杠杆工艺规程设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：杠杆工艺规程设计 姓 名：学 号：班 级：届 别：指导教师：2011 年 7 月机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩前言机械制造工艺学课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM 等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程，提高结构设计能力，为今后毕业设计及以后未来从事的工作打下良好的基础。这次的工艺规程课程设计，我的题目是杠杆的工艺规程设计，它是一种套筒类零件。主要作用是起支撑、固定作用的。希望用过这次的设计可以进一步学习机械制造工艺学并掌握简单零件的加工工艺设计。虽然不是第一次做课程设计，但毕竟还是第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，设计中还有许多不足之处，希望老师多多指教。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目录一、杠杆的工艺分析1二、毛坯材料的选择及铸造形式1三、杠杆工艺过程设计31、定位基准的选择 32、加工方法的选择 33、加工工艺过程的分析 64、制定工艺路线 75、确定切屑用量86、基本工时的确定87、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介188、工艺方案的比较与技术经济分析194、小结195 参考文献 206、附件20机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩一、杠杆的工艺分析生产批量为中等-较大批量生产，故毛坯精度应为中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床；按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。根据零件图可知，零件整体要求精度较高。 （1）28 的孔需要半精绞、精绞才能达到精度 H7 及表面粗糙度 Ra 为 12.5m 的要求。 （2）左右端面的要求也高：表面粗糙度要求 Ra 为 3.2m 以及和孔的垂直度 0.03 的要求，需要半精铣才能达到要求，对于垂直度需要通过夹具保证。 （3）直径 10 的孔的要求也很很高：要求表面粗糙度 Ra 为 1.6m 以及精度为 9 级，需要用钻、粗绞、精绞才能达到要求，与 28 的孔有平行度要求需靠夹具保证（4）直径 11 要求粗糙度 Ra 为6.3m，须经钻、绞才能达到要求。 （5）其余的端面只需满足表面粗糙度的要求就行，即只需粗车、半精车即可满足。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩二、 毛坯材料的选择及铸造形式杠杆的材料为 HT200，即灰铸铁。根据机械工程材料等相关资料可以知道：HT200 铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性，流动性能好、体收缩和线收缩小；综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约 3-4 倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；主要用于强度、耐磨性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件。例如：汽缸、机体、齿条、铸有导轨的床身、中等压力（800N/cm ）的液压缸、泵阀体，为提高加工2效率，尽量使毛坯和零件图接近，因此选择毛坯的制造形式为铸件形式。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩三、杠杆工艺过程设计1、基准选择（1）精基准的选择：为保证垂直度和平行度的要求，选择孔 28 的孔作为半精加工、精加工的定位基准。（2）粗基准的选择：根据基准重合原则和自为基准原则，先以右端面为基准粗车左端面，再以左端面为基准钻孔 28 和铣下端面，以 28 和左端面加工孔 11，以孔为基准铣削面。2、加工方法的选择根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课程设计指南等资料，可得到各加工面的加工方法（表 1）和加工工艺工序安排（表2）：表 1 杠杆各加工面的加工方法加工面 尺寸及偏差 精度 粗糙度 加工方案左端面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣右端面 无 Ra6.3 粗铣-半精铣28 H7 Ra1.6 钻-粗镗-精镗11 11 无 Ra6.3 钻-铰前端面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣后端面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣中间左侧面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩表 2 杠杆加工工艺工序安排工序号工序内容 定位基准01 检查毛坯02 粗铣左右两端面 互为基准（以右铣左、以左铣右）03 钻孔至 26mm 左端面及斜面钻孔至 10mm04绞孔至 11mm左端面和孔 26mm粗铣前端面05粗铣后端面11mm 和 26mm 的孔06 粗铣中间左右两侧 26mm 和前端面07 粗铣下左右端面 左端面和 26mm 的孔08 去毛刺半精铣前端面09半精铣后端面11mm 和 26mm 的孔10 半精铣中间左右两侧 26mm 和前端面11 半精铣左右两端面 互为基准（以右铣左、以左铣右）中间右侧面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣下面左端面 10*1.5无 Ra3.2 粗铣-半精铣下面右端面 无 Ra3.2 粗铣-半精铣10 H9 Ra1.6 钻-粗绞-精绞机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩12 半精铣下左右端面 左端面和 26mm 的孔粗镗13精镗左端面及斜面钻孔至 9.8mm粗绞孔至 9.96mm14精绞孔至 10mm孔 28mm 和左端面15 清洗及终检3、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定结合杠杆尺寸及查阅机械制造技术基础课程设计指南等资料得到相关数据可计算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表 3：表 3 杠杆加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表加工面最终尺寸 公差/粗糙度 单边余量 工序尺寸 毛坯尺寸/mm左端面：无/Ra3.22.01.0粗铣半精铣右端面：无/Ra3.22.01.0粗铣半粗铣26H7/ Ra1.6130.90.1钻26粗镗27.8精镗280无/ Ra3.2 5.01.0粗铣半精铣无/ Ra3.2 5.01.0粗铣半精铣52机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩无/ Ra3.2 1.750.625粗铣半精铣 0无/Ra3.2 21粗铣半精铣无/Ra3.2 21粗铣半精铣16H9/Ra254.90.080.02钻9.8粗绞9.96精绞100无/Ra6.3 5.01.0钻10绞11 0据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如图 1机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图 1：杠杆毛坯图加工时需要保证留有加工余量,最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。4、各种机床与刀具选择综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度机床与刀具如下：立式铣床 X52K高速钢套式面铣刀、高速钢立铣刀 立式铣床 X5012高速钢立铣刀、高速钢立铣刀摇臂钻床 Z33S-1莫氏锥柄麻花钻镗床 T42K高速钢镗刀组合钻床 莫氏锥柄麻花钻、高速钢铰刀5、确定切屑用量根据工件尺寸和相关要求，并参考实用机械加工工艺手册等资料，可得切屑深度的选择为：（1）粗铣左右端面每转进给量为 4mm，半精铣每转进给量为 2mm。（2）孔 28：钻孔每转进给量为 0.24mm，粗镗每转进给量为 0.8mm，精镗每转进给量为 0.5mm（3）孔 11:钻孔每转进给量为 0.3mm,绞每转进给量为 0.17mm。（4）前后端面：粗铣左右端面每转进给量为 2mm，半精铣每转进给量为0.4mm。（5）中间两侧面：粗铣左右端面每转进给量为 0.1mm，半精铣每转进给量为 0.05mm。（6）下面两端面：粗铣左右端面每转进给量为 0.6mm，半精铣每转进给量为 0.4mm。（7）孔 11：钻孔每转进给量为 0.15mm，粗镗每转进给量为 0.45mm，精镗每转进给量为 0.2mm。6、基本工时的确定（1）工序 02：粗铣端面切屑深度分别为:2mm2mm铣平面参数：每齿进给量为 fz=0.4mm/z，采用高速钢（ W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为 Z=10，直径 D=80mm.刀具寿命 180min,则每转进给量为:f=fz Z=4mm/r机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩切屑速度为:V=40m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =159.2r/min选择转速 n=150r/min 的铣床 X52KV=37.68m/min铣削基本时间 i代人相关数据得：tj1=4.56stj2=3.56s（2）工序 03：钻D=26mm进给量为:f=0.24mm/r ，切屑速度V=15m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n=183.7r/min根据转速选择 Z33S-1 摇臂钻床：n=140r/minV=11.43m/min基本时间 i机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩代人相关数据得：Tj=51.43s（3）工序 04:钻、绞钻头直径为：D1=10mmD2=10mm进给量分别为:f1=0.3mm/rf2=0.17mm/r切屑速度钻： 15m/min绞： 10m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n1 =477.7r/minn1 =289.52r/min根据机床，选择转速 n1=392 r/minn2=265 r/minV1=12.31m/minV2=9.15m/min基本时间 i代人相关数据得：tj1=29.32stj2=76.54s（4）工序 05：粗铣切屑深度分别为:机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩5mm5mm铣平面参数：每齿进给量为 fz=0.2mm/z，采用高速钢（ W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为 Z=10，直径 D=80mm.刀具寿命 180min,则每转进给量为:f=fz Z=2mm/r切屑速度为:V=38.3m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =152.5r/min根据选择铣床确定转速n =130r/minV1=32.65m/min V2=32.65m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：Tj1=5.81sTj2=5.81s（5）工序 06：粗铣切屑深度分别为:6mm铣平面参数：采用高速钢立铣刀，直径 D=3.5mm，齿数为 Z=5，刀具寿命45min。 fz=0.02mm/zf=fz Z=0.1mm/r切屑速度为:V=26m/min机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =2365.78r/min根据选择铣床确定转速n =1585r/minV=17.42m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj=21.8s（6）工序 07：粗铣切屑深度为:2mm铣平面参数：采用高速钢立铣刀，直径 D=32mm，齿数为 Z=5，刀具寿命90min。fz=0.12mm/zf=fz Z=0.6mm/r切屑速度为:V=42m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =417.99r/min根据选择铣床确定转速n =355r/minV=35.67m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj=7.82s机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（7）工序 09：半精铣切屑深度为:=1mm=1mm铣平面参数：采用高速钢立铣刀，直径 D=32mm，齿数为 Z=5，刀具寿命90min。 fz=0.08mm/zf=fz Z=0.4mm/r切屑速度为:V1=46m/min V2=46m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =457.8r/min根据选择铣床确定转速n =355r/minV1=35.67m/min V2=35.67m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj1=23.58stj2=23.58s（8）工序 10：半精铣切屑深度分别为:1.75mm铣平面参数：采用高速钢立铣刀，直径 D=1.75mm，齿数为 Z=5，刀具寿命45min。 fz=0.01mm/zf=fz Z=0.05mm/r切屑速度为:V=30m/min机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =2011.4r/min根据选择铣床确定转速n =1585r/minV=23.64m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj=21.8s（9）工序 11：半精铣切屑深度分别为:1mm1mm铣平面参数：每齿进给量为 fz=0.2mm/z，采用高速钢（ W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为 Z=10，直径 D=80mm.刀具寿命 180min,则每转进给量为:f=fz Z=2mm/r切屑速度为:V1=40m/min V2=40m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n 1=159.2r/minn 2=159.2r/min选择转速 n=150r/min 的铣床 X52KV1=37.73m/min V2=37.73m/min机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩铣削基本时间 i代人相关数据得：tj1=9.12stj2=7.12s（10）工序 12：半精铣切屑深度为:1mm平面参数：采用高速钢立铣刀，直径 D=32mm，齿数为 Z=5，刀具寿命90min。fz=0.08mm/zf=fz Z=0.4mm/r切屑速度为:V=46m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n =457.8r/min根据选择铣床确定转速n =355r/minV=35.67m/min铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj=11.39s（11）工序 13：粗镗、半精镗切屑深度为:1.8mm0.2mm采用高速钢镗刀，直径 D=28mm，机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩f=0.8mmf=0.5mm切屑速度为:V1=25mm/minV2=30mm/mim转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n1=284.3r/minn2=341.2r/min根据选择机床确定转速n1=245r/minn2=300r/minV1=21.57m/minV2=26.38m/mim铣床铣削基本时间 i代人相关数据得：tj1=8.25stj=10.32s（12）工序 14：钻、粗绞、精绞切削深度分别为：9.8mm0.16mm=0.04mm进给量为:=0.15m/r ， =0.45m/r， =0.2m/r1f2f3f切屑速度V1=15m/min机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩V2=2.5m/minV3=5m/min转速：n=1000v/d代人相关数据可得:n1=477.7r/minn2=79.62r/minn3=159.23r/min根据机床选择：n=450r/minn=97r/minn=195r/minV1=14.13m/min V2=3.05m/min V3=6.12m/min基本时间 i代人相关数据得：Tj1=14.22sTj1=21.44sTj1=24.32s7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介单件时间的计算公式为：由于生产批量为中批量，所以时间定额为：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩本次设计没有具体计算辅助时间 、布置工作地点时间 和休息和生理需要时间 ，在中批量生产中，辅助时间 可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理。基本时间 和辅助时间 总和称为操作时间，布置工作地点时间 一般按操作时间的 2% 7%来计算，休息和生理需要时间 一般按操作时间的 2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间 。为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；（2）减少布置工作地点时间；（3）减少准备于终结时间。8、工艺方案的比较与技术经济分析在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本 和单个零件（或单个工序）的工艺成本 ，其计算公式分别如下：VNV