机械毕业设计-互锁杠杆加工工艺及夹具设计（含全套CAD图纸）

设 计题 目 互锁杠杆加工工艺及夹具设计所属系部 所属专业所属班级 学 号学生姓名 指导教师起讫日期锁杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以互锁杠杆大外圆端面作为粗基准，以互锁杠杆大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以互锁杠杆大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。整个加工过程均选用机床。关键词:互锁杠杆，加工工艺，专用夹具1is of By So to as a to of In 013398281目 录目 录. 机械加工工艺概述.机械加工工艺流程.夹具概述.机床夹具的功能.机床夹具的发展趋势.零件的分析.工艺过程设计所应采取的相应措施.互锁杠杆加工定位基准的选择.定毛坯的制造形式. 工艺路线的制定.艺方案一.艺方案二.艺方案的比较与分析.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.确定切削用量及基本工时（机动时间）.时间定额计算及生产安排. 本章小结.研究原始质料.定位基准的选择. 切削力及夹紧分析计算. 误差分析与计算. 零、部件的设计与选用. 夹具设计及操作的简要说明.械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3)选择毛坯。4)拟订工艺路线。5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6)确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7)确定切削用量及工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。29)填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。3因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（加工中心（成组技术（柔性制造系统（新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴的同轴度公差可控制在1如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：21481以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。5第2章 锁杠杆通过机械部件实现互锁,比如两个开关不能同时合上,可以通过机械杠杆,使得一个开关合上时,另一个 开关被机械卡住无法合上。加工质量会影响的工作精度、使用性能和寿命。们相互间有一定的位置要求。现分析如下：6（1）以上下端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：。上下端面，其中上下端面表面粗糙度要求为 m（2）以 22孔为主要加工表面的加工面。m 。零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。互锁杠杆的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。互锁杠杆零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于互锁杠杆的生产量很大。怎样满足互锁杠杆生产率要求也是过程中的主要考虑因素。定毛坯的制造形式零件材料为巴氏合金。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以互锁杠杆大外圆端面作为粗基准，先以互锁杠杆大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。艺路线的制定由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。艺方案一 表 艺方案一表10 铸造 铸件,清理20 时效处理 时效处理30 粗、精铣上端面 粗、精铣上端面，、精铣下端面 粗精铣下端面，、扩、铰孔到22孔到19孔到22证尺寸22 28内孔 车 28内孔70 车、精车122槽 铣25宽度的槽110 镀锡 镀锡120 车螺杆 车螺杆130 清洗 清洗140 终检 艺方案二 表 艺方案二表10 铸造 铸件,清理20 时效处理 时效处理30 粗、精铣上端面 粗、精铣上端面，、精铣下端面 粗精铣下端面，、扩、铰孔到22孔到19孔到22证尺寸22 28内孔 车 28内孔70 车、精车122槽 铣25宽度的槽110 镀锡 镀锡120 车螺杆 车螺杆130 清洗 清洗140 终检 艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 66两外圆端面，然后再以此为基面加工 孔，再加工 18，最后加工孔的内外侧面以及宽度为25与方案二相反，所以合理具体加工艺如下：表 序尺寸及毛坯尺寸的确定“互锁杠杆”零件材料为巴氏合金，硬度87，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 铣上端面下端面考虑其加工表面粗糙度要求为 m ，可以先粗铣，再精铣，根据机械加工工艺手册2Z=5) 加工22m ，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据机械加工工艺手册定工序尺寸及余量为：钻孔： 19孔： 2Z=22Z=) 铣宽度为25m ，根据机械加工工艺手册8，动时间）工序30：粗、精铣上端面，床速刚圆柱形铣刀 63d 粗齿数 6Z ，细齿数 10Z 10（1）、粗铣铣削深度 3wa 齿进给量 根据机械加工工艺师手册表30 fa 铣削速度V：参照机械加工工艺师手册表30 (2040) /m ，机床主轴转速n： 01000Vn d 式（2V=30, 0d =63代入公式（2：n 1000 30 (101 201) /3 r 根据机械加工工艺师手册表11 169 /r实际铣削速度V： 0 3 169 000d nV m 工作台每分进给量 m z wf f 式（2 ， 6Z ， 169n 代入公式（2： 169 取 80 /据机械加工工艺手册被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 60l 具切入长度 1l ： 1 30l 刀具切出长度 2l ： 2 走刀次数为1机动时间 1 1 21j ml l lt f 式（2 60l ， 1 30l ， 2 2l , 80 代入公式（2：10 30 2 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为1 12 2 t （2）、精铣铣削深度 2wa 齿进给量 根据机械加工工艺师手册表30 fa 11铣削速度V：参照机械加工工艺师手册表30 (2040) /m ，取V=30, 0d =63代入公式（2：机床主轴转速n： 01000 1000 30 (101 201) /3Vn ，根据机械加工工艺师手册表11 210 /r实际铣削速度V： 0 3 210 000d nV m 取 ， 6Z ， 210n 代入公式（2：工作台每分进给量 0 210 126 /z wf f zn 根据机械加工工艺师手册被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 60l 具切入长度 1l ： 1 30l 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为1取 60l ， 1 30l ， 2 代入公式（2：机动时间 1 1 22 60 30 2 ml l lt f 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为1 12 2 t 工序40：粗、精铣下端面，床速刚圆柱形铣刀 63d 粗齿数 6Z ，细齿数 10Z （1）、粗铣铣削深度 3wa 齿进给量 根据机械加工工艺师手册表30 fa 铣削速度V：参照机械加工工艺师手册表30 (2040) /m ，机床主轴转速n： 01000Vn d 式（2V=30, 0d =63代入公式（2：12n 1000 30 (101 201) /3 r 根据机械加工工艺师手册表11 169 /r实际铣削速度V： 0 3 169 000d nV m 工作台每分进给量 m z wf f 式（2 ， 6Z ， 169n 代入公式（2： 169 取 80 /据机械加工工艺手册被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 60l 具切入长度 1l ： 1 30l 刀具切出长度 2l ： 2 走刀次数为1机动时间 1 1 21j ml l lt f 式（2 60l ， 1 30l ， 2 2l , 80 代入公式（2：10 30 2 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为1 12 2 t （2）、精铣铣削深度 2wa 齿进给量 根据机械加工工艺师手册表30 fa 铣削速度V：参照机械加工工艺师手册表30 (2040) /m ，取V=30, 0d =63代入公式（2：机床主轴转速n： 01000 1000 30 (101 201) /3Vn ，根据机械加工工艺师手册表11 210 /r实际铣削速度V： 0 3 210 000d nV m 13取 ， 6Z ， 210n 代入公式（2：工作台每分进给量 0 210 126 /z wf f zn 根据机械加工工艺师手册被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 60l 具切入长度 1l ： 1 30l 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为1取 60l ， 1 30l ， 2 代入公式（2：机动时间 1 1 22 60 30 2 ml l lt f 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为1 12 2 t 工序50：钻孔到19孔到22证尺寸22床花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻19 给量f ：根据机械加工工艺师手册表28 (由于本零件在加工 35孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 ( ( 根据机械加工工艺师手册表28 f mm r取切削速度 24 /m取V=24, 0d =35代入公式（2机床主轴转速n： 01000 1000 24 218 /9Vn ，根据机械加工工艺师手册表9 233 /r实际切削速度V： 0 9 233 000d nV m 14被切削层长度l： 76l 具切入长度 1l ： 20l 具切出长度 2l ： 3l 刀次数为1机动时间 1 21j l l lt 式 (2 60l ， 1 30l ， 2 2l , , 233n 代入公式（2：16 20 3 （2）、扩孔切削深度 给量f ：根据机械加工工艺师手册表28f /mm 械加工工艺师手册表28 /mm 照机械加工工艺师手册表28 19 /m取V=19, 0d =机床主轴转速n： 01000 1000 19 164 / ，根据机械加工工艺师手册表974 /r实际切削速度V： 0 74 000d nV m 根据机械加工工艺师手册表2876l 具切入长度 1l 4l 具切出长度 2l ： 3l 刀次数为1取 74l ， 1 4l ， 2 3l , , 174n 代入公式（2：机动时间 1 1 21 76 4 3 l l lt （3）铰孔切削深度 5进给量f ：根据机械加工工艺师手册表28 (根据机械加工工艺师手册表28 f mm r取切削速度 m取V=0d =37代入公式（2机床主轴转速n： 01000 1000 8 /7Vn ，根据机械加工工艺师手册表9 72 /r实际切削速度V： 0 7 72 8 /000d nV m 被切削层长度l： 76l 具切入长度 1l ： 5l 具切出长度 2l ： 20l 刀次数为1取 76l ， 1 5l ， 2 20l , , 72n 代入公式（2：机动时间 1 21 76 5 20 l l lt 工序70、80 车车据切削用量简明手册于故选刀杆尺寸 = 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角 090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 00 ，刀尖圆弧半径 在一次走刀内完成，故削加工简明实用手册可知：， pa ，工件直径100400之间时，进给量f =.0 1）在机械制造工艺设计手册可知：f =0.7 需进行校验根据表130，3530N。强度在174207pa ，f 045时，径向进给力： 1150N。切削时 修正系数为 =），故实际进给力为： 1150 =（3于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选f = 用。削用量简明使用手册刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命T= 可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册 6质合金刀加工硬度2002111pa ，f ，切削速度V = 切削速度的修正系数为 故： 0V = tV 63 （3n = 1000 = 127481000 =120 据125 ： 1000= 1000125127 3可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册60245，pa ，f 切削速度 时，17 =实际切削时间的功率为：=W（3n= ，机床主轴允许功率为 故所选切削用量可在后决定的切削用量为：f = n= V = 倒角为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同车刀手动进给。. 计算基本工时 （3中L=l+y+，l= 削用量简明使用手册削时的入切量及超切量y+= 则L=127+1= = 3序90：钻2）、钻孔切削深度 6pa 给量f ：根据机械加工工艺师手册表28 (由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 ( ( 根据机械加工工艺师手册表28 f mm r取切削速度 24 /m取V=24, 0d =9代入公式（2机床主轴转速n： 01000 1000 24 849 /2Vn ，根据机械加工工艺师手册表189 772 /r实际切削速度V： 0 2 772 000d nV m 被切削层长度l： 48l 具切入长度 1l ： 8l 具切出长度 2l ： 3l 刀次数为1取 48l ， 1 8l ， 2 3l , , 772n 代入公式（2：机动时间 1 21 48 8 3 l l lt 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为1 12 2 t 工序100：粗铣宽度为25用组合铣床刀具：高速刚锯片铣刀 16d 粗齿数 20Z 4L 铣削深度 22wa 齿进给量 根据机械加工工艺师手册表30 fa 铣削速度V：参照机械加工工艺师手册表30