ca6140杠杆加工工艺及夹具设计.doc
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ca6140杠杆加工工艺及夹具设计,摘 要ⅠabstrsctⅡ1绪论11.1课题背景及发展趋势11.2 夹具的基本结构及设计内容12杠杆加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工艺分析32.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42...
内容介绍
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摘 要 Ⅰ
ABSTRSCT Ⅱ
1 绪论 1
1.1课题背景及发展趋势 1
1.2 夹具的基本结构及设计内容 1
2 杠杆加工工艺规程设计 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工艺分析 3
2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 4
2.2.1确定毛坯的制造形式 4
2.2.2基面的选择 4
2.2.3确定工艺路线 4
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5
2.2.5确定切削用量 6
2.2.6确定基本工时 17
2.3小结 22
3 专用夹具设计 23
3.1加工工艺孔Φ25夹具设计 23
3.1.1定位基准的选择 23
3.1.2切削力的计算与夹紧力分析 23
3.1.3夹紧元件及动力装置确定 24
3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 25
3.1.5夹具精度分析 27
3.1.6夹具设计及操作的简要说明 27
3.2粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计 28
3.2.1定位基准的选择 28
3.2.2定位元件的设计 28
3.2.3定位误差分析 29
3.2.4铣削力与夹紧力计算 29
3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计 30
3.2.6夹紧装置及夹具体设计 32
3.2.7夹具设计及操作的简要说明 33
3.3钻M8螺纹孔夹具设计 33
3.3.1定位基准的选择 33
3.3.2定位元件的设计 34
3.3.3定位误差分析 35
3.3.4钻削力与夹紧力的计算 35
3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 36
3.3.6夹紧装置的设计 38
3.3.7夹具设计及操作的简要说明 38
3.4小结 39
4 总结 40
参考文献 41
致 谢 42
1 绪论
1.1课题背景及发展趋势
材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。
技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。
工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对
机床夹具提出更高的要求。
1.2 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,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)；
每个夹具不一定所有的各类元件都具备,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。
2 杠杆加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的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。
2.1.2零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：
（1）主要加工面：
1）小头钻Φ 以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；
2）钻Φ 锥孔及铣Φ 锥孔平台；
3）钻2—M6螺纹孔；
4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。
（2）主要基准面：
1）以Φ45外圆面为基准的加工表面
这一组加工表面包括：Φ 的孔、杠杆下表面
2）以Φ 的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ 锥孔及Φ 锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ 锥孔平台。
杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：
本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。工件以Φ25孔下表面及Φ45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Φ25时，由于孔表面粗糙度为 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。
本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。工件以 孔及端面和水平面底为定位基准，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Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为 。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。
本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以 孔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Φ7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。
2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
2.2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。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。
2.2.2基面的选择
（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承 45圆的外轮廓作主要定位，以限制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Φ25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Φ25的孔作为精基准..
ABSTRSCT Ⅱ
1 绪论 1
1.1课题背景及发展趋势 1
1.2 夹具的基本结构及设计内容 1
2 杠杆加工工艺规程设计 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工艺分析 3
2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 4
2.2.1确定毛坯的制造形式 4
2.2.2基面的选择 4
2.2.3确定工艺路线 4
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5
2.2.5确定切削用量 6
2.2.6确定基本工时 17
2.3小结 22
3 专用夹具设计 23
3.1加工工艺孔Φ25夹具设计 23
3.1.1定位基准的选择 23
3.1.2切削力的计算与夹紧力分析 23
3.1.3夹紧元件及动力装置确定 24
3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 25
3.1.5夹具精度分析 27
3.1.6夹具设计及操作的简要说明 27
3.2粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计 28
3.2.1定位基准的选择 28
3.2.2定位元件的设计 28
3.2.3定位误差分析 29
3.2.4铣削力与夹紧力计算 29
3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计 30
3.2.6夹紧装置及夹具体设计 32
3.2.7夹具设计及操作的简要说明 33
3.3钻M8螺纹孔夹具设计 33
3.3.1定位基准的选择 33
3.3.2定位元件的设计 34
3.3.3定位误差分析 35
3.3.4钻削力与夹紧力的计算 35
3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 36
3.3.6夹紧装置的设计 38
3.3.7夹具设计及操作的简要说明 38
3.4小结 39
4 总结 40
参考文献 41
致 谢 42
1 绪论
1.1课题背景及发展趋势
材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。
技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。
工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对
机床夹具提出更高的要求。
1.2 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,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)；
每个夹具不一定所有的各类元件都具备,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。
2 杠杆加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的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。
2.1.2零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：
（1）主要加工面：
1）小头钻Φ 以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；
2）钻Φ 锥孔及铣Φ 锥孔平台；
3）钻2—M6螺纹孔；
4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。
（2）主要基准面：
1）以Φ45外圆面为基准的加工表面
这一组加工表面包括：Φ 的孔、杠杆下表面
2）以Φ 的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ 锥孔及Φ 锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ 锥孔平台。
杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：
本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。工件以Φ25孔下表面及Φ45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Φ25时，由于孔表面粗糙度为 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。
本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。工件以 孔及端面和水平面底为定位基准，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Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为 。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。
本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以 孔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Φ7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。
2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
2.2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。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。
2.2.2基面的选择
（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承 45圆的外轮廓作主要定位，以限制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Φ25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Φ25的孔作为精基准..
