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一、零件分析
（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(lái)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
杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線和兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：
本夾具用于在臥式銑床上，加工杠桿的15上下端面。工件以Φ25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底為定位基準(zhǔn)。在長(zhǎng)銷(xiāo)大平面、支承釘和可調(diào)V形擋塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺(tái)、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑15端面的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平臺(tái)的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺(tái)）、Ra3.2（下平臺(tái)）、Φ10(H7)孔為Ra1.6um、Φ25（H9）孔為Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如圖和Φ8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過(guò)渡圓角為R5，則其他的過(guò)渡圓角則為R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
(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(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為中批生產(chǎn)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，適合中批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)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(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
查參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)）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(jí)
加工余量數(shù)/mm
說(shuō)明
Ф40mm的上下平臺(tái)
54
G
4
加工上下底面
寬度30mm的平臺(tái)
25
H
3
加工上表面
15mm端面的上下面
15
H
3
加工端面上下面
Φ10H7孔
10
H
3
加工內(nèi)孔
Φ8H7孔
8
H
3
加工內(nèi)孔
Φ25H9孔
25
G
4
加工內(nèi)孔
又由參考文獻(xiàn)得出：
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CT
2×Φ8（H7）之間的中心距離
168
—
168
4
Φ10（H7）孔尺寸
10
2.0
7
3
Φ25（H9）孔尺寸
25
3.0
21
4
Φ8（H7）孔尺寸
8
2.0
5
3
15端面的上下表面尺寸
15
—
18
—
Ф40mm的上下平臺(tái)
寬度30mm的平臺(tái)
54
25
—
—
58
28
—
—
(二)、基面的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。
（三）、工件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有：粗精銑Φ40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺(tái)的平臺(tái)。材料為HT200，加工方法選擇如下：
1、 Φ40mm圓柱的上平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,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、 Φ40mm圓柱的下平臺(tái)：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,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、 15mm的上下表面：公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。
4、 鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra1.6，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
5、 鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra3.2，采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。
6、 鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
(四)、確定工藝路線
1、工藝路線方案一：
鑄造
時(shí)效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)
工序Ⅱ：粗精銑15mm的上下表面
工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。
工序Ⅳ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。
工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。
工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。
工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。
工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。
工序Ⅹ：檢驗(yàn)入庫(kù)。
2、工藝路線方案二：
鑄造
時(shí)效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)。
工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺(tái)表面
工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。
工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。
工序Ⅴ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。
工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。
工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。
工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。
工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。
工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到7.96mm。
工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。
工序Ⅻ：檢驗(yàn)入庫(kù)。
（五）：工藝方案的比較和分析：
上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準(zhǔn)，Ф25（H7）孔作為精基準(zhǔn)，所以就要加工Ф25孔時(shí)期尺寸達(dá)到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動(dòng)誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進(jìn)一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動(dòng)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(shè)備及刀、量、夾具
由于生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級(jí)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。
粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)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(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）、專(zhuān)用夾具、專(zhuān)用量具和游標(biāo)卡尺。
粗精銑15mm的上下表面。采用X5021臥式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專(zhuān)用夾具、專(zhuān)用量檢具和游標(biāo)卡尺。
鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號(hào)刀）D=23mm，專(zhuān)用鉆夾具，專(zhuān)用檢具。
擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐度3號(hào)刀），專(zhuān)用鉆夾具和專(zhuān)用檢具。
鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專(zhuān)用檢量具。
鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專(zhuān)用的鉆夾具和量檢具。
粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機(jī)用鉸刀，專(zhuān)用夾具和專(zhuān)用量檢具。
精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專(zhuān)用夾具和量檢具。
鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)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(zhuān)用鉆夾具和專(zhuān)用檢量具。
粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機(jī)用鉸刀，使用專(zhuān)用夾具和專(zhuān)用量檢具。
精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機(jī)用鉸刀，使用專(zhuān)用的夾具和專(zhuān)用的量檢具。
（參考資料和文獻(xiàn)均來(lái)自：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）
（七）：加工工序設(shè)計(jì)
根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，工序設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)老師所給出工序的計(jì)算。下面是對(duì)Φ8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計(jì)。
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(jí)
工序尺寸
15的上下表面
粗銑
1
—
16
15的上下表面
精銑
0
—
15
1、 粗銑15端面使尺寸達(dá)到16。
2、 精銑15端面使尺寸達(dá)到15。
這兩部工序全都采用X5021機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的，故：
（1）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mm
n=1000v/(2L)=3333r/min
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=3000r/min，則實(shí)際切削速度為v≈180m/min.
從參考文獻(xiàn)得知：
Ff=9.81×42.7×2Lf0.8KF(N)=22600N
M=9.81×0.021×2L×2Lf0.8KF(N.m)=667N*m
根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進(jìn)給力，故滿足機(jī)床剛度需求。
基本工時(shí)t=2/(0.1×3000)=0.07min
（2）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取精銑f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min
基本工時(shí)t=1/(0.1×5000)=0.02min
三、夾具的設(shè)計(jì)
本次的夾具為—工序II：粗精銑15mm的上下表面而設(shè)計(jì)的。 本工序所加工的面是位于Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)，尺寸不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用臥式定位、立式銑刀側(cè)銑的方法。
1、 確定設(shè)計(jì)方案
這道工序所加工的面在Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)。
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有：
工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形擋塊分別在長(zhǎng)銷(xiāo)小平面、可調(diào)支承釘和可調(diào)螺釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。銑15端面時(shí)，為防止工件加工時(shí)旋轉(zhuǎn)，采用了可調(diào)支承釘。
2 、選擇定位元件
（1）選擇長(zhǎng)銷(xiāo)大平面，作為以φ 25H9孔及其端面的定位元件。
（2）選擇可調(diào)支承釘和可調(diào)V形塊，防止在加工孔時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，限制工件六個(gè)自由度。
3、計(jì)算夾緊力
參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝手冊(cè)），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系為：
F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，取K=3。
由前面的計(jì)算可知F=22600N。所以，F(xiàn)夾=KF=67800N.
4、定位誤差計(jì)算
（1）加工φ8H7時(shí)孔距尺寸 84± 0.2mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)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(zhǔn)位移誤差為定位孔 (φ25H9 )與定位銷(xiāo)的最大間隙，故：定位銷(xiāo)取直徑為φ25H9，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(zhǔn)也符合設(shè)計(jì)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）加工表面距基準(zhǔn)面為58+0.74mm,則定位誤差為0.74mm.
此方案能滿足定位要求。
四、設(shè)計(jì)心得
兩個(gè)星期的機(jī)械設(shè)計(jì)到今天已經(jīng)劃上句號(hào)，經(jīng)過(guò)著兩個(gè)星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)老師的知道，和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒(méi)有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，作為今后學(xué)習(xí)過(guò)程中努力的方向。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用在各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書(shū)，和獨(dú)立完成每一步查找工作；在整個(gè)零件的加工過(guò)程是和其他同學(xué)分工完成，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和同學(xué)一起討論分析，在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中也想同學(xué)征求了意見(jiàn)，是設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際要求。
五、參考文獻(xiàn)
1、《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及習(xí)題》
2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
3、《機(jī)床夾具圖冊(cè)》
4、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》
5、《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》
目錄
1、 零件分析................................... ...
2、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)..................................
3、 夾具設(shè)計(jì).......................................
四、設(shè)計(jì)心得.......................................
五、參考文獻(xiàn).......................................
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目：銑杠桿的端面夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：史 紅
設(shè) 計(jì) 者：賈 利
班 級(jí)：機(jī)械05-4班25號(hào)
哈爾濱理工大學(xué)
二○○八年九月二十五日