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1、机械制造技术基础课程设计 设计题目：铣杠杆的端面夹具设计指导老师： 设 计 者： 班 级： 目 录序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式42.2基面的选择42.3制定工艺路线62.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定82.5确立切削用量及基本工时8三 夹具设计153.1 确定设计方案153.2 选择定位元件153.3计算夹紧力163.4 定位误差分析16总 结17致 谢18参 考 文 献19 全套图纸，加153893706 一、零件分析（一）零件的作用题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是
2、符合要求。(二)零件的工艺分析杠杆的25+0.052mm孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的15上下端面。工件以25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底为定位基准。在长销大平面、支承钉和可调V形挡块上实现完全定位。要加工的主要工序包括：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15端面的上下表面。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、10(H7)孔为Ra1.6um、25（H9）孔为Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如图和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1
3、.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为中批生产水平，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，适合中批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表
4、面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数/mm说明40mm的上下平台54G4加工上下底面宽度30mm的平台25H3加工上表面15mm端面的上下面15H3加工端面上下面10H7孔10H3加工内孔8H7孔8H3加工内孔25H9孔25G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168 410（H7）孔尺寸 102.07 325（H9）孔尺寸253.02148（H7）孔尺寸82.05 315端面的上下表面尺寸 1518 40mm的上下平台宽度30mm的平台 54 255828 (二)、基面的选择（1）粗基准的选择。对于本
5、零件而言，按照粗基准的选择原则，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。（三）、工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣40mm的上下平台和宽度为30mm的平台面、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圆柱的上平台和宽度
6、为30mm的平台面：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，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、 15mm的上下表面：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Ra1.6，平行度为0.1m（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Ra3.2，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
7、等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。(四)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台工序：粗精铣15mm的上下表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2、工艺路线方案二：
8、铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：钻28(H7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。（五）：工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方
9、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。（六）：选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为中批生产，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
10、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：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣15mm的上下表面。采用X5021卧式铣床，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
11、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。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。
12、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。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式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。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）（七）：加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对8（H7）内孔的加工设计。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级工序尺
13、寸15的上下表面粗铣11615的上下表面 精铣0 151、 粗铣15端面使尺寸达到16。2、 精铣15端面使尺寸达到15。这两部工序全都采用X5021机床来进行加工的，故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mmn=1000v/(2L)=3333r/min按机床实际转速取n=3000r/min，则实际切削速度为v180m/min. 从参考文献得知： =9.8142.72L(N)=22600N M=9.810.0212L2L(N.m)=667N*m根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机
14、床刚度需求。基本工时t=2/(0.13000)=0.07min（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，取精铣f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min基本工时t=1/(0.15000)=0.02min三、夹具的设计本次的夹具为工序II：粗精铣15mm的上下表面而设计的。本工序所加工的面是位于30凸台平面内，尺寸不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用卧式定位、立式铣刀侧铣的方法。1、 确定设计方案这道工序所加工的面在30凸台平面内。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形挡
15、块分别在长销小平面、可调支承钉和可调螺钉上实现完全定位。铣15端面时，为防止工件加工时旋转，采用了可调支承钉。2 、选择定位元件（1）选择长销大平面，作为以 25H9孔及其端面的定位元件。（2）选择可调支承钉和可调V形块，防止在加工孔时出现旋转，限制工件六个自由度。 3、计算夹紧力参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为：=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=22600N。所以，=KF=67800N.4、定位误差计算 （1）加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计
16、算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工表面距基准面为58+0.74mm,则定位误差为0.74mm.此方案能满足定位要求。四、设计心得两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不
17、仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自 己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。 五、参考文献1、机械制造工艺学课程设计指导书及习题2、机床夹具设计手册3、机床夹具图册4、机械零件设计手册5、机械加工工艺人员手册
