1、 I题 目： CA1340 杠杆加工工艺及M4 螺孔加工夹具设计 II摘 要在 机 床 上 加 工 工 件 时 ， 为 了 使 工 件 在 该 工 序 所 加 工 的 表 面能 达 到 规 定 的 尺 寸 和 位 置 公 差 要 求 ， 在 开 动 机 床 进 行 加 工 之 前 ，必 须 首 先 使 工 件 占 有 一 正 确 位 置 。 通 常 把 确 定 工 件 在 机 床 上 或夹 具 中 占 有 正 确 位 置 的 过 程 ， 称 为 定 位 。 当 工 件 定 位 后 ， 为 了避 免 在 加 工 中 受 到 切 削 力 、 重 力 等 的 作 用 而 破 坏 定 位 ， 还 应
2、该用 一 定 的 机 构 或 装 置 将 工 件 加 以 固 定 。 工 件 定 位 后 即 将 其 固 定 ，使 其 在 加 工 过 程 中 保 持 定 位 位 置 不 便 的 操 作 ， 称 为 夹 紧 。通 过 以 杠 杆 20H7 孔 和 其 左 端 面 为 精 基 准 ， 运 用 一 面 两 销来 限 制 工 件 的 6 个 自 由 度 ， 在 实 现 中 批 生 产 的 前 提 下 ， 采 用 液压 缸 来 对 工 件 进 行 夹 紧 。 满 足 了 该 杠 杆 工 件 的 生 产 要 求 。由 于 本 夹 具 配 合 面 ， 连 接 孔 较 多 ， 因 此 ， 夹 具 的 零 件
3、 对 精度 比 较 高 ， 操 作 时 要 注 意 夹 具 各 螺 纹 是 否 拧 紧 ； 还 有 就 是 夹 具操 作 时 ， 要 防 止 定 位 零 件 有 过 大 的 磨 损 ， 若 有 较 大 磨 损 ， 要 注意 及 时 更 换 ， 以 保 证 零 件 加 工 精 度 。夹 具 上 装 有 对 钻 套 ， 可 以 使 夹 具 在 一 批 零 件 的 加 工 之 前 很好 的 对 刀 ， 同 时 ， 夹 具 体 上 底 面 有 一 对 定 位 键 ， 可 使 夹 具 工 作台 上 在 很 好 的 定 位 。工 件 装 夹 是 否 正 确 、 迅 速 、 方 便 和 可 靠 ， 将 直
4、接 影 响 工 件的 加 工 质 量 、 生 产 效 率 、 制 造 成 本 和 操 作 安 全 。 在 成 批 、 大 量生 产 中 ， 工 件 的 装 夹 是 通 过 机 床 夹 具 来 实 现 的 。 机 床 夹 具 在 生产 中 应 用 十 分 广 泛 。关 键 词 ： 机 械 制 造 夹 具 定 位 夹 紧 元 件IIIAbstractIn the processing machine parts, in order to enable the workpiece in the process by processing the surface can achieve the req
5、uired size and location of tolerance requirements, starting in the machine for processing before, we must first make a correct position of the workpiece possession. The workpiece is usually identified in the machine tool or fixture in the possession of the correct location of the process, known as t
6、he location. When the workpiece positioning, in order to avoid being in the processing of cutting force, gravity, and so undermine the role and positioning, but also should use a certain body parts or devices will be fixed. After positioning the workpiece to be fixed, in the process to maintain the
7、target of inconvenience in the operation, known as the clamp.20H7 to leverage through the hole and its fine base for the extreme left side, use a pin to limit the two parts of six degrees of freedom, in the realization of the grant under the premise of the production, use of hydraulic cylinders to t
8、he workpiece to clamp. Parts of the lever to meet the production requirements.As the fixture with face, connecting more holes, so the fixture parts of the relatively high precision, the operation of the fixture should pay attention to whether the tightening thread; fixture is still in operation, to
9、prevent the positioning is too large parts of wear and tear, if Have greater wear and tear, attention should be paid timely replacement to ensure that the precision machining parts.Fixture is equipped with sets of drilling, so that the fixture in a number of processing before the good parts of the k
10、nife, at the same time, specific folder on the underside of a pair of targeting key fixture will work on stage in a very good location.Workpiece clamping is correct, rapid, convenient and IVreliable, will directly affect parts of the processing quality, productivity, manufacturing costs and operatio
11、nal safety. In bulk, mass production, part of the fixture through the machine to achieve the fixture. Fixture for the production of machine tools in the application of a very wide range.Keywords: Machinofacture Fixture Location Clamping componentsV目 录1.CA1340 自 动 车 床 杠 杆 工 艺 分 析 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.
12、1 杠 杆 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 确 定 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.1.1 杠 杆 的 技 术 要 求 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.1.2 审 查 杠 杆 的 工 艺 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.1.3 确 定 杠 杆 的 生 产 类 型 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.2 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.2.1 选 择 毛 坯 .错 误 ！ 未 定 义 书 签 。1.2.2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 机 械 加 工 余 量 .21.3 拟 定 杠 杆 的 工 艺 路
13、线 .21.3.1 定 位 基 准 的 选 择 .21.3.2 表 面 加 工 方 法 确 定 .31.3.3 加 工 阶 段 划 分 .41.3.4 工 序 的 集 中 与 分 散 .41.3.5 工 序 顺 序 安 排 .51.3.6 确 定 工 艺 路 线 .51.4 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 确 定 .61.5 切 削 用 量 、 时 间 额 定 的 计 算 .91.5.1 切 削 用 量 的 计 算 .91.5.2 时 间 额 定 的 计 算 .92.专 用 夹 具 设 计 .102.1 基 本 定 位 原 理 分 析 .102.2 定 位 基 准 的 选
14、择 .102.3 定 位 误 差 分 析 .102.4 夹 具 操 作 简 要 说 明 .122.5 夹 具 使 用 注 意 事 项 、 保 养 及 维 护 .123.方 案 综 合 评 价 与 结 论 .124.体 会 与 展 望 .13参 考 文 献 .14附 录 1： 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡附 录 2： 机 械 加 工 工 序 卡VI1CA1340 杠杆加工工艺分析1.1 泵体工艺分析及生产类型确定1.1.1 杠杆的技术要求杠 杆 技 术 要 求 表加 工 表 面尺 寸 及偏 差/mm公 差 及 精 度等 级表 面 粗 糙 度Ra/ m 形 位 公 差 /mm杠 杆 叉 头
15、左 侧 两 端面 12 IT9 6.3杠 杆 叉 头 右 侧 两 端面 12 IT9 6.3 20mm孔 20H7 IT7 1.6 8mm锥 形 孔 8 IT12 12.5 4mm圆 柱 孔 4 IT12 12.5杠 杆 叉 轴 孔 两 端 面 800-0.2IT11 3.2杠 杆 叉 脚 槽 内 侧 面 8 IT9 6.3杠 杆 叉 脚 槽 内 上 表面 12 IT9 6.3M4螺 孔 M4 IT7 1.6 6mm孔 6H7 IT7 1.6 0.06 A 8mm孔 8H7 IT7 1.6 0.08 B1.1.2 审查杠杆的工艺性该 零 件 材 料 为 QT45-5， 该 材 料 具 有 良
16、好 的 铸 造 性 能 、 耐 磨 性 、 切 削加 工 性 能 及 低 的 缺 口 敏 感 性 等 。 另 外 球 墨 铸 铁 可 通 过 热 处 理 大 大 提 高 其 性能 。 球 墨 铸 铁 工 艺 简 单 ， 一 般 铸 造 车 间 均 可 生 产 。分 析 零 件 可 知 ， 杠 杆 叉 头 和 叉 轴 孔 两 端 面 均 需 要 切 削 加 工 ， 并 在 轴 向方 向 上 均 高 于 相 邻 表 面 ， 这 样 减 少 了 加 工 面 积 ， 又 提 高 了 杠 杆 端 面 的 接 触VII刚 度 ； 20mm， 6mm 孔 的 端 面 均 为 平 面 ， 可 以 防 止 加
17、工 过 程 中 钻 头 钻偏 ， 以 保 证 孔 的 加 工 精 度 ； 另 外 该 零 件 除 主 要 工 作 表 面 外 ， 其 余 表 面 加 工精 度 均 较 低 ， 不 需 要 高 精 度 机 床 加 工 ， 通 过 铣 削 、 钻 床 的 粗 加 工 就 可 以 达到 加 工 要 求 ； 而 主 要 表 面 虽 然 加 工 精 度 相 对 较 高 ， 但 也 可 以 在 正 常 的 生 产条 件 下 ， 采 用 较 经 济 的 方 法 保 质 保 量 的 加 工 出 来 。 由 此 可 见 ， 该 零 件 的 工艺 性 较 好 。1.1.3确定杠杆的生产类型依 设 计 题 目 知
18、： N=4500 件 /年 ， 泵 体 重 量 为 3.0kg， 泵 体 属 轻 型 零件 。 该 泵 体 的 生 产 类 型 为 中 批 生 产 。1.2、确定毛坯，绘制毛坯简图1.2.1 选择毛坯根 据 零 件 材 料 确 定 毛 坯 为 铸 件 ， 毛 坯 的 拔 模 斜 度 为 3 5。1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量已 知 零 件 的 生 产 类 型 为 中 批 生 产 。 目 前 ， 多 数 铸 件 采 用 砂 型 铸 造 ，其 中 金 属 模 机 器 造 型 生 产 率 较 高 、 铸 件 精 度 高 、 表 面 质 量 与 机 械 性 能 均 好 ，故 毛 坯 的
19、铸 造 方 法 选 用 金 属 型 铸 造 。 根 据 表 2-5 和 表 2-1 查 得 公 差 等级 为 810 级 ， 即 CT8CT10， 机 械 加 工 余 量 等 级 为 DF 级 。 选 取 E级 ， 查 表 2-4 得 ， 加 工 余 量 RAM 为 1.1mm。 由 于 铸 造 孔 的 最 小 直 径 为15mm,所 以 8、 6、 4 的 孔 都 在 铸 造 时 铸 成 实 体 ， 用 机 械 加 工 的 方法 制 造 ， 所 以 没 有 加 工 余 量 。 计 算 需 加 工 表 面 的 毛 坯 余 量 ： 公 式R=F+2RMA+CT/2， R=F-2RMA-CT/2(
20、1)杠 杆 叉 头 两 端 面R=12+2*1.1+1.6/2=15(mm)(2)20H7 孔 内 表 面R=20-2*1.1-1.2/2=17.2(mm)(3)杠 杆 叉 轴 孔 20H7 端 面R=80+2*1.1+3.2/2=83.8(mm)1.3.工拟订杠杆的工艺路线1.3.1 定位基准的选择VIII（ 1） 精 基 准 的 选 择根 据 该 杠 杆 的 技 术 要 求 和 装 配 要 求 ， 选 择 杠 杆 20H7 孔 和 其 左 端面 为 精 基 准 。 零 件 图 上 的 很 多 表 面 都 可 以 采 用 它 们 作 为 基 准 进 行 加 工 ， 即遵 循 了 “基 准 统
21、 一 ”原 则 ， 杠 杆 叉 轴 孔 20H7 的 轴 线 是 设 计 基 准 ， 选 用其 做 精 基 准 定 位 加 工 杠 杆 叉 头 两 端 面 和 孔 20H7， 实 现 了 设 计 基 准 和工 艺 基 准 的 重 合 ， 保 证 了 被 加 工 表 面 的 平 行 度 要 求 。 选 用 该 叉 轴 孔20H7 左 端 面 作 为 精 基 准 同 样 遵 循 了 “基 准 重 合 ”的 原 则 ， 因 为 该 杠 杆在 轴 向 方 向 上 的 尺 寸 多 以 该 端 面 做 设 计 基 准 ； 另 外 ， 由 于 该 杠 杆 零 件 强 度较 差 ， 受 力 易 产 生 弯 曲
22、 变 形 ， 为 了 避 免 在 机 械 加 工 中 产 生 夹 紧 变 形 ， 根 据夹 紧 力 应 垂 直 于 主 要 定 位 基 面 ， 并 应 作 用 在 刚 度 较 大 部 位 的 原 则 ， 夹 紧 力的 作 用 点 不 能 作 用 在 叉 杆 上 。 选 用 叉 轴 孔 20H7 左 端 面 作 精 基 准 ， 夹紧 可 作 用 在 叉 轴 孔 20H7 右 端 面 上 ， 夹 紧 稳 定 可 靠 。（ 2） 粗 基 准 的 选 择作 为 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 ， 没 有 飞 边 或 其 它 表 面 缺 陷 ， 在 本 题 中 ， 选择 叉 轴 孔 20H7 的 外
23、 圆 面 和 杠 杆 叉 脚 右 端 面 作 为 粗 基 准 。 采 用20H7 的 外 圆 面 定 位 加 工 内 孔 ， 可 以 保 证 孔 的 壁 厚 均 匀 ； 采 用 杠 杆 叉 脚右 端 面 作 为 粗 基 准 加 工 叉 轴 孔 20H7 的 左 端 面 ， 可 以 为 后 序 准 备 好 精基 准 。1.3.2 表面加工方法的确定根 据 杠 杆 图 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ,确 定 各 加 工 表面 的 加 工 方 法 如 下 表 :加 工 表 面 尺 寸 及 偏差 /mm公 差 及 精度 等 级表 面 粗 糙 度Ra/ m加 工 方
24、 案杠 杆 叉 头 左 侧两 端 面12 IT9 6.3 粗 铣杠 杆 叉 头 右 侧两 端 面12 IT9 6.3 粗 铣 20mm 孔 20H7 IT7 1.6 粗 扩 -精 扩 -铰IX 8mm 锥 形 孔 8 IT12 12.5 粗 铣 4mm 圆 柱 孔 4 IT12 12.5 粗 铣杠 杆 叉 轴 孔 两端 面800-0.2 IT11 3.2 粗 铣 -半 精 铣杠 杆 叉 脚 槽 内侧 面8 IT9 6.3 粗 铣杠 杆 叉 脚 槽 内上 表 面12 IT9 6.3 粗 铣M4 螺 孔 M4 IT7 1.6 钻 -攻 6mm 孔 6H7 IT7 1.6 钻 -粗 铰 -精 铰 8
25、mm 孔 8H7 IT7 1.6 钻 -粗 铰 -精 铰1.3.3 加工阶段的划分由 于 该 杠 杆 加 工 质 量 要 求 较 高 ,所 以 可 将 加 工 阶 段 划 分 为 粗 加 工半 精 加 工 精 加 工 。在 粗 加 工 阶 段 ,先 将 精 基 准 (杠 杆 20H7 孔 和 其 左 端 面 )准 备 好 ,使后 续 工 序 都 可 采 用 精 基 准 进 行 加 工 .保 证 其 他 加 工 表 面 的 加 工 精 度 要 求 ，然 后 粗 铣 20H7 孔 右 端 面 、 杠 杆 叉 头 两 侧 左 右 端 面 、 8mm 锥 形 孔 、4mm 圆 柱 孔 以 及 杠 杆
26、叉 脚 槽 内 表 面 与 其 上 表 面 ； 在 半 精 度 加 工 阶 段 ,完成 对 叉 轴 孔 20H7 两 端 面 的 铣 削 ； 在 精 加 工 阶 段 ,完 成 8mm 和 6mm 孔 的 精 铰 .1.3.4 工序的集中与分散本 课 题 选 用 工 序 集 中 原 则 来 安 排 杠 杆 的 加 工 工 序 ， 该 杠 杆 的 生 产 类 型为 中 批 生 产 ， 可 以 采 用 万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ；由 于 6 的 孔 对 叉 轴 孔 20H7 轴 线 有 较 高 的 平 行 度 要 求 和 8 的孔 对 6 孔 轴
27、 线 也 有 平 行 度 要 求 ,故 选 用 工 序 集 中 ,来 减 少 装 夹 次 数 ,提高 加 工 精 度 .不 但 可 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 由 于 在 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表X面 ， 有 利 于 保 证 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位 置 精 度 要 求 。1.3.5 工序顺序的安排一 、 机 械 加 工 工 序(1)先 基 准 后 其 他 首 先 加 工 精 基 准 杠 杆 20H7 孔 和 其 左 端 面 ；(2)先 粗 后 精 先 安 排 粗 加 工 工 序 ,后 安 排 精 加 工 工 序 ；(3)先 主 后 次 先 进 行 主
28、要 表 面 杠 杆 20H7 孔 及 其 左 、 右 端 面 ， 杠 杆 叉 头 6mm 孔 ， 杠 杆 叉 脚 8mm孔 ，后 加 工 次 要 表 面 杠 杆 叉 脚 槽 内 、 上 表 面 以及 8mm 锥 形 孔 、 4mm 圆 柱 孔 ；(4)先 面 后 孔 先 加 工 叉 轴 孔 左 端 面 ， 再 加 工 叉 轴 孔 20H7；先 加 工 杠 杆 叉 头 左 右 端 面 ， 再 加 工 6H7 孔 ； 先 铣杠 杆 叉 脚 槽 内 、 上 表 面 ， 再 加 工 8H7 孔 ；二 、 热 处 理 工 序 :铸 造 成 型 后 进 行 时 效 处 理 ,来 消 除 残 余 应 力三
29、、 .辅 助 工 序 :粗 加 工 杠 杆 叉 头 两 端 面 和 杠 杆 叉 脚 槽 内 、 上 表 面 后 安 排 校 直 ， 去 毛刺 ， 清 洗 ， 终 检 工 序 。综 上 所 述 ： 该 杠 杆 工 序 的 安 排 顺 序 ： 基 准 加 工 主 要 表 面 加 工主 要 表 面 半 精 加 工 和 次 要 表 面 粗 加 工 热 处 理 主 要 表 面 精加 工 。1.3.6 确定工艺路线工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具1 粗铣叉轴孔 20H7 两端面 立式铣床X51端铣刀 游标卡尺2 半精铣叉轴孔 20H7 两端面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺3 粗扩，精扩，铰孔 20H7 四面组合钻床扩孔钻，绞刀卡尺、塞规4 校正杠杆叉头 钳工台 手锤
