机械制造技术课程设计-杠杆加工工艺及钻φ3孔夹具设计.docx

目录序言1设计总说明1设计任务和设计要求2一、对零件进行工艺分析3（一）零件的用途及结构分析3（二）分析零件的技术、工艺要求3二、毛坯的制造方式、简图4（一）确定毛坯的制造方式4（二）绘制毛坯简图4三、制定零件的机械加工工艺路线5（一）加工基准的选择5（三）表面加工方法的确定6（三）加工阶段的划分6（四）工序的集中与分散7（五）确定工艺路线7四、机械加工工序余量的确定,工序尺寸及工时的确定8（一）机械加工工序余量的确定8（二）工序尺寸及工时的确定9五、切削用量以及机床的确定16六、主要加工工序的确定及工序卡设计17七、夹具设计17（一）、设计要求17（二）、指定工序夹具设计的有关计算17（三）定位误差分析18（四）夹具的调整及使用说明19八、课程设计总结20参考文献20序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。杠杆的加工工艺规程和钻牛3孔的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用杠杆来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。设计总说明本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。杠杆加工工艺规程及其铳端面、钻中3孔的夹具设计，包括零件加工的工艺设计、工序设计及专用夹具设计三部分。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。设计任务和设计要求（一）设计任务L熟悉零件图，分析技术条件。2 .选择毛坯。3 .确定各加工表面的加工方法。4 .合理选择各工序的定位基准、计算定位误差。5 .拟定零件的机械加工工艺过程。6 .确定各工序的定位夹紧方案。7 .确定各加工表面的加工余量。8 .选定各工序所使用的加工设备。9 .确定各工序切削用量。10 .填写工艺卡、工序卡。11 .设计指定工序的专用夹具判断切削力与作用位置并计算切削力。计算所需夹紧力。尽可能按1：1比例绘制夹具装配图。12 .编写设计说明书论述设计方案确立的理由和依据（包括工艺方案和夹具设计方案）整理各有关计算主要过程。总结设计结果的优缺点。（二）设计要求L理论联系实际，根据图纸的技术要求做相关的技术分析，提出设计的总体方案。2 .设计过程中要综合运用已学过的相关知识（如机械制图、力学、机械零件设计、金属材料及热处理、公差配合与技术测量、机械制造技术等课程），分析解决工艺设计及专用夹具设计问题，提高综合应用能力。3 .培养工艺设计及夹具机构设计的能力。一、对零件进行工艺分析(一)零件的用途及结构分析题目所给的零件是杠杆，9H9孔套在某固定轴上，6H9孔也各套在轴上，主要是支撑与传动作用。(二)分析零件的技术、工艺要求1.”件不得有气孔裂及及砂眼等缺陷.2.幡件需经时效处理.3.未注盥角为R2X3.4.退火处理.5.未注尺寸公差按GBZT 18M- 2000- C o.未注几何公 差按GB/ T 1184 1996-L.图1-1杠杆零件图L杠杆中16后端面，粗糙度Ra32j2 .杠杆上端12后端面，粗糙度Ra3.2"7z3 .杠杆中16前端面，粗糙度Ra6.34 .杠杆上端中12前端面，粗糙度Ra6.3"7?5 .杠杆下端12前端面，粗糙度Ral2.54%6 .杠杆9H9孔，粗糙度RaL6%7 .杠杆6H9孔，粗糙度Ral.6“8 .杠杆下端中3孔，粗糙度Ra3.2"力9 .杠杆上端中3孔，粗糙度Ral2.5三杠杆中16后端面为基准C,中9H9孔为基准B,与基准C垂直度公差0.04；下端3孔与基准B的平行度公差0.05；上端中3孔与基准B的平行度公差0.05。二、毛坯的制造方式、简图（一）确定毛坯的制造方式杠杆零件材料为QT400,由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1知，杠杆的毛坯制造方式为铸造。（二）绘制毛坯简图技术要求1.铸件不得有气孔裂纹及砂眼等缺陷。2,铺件需经时效处理。3,未注圆角为R2R3.4.退火处理.6.未注尺寸公差按GB/T1804-2000-C.o6.未注几何公差按GB/T1184-1996-L图2-1杠杆毛坯图零件图三、制定零件的机械加工工艺路线(一)加工基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。1 .粗基准的选择如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选杠杆零件中16mm前端面、12mm外圆及另一12mm外圆为粗基准。2 .精基准的选择用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以中16端面、9H9孔和中6H9孔为精基准，满足要求。(三)表面加工方法的确定1 .杠杆中16后端面，采用铳削加工，粗糙度Ra3.2"11,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，两步铳削即粗铳一一精铳方可满足其精度要求。2 .杠杆上端12后端面，采用铳削加工，粗糙度Ra3.222,查机械制造工艺设计简明手册表L4-8知，两步铳削即粗铳一一精铳方可满足其精度要求。3 .杠杆中16前端面，采用铳削加工，粗糙度Ra6.34",查机械制造工艺设计简明手册表L4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。4 .杠杆上端中12前端面，采用铳削加工，粗糙度Ra6.3"11,查机械制造工艺设计简明手册表L4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。5 .杠杆下端中12前端面，采用铳削加工，粗糙度Ral2.5”,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。6 .杠杆9H9孔，采用钻削加工，粗糙度RaI.6，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和表2.3-9知，两步钻削即钻一一校方可满足其精度要求。7 .杠杆中6H9孔，采用钻削加工，粗糙度Ra1.6/#7?,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和表2.3-9知，两步钻削即钻一一校方可满足其精度要求。8 .杠杆下端中3孔，采用钻削加工，粗糙度Ra3.2，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和表2.3-9知，一步钻削即可满足其精度要求。9 .杠杆上端中3孔，采用钻削加工，粗糙度Ra3.2三,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和表2.3-9知，一步钻削即可满足其精度要求。(三)加工阶段的划分按加工的精度高低，加工阶段一般可分为三个阶段：L粗加工阶段主要加工方法有：粗车、粗铳、粗刨、粗锤和钻孔。10 半精加工阶段主要加工方法有：半精车精车、半精铳精铳、半精刨精刨、半精镇精链和扩孔校孔。11 半精加工阶段主要加工方法是各种类型的磨削，也有宽刃精刨、浮动像和刮削在不同的加工阶段不仅所选择的机床、切削用量不同，而且所使用的夹具、刀具、检具的精度也是不同的。从粗加工到精加工，机床、夹具、刀具、检具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高进行变化。因此，在不同的加工阶段应选择合适的加工设备。（四）工序的集中与分散1 .工序集中按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序内完成工件所有表面的加工。2 .工序分散按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。（五）确定工艺路线工序01：粗铳16mm后端面；上端中12mm后端面，留余量0.5mm,Ra6.3n工序02：半精铳16mm后端面；上端中12mm后端面,至图纸要求Ra6.3n工序03：粗铳16mm前端面；上端中12mm前端面，下端12前端面，达图纸要求，Ra6.3n、Ral2.5m工序04：钻孔至中8.8；较中8.8孔至中9卜19,达图纸要求，Ral.6/工序05：钻孔至中5.8；较5.8孔至中6网达图纸要求，RaL6人工序06：钻下端中2.9孔，钱62.9孔至3,达图纸要求，Ra3.2"?工序07：钻上端中3孔mm,Ral2.5"%工序08：去毛刺工序09：清洗工序10：终检四、机械加工工序余量的确定,工序尺寸及工时的确定(一)机械加工工序余量的确定杠杆材料为QT400,由机械制造工艺设计简明手册表1.31知，铸造毛坯精度等级CT9,加工余量等级MA-G,再查机械制造工艺设计简明手册表224可确定各加工表面单边余量，现分述如下：1 .杠杆中16后端面的加工余量杠杆中16后端面单边加工余量2.0mm,粗糙度Ra3.2,由机械