1266-杠桿及夾具體設(shè)計

1266-杠桿及夾具體設(shè)計,杠桿,夾具,設(shè)計 零 件 號 零件名稱廣東海洋大學機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)機械加工工藝過程卡片01 杠桿設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱型 號 名 稱規(guī) 格名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時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游標卡尺100mm2、 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游標卡尺100mm3、 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游標卡尺50mm4、 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游標卡尺50mm5、 鉆、擴、粗鉸、精鉸 立式Z550 專用錐柄麻花鉆、錐柄25GB/T1438.1-199625 GB/T1141-1984游標卡尺、塞50mm 330sΦ25 孔銑床夾具擴孔鉆、錐柄機用鉸刀25 GB/T1133-1984 尺6、 Φ25 孔倒角立式銑床X5012 專用夾具90 錐面O 锪鉆40 GB/T1143-19847、鉆、粗鉸、精鉸 Φ8、Φ10孔臺式鉆床Z512 專用夾具錐柄麻花鉆、錐柄機用鉸刀8 GB/T1438.1-199610GB/T1438.1-19968 GB/T1133-198410 GB/T1133-1984游標卡尺、塞尺50mm8、 去毛刺 鉗工臺游標卡尺、塞尺百分表等9、 檢驗班級 機制 1041 姓名 鐘景飛 編制日期: 2007-7-8產(chǎn)品型號 零件圖號 共 8 頁機械加工工序卡片產(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終 單件330s工時定額工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 機動 輔助1、 鉆孔至 23.0mm 錐柄麻花鉆 游標卡尺 250 18 0.4 23 1 38.22s 5.73s2、 擴孔至 24.8mm 錐柄擴孔鉆 游標卡尺 47 3.66 1.2 1.8 1 63.3s 9.5s3、 粗鉸至 24.94mm 錐柄機用鉸刀 游標卡尺 47 2.5 1.0 0.14 1 88.8s 13.32s4、 粗鉸至 25.0mm 錐柄機用鉸刀 塞尺 63 4.95 0.8 0.06 1 79.8s 11.97s廣東海洋大學工程學院機械系 班級：機制 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R0.13.去毛刺銳邊一、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/mmΦ40 小表面 540-0.46 IT13 6.3Φ40 大表面 540-0.46 IT13 3.2左 Φ30 表面15 IT12 6.3右 Φ30 表面15 IT12 6.3Φ25 孔 250+0.052 IT9 1.6Φ10 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床，通過鉆削、銑削的加工就可以達到要求。（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械加工余量由教材的表 2-10～2-12 可知，要確定的毛坯機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械加工余量，所得結(jié)果見下表。毛坯圖加工表面機械加工余量/mm尺寸公差粗 3 -Φ40 小表面 精 1 0+0.3粗 3 -Φ40 大表面 精 1 0+0.3粗 3 -左 Φ30表面 精 1 0+0.3粗 3 -右 Φ30表面 精 1 0+0.3三、擬訂杠桿工藝路線（附機械加工工藝過程卡片）2(一)、定位基準的選擇由于定位基準有粗基準和精基準之分，故先確定精基準，然后再確定粗基準。（1） 、精基準的選擇分析杠桿零件的零件圖，可得，零件的設(shè)計基準為杠桿中間的小平面和 Φ25 孔。為了遵循“基準統(tǒng)一”原則，故選杠桿中間的小平面和 Φ25孔作為精基準。（2） 、粗基準的選擇作為粗基準的表面應(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。(二)、確定工藝路線按照基準的選擇原則，確定工藝路線如下：1、粗精銑杠桿中間小平面到 580+0.82、粗精銑杠桿中間大平面 540+7.43、粗精銑杠桿左面平面 154、粗精銑杠桿右面平面 155、鉆、擴、粗鉸、精鉸 Φ25 孔到 Φ25 0+0.0526、Φ25 孔倒角 C17、鉆、粗鉸、精鉸 Φ8 孔 Φ8 0+0.0158、鉆、粗鉸、精鉸 Φ10 孔 Φ10 0+0.0159、去毛刺10、檢驗四、機械加工余量、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=13.353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：f z=0.5～0.3精加工時：R a=3.2，f=0.3～0.7；R a=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，R a=1.6，IT7。Φ10 一次鉆孔：Φ9.8，粗鉸：Φ9.96，精鉸：Φ10，R a=3.2，IT7。Φ25 一次鉆孔：Φ23.00，擴孔：Φ24.8，粗鉸：Φ24.94，精鉸：Φ25，R a=1.6，IT9進給量由教材 P108查得麻花鉆鉆孔 Φ25：f=0.4mm/r;Φ8、Φ10:f=0.2mm/r,擴孔 Φ25：f=0.8～0.9 取 f=1.2mm/r,Vc=18m/min 粗鉸 Φ25：f=1mm/r,Vc=3.8m/minΦ8、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=4～5Φ25：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 a p=23.0 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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）擴孔工步1）背吃刀量的確定 a p=1.8 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為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 a p=0.14 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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 a p=0.06 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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＋l 1＋l 2)/fn 求得。其中 1=54 mm，l 2=1 mm，l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0x cot56 0)/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：5tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min=38.22。（2）擴孔工步由教材表 5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj= L/fn=(l＋l 1＋l 2)/fn 求得。其中 1=54 mm，l 2=3 mm，l1=(D-d1) ×cotkr/2＋(1～2)=(24.8-23.0)x cot60 0/2＋(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＋l 1＋l 2)/f求得。式中 l1,l2 由教材表 5-42 按 kr=150、a p=(D-d)/2=(24.94-24.8)=0.07mm的條件查得 l1=0.37mm；l 2=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＋l 1＋l 2)/f求得。式中 l1,l2 由教材表 5-42 按 kr=150、a p=(D-d)/2=(25.0-24.94)=0.03mm的條件查得 l1=0.19mm；l 2=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=79.8s2、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)t j，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：t a=0.15×38.22s=5.73s工序 5 的擴孔的輔助時間：t a=0.15×63.3s=9.5s工序 5 的粗鉸的輔助時間：t a=0.15×88.8s=13.32s工序 5 的精鉸的輔助時間：t a=0.15×79.8s=11.97s3、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)，分攤到每個工件的準備與終結(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＋t x=6%×（t j＋t a） ；所以工序 5 的鉆孔的其它時間：t b＋t x=6%×（38.22＋5.73）s=2.67s工序 5 的擴孔的其它時間：t b＋t x=6%×（63.3＋9.5）s=4.376工序 5 的粗鉸的其它時間：t b＋t x=6%×（88.8＋13.32）s=6.13s工序 5 的精鉸的其它時間：t b＋t x=6%×（79.8＋11.92）s=5.51s4、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 t dj 鉆 =（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s擴孔工步 t dj 擴 =(4.37＋63.3＋9.5)s=77.53s粗鉸工步 t dj 粗鉸 =(6.13＋88.8＋13.32)s=108.25s精鉸工步 t dj 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 tdj 粗鉸 + tdj 精鉸 =(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s六、機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） 、錐柄擴孔鉆（25 GB/T1141-1984） 、錐柄機用鉸刀（25 GB/T1133-1984）錐機用鉸刀（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定位的方式進行定位，定位基準已經(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)、夾緊機構(gòu)本夾具的夾緊機構(gòu)采用快速夾緊機構(gòu)通過手柄控制操縱壓緊杠桿進和壓板通過螺母動作對工件件進壓緊工件。(三)、導向裝置本夾具采用鉆套對其進行導向。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，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，考慮到排屑的導向的精度，在此取 h=d。(四)、夾具與機床的聯(lián)接元件采用夾具體座耳與機床工作臺的 T 形槽通過聯(lián)結(jié)螺釘進行固定的方法進行夾具與機床的定位。(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準件，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、維護的方便性等。九、參考文獻：機械設(shè)計制造裝備設(shè)計 機械工業(yè)出版社 馮辛安 主編機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 于駿一 鄒青 主編畫法幾何現(xiàn)機械制圖 華南理工大學出版社 馮開平 左宗義 主編 8目錄一、 零件的分析--------------------------------------1二、 確定的毛坯寸------------------------------------2三、 擬定工藝路線（附機械加工工藝過程卡片）四、 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定----------３五、 工序 5-鉆孔-擴孔-粗鉸-精鉸 Φ25mm 孔的切削用量與時間　　　　　　　　　　　　　定額的計算---------------------------------------４六、 機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--------------------------------8零 件 號 零件名稱廣東海洋大學機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)機械加工工藝過程卡片01 杠桿設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱型 號 名 稱規(guī) 格名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時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游標卡尺100mm2、 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游標卡尺100mm3、 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游標卡尺50mm4、 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游標卡尺50mm5、 鉆、擴、粗鉸、精鉸 立式Z550 專用錐柄麻花鉆、錐柄25GB/T1438.1-199625 GB/T1141-1984游標卡尺、塞50mm 330sΦ25 孔銑床夾具擴孔鉆、錐柄機用鉸刀25 GB/T1133-1984 尺6、 Φ25 孔倒角立式銑床X5012 專用夾具90 錐面O 锪鉆40 GB/T1143-19847、鉆、粗鉸、精鉸 Φ8、Φ10孔臺式鉆床Z512 專用夾具錐柄麻花鉆、錐柄機用鉸刀8 GB/T1438.1-199610GB/T1438.1-19968 GB/T1133-198410 GB/T1133-1984游標卡尺、塞尺50mm8、 去毛刺 鉗工臺游標卡尺、塞尺百分表等9、 檢驗班級 機制 1041 姓名 鐘景飛 編制日期: 2007-7-8產(chǎn)品型號 零件圖號 共 8 頁機械加工工序卡片產(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終 單件330s工時定額工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm) 進給次數(shù) 機動 輔助1、 鉆孔至 23.0mm 錐柄麻花鉆 游標卡尺 250 18 0.4 23 1 38.22s 5.73s2、 擴孔至 24.8mm 錐柄擴孔鉆 游標卡尺 47 3.66 1.2 1.8 1 63.3s 9.5s3、 粗鉸至 24.94mm 錐柄機用鉸刀 游標卡尺 47 2.5 1.0 0.14 1 88.8s 13.32s4、 粗鉸至 25.0mm 錐柄機用鉸刀 塞尺 63 4.95 0.8 0.06 1 79.8s 11.97s廣東海洋大學工程學院機械系 班級：機制 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R0.13.去毛刺銳邊一、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/mmΦ40 小表面 540-0.46 IT13 6.3Φ40 大表面 540-0.46 IT13 3.2左 Φ30 表面15 IT12 6.3右 Φ30 表面15 IT12 6.3Φ25 孔 250+0.052 IT9 1.6Φ10 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床，通過鉆削、銑削的加工就可以達到要求。（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械加工余量由教材的表 2-10～2-12 可知，要確定的毛坯機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械加工余量，所得結(jié)果見下表。毛坯圖加工表面機械加工余量/mm尺寸公差粗 3 -Φ40 小表面 精 1 0+0.3粗 3 -Φ40 大表面 精 1 0+0.3粗 3 -左 Φ30表面 精 1 0+0.3粗 3 -右 Φ30表面 精 1 0+0.3三、擬訂杠桿工藝路線（附機械加工工藝過程卡片）2(一)、定位基準的選擇由于定位基準有粗基準和精基準之分，故先確定精基準，然后再確定粗基準。（1） 、精基準的選擇分析杠桿零件的零件圖，可得，零件的設(shè)計基準為杠桿中間的小平面和 Φ25 孔。為了遵循“基準統(tǒng)一”原則，故選杠桿中間的小平面和 Φ25孔作為精基準。（2） 、粗基準的選擇作為粗基準的表面應(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。(二)、確定工藝路線按照基準的選擇原則，確定工藝路線如下：1、粗精銑杠桿中間小平面到 580+0.82、粗精銑杠桿中間大平面 540+7.43、粗精銑杠桿左面平面 154、粗精銑杠桿右面平面 155、鉆、擴、粗鉸、精鉸 Φ25 孔到 Φ25 0+0.0526、Φ25 孔倒角 C17、鉆、粗鉸、精鉸 Φ8 孔 Φ8 0+0.0158、鉆、粗鉸、精鉸 Φ10 孔 Φ10 0+0.0159、去毛刺10、檢驗四、機械加工余量、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=13.353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：f z=0.5～0.3精加工時：R a=3.2，f=0.3～0.7；R a=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，R a=1.6，IT7。Φ10 一次鉆孔：Φ9.8，粗鉸：Φ9.96，精鉸：Φ10，R a=3.2，IT7。Φ25 一次鉆孔：Φ23.00，擴孔：Φ24.8，粗鉸：Φ24.94，精鉸：Φ25，R a=1.6，IT9進給量由教材 P108查得麻花鉆鉆孔 Φ25：f=0.4mm/r;Φ8、Φ10:f=0.2mm/r,擴孔 Φ25：f=0.8～0.9 取 f=1.2mm/r,Vc=18m/min 粗鉸 Φ25：f=1mm/r,Vc=3.8m/minΦ8、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=4～5Φ25：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 a p=23.0 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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）擴孔工步1）背吃刀量的確定 a p=1.8 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為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 a p=0.14 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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 a p=0.06 mm。2) 進給量的確定 由教材選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為 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＋l 1＋l 2)/fn 求得。其中 1=54 mm，l 2=1 mm，l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0x cot56 0)/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：5tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min=38.22。（2）擴孔工步由教材表 5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj= L/fn=(l＋l 1＋l 2)/fn 求得。其中 1=54 mm，l 2=3 mm，l1=(D-d1) ×cotkr/2＋(1～2)=(24.8-23.0)x cot60 0/2＋(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＋l 1＋l 2)/f求得。式中 l1,l2 由教材表 5-42 按 kr=150、a p=(D-d)/2=(24.94-24.8)=0.07mm的條件查得 l1=0.37mm；l 2=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＋l 1＋l 2)/f求得。式中 l1,l2 由教材表 5-42 按 kr=150、a p=(D-d)/2=(25.0-24.94)=0.03mm的條件查得 l1=0.19mm；l 2=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=79.8s2、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)t j，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：t a=0.15×38.22s=5.73s工序 5 的擴孔的輔助時間：t a=0.15×63.3s=9.5s工序 5 的粗鉸的輔助時間：t a=0.15×88.8s=13.32s工序 5 的精鉸的輔助時間：t a=0.15×79.8s=11.97s3、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)，分攤到每個工件的準備與終結(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＋t x=6%×（t j＋t a） ；所以工序 5 的鉆孔的其它時間：t b＋t x=6%×（38.22＋5.73）s=2.67s工序 5 的擴孔的其它時間：t b＋t x=6%×（63.3＋9.5）s=4.376工序 5 的粗鉸的其它時間：t b＋t x=6%×（88.8＋13.32）s=6.13s工序 5 的精鉸的其它時間：t b＋t x=6%×（79.8＋11.92）s=5.51s4、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 t dj 鉆 =（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s擴孔工步 t dj 擴 =(4.37＋63.3＋9.5)s=77.53s粗鉸工步 t dj 粗鉸 =(6.13＋88.8＋13.32)s=108.25s精鉸工步 t dj 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 tdj 粗鉸 + tdj 精鉸 =(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s六、機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） 、錐柄擴孔鉆（25 GB/T1141-1984） 、錐柄機用鉸刀（25 GB/T1133-1984）錐機用鉸刀（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定位的方式進行定位，定位基準已經(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)、夾緊機構(gòu)本夾具的夾緊機構(gòu)采用快速夾緊機構(gòu)通過手柄控制操縱壓緊杠桿進和壓板通過螺母動作對工件件進壓緊工件。(三)、導向裝置本夾具采用鉆套對其進行導向。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，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，考慮到排屑的導向的精度，在此取 h=d。(四)、夾具與機床的聯(lián)接元件采用夾具體座耳與機床工作臺的 T 形槽通過聯(lián)結(jié)螺釘進行固定的方法進行夾具與機床的定位。(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準件，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、維護的方便性等。九、參考文獻：機械設(shè)計制造裝備設(shè)計 機械工業(yè)出版社 馮辛安 主編機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 于駿一 鄒青 主編畫法幾何現(xiàn)機械制圖 華南理工大學出版社 馮開平 左宗義 主編 8目錄一、 零件的分析--------------------------------------1二、 確定的毛坯寸------------------------------------2三、 擬定工藝路線（附機械加工工藝過程卡片）四、 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定----------３五、 工序 5-鉆孔-擴孔-粗鉸-精鉸 Φ25mm 孔的切削用量與時間　　　　　　　　　　　　　定額的計算---------------------------------------４六、 機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--------------------------------8