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1、北京联合大学 毕业设计 -1-引引 言言机械零件加工方案制作工作，就是根据客户要求为客户制定加工方案及设备选型工作。此设计是我根据杠杆零件图纸和生产纲量（每年产 4000 件。按一年 230 天，每天总工作时间为 8 小时） ，进行工艺参数设计，夹具设计的方案。工艺在设计中起到至关重要的地位，因为工艺规程是指导生产的主要技术文件、工艺规程是生产准备工作的主要依据、工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。所以工艺及夹具是此次设计中的重点。同时根据设计要求，我多次到企业现场参观调研，调研中企业工程师多用经验
2、法选定加工工艺，夹具工艺参数，但在此次设计中我查找了大量的设计资料，多用的是计算法和查表法，并与实践数据进行对照。此设计，可以锻炼和培养我理论联系实际的能力，尽快的适应社会工作。（1 1）工艺特点和工艺内容）工艺特点和工艺内容在查看加工零件后，我根据加工工艺学观点对工艺流程进行新的规划设计，这里包括对原工艺生产流程的变革、探索实现新工艺方法的可行性、探索实现现代生产管理和物流管理可行性、探索使用先进刀具工装大幅度提高生产效率，目的是希望在生产中更好的发挥设备潜能，更大的节约生产力，提高生产效率，从而设计出最佳工艺制造流程。在安排工艺流程中我充分考虑以下列因素并加以解决：(1)选择了最短的加工工
3、艺流程；(2)在加工工艺中我从经济观点考虑，在经济批量基础上使用比较先进的工艺手段；(3)尽量的发挥了机床的各种工艺特点，追求最大限度地发挥机床的综合加工能力特长，在生产流程中配置最少的机床数量、最少的工艺装备和夹具；(4)考虑生产线的各种设备能力的平衡和生产线的配置。在保证产品质量的同时，采取了单序多台的工艺方法，同时根据工序转接，各设备之间的生产能力的平衡，满足生产节拍的综合要求，所以安排每台设备上的工序数量、加工工序顺序等应发挥各台机床的特长、满足精度要求，还进一步应考虑到各台机床上工件转序时工艺基准的合理使用。由于在加工过程中的热变形、内应力引起的工件变形、工夹具夹紧变形、热处理要求时
4、效等工艺因素和操作者操作因素等，很难一次装卡完成全部加工；(5)在工件工艺流程的安排中，妥善的安排各台机床和生产线的手工调整和检测等北京联合大学 毕业设计 -2-工作，即人工干预的影响。客观的考虑了适当采用手工调整来补充企业要达到完全自动化的能力，对设备水平进行确切的定位；（2 2）夹具的基本结构及夹具设计的内容）夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用、地位结构特点和组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度、对定
5、装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等。每个夹具不一定都具备所有的各类元件,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计： （1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计北京联合大学 毕业设计 -3-1 1 杠杆零件加工杠杆零件加工工艺规程设计工艺规程设计1.11.1 零件图纸零件
6、图纸零件图纸是工艺设计、生产加工的重要依据，此次任务零件图纸如下图 1-1图 1-1 杠杆零件图纸技术要求 1.铸造圆角R35 2.表面应无夹渣，气孔等铸造缺陷A向旋转15301045603115?14M828251515209017408102028361202-M686?25+0.0230BB6.3?12.7+0.10用?12.7钢 球检查12.53.23.23.26.31.66.3B-B25其余R15R8R10?4510北京联合大学 毕业设计 -4-1.21.2 零件的分析零件的分析根据客户给出的杠杆零件图纸，并和客户交流沟通后得知其主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求
7、。零件外形复杂不规则，同时要求加工精度高，不能采用成型夹具装夹。1.31.3 零件的工艺分析零件的工艺分析零件的材料为灰铸铁，牌号为 HT200。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高。现分析杠杆零件需要加工表面以及加工表面的位置要求如下：（1）主要加工面1）小头钻 以及与此孔相通的 14 阶梯孔、M8 螺纹孔；0.023 0252）钻 锥孔及铣 锥孔平台；0.1 012.70.1 012.73）钻 2M6 螺纹孔；4）铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。（2）主要基准面1）以 45 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：的孔、杠杆下表面0.023 0252）以 的孔为中心的加
8、工表面0.023 025这一组加工表面包括：14 阶梯孔、M8 螺纹孔、锥孔及 锥0.1 012.70.1 012.7孔平台、2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 锥孔平台。0.1 012.7杠杆的 25 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：在夹具中用于加工 25 孔的是立式钻床。工件以 25 孔下表面及 45 孔外圆面为定位基准，在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工 25 时，由于孔表面粗糙度为Ra6.3um。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。在夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 12.7 是立式铣床。工件以孔及0.023 025端面和水平面底为定位基准，
9、在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面：包括粗、精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔，由于30mm 的下平台的表 面、孔表面粗糙度都为 Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔 12.7，要用 12.7 钢球检查。在夹具中用于加工与 25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以孔0.023 025及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时，先用 7 麻花钻钻孔，再用 M8 的丝锥攻螺纹。北京联合大学 毕业设计 -5-1.41.4 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的措施杠杆加工的主
10、要问题和工艺过程设计所应采取的措施1.4.1.1.4.1.确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件的年产量为 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，故设计者确定零件的材质为灰口铸铁。灰口铸铁铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造，减少了加工过程的金属去除量，而且还可以提高生产率。1.4.2.1.4.2. 基准面的选择基准面的选择基准就是确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。正确选择定位基准是制订机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。定位基准分为精基准和粗基准。在起始工序中，只能选用未经加上过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗
11、基准。用加工过的表面所作的定位基准称为精基准。 在设计工艺规程的过程中，当根据零件工作图先选择精基准、后选粗基准。结合整个工艺过程要进行统一考虑，先行工序要为后续工序创造条件。（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面即加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，利用45 圆为粗基准。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用 25 的孔作为精基准。1.4.3.1.4.3. 确定工艺路线确定工艺路线根据基准面的选择和零件的工艺分析情况现制定两工艺方案如下：（1） 工艺路线方案一，如表 1-1。表 1-1 工艺路线方案一工序号工序内容工序 1
12、粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.023 025工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5加工 M8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔工序 6粗精铣 2-M6 上端面北京联合大学 毕业设计 -6-工序 7钻 2-M6 螺纹底孔孔，攻螺纹孔 2-M6工序 8检查工艺路线方案二，如表 1-2。表 1-2 工艺路线方案一工序号工序内容工序 1粗精铣 25 孔下表面工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm0.023 025工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台工序 4钻 12.7 的锥孔工序 5粗精铣 2-M6 上端面工序 6钻 2-5 孔，加工螺
13、纹孔 2-M6工序 7加工 M8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔工序 8检查工艺路线的比较与分析如下：第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔，再加工螺纹孔 M8”变为“工序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。以 25mm 的孔外轮廓为精基准，先铣下端面再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面， 再“钻 14 孔，加工螺纹孔 M8”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否
14、重合这个问题。所以发现第二条北京联合大学 毕业设计 -7-工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 1-3 所示。表 1-3 工艺过程工序号工序内容工序 1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台铣床 X52K。工序 2加 工孔 25。钻孔 25 的毛坯到 22mm；扩孔 22mm 到 24.7mm；铰孔 24.7mm 到 mm。保证粗糙度是 Ra1.6 采用立式钻床0.023 025Z535。采用专用夹具。工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台，仍然采用立式铣床 X52K，用组合夹具。工序 4钻 12.7 的锥孔，采用立式钻床 Z535，为保证加工的孔的位置度，用夹具工序 5加工螺纹孔 M8，锪钻 14 阶梯孔。用组合夹具，保证与垂直方向成 10 。工序 6粗精铣 M6 上端面。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成 36 的台肩。用卧式铣床 X52K，使用组合夹具。工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具工序 8检查北京联合大学
