裝配圖等臂杠桿
裝配圖等臂杠桿,裝配,杠桿
制造工藝學課程設計
機械制造工藝學
課程設計說明書
設計題目 設計“填料箱蓋”零件的機械加工工藝及工藝設備
機械制造工藝學課程設計任務書
題目: 設計” 填料箱蓋”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備
內(nèi)容： 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3. 機械加工工藝過程卡片 1張
4. 機械加工工序卡 1張
5. 結(jié)構(gòu)設計零件圖 1張
6. 課程設計說明書 1張
序言
機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的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,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能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。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
一、零件的分析
（一） 零件的作用
題目所給的零件是ZW-6/7型空氣壓縮機的填料箱蓋（見附圖1）主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封性，對內(nèi)表面的加工精度要求比較高，對配合面的表面粗糙度要求也較高。
（二） 零件的工藝分析
共填料箱蓋有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. φ65等一組外圓柱面及端面
這一組加工表面包括：φ65的外圓面，φ80mm及以φ75mm的外圓面，φ100的階梯外輪廓面，及7.5的密封環(huán)槽。
2. 以φ50為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ50的孔，以及其上下兩個端面。
這兩組表面有一定的位置度要求,即φ50的孔上下兩個端面與φ20的孔有垂直度要求。
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。
二、 工藝規(guī)程設計
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]在運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。
（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。。
（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。
（三）制定工藝路線
按照先加工基準面，先面后孔、先粗后精的原則，布置工藝路線如下：
工藝路線方案:
工序Ⅰ：以φ155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車φ65mm外圓及臺階端面，錯鏜孔φ37mm和φ47mm
工序Ⅱ：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車φ155mm外圓面、粗車左端臺階面、粗車環(huán)槽、粗車φ75mm、φ80mm外圓面。粗鏜φ60H8、倒角1×45°.
工序Ⅲ：以粗車后的φ155mm外圓及端面定位半精車φ65mm外圓及臺階面。
工序Ⅳ：以φ65mm外圓定位，半精車φ155mm、φ75mm、φ80mm環(huán)槽，半精鏜φ60內(nèi)孔。
工序Ⅴ：以φ155mm外圓及端面定位，精車φ65mm外圓。
工序Ⅵ：以φ155mm外圓及端面定位精細車φ65mm外圓。
工序Ⅶ：以φ65mm外圓及端面定位，精鏜φ60內(nèi)孔、研磨內(nèi)端面、倒角。
工序Ⅷ：鉆床鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔。
工序Ⅸ：絲錐攻絲。
工序Ⅹ：終檢。
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
” ZW-6/7型空氣壓縮機的填料箱蓋”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。
1、鑄件材料為HT200，機械加工余量按JB3835-85確定，有《機械制造工藝設計簡明手冊》可查得外圓表面及軸向加工余量，孔的加工余量由表2.3-10查得為單邊余量。
外徑方向雙邊余量2.0mm，軸向方向為2.5mm，孔的加工余量4mm（雙邊）
2、確定毛坯尺寸：上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra≥1.6um, Ra≤1.6um的加工表面余量適當增大。
（五）選擇加工設備與工藝裝備
1、選擇機床
①工序I 、 II 、 III、VI是粗車和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。
②工序V、VI是精車和精細車還有精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床能滿足要求。故選用C616A型車床。
③工序VII鉆孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，可選用Z518型立式鉆床。
2、選擇夾具
本零件除鉆削加工需設計專用夾具，其他工序使用通用家具即可，車床上用三爪自定心卡盤。
3、選擇刀具
①在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細加工用YG10，切槽宜用高速鋼。
②鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。
4、確定工序尺寸
（六）確立切削用量及基本工時
工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定
1、 切削用量
本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。以知加工材料為HT200，鑄件。機床為C620-1型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤。
①確定φ65mm外圓的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃傾角λs=0°、刀尖圓弧半徑=0.8mm。
②確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1mm,可一次走刀完成，故
③確定進給量f 根據(jù)表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直徑為100 mm ——400 mm時，f=0.6-1.2 mm/r
按C620-1機床的進給量選擇f=0.65 mm/r。
確定的進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力Fmax=3530N。
根據(jù)表1.23，當灰鑄鐵170—212HBS，ap≤2 mm，f≤0.75 mm/r，Kr=45°，v=65m/min(預計)時，進給力Ff=950N.
Ff的修正系數(shù)為，，,故實際進給力為Ff=950×1.17=1111.5N,由于切削時的進給力小于機床進給允許的進給力，所選的f=0.65 mm/r可用。
④選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
⑤確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.11，當用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap≤1.8 mm，f≤0.75 mm/r時，切削速度v=71m/min。
切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故
V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s
則實際切削速度v=44.4m/min。
最后確定切削用量為：
，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min
確定車端面及臺階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm，主軸轉(zhuǎn)速與車φ65mm外圓相同。
確定粗鏜φ37mm和φ47mm孔的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。
①確定切削深度ap
Φ47mm: ap=（47-43）/2=2mm φ37mm: ap=（37-33）/2=2mm
②確定進給量f
根據(jù)表1.5，當粗鏜灰鑄鐵時、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm
時按C620-1機床的進給量，選擇f=0.20 mm/r。
③確定切削速度v
按表1.27的計算公式
式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,
則
對φ37mm內(nèi)孔：
對φ47mm內(nèi)孔：
2、 基本時間
①確定粗車外圓φ65mm的基本時間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時間為
式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,
n=1.5r/s,i=1,則
②確定粗車端面的基本時間
式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1
則
③確定粗鏜φ37mm、φ47mm孔的基本時間 選鏜刀的主偏角xr=45°,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對φ37mm孔n=5.48r/s,對φ47mm孔n=6.98r/s,i=1
對φ37mm孔
工序II切削用量及基本時間的確定
工序二 精銑φ20孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：精銑φ20上下端面。
機床：X6140臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序三 以φ20孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
所以，
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。
擴鉸和精鉸的切削用量如下：
擴鉆：
鉸孔：
精鉸：
工序四 以φ20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ50孔，保證空的精度達到IT7。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇Z550機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命
擴孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～１.４mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為０.６～０.９mm，壽命
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
擴鉸和精鉸的切削用量同理如下：
擴鉆：
鉸孔：
精鉸：
３.計算工時
所有工步工時相同。
工序五 切斷。
工序六 以φ20孔為精基準，粗銑φ50孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機床：XA5032臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝110mm/s，n=281r/min,Vf=378mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=300r/min,Vfc=375mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,實際進給量為fzc=V fc/ncz=0.10mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》,而機床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min.
工序七 以φ20孔為精基準，精銑φ50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機床：XA5032臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實際切削速度V c=600.4,實際進給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》,而機床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min.
結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.
工序八 以φ20孔為精基準，鉆φ4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
工序九 以φ20孔為精基準，鉆一個φ4孔，攻M6螺紋。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。
工序十 以φ20孔為精基準，銑47°凸臺。
工序十一 檢查。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
三、 卡具設計
經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計第IX道工序——鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐，以及∮4的高速鋼麻花鉆。
（一） 問題的提出
在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。
（二） 卡具設計
1． 定位基準的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮20孔為基準，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。
2． 切削力和卡緊力計算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小，計算時可忽略。
卡緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。
3. 定位誤差分析
本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。
4. 卡具設計及操作的簡要說明
卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。
卡具上設置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。
廣東海洋大學職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控專業(yè)
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
鑄造
時效處理
涂底漆
粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺面
粗精銑φ30凸臺面
鉆Φ25（H9）孔
擴鉆Φ25（H9）孔
鉸φ25(H9)孔
鉆2×Φ8（H7）孔
鉆Φ10（H7）孔
粗鉸Φ10（H7）孔
精鉸Φ10（H7）孔
粗鉸φ8（H7）孔
精鉸φ8（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
X5201
X5201
Z535
Z535
Z535
Z518
Z518
Z518
Z518
Z518
Z518
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
削平型銑刀
削平型銑刀
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=2
D=2
D=23
D=24.7
D=25
D=7.8
D=9.8
D= 9.98
D=10
D=8
D=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
6.99min
0.19min
0.28min
0.45min
0.7min
0.54min
1min
0.8min
0.9min
0.2min
5.7s
班級 姓名 編制日期
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
共 頁
產(chǎn)品名稱
等臂杠桿
零件名稱
等臂杠桿
第 頁
(工序圖)
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
第6步
鉆鉆2×Φ8（H7）孔
HT200
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每坯件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄件
198mm×
1
1
設備名稱
設備型號
設備編號
同時加工件數(shù)
立式鉆床Z518型
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時
準終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削速度
(m/min)
進給量
(mm/r)
背吃刀量
(mm)
進給
次數(shù)
工時定額
機動
輔助
1
鉆2×Φ8（H7）孔
立式鉆床Z518型、卡規(guī)、專用量具
1000
22
0.3
1.8
1
0.54min
2
粗鉸2×Φ8（H7）孔
立式鉆床Z518型、卡規(guī)、專用量具
450
11
0.3
0.26
1
0.2min
3
精鉸2×Φ8（H7）孔
立式鉆床Z518型、卡規(guī)、專用量具
720
18.1
0.3
0.04
1
5.7s
廣東海洋大學職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控專業(yè) 班級 姓名 編制日期
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
杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：
本夾具用于在立式鉆床上，加工Φ8(H7)孔。工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷7、支承釘11上實現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（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2，當輔助支承2與工件接觸后，用螺母1鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2（下平臺）、Φ10(H7)孔為Ra3.6um、Φ25（H9）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）。杠桿有過渡圓角為R5，則其他的過渡圓角則為R3。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)鋼球檢查。
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。
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(mm)
說明
Ф40mm的上下平臺
寬度30mm的平臺
40
30
G
H
4
3
加工上下底面
加工上表面
?30mm的凸臺上下面
30
H
3
凸臺上下面
Φ10(H7)孔
10
H
3
加工內(nèi)孔
Φ8（H7）孔
8
H
3
加工內(nèi)孔
Φ25（H9）孔
25
G
4
加工內(nèi)孔
又由參考文獻得出：
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
10
3
Φ25（H9）孔尺寸
25
3.0
25
4
Φ8（H7）孔尺寸
8
2.0
8
3
(二)、基面的選擇
（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Ф40mm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Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。
（2）精基準的選擇。主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準。
（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Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：
1、 Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,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：公差等級為IT8～IT10,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Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級為IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，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：公差等級為IT6～IT8，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1×45°內(nèi)角。
6、 鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級為IT6～IT8,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
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺
工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面
工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。
工序Ⅳ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。
工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。
工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序Ⅹ：檢驗入庫。
2、工藝路線方案二：
鑄造
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。
工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面
工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。
工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。
工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。
工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。
工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。
工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序Ⅻ：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，Ф25（H7）孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8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Ф40mm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Φ30mm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Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。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Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。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Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。
鉆2×Ф8(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Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。
粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.96mm。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Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。
粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ7.96mm。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2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（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
根據(jù)本次設計的要求，工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對Φ8（H7）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
2×Φ8(H7)
鉆孔
0.215
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
擴孔
0.055
—
Φ 7.96
2×Φ8(H7)
鉸孔
—
H7
Φ8(H7)
1、 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。
2、 粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。
3、 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
這三部工序全都采用Z518機床來進行加工的，故：
（1）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取鉆2×Ф8(H7)孔的進給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:
n=1000v/πd=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min，則實際切削速度為v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.
從參考文獻得知：
Ff=9.81×42.7dof0.8KF(N)
M=9.81×0.021d02f0.8KM(N.m)
求出鉆2×Ф8(H7)孔的Ff和M如下：
Ff=9.81×42.7×8×0.30.8×1=1279N
M=9.81×0.021×82×0.30.8×1=5N.m
根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進給力，故滿足機床剛度需求。
（2）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取擴孔2×Ф8(H7)的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：擴孔的切削速度為（12—13）V鉆，故取v擴=1/2v鉆=1/2×22m/min=11m/min,
由此算出轉(zhuǎn)速n=1000v/πd=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。
（3）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術(shù)參數(shù)，取鉸孔的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：
n=1000v/πd=1000×18/3.14×8r/min=717r/min
按照機床的實際轉(zhuǎn)速n=720r/min。則實際切削速度為：
V=πdn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。
三、夾具的設計
本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）而設計的?！”竟ば蛩庸さ目资俏挥讦?0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Φ30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Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（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φ 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φ8（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φ8（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=1279×3N=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φ8（H7）孔時，工件為懸臂。
4、定位誤差計算
（1）加工φ8H7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 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為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φ8H7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φ25H9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。
四、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。
五、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，1994.7
2、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，1990
3、廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測量（第四版），北京：中國計量出版社，1990.2
4、于駿一、鄒青主編，機械制造技術(shù)基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2004.1
5、劉華明主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999
目錄
序言
1、 零件分析................................... ...
2、 工藝規(guī)程設計..................................
3、 夾具設計.......................................
四、設計心得.......................................
五、參考文獻.......................................
序言
機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，由于能力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加以指教。完成夾具結(jié)構(gòu)設計能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。
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