机械制造工艺学课程设计-杠杆机械加工工艺规程及夹具设计（全套图纸）.doc

全套CAD图纸，联系153893706一、零件的分析（一）、杠杆的用途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、传递力矩的。(二)、杠杆的技术要求杠杆的25、10、8四孔的轴线有平行度的要求。现分述如下表：杠杆零件技术要求表加工表面尺寸及公差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm40小表面540-0.46IT136.340大表面540-0.46IT133.2左30表面15IT126.3右30表面15IT126.325孔250+0.052IT91.610孔100+0.015IT73.20.1A左8孔80+0.015IT71.60.15A右8孔80+0.015IT71.60.1A该杠杆的形状特殊、结构简单，是常见的杠杆零件。为实现起功能，对其的配合面要求较高，加工精度要求较高。因其在工作中的工作平稳，故无须进行热处理。综上所述，该杠杆的各项要求制定较合理，符合其功用。（三）、审查杠杆的工艺性分析零件图可知，杠杆中间的两平面和左右两边的端面要进行切削加工，25、10、8孔的端面均为平面，这样可以防止加工的过程中钻头钻偏，可以保证加工的精度和配合的精度。另外，除了10孔以外，对其余的三孔的空内表面的要求较高。要采取必要的措施以保证其表面精度。但这些加工精度可以在正常的生产条件下采用经济的方法保质保量地加工出来。端面和孔的加工可以同过通用铣床和钻床保证其加工精度，而不需要使用高精度的机床，通过钻削、铣削的加工就可以达到要求。（四）、确定杠杆的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，结合生产实际，备用品率a%和废品率b%分别取3%和0.5% 。代入公式得N=5000 X（1+3%）X（1+0.5）=5175.75件/年。通过PROE的实体估算，其重量为6千克，查教材表1-3得，该杠杆属 1 中型零件；由教材表1-4得，生产类型为大量生产。二、确定毛坯的尺寸（一）、选择毛坯该杠杆在工作中的载荷平稳，根据零件要求材料为HT200，毛坯采用铸造。该杠杆的零件的轮毂尺寸不大，且生产类型为大量生产，为提高质量和生产的毛坯的精度，故使用金属模铸造。毛坯的拔模斜度为5O。（二）、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由教材的表2-102-12可知，要确定的毛坯机械加工余量和尺寸公差，先确定以下各项因素。1、公差等级由杠杆的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2、铸件的重量由PROE的实体估算杠杆零件的重量为6千克，由此再估算起毛坯的重量为8千克。3、零件的分模面根据该杠杆零件的形位特点，该零件的25、8轴线组成的平面为分模面，属于直分模面。4、零件的表面粗糙度由零件图可知，该杠杆的各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6m。根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果见下表。加工表面机械加工余量/mm尺寸公差毛坯图40小表面粗3-精10+0.340大表面粗3-精10+0.3左30表面粗3-精10+0.3右30表面粗3-精10+0.3三、拟订杠杆工艺路线（附机械加工工艺过程卡片） 2(一)、定位基准的选择由于定位基准有粗基准和精基准之分，故先确定精基准，然后再确定粗基准。（1）、精基准的选择分析杠杆零件的零件图，可得，零件的设计基准为杠杆中间的小平面和25孔。为了遵循“基准统一”原则，故选杠杆中间的小平面和25孔作为精基准。（2）、粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，无飞边、毛刺等。故可选择杠杆中间的大平面和中间的30凸台作为粗基准。(二)、确定工艺路线按照基准的选择原则，确定工艺路线如下：1、粗精铣杠杆中间小平面到580+0.82、粗精铣杠杆中间大平面540+7.43、粗精铣杠杆左面平面154、粗精铣杠杆右面平面155、钻、扩、粗铰、精铰25孔到250+0.0526、25孔倒角C17、钻、粗铰、精铰8孔80+0.0158、钻、粗铰、精铰10孔100+0.0159、去毛刺10、检验四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是HT200，毛坯的重量10kg，生产类型为大量生产，。（1）、由于毛坯采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：R=F+2RMA+CT/2查教材P23得：CT=810，取CT=9故得CT=1.83.6mm，取CT=2.5mm查教材P25得：RMA=DF，取RMA=E查表得：RMA=1.1mm对于中间小平面有：R中=F+2RMA+CT/2=54+2X1.1+2.5/2=57.45mm两边平面厚：R右= F+RMA+CT/2=17.35左边平面高：R左= F+RMA+CT/2=60.35右边平面高：R左= F+RMA+CT/2=13.35 3查教材得工序间的加工余量：平面粗加工余量：3mm，平面精加工余量：1mm查教材P101的表5-75-10得粗加工时：fz=0.50.3精加工时：Ra=3.2，f=0.30.7；Ra=6.3，f=0.71.8铣削时的最后一次走刀前留余量0.5mm孔的加工余量：8一次钻孔：7.8，粗铰：7.96，精铰：8，Ra=1.6，IT7。10一次钻孔：9.8，粗铰：9.96，精铰：10，Ra=3.2，IT7。25一次钻孔：23.00，扩孔：24.8，粗铰：24.94，精铰：25，Ra=1.6，IT9进给量由教材P108查得麻花钻钻孔25：f=0.4mm/r;8、10:f=0.2mm/r,扩孔25：f=0.80.9取f=1.2mm/r,Vc=18m/min 粗铰25：f=1mm/r,Vc=3.8m/min8、10:f=1mm/r,Vc=11.5m/min精铰由教材P110表5-26，Ra=2.51.25,Vc=23;Ra=52.5,Vc=4525：Ra=1.6,f=0.8mm/r,Vc=4.95m/min;8:f=0.3mm/r,Vc=4m/min;10:f=1mm/r,Vc=6m/min.五、工序5-钻孔-扩孔-粗铰-精铰25mm孔的切削用量与时间定额的计算（一）、加工余量的确定查教材得，钻孔余量为23.0mm，扩孔的余量为1.8mm，粗铰的余量为0.14mm，精铰的余量为0.06mm.（二）、切削用量的计算 （1） 钻孔工步 1）背吃刀量的确定 ap=23.0 mm。 2) 进给量的确定 由教材选取该工步的每转进给量为f=0.4 mm/r。 3）切削速度的计算 由于该材料为HT150，由教材初选切削速度为V为20 m/min。由公式：n=1000V/d 可求得该工序的钻头转速n=276.93 r/min，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=250 r/min，再将此转速代入公式：n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为： 4 V=nd/1000=250 r/min X X 23.0mm=18 m/min。 （2）扩孔工步 1）背吃刀量的确定 ap=1.8 mm。 2) 进给量的确定 由教材选取该工步的每转进给量为f=1.2mm/r。 3）切削速度的计算 由教材初选切削速度为V为4 m/min。由公式：n=1000V/d 可求得该工序的钻头转速n=51.36 r/min，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=47r/min，再将此转速代入公式：n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为：V=nd/1000=47r/min X X 24.8mm=3.66m/min。 （3）粗铰工步 1）背吃刀量的确定 ap=0.14 mm。2) 进给量的确定 由教材选取该工步的每转进给量为f=1.0mm/r。 3）切削速度的计算 由教材初选切削速度为V为3m/min。由公式：n=1000V/d 可求得该工序的铰刀的转速n=38.28 r/min，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=47r/min，再将此转速代入公式：n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为：V=nd/1000=47r/min 24.94mm=3.806 m/min。 （4）精铰工步 1）背吃刀量的确定 ap=0.06 mm。2) 进给量的确定 由教材选取该工步的每转进给量为f=0.8 mm/r。 3）切削速度的计算 由教材初选切削速度为V为5 m/min。由公式：n=1000V/d 可求得该工序的铰刀的转速n=63.69 r/min，参照教材所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=63/min，再将此转速代入公式：n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为：V=nd/1000=63 r/min 25 mm=4.95 m/min。 (三)、时间定额的计算 1、基本时间tj的计算 （1） 钻孔工步 由教材表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm，l1=(Dcotkr)/2(12)=(23.0x cot560)/2(12)=8.7mm；f=0.4 mm/r;n=250 r/min。将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间： 5tj=（54 mm8.7mm1 mm）/（0.4 mm/r250 r/min）=0.637min=38.22。 （2）扩孔工步 由教材表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=3 mm，l1=(D-d1) cotkr/2(12)=(24.8-23.0)x cot600/2(12)=2.525mm；f=1.2 mm/r；n=47r/min。将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间：tj=（54 mm2.525mm3 mm）/（1.2 mm/r47 r/min）=1.055min=63.3 s （3）粗铰工步 由教材表5-41钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由教材表5-42按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)=0.07mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间：tj=（54 mm0.37mm15mm）/（1.0 mm/r47 r/min）=1.48min=88.8s （4）精铰工步 由教材表5-41钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由教材表5-42按kr=150、ap=(D-d)/2=(25.0-24.94)=0.03mm的条件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；将上述结果代入公式，可得到该公序的基本时间：tj=（54 mm0.19mm13mm）/（0.8 mm/r63 r/min）=1.33min=79.8s2、辅助时间ta的计算由教材可知，辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=(0.150.2)tj，在这里取ta=0.15tj，则各本工序的辅助时间为：工序5的钻孔的辅助时间：ta=0.1538.22s=5.73s工序5的扩孔的辅助时间：ta=0.1563.3s=9.5s工序5的粗铰的辅助时间：ta=0.1588.8s=13.32s工序5的精铰的辅助时间：ta=0.1579.8s=11.97s3、其它时间tm的计算 除了作业时间（基本时间与辅助时间）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间tb、休息与生理需要时间tx和准备与终结时间。由本例杆杠的生产类型为大量生产，分摊到每个工件的准备与终结时间很少，可忽略不计；布置工作地时间和休息与生理需要时间与作业时间的关系为：tbtx=6%（tjta）；所以工序5的钻孔的其它时间：tbtx=6%（38.225.73）s=2.67s工序5的扩孔的其它时间：tbtx=6%（63.39.5）s=4.37 6工序5的粗铰的其它时间：tbtx=6%（88.813.32）s=6.13s工序5的精铰的其它时间：tbtx=6%（79.811.92）s=5.51s 4、单件时间tdj的计算 本工序的单件时间为四个工步的时间总和：其中钻孔工步 tdj钻=（2.6438.225.73）s=46.6s扩孔工步 tdj扩=(4.3763.39.5)s=77.53s粗铰工步 tdj粗铰=(6.1388.813.32)s=108.25s精铰工步 tdj精铰=(5.5179.811.97)s=97.28s所以工序5的单件时间为：tdj= tdj钻+ tdj扩 tdj粗铰+ tdj精铰=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s六、机械加工工艺过程卡和加工工序卡片(附表)七、夹具设计为了提高生产率，保证质量。经我组分工现在对第1道工序设计夹具。夹具将用在立式Z5012立式钻床。刀具是锥柄麻花钻（25GB/T1438.1-1996）、锥柄扩孔钻（25 GB/T1141-1984）、锥柄机用铰刀（25 GB/T1133-1984）锥机用铰刀（25 GB/T1133-1984）。(一)、定位方案因为本夹具加工的是第5道工序，故采用己加工的中间大平面精基准定位的方式进行定位，定位基准已经由前面讨论得出，然后现采用V形块和凸台圆支进行定位，由于上孔加工，故不需限制其钻头旋转的自由度。(二)、夹紧机构本夹具的夹紧机构采用快速夹紧机构通过手柄控制操纵压紧杠杆进和压板通过螺母动作对工件件进压紧工件。(三)、导向装置本夹具采用钻