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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課程名稱：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目：左擺動(dòng)杠桿制造工藝及夾具設(shè)計(jì)
院系：機(jī)械學(xué)院機(jī)械工程及自動(dòng)化
班級(jí)：機(jī)自0802班
姓名：魏中漢（0401080212）
指導(dǎo)教師：章軍
設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年6月27日至7月8日
摘 要 1
1、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 2
1.1、左擺動(dòng)杠桿的用途 2
1.2、左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求： 3
1.3、審查左擺動(dòng)杠桿的工藝性 3
1.4、確定左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類(lèi)型 3
2、確定毛胚、繪制毛胚簡(jiǎn)圖 4
2.1、選擇毛胚 4
2.2、確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4
2.2.1、公差等級(jí) 4
2.2.2、左擺動(dòng)杠桿鍛造毛坯尺寸工差及加工余量 4
2.2.3、繪制左擺動(dòng)杠桿毛坯簡(jiǎn)圖 5
3、擬定左擺動(dòng)杠桿工藝路線 5
3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.1.1、精基準(zhǔn)的選擇 5
3.2.2、粗基準(zhǔn)的選擇 5
3.2 、表面加工方法的確定 6
3.3、加工階段的劃分 6
3.4、工序的集中與分散 6
3.5、工序順序的安排 7
3.5.1、機(jī)械加工工序 7
3.5.2、熱處理工序 7
3.6、確定工藝路線 7
4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 8
5、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 9
5.1、切削用量的計(jì)算 15
5.1.1、鉆孔工步 15
5.1.2、 粗鉸工步 15
5.1.3、精鉸工步 15
5.2、時(shí)間定額的計(jì)算 16
5.2.1、基本時(shí)間tj的計(jì)算 16
5.2.2、輔助時(shí)間ta的計(jì)算 16
5.2.3、其他時(shí)間的計(jì)算 16
5.2.4、單件時(shí)間tdj的計(jì)算 17
6、夾具設(shè)計(jì) 17
6.1、提出問(wèn)題 18
6.2、設(shè)計(jì)思想 18
6.3、夾具設(shè)計(jì) 19
6.3.1、定位分析 19
6.3.2、切削力及夾緊力的計(jì)算 19
6.3.3、夾具操作說(shuō)明 21
6.3.4、確定導(dǎo)向裝置 21
7、體會(huì)與展望 21
8、參考文獻(xiàn) 23
摘 要
這次設(shè)計(jì)的是左擺動(dòng)杠桿。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和與工序卡片各一張。根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。最后擬定左擺動(dòng)杠桿的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫(huà)出夾具裝配圖。
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次實(shí)際的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
1、左擺動(dòng)杠桿的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
左擺動(dòng)杠桿零件圖
1.1、左擺動(dòng)杠桿的用途
杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力（用力點(diǎn)、支點(diǎn)和阻力點(diǎn)）的大小跟它們的力臂成反比。動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用代數(shù)式表示為F1? L1=F2?L2。式中，F(xiàn)1表示動(dòng)力，L1表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。
1.2、左擺動(dòng)杠桿的技術(shù)要求：
該左擺動(dòng)杠桿的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示：
加工表面
尺寸偏差（mm）
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度(um)
形位公差(mm)
左擺動(dòng)杠桿上側(cè)面
24
IT8
3.2
左擺動(dòng)杠桿左端面
100
IT13
3.2
左擺動(dòng)杠桿中端面
55
IT13
3.2
左擺動(dòng)杠桿上端面
28
IT13
3.2
左擺動(dòng)杠桿上孔
φ15
IT8
1.6
左擺動(dòng)杠桿中孔
φ12
IT8
1.6
左擺動(dòng)杠桿下孔
φ6
IT7
1.6
M10螺紋孔
φ9
IT13
12.5
φ12孔
φ12
IT13
12.5
φ12盲孔
φ12
IT13
12.5
8mm槽
8
IT7
1.6
2mm槽
2
IT13
12.5
1.3、審查左擺動(dòng)杠桿的工藝性
該左擺動(dòng)杠桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀普通，屬一般的杠桿類(lèi)零件。主要加工表面有左擺動(dòng)杠桿左、右端面，上端面，其次就是φ15孔及φ12孔和φ6孔，φ15、φ12、φ6孔的加工端面均為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見(jiàn)，該零件的加工工藝性較好。
1.4、確定左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類(lèi)型
依設(shè)計(jì)題目知：Q=3000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：
N=3000臺(tái)/年*1件/臺(tái)*（1+3%+0.5%）=3105
左擺動(dòng)杠桿重量為0.9kg，可知，左擺動(dòng)杠桿屬輕型零件；由表4-2知，此左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。
2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1、選擇毛坯
左擺動(dòng)杠桿在工作過(guò)程中承受沖擊載荷及各種應(yīng)力，毛坯需選用鍛件才滿足工作要求。該左擺動(dòng)杠桿的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復(fù)雜，故采用模鍛。
2.2、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
由表4-1至表4-3可知，可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。
2.2.1、公差等級(jí)
由左擺動(dòng)杠桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為CT=9。
2.2.2、左擺動(dòng)杠桿鍛造毛坯尺寸，機(jī)械加工余量及公差
項(xiàng)目
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/mm
毛坯尺寸/mm
備注
左擺動(dòng)杠桿上側(cè)面
1
1
25-0.50.5
表4-1至表4-3
左擺動(dòng)杠桿左端面
1+0.7=1.7
2.5
92.06-1.251.25
表4-1至表4-3
左擺動(dòng)杠桿中端面
1+0.7=1.7
2
57.49-11
表4-1至表4-3
左擺動(dòng)杠桿上端面
1+0.7=1.7
1.6
31.4-0.80.8
表4-1至表4-3
φ12孔
12
1.7
0
表4-1至表4-3
φ15孔
2*2=4
1.7
11 -0.850.85
表4-1至表4-3
φ12孔
12
1.7
0
表4-1至表4-3
M10mm螺紋孔
10
1.7
0
表4-1至表4-3
φ6孔
6
1.7
0
表4-1至表4-3
φ12盲孔
2*2=4
1.7
8-0.850.85
表4-1至表4-3
8mm槽
2*4=8
0.5
0
表4-1至表4-3
2mm槽
2*1=2
0.5
0
表4-1至表4-3
2.2.3、繪制左擺動(dòng)杠桿毛坯簡(jiǎn)圖
3、擬定左擺動(dòng)杠桿工藝路線
3.1、定位基準(zhǔn)的選擇
3.1.1、精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)該左擺動(dòng)杠桿零件的技術(shù)要求，選擇左擺動(dòng)杠桿左端面和φ12孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。φ12孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作竟基準(zhǔn)定位左擺動(dòng)杠桿兩端面，實(shí)是現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。選用左擺動(dòng)杠桿右端面作為精基準(zhǔn)同樣遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵撟髷[動(dòng)杠桿在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
3.2.2、粗基準(zhǔn)的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇左擺動(dòng)杠桿左中上三個(gè)端面作為基準(zhǔn)，使用專用夾具加工直徑15,12,6的要求較高的三個(gè)孔，以提高效率。采用左擺動(dòng)杠桿右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
3.2 、表面加工方法的確定
根據(jù)左擺動(dòng)杠桿零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/um
加工方案
備注
上側(cè)面
IT8
12.5
粗銑
表4-5至表4-7
左端面
IT13
3.2
粗銑-精銑
表4-5至表4-7
中端面
IT13
3.2
粗銑-精銑
表4-5至表4-7
上端面
IT13
3.2
粗銑-精銑
表4-5至表4-7
φ12孔
IT8
1.6
鉆-粗鉸-精鉸
表4-5至表4-7
φ15孔
IT8
1.6
鉆-粗鉸-精鉸
表4-5至表4-7
φ6孔
IT7
1.6
鉆-粗鉸-精鉸
表4-5至表4-7
φ12孔
IT13
12.5
鉆—粗鉸
表4-5至表4-7
M10孔
IT13
12.5
鉆-粗鉸
表4-5至表4-7
φ12盲孔
IT13
12.5
鉆-粗鉸
表4-5至表4-7
8mm槽
IT13
1.6
粗銑-精銑
表4-5至表4-7
2mm槽
IT13
12.5
粗銑
表4-5至表4-7
3.3、工序的集中與分散
選用工序集中原則安排左擺動(dòng)杠桿的加工工序。該左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對(duì)位置精度要求。
3.4、工序順序的安排
3.4.1、機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——左擺動(dòng)杠桿左端面和φ12孔。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原則，先加工左擺動(dòng)杠桿中端面，再加工M10孔。
3.4.2、熱處理工序
加工之前進(jìn)行時(shí)效處理。
3.4.3、輔助工序
在基本型面工序加工完后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該左擺動(dòng)杠桿工序的安排順序?yàn)椋哄懠鳌獙?shí)效處理——基準(zhǔn)加工——粗精加工——輔助工序——入庫(kù)。
3.5、確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了左擺動(dòng)杠桿的工藝路線。
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
010
時(shí)效處理
020
粗銑左擺動(dòng)杠桿兩側(cè)面面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
030
粗、精銑左擺動(dòng)杠桿左端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
040
粗、精銑左擺動(dòng)杠桿中端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
050
粗、精銑上平面 Ra=3.2m
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
060
鉆孔φ12mm，鉆孔φ15mmRa=1.6m鉆孔φ6mm
立式鉆床Z525
麻花鉆、鉸刀
內(nèi)徑千分尺
卡尺、塞規(guī)
070
鉆孔φ12mm
立式鉆床Z525
麻花鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
080
攻螺紋M10mm
立式鉆床Z525
絲錐
卡尺、塞規(guī)
090
鉆、鉸φ12盲孔
立式鉆床Z525
麻花鉆、錐度鉸刀
游標(biāo)卡尺
100
粗、精銑槽8mm，銑2mm槽
立式銑床X51
鋸片銑刀
游標(biāo)卡尺
110
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
120
清洗
清洗機(jī)
130
終檢
塞規(guī)、卡尺、百分表等
4、加工余量、工序尺寸和公差的確定
工序20.粗銑左擺動(dòng)杠桿兩側(cè)面。
確定粗、精銑左擺動(dòng)杠桿左端面的加工余量、工序尺寸和公差
由表4-32可查得粗銑的加工余量是1.0mm；查表4-7可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：粗銑IT9。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定工步的公差值為，粗銑：+0.087
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：粗銑1前26+0.493 ，粗銑1前2,5+0.493
工序30.粗、精銑左擺動(dòng)杠桿左端面。
確定粗、精銑左擺動(dòng)杠桿左端面的加工余量、工序尺寸和公差
由表4-32可查得粗銑的加工余量是1.0mm；精銑的的加工余量是0.7mm；查表4-7可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：粗銑IT9，精銑IT7。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精銑： +0.035；粗銑：+0.087
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精銑前 97.73+0.198 粗銑前92.06+0.493
對(duì)上端面的影響是精銑前 30.4+0.035 粗銑前31.4+0.087
工序40. 左擺動(dòng)杠桿中端面。
確定粗、精銑左擺動(dòng)杠桿中端面的加工余量、工序尺寸和公差
由表4-32可查得粗銑的加工余量是1.0mm；半精銑的的加工余量是0.7mm；查表4-7可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：粗銑IT9，精銑IT7。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為精銑： +0.030；粗銑：+0.074
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精銑前 57.03+0.014 粗銑前57.49+0.041。
對(duì)上端面的影響是精銑前 28.7+0.030 粗銑前29.7+0.074。
工序50. 左擺動(dòng)杠桿上端面。
確定粗、精銑左擺動(dòng)杠桿上端面的加工余量、工序尺寸和公差
由表4-32可查得粗銑的加工余量是1.0mm；半精銑的的加工余量是0.7mm；查表4-7可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：粗銑IT9，精銑IT7。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為：精銑： +0.021；粗銑：+0.052
銑削上端面，對(duì)上端面尺寸沒(méi)有影響。對(duì)左端面和中端面有影響
對(duì)左端面的影響是 精銑前： 100.7+0.021；粗銑前：101.7+0.052
對(duì)中端面的影響是 精銑前： 55.7+0.021；粗銑前：56.7+0.052
工序60. 鉆-鉸-精鉸φ12孔。
確定鉆-鉸-精鉸φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精鉸余量Z精鉸=0.05mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm；鉆孔余量Z鉆=11.8mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7；粗鉸：IT9；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm;粗鉸：0.043mm；鉆：0.18mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ12.0+0.018mm；粗鉸：φ11.95+0.043mm；鉆：φ11.800+0.18mm。它們的相互關(guān)系如下圖所示。
鉆-鉸-精鉸φ15孔
確定鉆-鉸-精鉸φ15孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精鉸余量Z精鉸=0.05mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm；鉆孔余量Z鉆=14.8mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7；粗鉸：IT9；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm;粗鉸：0.043mm;鉆：0.18mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ15.0+0.015mm；粗鉸：φ14.95+0.058mm；鉆：φ14.800+0.15mm。
鉆-鉸-精鉸φ6孔。
確定鉆-鉸-精鉸φ6孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精鉸余量Z精鉸=0.04mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.1mm；鉆孔余量Z鉆=5.86mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7；粗鉸：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.012mm;粗鉸：0.048mm;鉆：0.12mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ6.0+0.012mm；粗鉸：φ5.96+0.048mm；鉆：φ5.86+0.12mm。
工序70. 鉆-粗鉸φ12孔。
確定鉆-鉸-精鉸φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm；鉆孔余量Z鉆=11.85mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，粗鉸：IT9；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗鉸：0.043mm；鉆：0.18mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗鉸：φ12+0.043mm；鉆：φ11.85+0.18mm。
工序080. 鉆M10孔φ9，攻螺紋M10。
確定鉆-粗鉸φ9孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm；鉆孔余量Z鉆=8.85mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，粗鉸：IT9；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，：0.036mm;鉆：0.15mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：粗鉸：
φ9+0.036mm；鉆：φ8.85+0.15mm。
然后攻螺紋M10mm。
工序090. 鉆-鉸φ12盲孔。
確定鉆-鉸-精鉸φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精鉸余量Z精鉸=0.05mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm；鉆孔余量Z鉆=11.8mm。查表4-5可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7；粗鉸：IT9；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm;粗鉸：0.043mm;鉆：0.18mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：
φ12.0+0.018mm；粗鉸：φ11.95+0.043mm；鉆：φ11.800+0.18mm。
工序100. 粗，精銑8mm槽；粗，精銑2mm槽。
確定粗、精銑8mm和2mm槽的加工余量、工序尺寸和公差
由表4-32可查得；精銑的的加工余量是0.7mm；查表4-7可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：粗銑IT9，精銑IT7。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為精銑： +0.030；
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精銑前 7.3+0.03 粗銑前0。
銑2mm槽，精銑前是1.7+0.03，粗銑前0。
5、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算
5.1銑左端面
5.1.1 粗銑工步
硬質(zhì)合金端銑刀銑削用量選擇
1．選擇刀具
1）根據(jù)表4—75至表4—79，選擇YG6硬質(zhì)合金刀片。
根據(jù)表 4—76，銑削深度 ap≤4mm時(shí)，端銑刀直徑d0為 80mm,ae為60mm。但已知銑削寬度 ae為 24mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度 ae≤90mm，選擇d0= 100mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=10（表3.16）。
2）銑刀幾何形狀（表3．2）：由于δb≤800MPa，故選擇。kr=60°，kre=30°，kr′＝5°，α0=8°,α0′=10°λs= -15°，γ0= -5°。
2．選擇切削用量
1）決定銑削深度ap由于加工余量不大，故可在一次大刀內(nèi)切完，則
a p=h＝1mm
2）決定每齒進(jìn)給量fz采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量。根據(jù)表 3.5，當(dāng)使用 X51銑床功率為4.5kw時(shí)，
fz= 0.09～ 0.18mm／z
但因采用不對(duì)稱端銑，故取
fz= 0.18mm／z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8mm；
由于銑刀直徑d0= 100mm，故刀具壽命T=180min（表3．8）。
4）決定切削速度vc。和每分鐘進(jìn)給量vf 切削速度vc可根據(jù)表3．27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)表 3．13，當(dāng)d0= 100mm， z＝ 10， ap≤5mm，fz≤0.1mm／z時(shí)， vt= 124m／min，nt＝395r／min，vft＝316mm／min。
各修正系數(shù)為： k MV=kMN＝k Mv＝1.25
ksv=ksn＝ ksvf＝ 0.8
故 vc=vtkv=124×1.25×0.8m/min＝124m/min
n＝ ntkn= 395 ×1.25×0.8r／min＝ 395r／min
vf＝ vftkvt＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根據(jù) X51型立銑說(shuō)明書(shū)（表 3． 30）選擇
nc＝380r／min，vfC＝320mm／min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
vc == 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min
fzc==320/380×10mm/z=0.08mm/z
5）校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表 3．23，當(dāng)δb＝ 560～ 1000MPa， ae≤90mm， ap≤4mm， d0＝100mm， z=10， vf＝320mm／min，近似為
Pcc＝2.3kw
根據(jù)X51型立銑說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為
PcM＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw
故Pcc＜PcM，因此所選擇的切削用量可以采用，即
ap=2mm，vf＝320mm／min，n=380r／min，vc＝119.3m／min，fz=0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm =
式中，L＝ l＋ y十Δ， l＝ 100。不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量 y十Δ
=40mm，則 L＝（40＋ 100）mm＝140mm，故
tm = 140/320=0.44min
5.1.2 精銑工步
硬質(zhì)合金端銑刀銑削用量選擇
1．選擇刀具
1）根據(jù)表4—75至表4—79，選擇YG6硬質(zhì)合金刀片。
根據(jù)表4—76，銑削深度 ap≤4mm時(shí)，端銑刀直徑d0為 80mm,ae為60mm。但已知銑削寬度 ae為 24mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度 ae≤90mm，選擇d0= 100mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=10（表3.16）。
2）銑刀幾何形狀（表3．2）：由于δb≤800MPa，故選擇。kr=60°，kre=30°，kr′＝5°，α0=8°,α0′=10°λs= -15°，γ0= -5°。
2．選擇切削用量
1）決定銑削深度ap由于加工余量不大，故可在一次大刀內(nèi)切完，則
a p=h＝2mm
2）決定每齒進(jìn)給量fz采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量。根據(jù)表 3.5，當(dāng)使用 X51銑床功率為4.5kw時(shí)，
fz= 0.09～ 0.18mm／z
但因采用不對(duì)稱端銑，故取
fz= 0.18mm／z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8mm；
由于銑刀直徑d0= 100mm，故刀具壽命T=180min（表3．8）。
4）決定切削速度vc。和每分鐘進(jìn)給量vf 切削速度vc可根據(jù)表3．27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)表 3．13，當(dāng)d0= 100mm， z＝ 10， ap≤5mm，fz≤0.1mm／z時(shí)， vt= 124m／min，nt＝395r／min，vft＝316mm／min。
各修正系數(shù)為： k MV=kMN＝k Mv＝1.25
ksv=ksn＝ ksvf＝ 0.8
故 vc=vtkv=124×1.25×0.8m/min＝124m/min
n＝ ntkn= 395 ×1.25×0.8r／min＝ 395r／min
vf＝ vftkvt＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根據(jù) X51型立銑說(shuō)明書(shū)（表 3． 30）選擇
nc＝380r／min，vfC＝320mm／min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
vc == 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min
fzc==320/380×10mm/z=0.08mm/z
5）校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表 3．23，當(dāng)δb＝ 560～ 1000MPa， ae≤90mm， ap≤4mm， d0＝100mm， z=10， vf＝320mm／min，近似為
Pcc＝2.3kw
根據(jù)X51型立銑說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為
PcM＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw
故Pcc＜PcM，因此所選擇的切削用量可以采用，即
ap=2mm，vf＝320mm／min，n=380r／min，vc＝119.3m／min，fz=0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm =
式中，L＝ l＋ y十Δ， l＝ 86。不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量 y十Δ
=40mm，則 L＝（40＋ 100）mm＝140mm，故
tm = 140/320=0.44min
（粗，精銑其他面與上述計(jì)算類(lèi)似）。
5.2鉆-鉸-精鉸φ12孔
5.2.1、切削用量的計(jì)算
5.2.1.1、鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 取ap=11.8mm.
2) 進(jìn)給量的確定 由表4-64，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。
3）切削速度的計(jì)算 由表4-46，切削速度v選取為22m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=897.6 r/min ,參照Z(yǔ)525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=25.6 m/min。
5.2.1.2、 粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 取ap=0.15mm。
2) 進(jìn)給量的確定 由表4-70，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。
3）切削速度的計(jì)算 由表4-70，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=53 r/min ,參照Z(yǔ)525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=3.7 m/min。
5.2.1.3、精鉸工步
1）背吃刀量的確定 取ap=0.05mm。
2) 進(jìn)給量的確定 由表4-70，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。
3） 切削速度的計(jì)算 由表4-70，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=106.2r/min ,參照Z(yǔ)525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=5.3m/min。
5.2.2、時(shí)間定額的計(jì)算
5.2.2.1、基本時(shí)間tj的計(jì)算
（1） 鉆孔工步
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得tj =
式中l(wèi)=18mm；l2=0mm；
l1=D/2*cotkr+(1~2)=11.8/2*cot54+1mm=5.3mm；
f=0.1mm/r；n=680mm/r。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間為20.6s。
（2） 粗鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（11.95-11.8）/2=0.075的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。
（3） 精鉸工步
同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時(shí)間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（15-14.95）/2=0.025的條件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。
5.2.2.2、輔助時(shí)間ta的計(jì)算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：
鉆孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x20s=3.0s;
粗鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x42s=6.3s;
精鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x36s=5.4s;
5.2.2.3、其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于左擺動(dòng)杠桿的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：
鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s;
粗鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;
精鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;
5.2.2.4、單件時(shí)間tdj的計(jì)算
這里的各工序的單件時(shí)間分別為：
鉆孔工步tdj鉆=20s+3.0s+1.38s=24.38s;
粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s;
精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;
因此，此工序的單件時(shí)間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。
將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。
（加工其他孔的時(shí)間與上述計(jì)算類(lèi)似）
6、夾具設(shè)計(jì)
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
6.1、提出問(wèn)題
（1）怎樣限制零件的自由度；一個(gè)面限制3個(gè)自由度，一個(gè)短銷(xiāo)限制2個(gè)自由度，一個(gè)支撐釘限制1個(gè)自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)和固定手柄壓緊螺釘夾緊工件。
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過(guò)鉆套與工件之間的間隙排削。
（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。
6.2、設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT9，表面粗糙度Ra12.5，鉆、粗鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
6.3、夾具設(shè)計(jì)
6.3.1、定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工孔時(shí)，采用左擺動(dòng)杠桿左端面和大底面作為定位基準(zhǔn)。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個(gè)面與端面定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。
△j=（TD+T d+△S）/2
TD =0.050mm
T d =0.011mm
△S=0.010mm
△j=0.0355mm
6.3.2、切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：Φ11.8的麻花鉆，Φ12鉸刀。
①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度：18mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量： 0.1mm
D───麻花鉆直徑： Φ11.8mm
HB───布氏硬度：55HRC
所以
=720（N）
鉆孔的扭矩：
式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mm
D───麻花鉆直徑, Φ11.8mm
HB───布氏硬度，55HRC
=2478(N·M)
②鉸孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───切削力
t───鉆削深度： 18mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量： 0.4mm
D───鉸孔鉆直徑： Φ12mm
HB───布氏硬度：55HRC
所以
= 5.0（N）
鉸孔的扭矩：
式中 t───鉆削深度： 18mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量： 0.4mm
D───鉸刀直徑： Φ12mm
HB───布氏硬度：55HRC
=9.3（N·M）
③鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，查得工件以一個(gè)面和兩個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：
式中 φ───螺紋摩擦角
───平頭螺桿端的直徑
───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù)：0.16
───螺桿直徑
───螺紋升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄長(zhǎng)度
則所需夾緊力
=766（N）
其他兩個(gè)孔的相關(guān)計(jì)算以此類(lèi)推。
根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3．夾具裝配圖
見(jiàn)CAD圖
6.3.4、夾具操作說(shuō)明
此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：左端面為定位基準(zhǔn)，和三個(gè)支撐釘構(gòu)成六點(diǎn)定位，為在加工中穩(wěn)定，在兩個(gè)方向用螺栓手柄壓緊操作簡(jiǎn)單，用鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。
定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來(lái)實(shí)現(xiàn)工件定位。
6.3.5、確定導(dǎo)向裝置
本工序要求對(duì)被加工的三個(gè)孔依次進(jìn)行鉆、鉸的加工，最終達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，查表9-13，確定鉆套高度H=2d=3×12=36mm，排泄空間h（1）=20mm；h（2）=15， h（2）=15。
7、體會(huì)與展望
通過(guò)將近兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，通過(guò)老師的指導(dǎo)和自己的努力，終于完成了這個(gè)項(xiàng)目，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
經(jīng)過(guò)這三個(gè)星期的設(shè)計(jì)，我基本掌握了零件的加工過(guò)程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會(huì)了查找相關(guān)手冊(cè)、說(shuō)明書(shū)等，以及選擇使用工藝裝備等等。
總之，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于個(gè)人能力有限，所學(xué)知識(shí)還不能完全掌握，設(shè)計(jì)中還有許多錯(cuò)誤和不足，請(qǐng)各位老師和同學(xué)們多多斧正。
通過(guò)這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。
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