等臂杠桿 工藝及鉆2×Φ8H7孔夾具設計【版本4.2】

等臂杠桿 工藝及鉆28H7孔夾具設計【版本4.2】,版本4.2,等臂杠桿,工藝及鉆2×,8H7孔夾具設計【版本4.2】,杠桿,工藝,h7,夾具,設計,版本 遼寧工程技術大學機械加工工藝過程卡片零 件 號零件名稱工序號工 序 名 稱設備夾具刀具量具工 時名稱型號名稱規(guī)格名稱規(guī)格(mm)名稱規(guī)格123456789101112鑄造退火時效處理粗銑精銑40上下端面和寬度為30的平臺面粗精銑30凸臺面鉆25（H9）孔擴鉆25（H9）孔鉸25(H9)孔鉆28（H7）孔鉆10（H7）孔粗鉸10（H7）孔精鉸10（H7）孔粗鉸8（H7）孔精鉸8（H7）孔檢查、入庫立式銑床立式銑床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床立式鉆床X51X51Z525Z525Z525Z525Z525Z525Z525Z525Z525專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具專用夾具高速鋼立銑刀高速鋼立銑刀莫氏錐柄麻花鉆錐柄擴孔鉆錐柄機用鉸刀直柄麻花鉆直柄麻花鉆直柄機用鉸刀精鉸刀直柄機用鉸刀D=50D=50D=23D=24.7D=25D=7.8D=9.8D= 9.98D=10D=8D=8游標卡尺和卡板游標卡尺游標卡尺卡規(guī)卡規(guī)卡規(guī)卡規(guī)專用量具專用量具專用量具專用量具27S13S32S62S91S8S17S35S105S13S 26S遼寧工程技術大學課程設計22 課 程 設 計題 目： 班級：姓名：指導教師：完成日期：序言大三下學期我們進行了機械制造基礎課的學習，并且也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,我們進行了本次課程設計。通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。另外，在設計過程中，經(jīng)過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助，我順利完成了本次設計任務。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。摘要在進行了一系列的課程學習之后我們進行了本次課程設計，目的是通過這次設計加深理解前面的知識，同時為我們以后的設計課程做一個鋪墊，本次設計的內(nèi)容為一個等臂杠桿，對他的設計主要有從鑄造生產(chǎn)到加工成型，整個過程：包括毛坯鑄造，刀具選擇，機床選擇加工工序設計以及加工誤差的計算等一系列過程。起中有兩個最主要的過程：一是機床與刀具的計算和選擇，二是，工序?qū)Ｓ脢A具的設計。在進行這兩部分是要分外的耐心，查找各種手冊和工具書來完成設計。最后要對整個過程進行檢驗。abstractAfter carried on a series of curricula studied us to carry on this curriculum to design, Front the goal is deepens understanding the knowledge through this design Meanwhile makes an upholstery for we later design curriculum This design content is one and so on the arm release leversHis design mainly has from the casting produces to the processing formation Entire process: Including semifinished materials casting,Engine bed choice，Cutting tool choice Processing working procedure design as well as processing error computation and so on a series of processes. Gets up has two most main processes:first, Engine bed and cutting tool computation and choice; Working procedure unit clamp design. Is carrying on these two parts is must the particularly patience, Searches each kind of handbook and the reference book completes the design,Finally must carry on the examination to the entire process目錄1. 序言.12. 摘要.23. 零件的分析.54. 工藝規(guī)程的設計.55. 確定工藝路線.86. 工藝方案的比較分析.97. 選擇加工設備及刀、量、夾具108. 加工工序計算.119. 夾具的設計.1810. 設計心得.2111. 參考資料22一、（一）零件的作用題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二)零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能良好，但塑性較差，要進行退火熱處理。零件的主要加工工序包括：要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為40mm的上下平臺、鉆10(H7)孔、鉆28+0.015的小孔 、粗精銑30凸臺的上下表面。加工要求有：40mm的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2（下平臺）、10(H7)孔為Ra3.6um、25（H9）和8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過渡圓角為R5，則其他的過渡圓角則為R3。由以上分析知此杠桿沒有復雜加工表面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的 加工工藝均可保證。二、工藝規(guī)程的設計(一)、確定毛坯的制造形式。零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為5000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。（二），確定零件加工余量及形狀查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：各加工表面表面總余量 加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明40mm的上下平臺40G4加工上下底面寬30的平臺30H3加工上表面30mm的凸臺上下面30H3凸臺上下表面10(H7)孔10H10加工內(nèi)孔8（H7）孔8H8加工內(nèi)孔25（H9）孔25G25加工內(nèi)孔主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之間的中心距離168-168410（H7）孔尺寸101010325（H9）孔尺寸25252548（H7）孔尺寸8883三，工藝規(guī)程設計(一)基準的選擇 1.粗基準的選擇對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承40mm的外輪廓作主要定位2.精基準的選擇主要烤考慮到基準重合問題和便于裝卡原則，還要降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。三）、工件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有：粗精銑寬度為40mm的上下平臺、鉆10(H7)孔、鉆28+0.015的小孔 、粗精銑30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：1、 40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。2、 40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。3、 30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法。4、 鉆10(H7)內(nèi)孔：公差等級為IT7IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1m（A），采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。5、 鉆25（H9）內(nèi)孔：公差等級為IT6IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔擴孔鉆鉆孔精鉸的加工方法，并倒145內(nèi)角。6、 鉆8（H7）內(nèi)孔：公差等級為IT6IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。7、 四、 確定工藝路線1、工藝路線方案一：鑄造退火時效工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸工序：檢驗入庫。2、工藝路線方案二：鑄造時效退火工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：鉆28(H7)的小孔使尺寸。 工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。 工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。工序：精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。工序：檢驗入庫。五：工藝方案的比較和分析：上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，25（H7）孔作為精基準，所以就要加工25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了28小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔25，而不進一步加工就鉆8（H7），那樣就很難保證28的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。六：選擇加工設備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。粗精銑寬度為30mm的凸臺表面。采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒145的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆28(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸28(H7)小孔使尺寸達到7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）七：加工工序設計工序：粗銑40mm上端面 1.加工條件：工件材料HT200。 加工要求：粗銑40mm上端面 。加工余量 4mm。 機床 X51 刀具：高速鋼立銑刀2.切削用量 （1）.確定切削深度ap 因余量較小，故選ap =4mm 一此走刀即可完成。 （2）.確定每齒進給量fz 查表P94,P104 及機床進給量取fz =0.12，切削速度 v=48m/min則主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=100048/3.1450=305.7r/min查表P94 機床實際轉(zhuǎn)速n=300r/min實際轉(zhuǎn)速V=dn/1000=3.1450300/1000=47.1m/min機床進給量為f=nzf=3000.126=216 mm/min取f=205則f=0.11mm（3）.檢驗機床功率給據(jù)切削手冊，近似取P=3.3Kw，根據(jù)機床使用說明書主軸允許功率P=4.50.75=3.375 P。故校驗合格，機床可用。（4）.計算工時：t=(l+l+l)/ fl=0.5(d-)=12 mml=1-3則t=（83+12+2）/205=24 S2.半精銑40下端面計算過程與前相同粗銑時的工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/205=17 S半精選時，銑削速度為原來的一般為23.5m/min ,f=0.12mm/z主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=1603.1450/1000=25.1m/minf=fnz=0.121606=106.8mm/min查表取f=105計算工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/105=31 S工序： 粗精銑30凸臺面 選用X51銑床，高速鋼銑刀 a=4mm 一次走刀完成進給量f=0.12 銑削速度v=48m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=100048/3.1450=305.7r/min取n=300r/min實際切削速度V=dn/1000=3.1450300/1000=47.1r/minf=0.123006=216mm/min計算工時: t=(l+l+l)/ f=(30+12+2)/205=14 S工序：鉆8孔機床Z525 進給f=0.28mm/r 切削速度V=20m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=100020/3.148=796r/minP91 取n=680r/min實際切削速度為V=dn/1000=6803.148=17m/min機床進給f=nf=6800.28=190.4mm/min計算工時t=(l+l+l)/ f=（15+4+4）/190.4=17 S l=cotK+(1-2)=6l=2工序 擴孔8到7.96進給量f=0.28 擴孔的速度為鉆孔的一般為V=8.5m/minn=1000v/d=10008.5/3.148=338r/min取實際轉(zhuǎn)速n=392 r/min取實際轉(zhuǎn)速v=n d/1000=39283.14/1000=9.85m/minf=nf=3920.28=109.8mm/min計算工時t=(l+l+l)/ f=23/109.8=13 S工序：鉸孔至8H7進給量不變f=0.28 切削速度為原來的1/3為5.8m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=10005.8/83.14=225r/min取n=195r/min實際切削速度V=n d/1000=1953.148=4.8m/min計算工時t=(l+l+l)/ f=23/0.28195=26 S工序：鉆10孔 進給量f=0.17 鉆削速度V=20m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=100020/(3.1410)=636.9r/min 取n=680r/min實際鉆削速度V=nd/1000=21.35m/min計算工時t=(l+l+l)/ f=（25+5+2）/115.6=17 S工序：擴孔到9.98 進給量f=0.17 切削速度V=10m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=（100010）/（3.1410）=318.5r/min取n=272r/min計算工時t=(l+l+l)/ f=35 Sl=cotK+(1-2)=3l=2 f=nf=2720.17=51.68工序：精鉸孔到10H8進給量f=0.11 切削速度V=5.8m/min由于是高速剛鉸刀最大速度為4m/s主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=(10004)/(103.14)=127r/min取n=97r/min實際切削速度為V= nd/1000=973.1410=3m/s f=nf=0.1797=16.49計算工時t=(l+l+l)/ f=105S工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對25（H9）內(nèi)孔的加工設計。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級工序尺寸25(H9)鉆孔0.2152325(H9)擴孔0.055 24.9625(H9)鉸孔H925(H9)1、 鉆25(H9)的小孔使尺寸達到23mm。2、 粗鉸25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。3、 精鉸25(H9)小孔使尺寸達到25（H9）。這三部工序全都采用Z525機床來進行加工的，故（1）參考文獻：機械制造技術基礎課程設計指導書，P108，并參考Z525機床主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，鉆削速度v=20 m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=100020/（3.1425）=276.9r/min由機械制造技術基礎課程設計指導書，P91 取n=272 r/min則實際切削速度v=nd/1000=2723.1425=19.6m/min則機床進給量v=nzfz=2720.222=119.68 mm/min(2)計算基本工時t=L/ v=（54+8.2+1）/119.68=0.52min=32SL=L+L+LL= cotK+(1-2)=8.2L=1-4 從參考文獻得知： Ff=9.8142.7dof0.8KF(N) M=9.810.021d02f0.8KM(N.m)求出鉆孔狀態(tài)下的Ff和MFf=9.8142.7dof0.8KF=9.8142.7230.221=2869.2 N M=9.810.021d02f0.8KM=9.810.021230.221=32.5N.m由于Ff8839, M245.25所以此機床強度足夠可用。4、 粗鉸25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，粗鉸的切削速度為鉆削的一半為9.8 m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=1000v/(d)=10009.8/(3.1425)=128.4r/min查表取n=140r/min則實際切削速度為v=nd/1000=1403.1425/1000=10.9m/min機床進給量v=nzfz=14020.22=61.6mm/min計算工時t=L/ v=（54+2+4）/61.6=59 SL=L+L+LL= cotK+(1-2)=2L=2-4工序粗鉸：25（H9）小孔使尺寸達到25（H9）根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，精鉸的切削速度為鉆的1/3大約為6.7 m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=1000v/(d)=10006.7/（3.1425）=84.9r/min查表去n=95r/min機床進給v=nzfz =950.222=41.8mm/min計算工時t=L/ v=60/41.8=1.44min=86 SL= cotK+(1-2)=2L=2-4八：夾具的設計本次的夾具為工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）而設計的。本工序所加工的孔是位于30凸臺平面內(nèi)，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。1、 確定設計方案這道工序所加工的孔在30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2 、選擇定位元件（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。（2）選擇可調(diào)支承釘為8（H7）孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，限制工件六個自由度。為增加剛性，在8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。 3、計算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關系為：F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。由前面的計算可知F=1279N。所以，F(xiàn)夾=KF=12793N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆8（H7）孔時，工件為懸臂。4、定位誤差計算 （1）加工8H7時孔距尺寸 84 0.2mm的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準位移誤差為定位孔 (25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工8H7孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準位移誤差是定位孔25H9與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。九、設計心得兩個星期的機械設計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 十：參考文獻1、李益民主編，機械加工工藝簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1994.72、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，19903、廖念釗等主編，互換性與技術測量（第四版），北京：中國計量出版社，1990.24、于駿一、鄒青主編，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2004.15、劉華明主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，199922序言大三下學期我們進行了機械制造基礎課的學習，并且也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,我們進行了本次課程設計。通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。另外，在設計過程中，經(jīng)過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助，我順利完成了本次設計任務。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。摘要在進行了一系列的課程學習之后我們進行了本次課程設計，目的是通過這次設計加深理解前面的知識，同時為我們以后的設計課程做一個鋪墊，本次設計的內(nèi)容為一個等臂杠桿，對他的設計主要有從鑄造生產(chǎn)到加工成型，整個過程：包括毛坯鑄造，刀具選擇，機床選擇加工工序設計以及加工誤差的計算等一系列過程。起中有兩個最主要的過程：一是機床與刀具的計算和選擇，二是，工序?qū)Ｓ脢A具的設計。在進行這兩部分是要分外的耐心，查找各種手冊和工具書來完成設計。最后要對整個過程進行檢驗。abstractAfter carried on a series of curricula studied us to carry on this curriculum to design, Front the goal is deepens understanding the knowledge through this design Meanwhile makes an upholstery for we later design curriculum This design content is one and so on the arm release leversHis design mainly has from the casting produces to the processing formation Entire process: Including semifinished materials casting,Engine bed choice，Cutting tool choice Processing working procedure design as well as processing error computation and so on a series of processes. Gets up has two most main processes:first, Engine bed and cutting tool computation and choice; Working procedure unit clamp design. Is carrying on these two parts is must the particularly patience, Searches each kind of handbook and the reference book completes the design,Finally must carry on the examination to the entire process目錄1. 序言.12. 摘要.23. 零件的分析.54. 工藝規(guī)程的設計.55. 確定工藝路線.86. 工藝方案的比較分析.97. 選擇加工設備及刀、量、夾具108. 加工工序計算.119. 夾具的設計.1810. 設計心得.2111. 參考資料22一、（一）零件的作用題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二)零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能良好，但塑性較差，要進行退火熱處理。零件的主要加工工序包括：要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為40mm的上下平臺、鉆10(H7)孔、鉆28+0.015的小孔 、粗精銑30凸臺的上下表面。加工要求有：40mm的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2（下平臺）、10(H7)孔為Ra3.6um、25（H9）和8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過渡圓角為R5，則其他的過渡圓角則為R3。由以上分析知此杠桿沒有復雜加工表面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的 加工工藝均可保證。二、工藝規(guī)程的設計(一)、確定毛坯的制造形式。零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為5000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。（二），確定零件加工余量及形狀查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：各加工表面表面總余量 加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明40mm的上下平臺40G4加工上下底面寬30的平臺30H3加工上表面30mm的凸臺上下面30H3凸臺上下表面10(H7)孔10H10加工內(nèi)孔8（H7）孔8H8加工內(nèi)孔25（H9）孔25G25加工內(nèi)孔主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之間的中心距離168-168410（H7）孔尺寸101010325（H9）孔尺寸25252548（H7）孔尺寸8883三，工藝規(guī)程設計(一)基準的選擇 1.粗基準的選擇對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承40mm的外輪廓作主要定位2.精基準的選擇主要烤考慮到基準重合問題和便于裝卡原則，還要降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。三）、工件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有：粗精銑寬度為40mm的上下平臺、鉆10(H7)孔、鉆28+0.015的小孔 、粗精銑30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：1、 40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。2、 40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑精銑的加工方法，并倒R3圓角。3、 30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑精銑的加工方法。4、 鉆10(H7)內(nèi)孔：公差等級為IT7IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1m（A），采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。5、 鉆25（H9）內(nèi)孔：公差等級為IT6IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔擴孔鉆鉆孔精鉸的加工方法，并倒145內(nèi)角。6、 鉆8（H7）內(nèi)孔：公差等級為IT6IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔粗鉸精鉸的加工方法。7、 四、 確定工藝路線1、工藝路線方案一：鑄造退火時效工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸工序：檢驗入庫。2、工藝路線方案二：鑄造時效退火工序：粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。工序：粗精銑寬度為30mm的凸臺表面工序：鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。工序：鉆28(H7)的小孔使尺寸。 工序：擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。 工序：鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。工序 ：鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。工序：粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。工序：精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。工序：粗鉸28（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。工序：精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。工序：檢驗入庫。五：工藝方案的比較和分析：上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，25（H7）孔作為精基準，所以就要加工25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了28小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔25，而不進一步加工就鉆8（H7），那樣就很難保證28的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。六：選擇加工設備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。粗精銑寬度為40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。粗精銑寬度為30mm的凸臺表面。采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。鉆孔25（H9）使尺寸達到23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。擴孔鉆鉆孔25(H9)使尺寸達到24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。鉸孔25（H9）使尺寸達到25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒145的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。鉆28(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。鉆10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。粗鉸10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。精鉸10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。粗鉸28(H7)小孔使尺寸達到7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。精鉸28(H7)小孔使尺寸達到8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。（參考資料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）七：加工工序設計工序：粗銑40mm上端面 1.加工條件：工件材料HT200。 加工要求：粗銑40mm上端面 。加工余量 4mm。 機床 X51 刀具：高速鋼立銑刀2.切削用量 （1）.確定切削深度ap 因余量較小，故選ap =4mm 一此走刀即可完成。 （2）.確定每齒進給量fz 查表P94,P104 及機床進給量取fz =0.12，切削速度 v=48m/min則主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=100048/3.1450=305.7r/min查表P94 機床實際轉(zhuǎn)速n=300r/min實際轉(zhuǎn)速V=dn/1000=3.1450300/1000=47.1m/min機床進給量為f=nzf=3000.126=216 mm/min取f=205則f=0.11mm（3）.檢驗機床功率給據(jù)切削手冊，近似取P=3.3Kw，根據(jù)機床使用說明書主軸允許功率P=4.50.75=3.375 P。故校驗合格，機床可用。（4）.計算工時：t=(l+l+l)/ fl=0.5(d-)=12 mml=1-3則t=（83+12+2）/205=24 S2.半精銑40下端面計算過程與前相同粗銑時的工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/205=17 S半精選時，銑削速度為原來的一般為23.5m/min ,f=0.12mm/z主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=1603.1450/1000=25.1m/minf=fnz=0.121606=106.8mm/min查表取f=105計算工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/105=31 S工序： 粗精銑30凸臺面 選用X51銑床，高速鋼銑刀 a=4mm 一次走刀完成進給量f=0.12 銑削速度v=48m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=100048/3.1450=305.7r/min取n=300r/min實際切削速度V=dn/1000=3.1450300/1000=47.1r/minf=0.123006=216mm/min計算工時: t=(l+l+l)/ f=(30+12+2)/205=14 S工序：鉆8孔機床Z525 進給f=0.28mm/r 切削速度V=20m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=100020/3.148=796r/minP91 取n=680r/min實際切削速度為V=dn/1000=6803.148=17m/min機床進給f=nf=6800.28=190.4mm/min計算工時t=(l+l+l)/ f=（15+4+4）/190.4=17 S l=cotK+(1-2)=6l=2工序 擴孔8到7.96進給量f=0.28 擴孔的速度為鉆孔的一般為V=8.5m/minn=1000v/d=10008.5/3.148=338r/min取實際轉(zhuǎn)速n=392 r/min取實際轉(zhuǎn)速v=n d/1000=39283.14/1000=9.85m/minf=nf=3920.28=109.8mm/min計算工時t=(l+l+l)/ f=23/109.8=13 S工序：鉸孔至8H7進給量不變f=0.28 切削速度為原來的1/3為5.8m/min主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=10005.8/83.14=225r/min取n=195r/min實際切削速度V=n d/1000=1953.148=4.8m/min計算工時t=(l+l+l)/ f=23/0.28195=26 S工序：鉆10孔 進給量f=0.17 鉆削速度V=20m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=100020/(3.1410)=636.9r/min 取n=680r/min實際鉆削速度V=nd/1000=21.35m/min計算工時t=(l+l+l)/ f=（25+5+2）/115.6=17 S工序：擴孔到9.98 進給量f=0.17 切削速度V=10m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=（100010）/（3.1410）=318.5r/min取n=272r/min計算工時t=(l+l+l)/ f=35 Sl=cotK+(1-2)=3l=2 f=nf=2720.17=51.68工序：精鉸孔到10H8進給量f=0.11 切削速度V=5.8m/min由于是高速剛鉸刀最大速度為4m/s主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/ d=(10004)/(103.14)=127r/min取n=97r/min實際切削速度為V= nd/1000=973.1410=3m/s f=nf=0.1797=16.49計算工時t=(l+l+l)/ f=105S工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對25（H9）內(nèi)孔的加工設計。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級工序尺寸25(H9)鉆孔0.2152325(H9)擴孔0.055 24.9625(H9)鉸孔H925(H9)1、 鉆25(H9)的小孔使尺寸達到23mm。2、 粗鉸25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。3、 精鉸25(H9)小孔使尺寸達到25（H9）。這三部工序全都采用Z525機床來進行加工的，故（1）參考文獻：機械制造技術基礎課程設計指導書，P108，并參考Z525機床主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，鉆削速度v=20 m/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=100020/（3.1425）=276.9r/min由機械制造技術基礎課程設計指導書，P91 取n=272 r/min則實際切削速度v=nd/1000=2723.1425=19.6m/min則機床進給量v=nzfz=2720.222=119.68 mm/min(2)計算基本工時t=L/ v=（54+8.2+1）/119.68=0.52min=32SL=L+L+LL= cotK+(1-2)=8.2L=1-4 從參考文獻得知： Ff=9.8142.7dof0.8KF(N) M=9.810.021d02f0.8KM(N.m)求出鉆孔狀態(tài)下的Ff和MFf=9.8142.7dof0.8KF=9.8142.7230.221=2869.2 N M=9.810.021d02f0.8KM=9.810.021230.221=32.5N.m由于Ff8839, M245.25所以此機床強度足夠可用。4、 粗鉸25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，粗鉸的切削速度為鉆削的一半為9.8 m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=1000v/(d)=10009.8/(3.1425)=128.4r/min查表取n=140r/min則實際切削速度為v=nd/1000=1403.1425/1000=10.9m/min機床進給量v=nzfz=14020.22=61.6mm/min計算工時t=L/ v=（54+2+4）/61.6=59 SL=L+L+LL= cotK+(1-2)=2L=2-4工序粗鉸：25（H9）小孔使尺寸達到25（H9）根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數(shù)取進給量fz=0.22 mm/z ，精鉸的切削速度為鉆的1/3大約為6.7 m/min則主軸轉(zhuǎn)速為n=1000v/(d)=10006.7/（3.1425）=84.9r/min查表去n=95r/min機床進給v=nzfz =950.222=41.8mm/min計算工時t=L/ v=60/41.8=1.44min=86 SL= cotK+(1-2)=2L=2-4八：夾具的設計本次的夾具為工序：鉆、粗、精鉸28（H7）小孔使尺寸達到8（H7）而設計的。本工序所加工的孔是位于30凸臺平面內(nèi)，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。1、 確定設計方案這道工序所加工的孔在30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2 、選擇定位元件（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。（2）選擇可調(diào)支承釘為8（H7）孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，限制工件六個自由度。為增加剛性，在8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。 3、計算夾緊力并確定螺桿直徑參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關系為：F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。由前面的計算可知F=1279N。所以，F(xiàn)夾=KF=12793N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆8（H7）孔時，工件為懸臂。4、定位誤差計算 （1）加工8H7時孔距尺寸 84 0.2mm的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準位移誤差為定位孔 (25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工8H7孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基準位移誤差是定位孔25H9與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。九、設計心得兩個星期的機械設計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 十：參考文獻1、李益民主編，機械加工工藝簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1994.72、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，19903、廖念釗等主編，互換性與技術測量（第四版），北京：中國計量出版社，1990.24、于駿一、鄒青主編，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2004.15、劉華明主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999