等臂杠杆课程设计说明书

1、Hefei University机机械械制制造造技技术术综综合合训训练练说说明明书书COURSE PROJECT题目：设计杠杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四 年 姓名： 学号： 导师： 合肥学院机械制造技术综合训练任务书题目：设计杠杆零件的机械加工工艺规程及工 艺装备（年产量 6000 件） 内容内容 ： 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3.机械加工工艺过程卡片 1 张 4.夹具装配图1 张 5.夹具体零件图1 张 6.课程设计说明书1 份第 0 页目录目录一一、零件的分析零件的分析.2 21.11.1 零件的作用零件的作用

2、 .2 21.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 .2 2二二、工艺规程的设计工艺规程的设计.3 32.12.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 .3 32.22.2 基面的选择基面的选择 .3 32 2. .3 3 工件表面加工方法的选择工件表面加工方法的选择 .4 42 2. .4 4 确定工艺路线确定工艺路线 .4 42.2.5 5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .6 62.2.6 6 确定切削余量确定切削余量 .7 7三三、夹具的设计夹具的设计.18183.13.1 确定设计方案确定设计方案 .1 19 93.23.2 选择定位

3、元件选择定位元件 .1 19 93.33.3 计算夹紧力计算夹紧力 .1 19 93.43.4 定位误差计算定位误差计算 .2 20 0心得体会心得体会.2121参考文献参考文献.2222第 1 页一、一、零件的分析零件的分析1.1 零件的作用零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的杠杆结构，此零件的作用是支撑、固定，传递扭矩，帮助改变机床工作台的运动方向，要求零件的配合符合要求。1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析杠杆的 25孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现052. 00分述如下：本夹具用于立式铣床上，加工 40凸台端面。工件以25孔及端面和水平面底、30的凸台分别用定位销、0

4、52. 0010 孔用菱形销实现完全定位。铣 40端面时工件为悬臂，为了防止加工时变形，采用螺旋辅助支承与工件接触后，用螺母锁紧。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为 40的上下平台、钻10H7 的孔、钻 2x8H7（）的小孔、锪 30的上下表面。015. 00加工要求有：40的平台的表面粗糙度各为 Ra6.3um（上平台）、Ra3.2um（下平台）、10H7 的孔为 Ra3.2um。2x8H7（）孔有平行度分别为 0.1um(A)、0.15um（A)。杠杆有过渡圆015. 00角为 R5，其他的过渡圆角为 R3，其中主要的加工表面是 30得端面，要用游标卡尺检查。第 2 页二二 工艺规程的设计

5、工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件的材料是 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。由于年生产量很高，达到了中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造的表面要求质量高，故可以采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造，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、加工余量数值说明。2.2 基面的选择基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废

6、，使生产无法正常进行。（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 40 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 型块支承 40 的外轮廓作主要定位，以消除以消除 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（H9）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(H9)的孔作为精基准。第 3 页2.3 工件表面加工方法的选择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28的小孔 、锪 30凸台的平台。钻 10 的孔

7、。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 Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。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。 3、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铰的加工方法，并倒 145内角。 4、钻 10（H7）的孔：公差等级为 IT6IT8，表面粗糙度为 Ra3.2， 采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、钻 2x8（H7）内孔：公差等级为 IT6IT8,采用钻孔粗铰精铰的加工方法。30mm 的凸台上下

8、表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为 Ra6.3，采用锪的加工方法。24、确定工艺路线、确定工艺路线工艺路线方案：铸造时效涂底漆第 4 页工序：第一步：粗铣直径为 40mm 的上端面和宽度为 30mm 的平台；第二步：精铣直径为 40mm 的上端面和宽度为 30mm 的平台；第三步：钻孔使尺寸达到 23mm；第四步：扩孔钻钻孔 23 使尺寸达到 24.8mm；第五步：铰孔 24.8使尺寸达到 25(H9)。第六步：钻孔使尺寸达到 9.8mm；第七步：粗铰 9.8mm 的孔至 9.96mm；第八步：精铰 9.96mm 孔至 10。 工序：粗铣直径为 40mm 的下端面。 工序：精铣直径为 40

9、mm 的下端面。 工序： 第一步：钻孔使尺寸达到 7.8mm； 第二步：粗铰孔 7.8使尺寸达到 7.96； 第三步：精铰孔 7.96使尺寸达到 8(H7)。 第四步：锪直径为 30mm 的凸台表面。工序： 第一步：钻、粗、精铰 8 的孔； 第二步：锪直径为 30mm 的凸台表面工序：检验入库。第 5 页2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的零材料是 HT200，毛坯的重量约为 2KG，生产类型为成批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1、40外圆表面沿轴线长度方向及宽度

10、为 30的平台高度方向的加工余量及公差：查机械制造工艺设计简明手册表 2.25（p41），其中铸造模选用金属模铸造，铸造材料是 HT200，公差等级为 79 级,加工余量等级为 F。查表 2.24（p39），尺寸公差等级选取 8 级，加工余量等级F，基本尺寸是 54和 25mm，都在 0100之间，故单侧加工余量为2.0。查表 2.21（P38），得长度方向的公差是 1.4mm。2、圆柱内孔 25H9：毛坯为实心，不冲出孔。内孔的精度要求是 H9，参照机械制造工艺设计简明手册表 2.39（p65）确定工序尺寸及余量为：钻孔：23 扩孔：24.8 2Z=1.8绞孔：25H9（） 2Z=0.205

11、2. 003、30 凸台上 28内孔的尺寸 8H7（），参照机械制造工艺设计简明手册015. 00表 2.39（p65）确定工序尺寸及余量为：钻孔：7.8绞孔：8H7（） 2Z=0.2015. 00第 6 页4、30 凸台厚度方向的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册表 2.25（p41），其中铸造模选用金属模铸造，铸造材料是 HT200，公差等级为为 79 级，加工余量等级为 F。查表 2.24（p39），尺寸公差等级选取 8 级，加工余量等级 F，基本尺寸是 15，在 0100之间，故单侧加工余量为 2.0。查表 2.21（p38），得长度方向的公差为 1.1。5、宽度为 30表面上

12、10H7（）015. 00内孔尺寸 10H7（），参照机械制造工艺设计简明手册015. 00表 2.39（p65）确定工序尺寸及余量为：钻孔：9.8 绞孔：10H7（） 2Z=0.2015. 002.2.6 6 确定切削余量确定切削余量粗铣宽度为粗铣宽度为 40mm40mm 的上平台和宽度为的上平台和宽度为 30mm30mm 的平台的平台加工条件：工件材料： HT200，金属模铸造。机床：XA5032 立式铣床根据切削用量简明手册表 3.1（p84），故粗铣时是用高速钢圆柱铣刀，精铣时用硬质合金端铣刀。d0=50mm。 根据切削用量简明手册表 3.2（p84），由于 HBS=190, ro=5

13、o=16 a0=6, =30 根据切削用量简明手册表 3.3（p86），铣床功率为 7.5w，工艺系统刚度选中等所以得 fz=0.100.15mm/z。取 fz=0.15mm/z。第 7 页根据切削用量简明手册表 3.8（p89），刀具寿命为120min。选用高速钢细齿圆柱铣刀。因其单边余量：Z=1mm。所以铣削深度：eammae0 . 1根据切削用量简明手册表 3.12（p93），根据T=120min，d0=50mm，得齿数 z=8，。min/54min,/170min,/26mmvrnmvfc。min/5 .1038014. 326100010000crdvnc根据切削用量简明手册表 3.

14、30（p111），得实际的。min/60min/75mmvrnfcc，min/84.181000758014. 310000mndvczmmznvfcfczc/1 . 087560根据切削用量简明手册表 3.11（p92），得 Pct=1.1kw。切削修正功率，故实际切削修正功率 Pcc=Pct=1.1kw。1MPck根据 X5032 型立式铣床说明书得kw63. 575. 05 . 7PcM故，因此所决定的切削用量可以采用，即MccPcP 。zmmfmvrnmmvmmazcfe/1 . 0min,/86.23min,/75min,/60,1基本工时ylL第 8 页l=83mm，根据切削用量简

15、明手册表 3.25（p106），mmy8tm=min51. 160883fvL精铣精铣 40mm40mm 的上平台及宽度为的上平台及宽度为 3030的平台的平台工件材料： HT200，铸造。机床： X5032 立式铣床。根据切削用量简明手册表 3.1（p84），故粗铣时是用高速钢圆柱铣刀，精铣时用硬质合金端铣刀。d0=100mm。 根据切削用量简明手册表 3.2（p84），由于 HBS=190, 5,10,5,20,2,4512soorkk，根据切削用量简明手册表 3.5（p88），选用硬质合金面铣刀，刀具材料为 YG6，fz=0.140.24mm/z。取 fz=0.18mm/z。根据切削用量

16、简明手册表 3.8（p89），刀具寿命为180min。因其单边余量：Z=1mm。所以铣削深度：pammap0 . 1根据切削用量简明手册表 3.16（p96），根据T=180min，d0=100mm，得齿数 z=10，。min/490min,/322min,/98mmvrnmvfc。min/1 .31210014. 398100010000crdvnc第 9 页根据切削用量简明手册表 3.30（p111），得实际的。min/235min/300mmvrnfcc，min/4 .31100030010014. 310000mndvczmmznvfcfczc/08. 010300235根据切削用量简

17、明手册表 3.11（p92），得 Pct=1.1kw。切削修正功率，故实际切削修正功率 Pcc=Pct=1.1kw。1MPck根据 X5032 型立式铣床说明书得kw63. 575. 05 . 7PcM故，因此所决定的切削用量可以采用，即MccPcP 。zmfmvrnmmvmmazcfp/08. 0min,/4 .31min,/300min,/235,1基本工时ylLl=83mm，根据切削用量简明手册表 3.26（p106），mmy7tm=min38. 0235783fvL粗铣粗铣 40mm40mm 的下平台的下平台工件材料： HT200，铸造。机床： X5032 立式铣床。根据切削用量简明手

18、册表 3.1（p84），故粗铣时用硬质合金端铣刀。d0=100mm。 根据切削用量简明手册表 3.2（p84），第 10 页由于 HBS=190, 5,10,5,20,2,4512soorkk，根据切削用量简明手册表 3.5（p88），选用硬质合金面铣刀，刀具材料为 YG6，fz=0.140.24mm/z。取 fz=0.18mm/z。根据切削用量简明手册表 3.8（p89），刀具寿命为180min。因其单边余量：Z=1.5mm。所以铣削深度：pammap5 . 1根据切削用量简明手册表 3.16（p96），根据T=180min，d0=100mm，得齿数 z=10，。min/490min,/32

19、2min,/98mmvrnmvfc。min/1 .31210014. 398100010000crdvnc根据切削用量简明手册表 3.30（p111），得实际的。min/235min/300mmvrnfcc，min/4 .31100030010014. 310000mndvczmmznvfcfczc/08. 010300235根据切削用量简明手册表 3.24（p105），得 Pcc=1.1kw。根据 X5032 型立式铣床说明书得kw63. 575. 05 . 7PcM第 11 页故，因此所决定的切削用量可以采用，即MccPcP 。zmfmvrnmmvmmazcfp/08. 0min,/4 .

20、31min,/300min,/235,1基本工时ylLl=40mm，根据切削用量简明手册表 3.25（p106），mmy8tm=min07. 0235710fvL 精铣精铣 40mm40mm 的下平台的下平台件材料： HT200，铸造。机床： X5032 立式铣床。根据切削用量简明手册表 3.1（p84），故精铣时用硬质合金端铣刀。d0=100mm。 根据切削用量简明手册表 3.2（p84），由于 HBS=190, 5,10,5,20,2,4512soorkk，根据切削用量简明手册表 3.5（p88），选用硬质合金面铣刀，刀具材料为 YG6，fz=0.140.24mm/z。取 fz=0.18m

21、m/z。根据切削用量简明手册表 3.8（p89），刀具寿命为180min。因其单边余量：Z=2.5mm。所以铣削深度：pammap5 . 3第 12 页根据切削用量简明手册表 3.16（p96），根据T=180min，d0=100mm，得齿数 z=10，。min/432min,/275min,/86mmvrnmvfc。min/9 .27310014. 386100010000crdvnc根据切削用量简明手册表 3.30（p111），得实际的。min/235min/300mmvrnfcc，min/4 .31100030010014. 310000mndvczmmznvfcfczc/08. 010

22、300235根据切削用量简明手册表 3.24（p105），得 Pcc=1.1kw。根据 X5032 型立式铣床说明书得kw63. 575. 05 . 7PcM故，因此所决定的切削用量可以采用，即MccPcP 。zmfmvrnmmvmmazcfp/08. 0min,/4 .31min,/300min,/235,1基本工时ylLl=40mm，根据切削用量简明手册表 3.25（p106），mmy7tm=min07. 0235710fvL钻铰钻铰 2828 的小孔使尺寸达到的小孔使尺寸达到 8H78H71、加工条件工件材料：HT200 灰铸铁，金属模铸造。第 13 页加工要求：钻、绞 8H7的孔。机床

23、：立式 Z550 型钻床刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是硬质合金，总长度 L 为156，刀柄长度 l 为 81；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度 L 为 156，刀柄长度 l 为 139。2、计算切削用量（1）钻孔 7.8 根据切削用量简明手册表 2.7（p50）得，f=0.25/r；表 2.15 得，v=14m/min。 n =571.3r/minswdv10008 . 7411000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床 z550 选取 n =500r/min；w 所以实际的切削速度 v=12.3m/min1000wwnd10000508 . 7 切削工时

24、 ，nfLt ylLl=15mm 根据切削用量简明手册表 2.29（p68）得mmy5 . 2min14. 025. 05005 . 215t（2）绞孔 8H7第 14 页 根据切削用量简明手册表 2.11（p53）得，f=1/r；表 2.15 得，v=8m/min。 n =318.3r/minswdv1000881000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床选取 n =351r/min；w 所以实际的切削速度 v=8.8m/min1000wwnd10003518切削工时 ，nfLt ylLl=15mm 根据切削用量简明手册表 2.29（p68）得mmy5 . 2mi

25、n05. 013515 . 215t 钻绞钻绞 10H710H7 的孔的孔1、加工条件工件材料：HT200 灰铸铁，金属模铸造。加工要求：钻、绞 10H7的孔。机床：立式 Z550 型钻床刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度 L 为 168，刀柄长度 l 为 81；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度L 为 168，刀柄长度 l 为 151。第 15 页 2、计算切削用量（1）钻孔 9.8 根据切削用量简明手册表 2.7（p50）得，f=0.3/r；表 2.15 得，v=13m/min。 n =422.2r/minswdv10008 . 9311000 根据机械制造工艺设计简明手

26、册表 4.2-15（p149）按钻床选取 n =500r/min；w 所以实际的切削速度 v=15.4m/min1000wwnd10000058 . 9切削工时 ，nfLt ylLl=25mm 根据切削用量简明手册表 2.29（p68）得mmy5min2 . 03 . 0500255t（2）绞孔 10H7 根据切削用量简明手册表 2.11（p53）得，f=1/r；表 2.15 得，v=8m/min。 n =254.6r/minswdv10001081000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床选取 n =250r/min；w第 16 页 所以实际的切削速度 v=7.9

27、m/min1000wwnd100002510切削工时 ，nfLt ylLl=25mm 根据切削用量简明手册表 2.29（p68）得mmy5min12. 01250255t扩铰孔使尺寸达到扩铰孔使尺寸达到 25(H9)1、加工条件工件材料：HT200 灰铸铁，金属模铸造。加工要求：钻、扩、绞 25(H9)的孔。机床：立式 Z550 型钻床刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是硬质合金，总长度 L 为253，刀柄长度 l 为 98；扩孔的锥柄扩孔钻钻头材料是高速钢，总长度 L 为 281，刀柄长度 l 为 121；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度 L 为 268，刀柄长度 l 为 240。2、计

28、算切削用量（1）钻孔 23 根据切削用量简明手册表 2.7（p50）得，f=0.50/r；表得，v=14m/min。2.15第 17 页 n =193.05r/minswdv100023141000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床选取 n =185r/min；w所以实际的切削速度 v=13.4m/min1000wwnd100058123 （2）扩孔 24.8 根据切削用量简明手册表 2.10（p53）得，f=0.80/r；表 2.15 得，v=12m/min。 n =154.0r/minswdv10008 .24211000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.

29、2-15（p149）按钻床选取 n =185r/min；w 所以实际的切削速度 v=14m/min1000wwnd10005188 .24 （3）绞孔 25H7 根据切削用量简明手册表 2.11（p53）得，f=1.0/r；表2.15 得，v=10m/min。 n =127.32r/minswdv100025101000 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床选取 n =125r/min；w 所以实际的切削速度 v=9.8m/min1000wwnd100025125第 18 页锪锪 3030 上端面上端面根据有关资料，锪平面时进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3，故

30、f=1/3f钻=1/3*0.25=0.083mm/rv=1/3v钻=1/3*14=4.67m/minn =74.4r/minswdv10002067. 41000根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2-15（p149）按钻床选取n =89r/min；w以实际的切削速度 v=5.59m/min1000wwnd10008920切削工时 ，L=2mm， nfLt min27. 0083. 0892t三、夹具的设计三、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。并锪 30 凸台平面 。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

31、寸以及生产量不是很大等原因，采用翻转式钻模。3.1 确定设计方案确定设计方案第 19 页这道工序所加工的孔在 30 凸台平面上，且与土台面垂直。根据工件结构特点，其定位方案有：一面两孔 工件以 250.052mm 的孔和底面，以及 10 的孔定位。30的凸台分别在 250.052mm 的孔台阶定位销、10 的孔菱形销上实现完全定位。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。3.2 选择定位元件选择定位元件（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

32、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。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）选择菱形销作为 10（H7）的定位，限制工件在加工时旋转。 3.3 计算夹紧力计算夹紧力查阅资料，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：=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。F=9.8142.7Kf(N) 0d8 . 0fF=9.81 42.7 81=1105.45N 0.80.25第 20 页所以，=KF=1105.453N=3316.35N，由此可以知道，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。3.4 定位误差计算定位误差计算 （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