬火
淬火机
100
校正
校正杠杆右端拨叉上下面平行度
校正工具、游标卡尺
110
磨
磨杠杆中间圆柱两端面至44-0.-0.1，对Φ20H7的圆跳动为0.05
M7120A
砂轮1-350×40×127-WA46K5V，磨夹具游标卡尺
120
辅助
清洗
清洗机
130
检
终捡
3.4确定切削用量，时间定额
工步20钻，粗铰，精铰直径为10毫米的孔
3.4.1切削用量的计算
﹙1﹚钻孔工步
钻孔至直径为Φ20H7，Ra1.6um
1）背吃刀量为aP=19.8mm
2）进给量由表查5-22得f=0.2mm/r
3）切削速度计算由表5-22得v取18m/min。
由公式5-1计算的钻头转速为734.93r/min,参照表4-9选取主轴转速为n=960r/min.在有公式算出.v=23.5m/min.
﹙2﹚粗铰工步
1）背吃刀量为aP=0.16mm
2）进给量由表查5-22得f=1mm/min
3）切削速度计算由表5-22得v取3m/min。
由公式5-1计算的钻头转速为120r/min,参照表4-9选取主轴转速为n=140r/min.在有公式算出.v=3.49m/min.
﹙3﹚精铰工步
1）背吃刀量aP=0.04mm
2）进给量由表查5-22得f=0.8mm/min
3）切削速度计算由表5-22得v取4m/min。
由公式5-1计算的钻头转速为159r/min,参照表4-9选取主轴转速为n=195r/min.在有公式算出.v=4.89m/min.
3.4.2时间定额的计算
钻孔工步
基本时间=（25+4。
6+1）/392*0。
1=46。
8秒
辅助时间=0。
15*46。
8=7。
02秒
其它时间=0。
06*46。
8=2。
81秒
钻孔的单件时间=46。
8+7。
02+2。
81=56。
63秒
粗铰工步
基本时间=（25+0。
37+15）/97*0。
4=62。
4秒
辅助时间=0。
15*62。
4=9。
36秒
其它时间=0。
06*62。
4=3。
74秒
粗铰的单件时间62。
4+9。
36+3。
74=75。
5秒
精铰工步
基本时间=（25+0。
19+13）/97*0。
3=78。
6秒
辅助时间=0。
15*78。
6=11。
79秒
其它时间=0。
06*78。
6=4。
72秒
精铰的单件时间=78。
6+11。
79+4。
72=95。
11秒
因此，加工10毫米孔的单件时间为
56．53+75。
5+95。
11=227。
14秒
4夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
并设计工序20——钻、粗铰、精铰ø20H7孔的夹具。
本夹具将用于四面组合式钻床
4.1定位基准选择
由零件图可知，，Φ20为圆柱孔，为使定位误差为零，应该选择杠杆右端面为定位基准保证基准重合。
此外，还应以杠杆中间圆柱下端面为基准，从而保证加工位置。
4.2定位元件的选择
夹具的主要定位元件为两个定位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配杠杆两端的尺寸与公差相同，即由两个支撑板就可以。
4.3夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。
为此，设计采用了快换装置。
拆卸时，松开夹紧螺母1~2扣，拔下划块，实现工件的快换。
攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺纹加工。
4.4定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差的确定。
夹具的主要定位元件为两个定位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配杠杆两端的尺寸与公差相同。
（2）计算钻套中心线与工作台的度误差。
钻套外径
与衬套孔
的最大间隙为：
衬套外径
与钻模板孔
的最大间隙为：
则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：
0.026-0.005=0.021。
（3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。
定位销轴与夹具体孔的最大间隙为：
夹具体孔的长度为14mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为：
0.034/14，即0.24/100。
4.5夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。
为此，设计采用了快换装置。
拆卸时，松开夹紧螺母1~2扣，拔下开口垫圈，实现工件的快换。
攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行钻孔加工。
5设计新得
作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。
在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。
在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。
为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。
我们是在作设计，但我们不是艺术家。
他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，我就简单的学历学CAD，刚开始时觉得好难，就是因为没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，效率不是很高。
边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。
但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
参考文献
1.《机械制造工艺设计简明手册》作者：
李益民，出版社：
机械工业出版社，出版日期：
1999-10-1
2《金属切削技术基础手册》主编：
陈宏钧，出版社：
机械工业出版社，出版日期2006
3《刀具设计手册》主编：
刘华明，出版社：
机械工业出版社，出版日期：
1999
4《互换性与测量技术基础》主编：
王伯平，出版社：
机械工业出版社，出版日期2007.5
5《机床夹具设计》主编：
薛源顺，出版社：
机械工业出版社，出版日期2000.6
6《公差与配合实用手册》主编方昆凡，出版社：
机械工业出版社出版日期2006.2
7《机械设计制图手册》主编：
黄廷合译，出版社：
科学出版社，出版日期：
2006.12
8《机械设计手册》编著：
机械设计手册编委会，出版社：
机械工业出版社，出版日期：
2004-8
9《AutoCAD中文版机械制图教程》作者：
北京市计算机绘图教育研究中心，出版社：
上海科学普及出版社，出版日期：
2006.1
10《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》主编：
吴拓，方琼珊，出版社：
机械工业出版社，出版日期：
2006-1-1
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