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1、杠杆零件的加工工艺及夹具设计绪论加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。2 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的作用题目给出的零件是等臂的杠杆。它的主要的作用
2、是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。传统的杠杆加工由于加工比较粗糙加工过程比较简单，既耗时又没有科学性此杠杆如果按传统加工工艺来加工由于没有考虑到工件材料及脆塑性能将会影响加工结果，再有加工工艺过程顺序选择也将会影响加工结果。为此，此夹具就是要克服这些缺点。2.2 零件的工艺分析由分析零件图可知， 杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工， 25、10、8 孔的端面为平面，这样可以防止加工的过程中钻头钻偏，可以保证加工的精度和配合的精度。另外，除了 10 孔以外，对其余的三孔的孔内表面要求较高。要采取必要的措施以保证其表面精度。但这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法
3、保质保量的加工出来。端面和孔的加工可以通过通用的铣床和钻床保证加工精度，而不需要使用高精度的机床，通过钻削、铣削的加工就可以达到要求。2.3 杠杆加工的主要问题2.3.1 确定毛坯的制造形式零件的材料灰铸铁HT200， 考虑到杠杆零件在工作中的载荷平稳并且处于润滑状态，因此选择润滑效果较好的铸铁，以使金属纤维尽量不被裁断，保证零件工作可靠。由于年产量为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，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.3.2 基面的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言， 按照粗基准
4、的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm 的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V 形块支承 40mm 的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y 四个自由度。再以一面定位消除x、x 两个自由度，达到完全定位,就可加工 25（H7）的孔。（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(H7)的孔作为精基准。2.3.3 确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序 1： 粗精铣宽度为 40mm 的上下平台和宽度为30mm 的平台工序 2：粗精铣宽度为 30mm 的凸台表面工序 3：钻孔25（H9）使尺寸达到 23mm。工序 4：扩孔钻钻孔
5、 25(H9)使尺寸达到 24.8mm。工序 5：铰孔25（H9）使尺寸达到 25(H9)。工序 6 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序 7：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到 9.96mm。工序 8：精铰10（H7）内孔使尺寸达到 10（H7）mm。工序 9：钻、粗、精铰 28（H7）小孔使尺寸达到 8（H7） 。工序 10：检验入库。2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序 1： 粗精铣宽度为 40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序 2：粗精铣宽度为 30mm 的凸台表面工序 3：钻孔25（H9）使尺寸达到 23mm。工序 4：钻 28(H7)的小孔使尺寸。工序 5：扩孔钻
6、钻孔 25(H9)使尺寸达到 24.8mm。工序 6：铰孔25（H9）使尺寸达到 25(H9)。工序 7 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序 8：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到 9.96mm。工序 9：精铰10（H7）内孔使尺寸达到 10（H7）mm。工序 10：粗铰 28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序 11：精铰 28(H7)小孔使尺寸达到 8（H7） 。工序 12：检验入库。上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm 的上下肩面作为粗基准， 25（H7）孔作为精基准，所以就要加工25 孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28 小孔的圆跳动误差精度等。而方
7、案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7） ，那样就很难保证28 的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。结合方案一的工艺路线，根据工序集中的加工原则，最终制定下面工艺路线：工序一：毛坯准备工步 1：铸造毛坯工步 2：表面时效热处理工步 3：涂底漆工序二：粗精铣宽度为 40mm 的上下平台和宽度为30mm 的平台。工步 1：粗精铣宽度为 40mm 的上平台和宽度为30mm 的平台。工步 2：粗精铣宽度为 40mm的下平台工序三：粗精铣宽度为 30mm 的凸台表面工序四：钻、扩、粗铰、精铰25(H9)孔工步 1：钻25(H9)孔工步 2：扩25(H9)孔工步 3：
8、粗铰 25(H9)孔工步 4：精铰 25(H9)孔工序五：钻、粗铰、精铰28(H7)孔工步 1：钻 28(H7)孔工步 2：粗铰 28(H7)孔工步 3：精铰 28(H7)孔工序六：钻、粗铰、精铰10（H7）孔工步 1：钻10（H7）孔工步 2：粗铰10（H7）孔工步 3：精铰10（H7）孔工序七：表面去毛刺工序八：检验入库2.3.4 工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm 的上下平台、钻 10(H7)孔、钻 28+0.015 的小孔 、粗精铣30 凸台的平台。材料为 HT200，加工方法选择如下：1、40mm 圆柱的上平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6
9、.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。2、40mm 圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、?30mm 的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为 Ra3.2，平行度为 0.1 m（A） ，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、钻25 （H9） 内孔：公差等级为 IT6IT8， 表面粗糙度为 Ra1.6，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒 145内角。6、钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为 Ra1.6
10、，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。2.3.5 选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。 其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。 工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为 40mm 的上下平台和宽度为30mm 的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献： 机械制造工艺设计简明手册 ，主编：李益民，机械工业出版社），刀具选 D=2mm 的削平型立铣刀（参考文献：机械制造工艺设计简明手册 ，主编：李益民，机械工业出版社） 、专用夹具、专用量
11、具和游标卡尺。粗精铣宽度为 30mm 的凸台表面。采用X5021立式铣床，刀具选 D=2mm 的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到 23mm 。采用 Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2 号刀） D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔 25(H9)使尺寸达到 24.8mm 。采用立式 Z535型钻床，刀具选 D=24.7mm 的锥柄扩孔钻 （莫氏锥度 3 号刀） ，专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到 25(H9)。采用立式 Z535型钻床，刀具选 D=25mm 的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻 28
12、(H7) 的小孔使尺寸达到7.8mm 。 采用立式 Z518型钻床，刀具选用 D=7.8mm 的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。钻10 （H7） 的内孔使尺寸达到 9.8mm 。采用立式 Z518型钻床，刀具选用 D=9.8mm 的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7) 内孔使尺寸达到 9.96mm 。 采用立式 Z518型钻床，刀具选用 D=10mm 的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到 10（H7）mm 。采用立式 Z518型钻床，选择刀具D=10mm 的精铰刀，使用专用夹具和量检具。粗铰 28(H7)小孔使尺寸达到 7.96mm 。采用立式
13、 Z518型钻床，选择刀具为 D=8mm 直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰 28(H7)小孔使尺寸达到 8（H7 ） 。采用立式 Z518型钻床，选择刀具为 D=8mm 的直柄机用铰刀， 使用专用的夹具和专用的量检具（参考文献：机械制造工艺设计简明手册 ，主编：李益民，机械工业出版社）。2.3.6 确立切削量及基本工时工序一：毛坯准备工步 1：铸造毛坯工步 2：表面时效热处理由于毛坯铸造内应力较大，为了消除内应力，减小变形，保证精度的稳定性，铸造后要安排人工时效处理。工步 3：涂底漆工序二：粗精铣宽度为 40mm 的上下平台和宽度为30mm 的平台。工步 1： 粗精铣宽度为 40m
14、m 的上平台和宽度为30mm 的平台。工件材料： HT200，铸造加工要求：粗铣 40 上下端面和宽度为30 的平台面机床：XA6132 万能立式升降铣床（机械加工工艺师手册表2.1-4）刀具：高速钢圆柱型铣刀（ 机械加工工艺师手册表2.2-18）切削用量（1）确定切削深度根据高速钢圆柱型铣刀（ GB1115-85） ，选择铣刀直径 50mm，粗铣齿数 Z=6，精铣齿数 Z=8。查金属机械加工工艺人员手册有，粗铣平面选择ap=38mm，精铣平面选择ap=0.11mm，因为切削量较小，粗铣平面选择ap=3mm，精铣平面选择ap=1mm。（2）确定进给量查金属切削手册选取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量
15、粗铣fz=0.25mm/z，精铣 fz=0.06mm/z。(3) 确定切削速度由于粗铣铸造件时， 切削负荷和载荷较大， 查 金属切削手册得，粗铣Vc15m/min，精铣 Vc26m/min。（4）确定铣刀直径和工作台的进给量查金属切削手册得D=50mm，由 n=1000V/ d 得，粗铣：ns=100015/3.1450=95.54r/min，取 ns=96r/min，按机床选取 nw=95r/min。由 V=nd/1000=3.149550/1000=14.92m/min 当 nw=95r/min 时，工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=0.25695=142.5m/min 精铣： ns
16、=100026/3.1450=165.6r/min，取 ns=166r/min，按机床选取 nw=150r/min。由 V=nd/1000=3.1450150/1000=23.55m/min 当 nw=150r/min 时，工作台每分钟的进给量：fm=fzznw=0.068150=72m/min （5）计算基本工时查金属切削手册得l=83mm，l1=8.3mm，l2=3mm 粗铣： t=(l+l1+l2)/fm=(83+8.3+3)/142.5=0.66min 精铣： t=(l+l1+l2)/fm=(83+8.3+3)/72=1.31min 工步 2：粗精铣宽度为 40mm的下平台工件材料： HT200，铸造加工要求：粗精铣宽度为40mm 的下平台机床
