2702 杠桿的加工工藝及鉆Φ8(H7)孔夾具設計,杠桿,加工,工藝,h7,夾具,設計 杠桿的加工工藝及鉆 Φ8(H7)孔夾具設計一、 （一）零件的作用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。要求零件的配合是符合要求。(二 )零件的工藝分析杠桿的 Φ25+0.052mm 孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：本夾具用于在立式鉆床上，加工 Φ8(H7) 孔。工件以Φ25＋ 0.052mm 孔及端面和水平面底、 Φ 30 的凸臺分別在臺階定位銷 7、支承釘 11 上實現(xiàn)完全定位。鉆 Φ8（H7）mm 孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承 2，當輔助支承2 與工件接觸后，用螺母 1 鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為 Φ40mm 的上下平臺、鉆 Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф8+0.015 的小孔 、粗精銑 Φ30 凸臺的上下表面。加工要求有：Φ40mm 的平臺的表面粗糙度各為 Ra6.3um（上平臺） 、Ra3.2（下平臺） 、Φ10(H7)孔為 Ra3.6um、Φ25（H9）和 Φ8 （H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為 0.1um（A） 、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為 0.1um（A） 。杠桿有過渡圓角為 R5，則其他的過渡圓角則為 R3。其中主要的加工表面是孔 Ф8(H7),要用 Ф8(H7)鋼球檢查。二、工藝規(guī)程的設計(一 )、確定毛坯的制造形式。零件的材料 HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產量為 5000 件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：各加工表面表面總余量加工表面 基本尺寸 加工余量等級加工余量數(shù)值(mm)說明Ф40mm 的上下平臺寬度 30mm的平臺4030GH43加工上下底面加工上表面?30mm 的凸臺上下面30 H 3 凸臺上下面Φ10(H7)孔 10 H 3 加工內孔Φ8（H7 ）孔8 H 3 加工內孔Φ25（H9 ）孔25G 4 加工內孔又由參考文獻得出：主要毛坯尺寸及公差主要尺寸 零件尺寸總余量 毛坯尺寸 公差 CT2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 — 168 4Φ10（H7 ）孔尺寸10 2.0 10 3Φ25（H9 ）孔尺寸25 3.0 25 4Φ8（H7 ）孔尺寸8 2.0 8 3(二 )、基面的選擇（1）粗基準的選擇。對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為 Ф40mm 的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組 V 形塊支承 Φ40mm 的外輪廓作主要定位，以消除 z、z、y、y 四個自由度。再以一面定位消除 x、x 兩個自由度，達到完全定位,就可加工 Φ25（H7）的孔。（2）精基準的選擇。主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用 Φ25(H7)的孔作為精基準。（三） 、工件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有：粗精銑寬度為 Φ40mm 的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф 8+0.015 的小孔 、粗精銑 Φ30 凸臺的平臺。材料為 HT200，加工方法選擇如下：1、 Φ40mm 圓柱的上平臺：公差等級為 IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒 R3 圓角。2、 Φ40mm 圓柱的下平臺：公差等級為 IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒 R3 圓角。3、 ?30mm 的凸臺上下表面：公差等級為 IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑 →精銑的加工方法。4、 鉆 Φ10(H7)內孔：公差等級為 IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為 0.1μm（A） ，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。5、 鉆 Φ25（H9）內孔：公差等級為 IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內角。6、 鉆 Φ8（H7）內孔：公差等級為 IT6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔 →粗鉸 →精鉸的加工方法。(四 )、確定工藝路線1、工藝路線方案一：鑄造時效涂底漆工序Ⅰ：粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺和寬度為 30mm 的平臺工序Ⅱ：粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺表面工序Ⅲ：鉆孔 Ф25（ H9）使尺寸達到 Ф23mm。工序Ⅳ：擴孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達到 Ф24.8mm。工序Ⅴ：鉸孔 Ф25（ H9）使尺寸達到 Ф25(H9)。工序Ⅵ ：鉆 Φ10（H7）的內孔使尺寸達到 9.8mm。工序Ⅶ：粗鉸 Φ10(H7)內孔使尺寸達到 9.96mm。工序Ⅷ：精鉸 Φ10（ H7）內孔使尺寸達到 Φ10（H7）mm。工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸 2×Φ8 （H7）小孔使尺寸達到 Φ8 （H7 ） 。工序Ⅹ：檢驗入庫。2、工藝路線方案二：鑄造時效涂底漆工序Ⅰ：粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺和寬度為 30mm 的平臺。工序Ⅱ：粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺表面工序Ⅲ：鉆孔 Ф25（ H9）使尺寸達到 Ф23mm。工序Ⅳ：鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達到 Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔 Ф25（ H9）使尺寸達到 Ф25(H9)。工序Ⅶ ：鉆 Φ10（H7）的內孔使尺寸達到 9.8mm。工序Ⅷ：粗鉸 Φ10(H7)內孔使尺寸達到 9.96mm。工序Ⅸ：精鉸 Φ10（ H7）內孔使尺寸達到 Φ10（H7）mm。工序Ⅹ：粗鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到 7.96mm。工序Ⅺ：精鉸 2×Φ8(H7) 小孔使尺寸達到 Φ8（H7） 。工序Ⅻ：檢驗入庫。（五）：工藝方案的比較和分析：上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為 40mm 的上下肩面作為粗基準，Ф25（ H7）孔作為精基準，所以就要加工 Ф25 孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了 2×Ф8 小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔 Ф25，而不進一步加工就鉆 Ф8 （H7 ） ，那樣就很難保證 2×Ф 8 的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。（六）：選擇加工設備及刀、量、夾具由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為 Ф40mm 的上下平臺和寬度為 30mm 的平臺。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X5012 立式銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社） ，刀具選 D=2mm 的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版） 、專用夾具、專用量具和游標卡尺。粗精銑寬度為 Φ30mm 的凸臺表面。采用 X5021 立式銑床，刀具選 D=2mm 的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。鉆孔 Ф25（H9）使尺寸達到 Ф23mm。采用 Z535 型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄 2 號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴孔鉆鉆孔 Ф25(H9)使尺寸達到 Ф24.8mm。采用立式 Z535 型鉆床，刀具選 D=24.7mm 的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度 3 號刀） ，專用鉆夾具和專用檢具。鉸孔 Ф25（H9）使尺寸達到 Ф25(H9)。采用立式 Z535 型鉆床，刀具選 D=25mm 的錐柄機用鉸刀，并倒 1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到 7.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=7.8mm 的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆 Φ10（H7）的內孔使尺寸達到 Φ9.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=9.8mm 的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸 Φ10(H7)內孔使尺寸達到 Φ9.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=10mm 的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸 Φ10（H7）內孔使尺寸達到 Φ10（H7）mm。采用立式Z518 型鉆床，選擇刀具 D=10mm 的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到 Φ7.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到 Φ8（H7） 。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）（七）：加工工序設計根據(jù)本次設計的要求，工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對 Φ8（H7）內孔的加工設計。各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸2×Φ8(H7) 鉆孔 0.215 — Φ7.82×Φ8(H7) 擴孔 0.055 — Φ 7.962×Φ8(H7) 鉸孔 — H7 Φ8(H7)1、 鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到 7.8mm。2、 粗鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到 7.96mm。3、 精鉸 2×Φ8(H7) 小孔使尺寸達到 Φ8（H7） 。這三部工序全都采用 Z518 機床來進行加工的，故： （1）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考 Z518 機床主要技術參數(shù)，取鉆 2×Ф 8(H7)孔的進給量 f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為 v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉速為:n=1000v/ d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min??按機床實際轉速取 n=1000r/min，則實際切削速度為v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.從參考文獻得知：=9.81×42.7do (N)???? ??0.8????M=9.81×0.021 (N.m)??20??0.8????求出鉆 2×Ф8(H7)孔的 和 M 如下：????=9.81×42.7×8× ×1=1279N???? 0.30.8M=9.81×0.021× × ×1=5N.m82 0.30.8根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機床的最大扭轉力矩和最大進給力，故滿足機床剛度需求。（2）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考 Z518 機床主要技術參數(shù)，取擴孔 2×Ф 8(H7)的進給量 f=0.3mm/r,參考文獻得：擴孔的切削速度為（ — ）V 鉆，故取 v 擴=1/2v 鉆12 13=1/2×22m/min=11m/min,由此算出轉速 n=1000v/ d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機??床實際轉速 n=450r/min。（3）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考 Z518 機床主要技術參數(shù)，取鉸孔的進給量 f=0.3mm/r,參考文獻得：鉸孔的切削速度為 v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉速：n=1000v/ d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min??按照機床的實際轉速 n=720r/min。則實際切削速度為：V= dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。??三、夾具的設計本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸 2×Φ8 （H7 ）小孔使尺寸達到 Φ8（H7）而設計的。　本工序所加工的孔是位于 Φ30 凸臺平面內，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產量不是很大等原因，采用翻轉式鉆模。1、 確定設計方案這道工序所加工的孔在 Φ30 凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度△A=0.1 。根據(jù)工件結構特點，其定位方案有：工件以 Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30 的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆 Φ8（H7）mm 孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2 、選擇定位元件（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以 φ 25H9 孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。（2）選擇可調支承釘為 φ8（H7）孔外緣毛坯一側防轉定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉，限制工件六個自由度。為增加剛性，在 φ8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。3、計算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻（機械加工工藝手冊） ，因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 與切削力 F 之間的關系為：??夾=KF，式中的 K 為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切??夾削力方向相反時，取 K=3。由前面的計算可知 F=1279N。所以，=KF=1279×3N=3837N，由此可以知道，選擇一個 M30 的螺旋輔助??夾支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆 φ8（H7）孔時，工件為懸臂。4、定位誤差計算 （1）加工 φ8H7 時孔距尺寸 84± 0.2mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準位移誤差為定位孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為 φ25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm 的定位要求。（2）加工 φ8H7 孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準位移誤差是定位孔 φ25H9 與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度 0.15mm 的定位要求。四、設計心得兩個星期的機械設計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 五、參考文獻1、李益民主編，機械加工工藝簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1994.72、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，19903、廖念釗等主編，互換性與技術測量（第四版） ，北京：中國計量出版社，1990.24、于駿一、鄒青主編，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2004.15、劉華明主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999目錄序言1、零件分析................................... ...2、工藝規(guī)程設計..................................3、 夾具設計.......................................四、設計心得.......................................五、參考文獻....................................... 序言機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，由于能力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加以指教。完成夾具結構設計能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。