机械制造及自动化专业课程设计说明书

机械制造及自动化专业课程设计说明书机械加工工艺规程及夹具设计设计题目设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者05122903指导教师上海大学2008年7月8日上海大学机械制造及自动化专业课程设计机械加工工艺规程及夹具设计任务书题目设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容1零件图1张2机械加工工艺过程卡片1套3结构设计装配图1张4课程设计说明书1份班级中欧工程技术学院05级1班学生胡玉蓓指导教师教研室主任2008年7月8日序言此次的机械制造工艺学课程设计是在我们学完了所有基础课和一部分专业课后进行的。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案这是在大四的毕业设计前最好的练兵。我会把握这次机会，在设计中锻炼自己的自学，分析，解决问题的能力。因时间仓促，肯定会有很多不足之处，还望老师给于指导。一、零件的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80015MM孔和100015MM的轴线合两个端面有着平行度的要求。现分述如下本夹具用于在立式钻床上，加工10H7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12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RA32UM、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R8,R20。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）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。选择一个M30的螺旋辅助支承。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、设计心得做机械设计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。经过老师的指导，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。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个