CA1340杠杆夹具设计.docx

1、CA1340杠杆夹具设计 前言 1一、零件的分析 1二、工艺规程设计 2（一）确定毛坯的制造形式 2（二）制定工艺路线 2（三）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2（四）确定主要切削用量及基本工时 5三、夹具设计 17（一）问题的提出 17（二）夹具设计 17四、 总结 18五、参考文献 19前言 机械制造工艺学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，因此，它在我们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

2、适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零什是CAl340自动车床上的杠杆（见附图），它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配介使用，起制动的作用。 （二）零件的工艺分析分析零件图可知，该杠杆的左、右端面及上下端面的精度要求并不太高，其粗糙度在Ra3.2以上；故可用铣削加工。20H7mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用钻-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。30mm内孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件出了内孔之外

3、，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。30mm内孔较长，需以多步骤加工实现。杠杆共有四组加工表而，现分述如下 1、以中20H7mrn孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个20H7mm的孔及其倒角，粗糙度为Ral.6；尺寸为35mm且与孔20H7mm相垂直的两个平面，粗糙度为Ra3. 2；一个中心轴线与20H7mm孔中心轴线平行且相距11.5mm的圆弧油槽；还有一个与20H7mm的孔轴线成45的油孔3mm，并锪沉头孔。其中20H7mm孔及两端面为主要加工面，并且20H7mm的孔粗糙度为Ral.6、两平面的粗糙度为Ra3.2。2、以10mm孔为中心的加工表面这一组

4、加工表面包括：一个中10mm的孔及M10深18的螺纹；20且与10mm孔相垂直的凸台面，粗糙度为Ra6. 3。 3、以8H7mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个8H7mm的孔，Ral.6；一个Ra6. 3的槽和一个M4mm的螺纹孔，二者旨与8H7mm孔垂直。 4、以8H8mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个8H8mm，深l8mm的孔；以 8H8mm的孔轴线为轴线的20mm的圆；M5的螺纹孔的轴线与8H8mm的孔轴线相互垂直；还有一个是与8H8mm的孔轴线相互垂直的下端面，其粗糙度为Ra6.3。其中，下端面为主要加工表面。由以上分析叫知，对于这四组加工表面而言，叫以先加工一

5、面一孔，以它们为精准加工其它表向。另外，该零什结构简单，工艺性好。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 零件的材料为球墨铸铁QT50-l. 5。考虑到零件结构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件应该达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在l2kg以下，故可采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是可以的。（二）制定工艺路线1 铣35圆柱两端面、20凸台面。2 铣20圆柱端面3 扩、粗铰20H7孔4 钻M10螺纹加工孔、钻8H7加工孔 、攻丝M10深8、粗铰、半精铰、精铰8H7孔5 钻8H8加工孔、粗铰、

6、精铰8H8孔6 钻M4螺纹加工孔、攻丝M47 钻M5螺纹加工孔、攻丝M58 钻3孔、锪沉孔60深39 粗铣、精铣8+0.20槽10 精铰20H7孔11 去毛刺、检验12 防锈、包装（三）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “Cl340半自动车床杠杆”零件材料为QT50-l. 5，生产类型为大批生产，采用机器造型，金属模铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、20孔外端面的加工余量（加工余量的计算成本长度为66）加工余量训算表如下： 工序加工 尺寸及公差铸件毛坯（20两端面尺寸66）粗铣两端面半精铣两端面加工前尺寸最大7068最

7、小6866加工后尺寸最大706866最小686666加工余量（单边）2最大10.5最小10.5 (l)按照金属机械加工工艺人员于册表12-2，取毛坯的单边加工余量Z=2mmm，铸件尺寸精度等级为5，固偏差为1。 (2)半精铣余量：单边为Z=0.5mm，（见简明机械加工工艺于册表1-22）加工精度等级为IT11。 (3)粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为Z=l. 5mm， (简明机械加工工艺于册表1-22)，加工精度等级为ITl2。2、Ml0螺纹孔外端面的加工余量 (l)按照金属机械加工工艺人员于册表12 2，取毛坯的单边加工余量Z=2mrn，铸件尺寸精度等级为5，固偏差为0.5。 (2)

8、半精铣加工余量：单边为Z=0.5mm见简明机械加工工艺手册表1-22）加工精度等级为IT11。 (3)粗铣加工余量：单边为Z=2-0. 5=1. 5mm，分两次走刀，固每次加工量为Z /2=0. 75mm，加工精度等级为ITl2。加工余量训算表（零件尺寸28）工序 加工余量（单边） 工序尺寸半精铣 0 .5mm 28粗铣（两次） l.5mm 30毛坯 2. 0mm 32 3、8孔的加工余量，孔的精度要求为IT7，金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为钻孔 7. 8mm粗铰 7. 96mm Z=0.16mm精铰 8.0H7 mm Z=0.04mm4、20孔的加工余量，孔的精度

9、要求为IT7，金属机械加工工艺人员手册表13- 14，确定工序尺寸及余量为 毛坯孔 l8mm 0 扩孔 19. 8mm Z=1.8mm 粗铰 19. 94mm Z=0.14mm 精铰 20H7 mm Z=0.05mm 5、8孔的加工余量，孔的精度要求为IT8，金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为 钻孔 8. 2mm 6、尾部槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为粗铣 4mm半精铣 6mm Z=2mm（四）确定主要切削用量及基本工时（1） 铣35圆柱两端面、20凸台面。选用机床：X52K立式铣床。1、粗铣35孔的两端面零件材料为球墨铸铁

10、QT50-l.5，故可用高速钢直齿三而刃圆盘铣刀。查简叫机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径D=125mm，粗齿，Z=20齿。由于粗铣加工单边余量为2mm，小于5mm，故铣削宽度a=2mm。查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表11-69可知，fz=0.06-0.12mm/z 取fz=0. 1mm齿。查工艺手册表14-77，取u=38mm/min则 n =1000u/d =96 (r/min)根据机床使用说明书，查表3 29，取主轴实际转速n=100r/min，则实际切削速度 v= dn /1000=39. 27 (r/min)当n=l00r/min时，刀具

11、每分钟进给量fx应为fx= fzZn=0.120100=200 (mm/min) -查机床说明书，取实际进给速度fz=205mm/min，则实际进给量： fz=fx/zn=0.1025(mm/Z) 切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1. 7mm.超出长度L2=3mm于是行程长度为L0+Ll+L2，则机动工时为 Tm= (L0+Ll+L2) /fx= (35+1. 7+3)/205=0. 19 (min)2半精铣35孔两端面选用高速钢直齿三而刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm，z=20齿。由于加工余量0. 5mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=0.5mm查工艺手册表14-69

12、，f=0. 060. 12mm啮，取f=0. 08mm/z查工艺手册表14- 77，取U=45mm/min，则 N=1000u/d=ll4. 6 (r/min)根据机床使用说明书，查表3 29，取主轴转速n=125r/min，则实际切削速度 Uc=dn/1000=49 (m/min)当n=125r/rnin时，工作俞每分钟进给量fx为 fx=fnz=O. 0820125=200 (mm/min)查机床使用说明书，取刀具实际进给速度为fx=205（mm/min）， 则实际进给量为：f=fx/zn=2.5/(20125)=0.082(mm/z)切削工时：有粗铣加工可知，刀具行程为L0+L1+L2，

13、则机加工时为 t=(L0+L1+ L2)/ fx=(35+1.7+3)/205=0.19 粗铣，半精铣中20凸台而。选用机床：X52K立式铣床。 1、粗铣20凸台而 零件材料为球墨铸铁QT50-l.5，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径d=120mrn，粗齿，Z=20齿。 由于粗铣加工单边余量为1.5mm，小于5mm，故铣削宽度a=1. 5mm。 查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表11-69可知，fz=0 06-0.12mrn/z，取fz=0.1mm齿。 查工艺手册表14-77，取u=38m/min则 N=1000

14、u/d=100(r/min)根据机床使用说明书，查表3.29，取实际转速n=100r/min，则实际切削速度V=dn/1000=37.68(r/min) 当n=1000r/min时，刀具每分钟进给量fm应该为： = fzzn=0.120 100=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度f=205mm/min,则实际进给量F=f/zn=0.1025(mm/z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1.5mm，超出长度L2=2mm。于是行程长度为L0+L1+L2,则机加工时为： T=(L0+L1+L2)/f=(20+1.5+2)/205=0.12(min)2、半精铣20凸台面。

15、选用机床：X61W立式铣床。 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=120mm,z=20齿由于加工余量0.5mm，查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=0.5mm查工艺手册表14-69，f=0.06-0.12mm/z,取f=0.08mm/z 查工艺手册表14-77，取U=45m/min,则 N=1000u/d=119.4(r/min)根据机床使用说明书，查表3.29，取实际转速n=125r/min，则实际切削速度V=dn/1000=47.1(m/min) 当n=1000r/min时，刀具每分钟进给量fm应该为： fm= fzn=0.0820 125=200(mm/min)查机床说明书，取实际进

16、给速度f=205mm/min,则实际进给量F=f/zn=205/(20120)=0.085(mm/z)切削工时：有铣削加工可知，刀具行程为L0+L1+L2,则机加工时间T=(L0+L1+L2)/f=(20+1.5+2)/205=0.12(min)（2） 铣20圆柱端面 选用机床：X52K立式铣床。1、粗铣20圆柱端面零件材料为球墨铸铁QT50-l.5，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径d=120mrn，粗齿，Z=20齿。由于粗铣加工单边余量为1 .5mm，小于5mm，故铣削宽度=1. 5mm。查机械加工工艺人员手册（简称

17、工艺手册）表11-69可知，fz=0 06-0.12mrn/z，取fz=0.1mm齿。查工艺手册表14-77，取u=38m/min则 N=1000u/d=100(r/min)根据机床使用说明书，查表3.29，取实际转速n=100r/min，则实际切削速度V=dn/1000=37.68(r/min) 当n=1000r/min时，刀具每分钟进给量fm应该为： fm= fzzn=0.120100=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度f=205mm/min,则实际进给量F=f/zn=0.1025(mm/z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1.5mm，超出长度L2=2mm。

18、于是行程长度为L0+L1+L2,则机加工时为： T=(L0+L1+L2)/f=(20+1.5+2)/205=0.12(min)2、半精铣20凸台面。选用机床：X61W立式铣床。 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=120mm,z=20齿由于加工余量0.5mm，查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=0.5mm查工艺手册表14-69，f=0.06-0.12mm/z,取f=0.08mm/z 查工艺手册表14-77，取U=45m/min,则 N=1000u/d=119.4(r/min)根据机床使用说明书，查表3.29，取实际转速n=125r/min，则实际切削速度V=dn/1000=47.1(m/m

19、in) 当n=1000r/min时，刀具每分钟进给量fm应该为： fm= fzn=0.0820 125=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度f=205mm/min,则实际进给量F=f/zn=205/(20120)=0.085(mm/z)切削工时：有铣削加工可知，刀具行程为L0+L1+L2,则机加工时间T=(L0+L1+L2)/f=(20+1.5+2)/205=0.12(min)（3） 扩、粗铰20H7孔 选用机床：Z550立式钻床 1、扩20孔选用高速钢扩孔钻，d=19mm，单边切削深度a=0. 9mm。根据有关资料介绍，利用扩钻进行扩孔时，其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔

20、时的进给量和切削速度之关系为 F=(1 2l. 8)f钻 U- (1/213)U钻式中，f钻、U钻一一加工实心孔的切削用量。现已知：F 钻=0. 5mm/rU钻=0.35m/s=2lm/minF=l. 5f钻=1.50.5=0.75 (mm/r) 简明手册U=0.4U钻=0.421=8.4 (m/min) 简明手册 n=1000u/d=10008.4/(19)=133.76 (r/min)按机床使用说明书取n=140r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=20140/1000=8.79(m/min) 切削工时：查工艺手册表15-8可得，L1=11. 5mm. L2=3mm，则扩钻2

21、0孔的机动工时为 T.= (L+L1+L2) /f n.=(66+11. 5+3)(0. 75140) =0. 77 (min)2、粗铰19. 94孔选用硬质合金铰刀，d=19. 94mm，单边切削深度a=Z/2=0. 14/2=0. 07mm。查工艺手册表14-60可知，f=1-2mm/r，取f.=1mm/r查工艺手册表14 -60，取U=45m/min，则 n=1000u/d=100045/(19.94)=718(r/min)按机床使用说明书取n=140r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=19.94680/1000=42.60(m/min) 切削工时：查工艺手册得L1=l.

22、 10mm，L2=22mm.则粗铰中19. 94孔的机加工时为T= (L+L1+L2) /f n.=(66+1.10+22)(1680) =0.139 (min)（4） 钻M10螺纹加工孔、钻8H7加工孔 、攻丝M10深8、粗铰、精铰8H7孔 选用机床：Z550立式钻床1、钻M10螺纹加工孔选用高速钢麻花钻，d=9mm，单边切削深度a=d/2=9/2=4.5mm。查简明手册表ll-l0，f=0. 220 26mm/r.按机床使用说明书取f=0.22mm/r查简明手册表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，则n=1000u/d=100012/(9)=424(r/min)按机床使用说明

23、书取n=500r/min，所以实际切削速度为V=dn/1000=9500/1000=14.137(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，则钻7 .8孔的机动工时为：T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)(0.22500) =0.625(min)2、钻7. 8孔选用高速钢麻花钻，d=7. 8mm，单边切削深度a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。查简明手册表ll-l0，f=0. 220 26mm/r.按机床使用说明书取f=0.22mm/r查简明手册表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，则n=1000u/d=100012

24、/(7.8)=489.7(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min，所以实际切削速度为V=dn/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，则钻7 .8孔的机动工时为：T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)(0.22545) =0. 57 (min)3、粗铰7 .96孔选用高速钢铰刀，d=7. 96mm，单边切削深度a=z/2=0. 16/2=0. 08mm。查简明手册，按机床使用说明书取f=0. 8lmm/r。查简明手册表11-19，取U=0. 22m/s=13. 2m/min，则

25、 n=1000u/d=100013.2/(7.96)=5247.85(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=7.96545/1000=13.36(m/min) 切削工时：查工艺手册得L1=1. 08mm，L2=11mm，则粗铰8H7孔的机动工时为T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)(0.81545) =0.191 (min)4、精铰8H7孔选用高速钢铰刀，d=8H7mm，单边切削深度a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。查简明手册，按机床试用说明书取f=0. 8lmm/r。查简明手册表11-19，取U=

26、0. 278m/s-16. 68m/min，则 n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=8680/1000=17.1(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1. 02mm，L2=llmm，则精铰中H7mm两孔的机动工时为 T=2 (L+Ll+L2)/f n=2(30+1. 02+11)(0. 81680) =0. 153 (min)5 、攻丝M10深8查工艺手册表11-49，选用M10丝锥，螺距P=1.5mm，则进给量f=1.5mmr查工艺手册表11-94，取v=6.88m/mi

27、n，则 n =l000u/n d=10006.8/(10)=216 (r/min)按机床使用说明书取n=251/min.所以实际切削速度为 V=dn/1000=10251/1000=7.88(m/min) 切削工时：查工艺手册得L1=2mm，L2=1.4mm，则攻M10螺纹孔的机动加工时间为： T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.4)(1.5251) =0.030 (min)(5) 钻8H8加工孔、粗铰、精铰8H8孔 选用机床：Z550立式钻床1、钻7. 8孔选用高速钢麻花钻，d=7. 8mm，单边切削深度a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。查简明手册表ll-l0，f=0. 22

28、0 26mm/r.按机床使用说明书取f=0.22mm/r查简明手册表11-12，取v=0. 2m/s=12m/min，则n=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min，所以实际切削速度为V=dn/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=3. 4mm，L2=1.0mm，则钻7 .8孔的机动工时为：T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)(0.22545) =0. 57 (min)2、粗铰7 .96孔选用高速钢铰刀，d=7. 96mm，单边切削深度a=z/2=0.

29、16/2=0. 08mm。查简明手册，按机床使用说明书取f=0. 8lmm/r。查简明手册表11-19，取U=0. 22m/s=13. 2m/min，则 n=1000u/d=100013.2/(7.96)=5247.85(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=7.96545/1000=13.36(m/min) 切削工时：查工艺手册得L1=1. 08mm，L2=11mm，则粗铰8H7孔的机动工时为T.=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)(0.81545) =0.191 (min)3、精铰8H8孔选用高速钢铰刀，d=8H7mm，单边切削深度a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。查简明手册，按机床试用说明书取f=0. 8lmm/r。查简明手册表11-19，取U=0. 278m/s-16. 68m/min，则 n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min，所以实际切削速度为 V=dn/1000=8680/1000=17.1(m/min) 切削工时：查工艺手册得L1=1. 02mm，L2=llmm，则精铰8H8mm两孔的机动工时为 T=2 (L+Ll+L2)/f n=2