铣床（等臂）杠杆加工工艺和粗精铣15mm端面夹具设计【含CAD图纸，工序卡，工艺过程卡，说明书】
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一、零件分析
（一）零件的作用
题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。
(二)零件的工艺分析
杠杆的Φ25+0.052mm孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：
本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的15上下端面。工件以Φ25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底为定位基准。在长销大平面、支承钉和可调V形挡块上实现完全定位。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔 、粗精铣15端面的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、Φ10(H7)孔为Ra1.6um、Φ25（H9）孔为Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如图和Φ8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。
二、工艺规程的设计
(一)、确定毛坯的制造形式。
零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为中批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。
- 内容简介：
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哈尔滨理工大学机械加工工艺过程卡片产品名称及型号CA6140车床零件名称杠杆零件图号1材料名称灰铸铁毛坯种类零件重量（kg）毛重第 页牌号HT200尺寸净重共 页性能每料件数中批每台件数每批件数工序号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级时间定额（min）夹具刀具量具单件准备终结工序工序工序工序工序工序工序工序工序工序X工序XI序XII铸造时效处理涂底漆粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面粗精铣15凸台面钻25（H9）孔扩钻25（H9）孔铰25(H9)孔钻10（H7）孔粗铰10（H7）孔精铰10（H7）孔钻28（H7）孔粗铰8（H7）孔精铰8（H7）孔检查、入库铣削铣削 钻床钻床钻床质检立式铣床X5201卧式铣床X5201立式钻床Z535立式钻床Z535立式钻床Z535立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518专用夹具组合夹具专用夹具 专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具削平型铣刀D=2削平型铣刀D=2莫氏锥柄麻花钻D=23锥柄扩孔钻D=24.7锥柄机用铰刀D=25直柄麻花钻D=9.8直柄机用铰刀D=9.98精铰刀D=10直柄麻花钻D=7.8直 D=8柄机用铰刀游标卡尺和卡板游标卡尺游标卡尺卡规卡规卡规专用量具专用量具卡规专用量具专用量具 6990.09 0.280.450.710.809 0.5402 5.7s更改内容编制抄写校对审核批准一、零件分析（一）零件的作用题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二)零件的工艺分析杠杆的25+0.052mm孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的15上下端面。工件以25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底为定位基准。在长销大平面、支承钉和可调V形挡块上实现完全定位。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣15端面的上下表面。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、10(H7)孔为Ra1.6um、25（H9）孔为Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如图和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为中批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数/mm说明40mm的上下平台54G4加工上下底面宽度30mm的平台25H3加工上表面15mm端面的上下面15H3加工端面上下面10H7孔10H3加工内孔8H7孔8H3加工内孔25H9孔25G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168 410（H7）孔尺寸 102.07 325（H9）孔尺寸253.02148（H7）孔尺寸82.05 315端面的上下表面尺寸 1518 40mm的上下平台宽度30mm的平台 54 255828 (二)、基面的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H7）的孔。（2）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。（三）、工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣40mm的上下平台和宽度为30mm的平台面、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台和宽度为30mm的平台面：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、 15mm的上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、 钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra1.6，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、 钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra3.2，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒145内角。6、 钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。(四)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台工序：粗精铣15mm的上下表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：钻28(H7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。（五）：工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，25（H7）孔作为精基准，所以就要加工25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7），那样就很难保证28的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。（六）：选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣15mm的上下表面。采用X5021卧式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）（七）：加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对8（H7）内孔的加工设计。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级工序尺寸15的上下表面粗铣11615的上下表面 精铣0 151、 粗铣15端面使尺寸达到16。2、 精铣15端面使尺寸达到15。这两部工序全都采用X5021机床来进行加工的，故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mmn=1000v/(2L)=3333r/min按机床实际转速取n=3000r/min，则实际切削速度为v180m/min. 从参考文献得知： Ff=9.8142.72Lf0.8KF(N)=22600N M=9.810.0212L2Lf0.8KF(N.m)=667N*m根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机床刚度需求。基本工时t=2/(0.13000)=0.07min（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，取精铣f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min基本工时t=1/(0.15000)=0.02min三、夹具的设计本次的夹具为工序II：粗精铣15mm的上下表面而设计的。本工序所加工的面是位于30凸台平面内，尺寸不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用卧式定位、立式铣刀侧铣的方法。1、 确定设计方案这道工序所加工的面在30凸台平面内。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形挡块分别在长销小平面、可调支承钉和可调螺钉上实现完全定位。铣15端面时，为防止工件加工时旋转，采用了可调支承钉。2 、选择定位元件（1）选择长销大平面，作为以 25H9孔及其端面的定位元件。（2）选择可调支承钉和可调V形块，防止在加工孔时出现旋转，限制工件六个自由度。 3、计算夹紧力参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系为：F夹=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=22600N。所以，F夹=KF=67800N.4、定位误差计算 （1）加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工表面距基准面为58+0.74mm,则定位误差为0.74mm.此方案能满足定位要求。四、设计心得两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自 己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，
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