銑床（等臂）杠桿 加工工藝和鉆φ25孔夾具設(shè)計[版本2][含CAD圖紙和文檔所見所得]

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大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 機(jī)械加工工藝過程卡片 零 件 號 零件名稱 01 杠桿 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1、 粗精銑杠桿中間小平面 立式銑床 X5012 專用夾具 鑲齒套式面銑刀 80 JB/T 7954—1999 游標(biāo)卡尺 100mm 2、 粗銑杠桿中間大平面 立式銑床 X5012 專用夾具 鑲齒套式面銑刀 80 JB/T 7954—1999 游標(biāo)卡尺 100mm 3、 粗銑杠桿左面平面 立式銑床 X5012 專用夾具 鑲齒套式面銑刀 80 JB/T 7954—1999 游標(biāo)卡尺 50mm 4、 粗銑杠桿右面平面 立式銑床 X5012 鑲齒套式面銑刀 80 JB/T 7954—1999 游標(biāo)卡尺 50mm 5、 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25孔 立式銑床 Z550 專用夾具 錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔鉆、錐柄機(jī)用鉸刀 25GB/T1438.1-1996 25 GB/T1141-1984 25 GB/T1133-1984 游標(biāo)卡尺、塞尺 50mm 330s 6、 Φ25孔倒角 立式銑床 X5012 專用夾具 90錐面锪鉆 40 GB/T1143-1984 7、 鉆、粗鉸、精鉸Φ8、Φ10孔 臺式鉆床 Z512 專用夾具 錐柄麻花鉆、錐柄機(jī)用鉸刀 8 GB/T1438.1-1996 10GB/T1438.1-1996 8 GB/T1133-1984 10 GB/T1133-1984 游標(biāo)卡尺、塞尺 50mm 8、 去毛刺 鉗工臺 游標(biāo)卡尺、塞尺百分表等 9、 檢驗 班級 機(jī)制1041 姓名 鐘景飛 編制日期: 2007-7-8 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 共 8 頁 產(chǎn)品名稱 零件名稱 杠桿 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金工車間 1 粗精銑杠桿中間小平面 HT200 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 Z550 01 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 00.11.18 專用夾具 工序工時 準(zhǔn)終 單件 330s 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削速度 (m/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 進(jìn)給次數(shù) 工時定額 機(jī)動 輔助 1、 鉆孔至23.0mm 錐柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 250 18 0.4 23 1 38.22s 5.73s 2、 擴(kuò)孔至24.8mm 錐柄擴(kuò)孔鉆 游標(biāo)卡尺 47 3.66 1.2 1.8 1 63.3s 9.5s 3、 粗鉸至24.94mm 錐柄機(jī)用鉸刀 游標(biāo)卡尺 47 2.5 1.0 0.14 1 88.8s 13.32s 4、 粗鉸至25.0mm 錐柄機(jī)用鉸刀 塞尺 63 4.95 0.8 0.06 1 79.8s 11.97s 大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械系 班級：機(jī)制1041 姓名： 鐘景飛 編制日期 ： 2007-7-8 技術(shù)要求 1.鑄件不得夾沙、裂紋、砂眼、縮孔等鑄造缺陷 2.銳角倒圓R0.1 3.去毛刺銳邊 目錄 一、 零件的分析--------------------------------------1 二、 確定的毛坯寸------------------------------------2 三、 擬定工藝路線（附機(jī)械加工工藝過程卡片） 四、 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定----------３ 五、 工序5-鉆孔-擴(kuò)孔-粗鉸-精鉸Φ25mm孔的切削用量與時間　　　　　　　　　　　　　定額的計算---------------------------------------４ 六、 機(jī)械加工工藝過程卡和加工工序卡片（附表） 七、 夾具設(shè)計--------------------------------７ 八、 小結(jié)------------------------------------8 九、 參考文獻(xiàn)--------------------------------8 一、零件的分析 （一）、杠桿的用途 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的、傳遞力矩的。 (二)、杠桿的技術(shù)要求 杠桿的Φ25、Φ10、Φ8四孔的軸線有平行度的要求。現(xiàn)分述如下表： 杠桿零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及公差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm Φ40小表面 540-0.46 IT13 6.3 Φ40大表面 540-0.46 IT13 3.2 左Φ30表面 15 IT12 6.3 右Φ30表面 15 IT12 6.3 Φ25孔 250+0.052 IT9 1.6 Φ10孔 100+0.015 IT7 3.2 ∥ 0.1 A 左Φ8孔 80+0.015 IT7 1.6 ∥ 0.15 A 右Φ8孔 80+0.015 IT7 1.6 ∥ 0.1 A 該杠桿的形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，是常見的杠桿零件。為實現(xiàn)起功能，對其的配合面要求較高，加工精度要求較高。因其在工作中的工作平穩(wěn)，故無須進(jìn)行熱處理。 綜上所述，該杠桿的各項要求制定較合理，符合其功用。 （三）、審查杠桿的工藝性 分析零件圖可知，杠桿中間的兩平面和左右兩邊的端面要進(jìn)行切削加工，Φ25、Φ10、Φ8孔的端面均為平面，這樣可以防止加工的過程中鉆頭鉆偏，可以保證加工的精度和配合的精度。另外，除了Φ10孔以外，對其余的三孔的空內(nèi)表面的要求較高。要采取必要的措施以保證其表面精度。但這些加工精度可以在正常的生產(chǎn)條件下采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。端面和孔的加工可以同過通用銑床和鉆床保證其加工精度，而不需要使用高精度的機(jī)床，通過鉆削、銑削的加工就可以達(dá)到要求。 （四）、確定杠桿的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備用品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5% 。代入公式得 N=5000 X（1+3%）X（1+0.5）=5175.75件/年。 通過PROE的實體估算，其重量為6千克，查教材表1-3得，該杠桿屬 1 中型零件；由教材表1-4得，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 二、確定毛坯的尺寸 （一）、選擇毛坯 該杠桿在工作中的載荷平穩(wěn)，根據(jù)零件要求材料為HT200，毛坯采用鑄造。該杠桿的零件的輪轂尺寸不大，且生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，為提高質(zhì)量和生產(chǎn)的毛坯的精度，故使用金屬模鑄造。毛坯的拔模斜度為5O。 （二）、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 由教材的表2-10～2-12可知，要確定的毛坯機(jī)械加工余量和尺寸公差，先確定以下各項因素。 1、公差等級 由杠桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2、鑄件的重量 由PROE的實體估算杠桿零件的重量為6千克，由此再估算起毛坯的重量為8千克。 3、零件的分模面 根據(jù)該杠桿零件的形位特點，該零件的Φ25、Φ8軸線組成的平面為分模面，屬于直分模面。 4、零件的表面粗糙度 由零件圖可知，該杠桿的各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6μm。 根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果見下表。 加工表面 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差 毛坯圖 Φ40小表面 粗 3 - 精 1 0+0.3 Φ40大表面 粗 3 - 精 1 0+0.3 左Φ30表面 粗 3 - 精 1 0+0.3 右Φ30表面 粗 3 - 精 1 0+0.3 三、擬訂杠桿工藝路線（附機(jī)械加工工藝過程卡片） 2 (一)、定位基準(zhǔn)的選擇 由于定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，故先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 （1）、精基準(zhǔn)的選擇 分析杠桿零件的零件圖，可得，零件的設(shè)計基準(zhǔn)為杠桿中間的小平面和Φ25孔。為了遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，故選杠桿中間的小平面和Φ25孔作為精基準(zhǔn)。 （2）、粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無飛邊、毛刺等。故可選擇杠桿中間的大平面和中間的Φ30凸臺作為粗基準(zhǔn)。 (二)、確定工藝路線 按照基準(zhǔn)的選擇原則，確定工藝路線如下： 1、粗精銑杠桿中間小平面到580+0.8 2、粗精銑杠桿中間大平面540+7.4 3、粗精銑杠桿左面平面15 4、粗精銑杠桿右面平面15 5、鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ25孔到Φ250+0.052 6、Φ25孔倒角C1 7、鉆、粗鉸、精鉸Φ8孔Φ80+0.015 8、鉆、粗鉸、精鉸Φ10孔Φ100+0.015 9、去毛刺 10、檢驗 四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量10kg，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，。 （1）、由于毛坯采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下： R=F+2RMA+CT/2 查教材P23得：CT=8～10，取CT=9 故得CT=1.8～3.6mm，取CT=2.5mm 查教材P25得：RMA=D～F，取RMA=E 查表得：RMA=1.1mm 對于中間小平面有：R中=F+2RMA+CT/2=54+2X1.1+2.5/2=57.45mm 兩邊平面厚：R右= F+RMA+CT/2=17.35 左邊平面高：R左= F+RMA+CT/2=60.35 右邊平面高：R左= F+RMA+CT/2=13.35 3 查教材得工序間的加工余量： 平面粗加工余量：3mm，平面精加工余量：1mm 查教材P101的表5-7～5-10得 粗加工時：fz=0.5～0.3 精加工時：Ra=3.2，f=0.3～0.7；Ra=6.3，f=0.7～1.8 銑削時的最后一次走刀前留余量≥0.5mm 孔的加工余量： Φ8一次鉆孔：Φ7.8，粗鉸：Φ7.96，精鉸：Φ8，Ra=1.6，IT7。 Φ10一次鉆孔：Φ9.8，粗鉸：Φ9.96，精鉸：Φ10，Ra=3.2，IT7。 Φ25一次鉆孔：Φ23.00，擴(kuò)孔：Φ24.8，粗鉸：Φ24.94，精鉸：Φ25，Ra=1.6，IT9 進(jìn)給量由教材P108查得 麻花鉆鉆孔Φ25：f=0.4mm/r; Φ8、Φ10:f=0.2mm/r, 擴(kuò)孔Φ25：f=0.8～0.9取f=1.2mm/r,Vc=18m/min 粗鉸Φ25：f=1mm/r,Vc=3.8m/min Φ8、Φ10:f=1mm/r,Vc=11.5m/min 精鉸由教材P110表5-26，Ra=2.5～1.25,Vc=2～3;Ra=5～2.5,Vc=4～5 Φ25：Ra=1.6,f=0.8mm/r,Vc=4.95m/min;Φ8:f=0.3mm/r,Vc=4m/min; Φ10:f=1mm/r,Vc=6m/min. 五、工序5-鉆孔-擴(kuò)孔-粗鉸-精鉸Φ25mm孔的切削用量與時間定額的計算 （一）、加工余量的確定 查教材得，鉆孔余量為23.0mm，擴(kuò)孔的余量為1.8mm，粗鉸的余量為0.14mm，精鉸的余量為0.06mm. （二）、切削用量的計算 （1） 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=23.0 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.4 mm/r。 3）切削速度的計算 由于該材料為HT150，由教材初選切削速度為V為20 m/min。由公式：n=1000V/∏d 可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=276.93 r/min，參照教材所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=250 r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： 4 V=nd/1000=250 r/min X ∏ X 23.0mm=18 m/min。 （2）擴(kuò)孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=1.8 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=1.2mm/r。 3）切削速度的計算 由教材初選切削速度為V為4 m/min。由公式：n=1000V/∏d 可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=51.36 r/min，參照教材所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： V=nd/1000=47r/min X ∏ X 24.8mm=3.66m/min。 （3）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.14 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=1.0mm/r。 3）切削速度的計算 由教材初選切削速度為V為3m/min。由公式：n=1000V/∏d 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=38.28 r/min，參照教材所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： V=nd/1000=47r/min × ∏ × 24.94mm=3.806 m/min。 （4）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.06 mm。 2) 進(jìn)給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.8 mm/r。 3）切削速度的計算 由教材初選切削速度為V為5 m/min。由公式：n=1000V/∏d 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=63.69 r/min，參照教材所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=63/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該死工序的實際鉆削速度為： V=nd/1000=63 r/min × ∏ × 25 mm=4.95 m/min。 (三)、時間定額的計算 1、基本時間tj的計算 （1） 鉆孔工步 由教材表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm， l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0x cot560)/2＋(1～2)=8.7mm；f=0.4 mm/r; n=250 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： 5 tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min=38.22。 （2）擴(kuò)孔工步 由教材表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=3 mm， l1=(D-d1) ×cotkr/2＋(1～2)=(24.8-23.0)x cot600/2＋(1～2)=2.525mm；f=1.2 mm/r；n=47r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋2.525mm＋3 mm）/（1.2 mm/r×47 r/min）=1.055min=63.3 s （3）粗鉸工步 由教材表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1,l2 由教材表5-42按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)=0.07mm 的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=1.48min=88.8s （4）精鉸工步 由教材表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1,l2 由教材表5-42按kr=150、ap=(D-d)/2=(25.0-24.94)=0.03mm 的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.8 mm/r×63 r/min）=1.33min=79.8s 2、輔助時間ta的計算 由教材可知，輔助時間ta與基本時間tj的關(guān)系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為： 工序5的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×38.22s=5.73s 工序5的擴(kuò)孔的輔助時間：ta=0.15×63.3s=9.5s 工序5的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×88.8s=13.32s 工序5的精鉸的輔助時間：ta=0.15×79.8s=11.97s 3、其它時間tm的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間tb、休息與生理需要時間tx和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由本例桿杠的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時間很少，可忽略不計；布置工作地時間和休息與生理需要時間與作業(yè)時間的關(guān)系為： tb＋tx=6%×（tj＋ta）；所以 工序5的鉆孔的其它時間：tb＋tx=6%×（38.22＋5.73）s=2.67s 工序5的擴(kuò)孔的其它時間：tb＋tx=6%×（63.3＋9.5）s=4.37 6 工序5的粗鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（88.8＋13.32）s=6.13s 工序5的精鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（79.8＋11.92）s=5.51s 4、單件時間tdj的計算 本工序的單件時間為四個工步的時間總和：其中 鉆孔工步 tdj鉆=（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s 擴(kuò)孔工步 tdj擴(kuò)=(4.37＋63.3＋9.5)s=77.53s 粗鉸工步 tdj粗鉸=(6.13＋88.8＋13.32)s=108.25s 精鉸工步 tdj精鉸=(5.51＋79.8＋11.97)s=97.28s 所以工序5的單件時間為： tdj= tdj鉆+ tdj擴(kuò) tdj粗鉸+ tdj精鉸=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s 六、機(jī)械加工工藝過程卡和加工工序卡片(附表) 七、夾具設(shè)計 為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對第1道工序設(shè)計夾具。夾具將用在立式Z5012立式鉆床。刀具是錐柄麻花鉆（25GB/T1438.1-1996）、錐 柄擴(kuò)孔鉆（25 GB/T1141-1984）、錐柄機(jī)用鉸刀（25 GB/T1133-1984）錐 機(jī)用鉸刀（25 GB/T1133-1984）。 (一)、定位方案 因為本夾具加工的是第5道工序，故采用己加工的中間大平面精基準(zhǔn)定位的方式進(jìn)行定位，定位基準(zhǔn)已經(jīng)由前面討論得出，然后現(xiàn)采用V形塊和凸臺圓支進(jìn)行定位，由于上孔加工，故不需限制其鉆頭旋轉(zhuǎn)的自由度。 (二)、夾緊機(jī)構(gòu) 本夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用快速夾緊機(jī)構(gòu)通過手柄控制操縱壓緊杠桿進(jìn)和壓板通過螺母動作對工件件進(jìn)壓緊工件。 (三)、導(dǎo)向裝置 本夾具采用鉆套對其進(jìn)行導(dǎo)向。確定鉆套與工件之間的距離，因為本工序的孔加工要作為下面工序的精基準(zhǔn)，并且有其平行度的要求，所以由關(guān)系式：h=(0.7～1.5)d；其中h鉆套與工件之間的垂直距離，d為要加工的孔徑，考慮到排屑的導(dǎo)向的精度，在此取h=d。 (四)、夾具與機(jī)床的聯(lián)接元件 采用夾具體座耳與機(jī)床工作臺的T形槽通過聯(lián)結(jié)螺釘進(jìn)行固定的方法進(jìn)行夾具與機(jī)床的定位。 (五)、夾具體 通過夾具體將夾具的各組成部分聯(lián)結(jié)起來。 夾具的具體結(jié)構(gòu)和夾具的組成元件列表見夾具裝配圖。 7 八、小結(jié) 在設(shè)計的過程中要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以提高其設(shè)計的周期和減少設(shè)計成本，同時要滿足其所要達(dá)到的設(shè)計要求，設(shè)計功能在滿足工件的加工要求的情況下力求結(jié)構(gòu)的簡單，不要盲目的追求高的自動化以使夾具復(fù)雜化，使得制造成本的增加，這樣不符合經(jīng)濟(jì)上的要求。同時設(shè)計要考慮其外形的美觀和使夾具的使用、維護(hù)的方便性等。 九、參考文獻(xiàn)： 機(jī)械設(shè)計制造裝備設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 馮辛安 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 于駿一 鄒青 主編 畫法幾何現(xiàn)機(jī)械制圖 華南理工大學(xué)出版社 馮開平 左宗義 主編 8