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设计
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等臂杠杆的课程设计,设计
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零件号零件名称广东海洋大学职业技术学院数控专业机械加工工艺过程卡片设备夹具刀具量具工序号工序名称名称型号名称规格名称规格MM名称规格工时123456789101112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30凸台面钻25（H9）孔扩钻25（H9）孔铰25H9孔钻28（H7）孔钻10（H7）孔粗铰10（H7）孔精铰10（H7）孔粗铰8（H7）孔精铰8（H7）孔检查、入库立式铣床立式铣床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床X5201X5201Z535Z535Z535Z518Z518Z518Z518Z518Z518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专用夹具专用夹具削平型铣刀削平型铣刀莫氏锥柄麻花钻锥柄扩孔钻锥柄机用铰刀直柄麻花钻直柄麻花钻直柄机用铰刀精铰刀直柄机用铰刀D2D2D23D247D25D78D98D998D10D8D8游标卡尺和卡板游标卡尺游标卡尺卡规卡规卡规卡规专用量具专用量具专用量具专用量具699MIN019MIN028MIN045MIN07MIN054MIN1MIN08MIN09MIN02MIN57S班级姓名编制日期产品型号零件图号共页机械加工工序卡片产品名称等臂杠杆零件名称等臂杠杆第页车间工序号工序名称材料牌号第6步钻钻28（H7）孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件198MM11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z518型1夹具编号夹具名称切削液翻转式钻床夹具工序工时工位器具编号工位器具名称准终单件工序图工时定额工步号工步内容工艺装备主轴转速R/MIN切削速度M/MIN进给量MM/R背吃刀量MM进给次数机动辅助1钻28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具10002203181054MIN2粗铰28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具4501103026102MIN3精铰28（H7）孔立式钻床Z518型、卡规、专用量具72018103004157S广东海洋大学职业技术学院数控专业班级姓名编制日期一、（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250052MM孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下本夹具用于在立式钻床上，加工8H7孔。工件以250052MM孔及端面和水平面底、30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。钻8（H7）MM孔时工件为悬臂，为防止工件加工时变形，采用了螺旋辅助支承2，当辅助支承2与工件接触后，用螺母1锁紧。要加工的主要工序包括粗精铣宽度为40MM的上下平台、钻10H7孔、钻280015的小孔、粗精铣30凸台的上下表面。加工要求有40MM的平台的表面粗糙度各为RA63UM（上平台）、RA32（下平台）、10H7孔为RA36UM、25（H9）和8（H7）孔表面粗糙度都为RA16UM。28（H7）孔有平行度分别为01UM（A）、015UMA。10H7孔的平行度为01UM（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孔8H7,要用8H7钢球检查。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5000件，达到大批生产的水平，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，适合大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值MM说明40MM的上下平台宽度30MM的平台4030GH43加工上下底面加工上表面30MM的凸台上下面30H3凸台上下面10H7孔10H3加工内孔8（H7）孔8H3加工内孔25（H9）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168168410（H7）孔尺寸102010325（H9）孔尺寸25302548（H7）孔尺寸82083二、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25H7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宽度为40MM的上下平台、钻10H7孔、钻280015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圆柱的上平台公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为RA63，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RA32，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、30MM的凸台上下表面公差等级为IT13，表面粗糙度为RA63，采用粗铣精铣的加工方法。4、钻10H7内孔公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为RA32，平行度为01M（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RA16，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RA16，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的平台工序粗精铣宽度为30MM的凸台表面工序钻孔25（H9）使尺寸达到23MM。工序扩孔钻钻孔25H9使尺寸达到248MM。工序铰孔25（H9）使尺寸达到25H9。工序钻10（H7）的内孔使尺寸达到98MM。工序粗铰10H7内孔使尺寸达到996MM。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28H7的小孔使尺寸。工序扩孔钻钻孔25H9使尺寸达到248MM。工序铰孔25（H9）使尺寸达到25H9。工序钻10（H7）的内孔使尺寸达到98MM。工序粗铰10H7内孔使尺寸达到996MM。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796MM。工序精铰28H7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大批生产，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D2MM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。粗精铣宽度为30MM的凸台表面。采用X5021立式铣床，刀具选D2MM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）D23MM，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25H9使尺寸达到248MM。采用立式Z535型钻床，刀具选D247MM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25H9。采用立式Z535型钻床，刀具选D25MM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28H7的小孔使尺寸达到78MM。采用立式Z518型钻床，刀具选用D78MM的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到98MM。采用立式Z518型钻床，刀具选用D98MM的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10H7内孔使尺寸达到996MM。采用立式Z518型钻床，刀具选用D10MM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D10MM的精铰刀，使用专用夹具和量检具。粗铰28H7小孔使尺寸达到796MM。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D8MM直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28H7小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D8MM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28H7钻孔02157828H7扩孔005579628H7铰孔H78H71、钻28H7的小孔使尺寸达到78MM。2、粗铰28（H7）小孔使尺寸达到796MM。3、精铰28H7小孔使尺寸达到8（H7）。这三部工序全都采用Z518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Z518机床主要技术参数，取钻28H7孔的进给量F03MM/R,用插入法求得钻28H7孔的切削速度为V0435M/S261M/MIN,由此算出转速为N1000V/D1000261/3148R/MIN1039R/MIN按机床实际转速取N1000R/MIN，则实际切削速度为V3141000/1000M/MIN22M/MIN从参考文献得知981427DON08M9810021NM2008求出钻28H7孔的和M如下981427811279N0308M981002115NM820308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。（2）参考文献机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取扩孔28H7的进给量F03MM/R,参考文献得扩孔的切削速度为（）V钻，故取V扩1/2V钻12131/222M/MIN11M/MIN,由此算出转速N1000V/D100011/3148R/MIN438R/MIN,取机床实际转速N450R/MIN。（3）参考文献机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取铰孔的进给量F03MM/R,参考文献得铰孔的切削速度为V03M/S18M/MIN。由此算出转速N1000V/D100018/3148R/MIN717R/MIN按照机床的实际转速N720R/MIN。则实际切削速度为VDN/10003148720/1000M/MIN181M/MIN。三、夹具的设计本次的夹具为工序钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）而设计的。本工序所加工的孔是位于30凸台平面内，孔径不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用翻转式钻模。1、确定设计方案这道工序所加工的孔在30凸台平面上，且与土台面垂直，平行度A01。根据工件结构特点，其定位方案有工件以250052MM孔及端面和水平面底、30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位。钻8（H7）MM孔时工件为悬臂，为防止工件加工时变形，采用了螺旋辅助支承，当辅助支承与工件接触后，用螺母锁紧。2、选择定位元件（1）选择带台阶面的定位销，作为以25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取。（2）选择可调支承钉为8（H7）孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,用锁紧螺母将其锁紧，防止在加工孔时出现扭转，限制工件六个自由度。为增加刚性，在8（H7）的端面增设一螺旋辅助支承，辅助支承与工件接触后，用螺母将其锁紧。3、计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为夹KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切夹削力方向相反时，取K3。由前面的计算可知F1279N。所以，KF12793N3837N，由此可以知道，选择一个M30的螺旋辅助夹支承。一是为了承受切削力的冲击，二是为了防止工件在加工时变形，因为钻8（H7）孔时，工件为悬臂。4、定位误差计算（1）加工8H7时孔距尺寸8402MM的定位误差计算，由于基准重合，故0015020215MM，0015020185MM，上下偏差为0215（0185）04MM，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25250，上偏差005200520MM，下偏差000MM。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸8402MM的定位要求。（2）加工8H7孔时轴线平行度015MM的定位误差计算，由于基准重合，故00150015003MM而基准位移误差是定位孔25H9与定位面间的垂直度误差。故00520052MM0104MM所以有0030104MM0134MM此方案能满足平行度015MM的定位要求。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
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