杠杆零件的机械加工工艺规程设计

浙江海洋大学机械制造技术基础课程设计报告浙江海洋大学机械制造技术基础课程设计姓名：沈晓东班级：A13机械2学号：指导老师：朱从容目录目录2序言3一、零件的分析3（一）、零件的作用3（二）、零件的工艺分析4二、确定毛坯4（一）、确定毛坏的制造方法4（二）、确定铸件及形状4（三）、绘制毛坯图5三、选择加工方法、制定工艺路线5（一）定位基准的选择5（二）制定工艺路线5（三）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6（四）确定切削用量及基本工时6（一）确定切削用量6（二）确定基本工时18四、机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片（附）24五、CA6140车床杠杆（）零件图（附）24六、CA6140车床杠杆（）毛坯图（附）24七、参考文献24杠杆零件的机械加工工艺规程设计序言机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此它在我们四年的大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一定良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。一、零件的分析（一）、零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接，另一端通过钢球与齿条轴的突起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动将制动带拉紧；当左右离合器中任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。如图所示（二）、零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。该零件的加工表面之间又相互位置要求，现分析如下：（1）主要加工表面：1）小头钻250+0.023以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻12.70+0.1锥孔及铣12.70+0.1锥孔平台；3）钻2-M6螺纹孔；4）铣杠杆底面及2-M6螺纹孔端面。（2）主要基准面1）以45外圆面为基准的加工面，包括250+0.023的孔、杠杆下表面2）以250+0.023的孔为中心的加工表面二、确定毛坯（一）、确定毛坏的制造方法零件的材料为HT200，重量为0.85kg。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。由于大批生产，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，适合大批生产的金属模铸造。查机械制造技术课程设计表1-6可知，铸件尺寸的公差等级为79级，取铸件尺寸公差等级为CT8级。（二）、确定铸件及形状根据表1-6可知，加工余量等级为MA-F级；根据表1-7确定各表面的铸件机械加工余量。如下表所示表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量（mm）说明杠杆下表面151.18F2.0底面，单侧加工下平台30F3.0单侧加工2-M6端面40F1.5单侧加工阶梯孔端面28F1.5单侧加工（三）、绘制毛坯图见CA6140车床杠杆（）毛坯图三、选择加工方法、制定工艺路线（一）定位基准的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工面，因此把肋板表面作为加工的粗基准，可用外部加紧力夹紧，再利用一个V型块支承45mm圆的外轮廓作主要定位，以限制四个自由度，再以一面定位，用支承块或者支承板来消除余下的两个自由度，达到完全定位（实际上为过定位），就可实现25孔的加工。（2）精基准的选择。依据基准重合原则和基准统一原则，主要考虑基准重合的问题，所以选择25的孔作为精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造技术课程设计表1-19、1-20、1-21，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是3.2，选用立式铣床XA5032。工序2加工孔25。钻孔25的毛坯到22mm；扩孔22mm到24.7mm；铰孔24.7mm到250+0.023mm。保证粗糙度是1.6，采用立式钻床Z550。采用专用夹具。工序3粗精铣宽度为30mm的下平台。仍采用立式铣床XA5032。采用组合夹具。工序4钻12.7的锥孔，采用立式钻床Z550。为保证加工孔的位置度，采用专用夹具。工序5粗精铣阶梯孔端面。用立式铣床XA5032。工序6加工螺纹孔M8，锪钻14阶梯孔。保证与垂直方向成10。采用立式钻床Z550。工序7粗精铣M6上端面。用立式铣床XA5032。工序8攻2-M6螺纹采用立式钻床Z550.为保证加工孔的位置度，采用专用夹具。工序9检查（三）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（1）加工25端面，根据机械制造技术课程设计表1-7考虑2mm，粗加工1.9mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm。（2）对25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm，就可达到要求。（3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度要求为6.3。而铣削的精度可以满足，故采取粗精铣来完成。（4）钻锥孔12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用12的钻头。（5）钻14阶梯孔，由于粗糙度要求为3.2，因此考虑加工余量为1.5mm。可一次粗加工1.4mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。（6）加工M8底孔，考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。（7）加工2-M6螺纹，考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。（8）加工2-M6端面，粗加工1.4mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工0.1mm可达到要求。（四）确定切削用量及基本工时（一）确定切削用量工序1：粗、精铣杠杆下平面（1）粗铣杠杆下平面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.9mm，所以铣削深度：每齿进给量：根据根据切削手册表2.4-75，取铣削速度：参照根据切削手册表3034，取。机床主轴转速：，式中V铣削速度，d刀具直径。由式机床主轴转速：根据切削手册表3.1-74得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（2）精铣孔下平面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3031，刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm，铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表3031，取铣削速度：根据切削手册表3031，取机床主轴转速，由式有：根据切削手册表3.1-31得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 工序2：加工孔25到要求尺寸工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为立式钻床Z550，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量根据切削手册表28-10可查出，由于孔深度比，故。查立式钻床Z550说明书，取。根据切削手册表28-8，钻头强度所允许的进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率，根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据切削手册表28-3，故查立式钻床Z550，取。实际切削速度为：由表28-5，故 3）校验机床功率切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量，根据切削手册表28-31，f=0.70.8mm/r0.7=0.490.56，根据立式钻床Z550说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及，根据切削手册表28-33，取。修正系数：，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量1）确定进给量，根据切削手册表28-36，进给量取小值。查立式钻床Z550说明书，取。2）确定切削速度及，根据切削手册表28-39，取。由根据切削手册表28-3，得修正系数，故 查立式钻床Z550说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量，根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，工序3：粗精铣宽度为30mm的下平台（1）粗铣宽度为30mm的下平台工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3034，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm，所以铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表2.4-75，取铣削速度：根据切削手册表3034，取。得机床主轴转速：根据切削手册表3.1-74得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为30mm的下平台工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3031，刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表3031，取铣削速度：根据切削手册表3031，取机床主轴转速，有：根据切削手册表3.1-31得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1工序4：钻12.7的锥孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为12.7mm，表面粗糙度。加工机床为立式钻床Z550，钻孔12mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔12.7mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量根据切削手册表28-10可查出，由于孔深度比，故。查立式钻床Z550说明书，取。根据切削手册表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据切削手册表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据切削手册表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据切削手册表28-3，故查机床说明书，取。实际切削速度为：根据切削手册表28-5，故3）校验机床功率切削功率：机床有效功率：故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量根据切削手册表28-31，。根据机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及根据切削手册表28-33，取。修正系数：，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 工序5：粗精铣阶梯孔端面工件材料为HT200铁，硬度200HBS。要求粗糙度，用立式铣床XA5032，使用组合夹具。（1）粗铣阶梯孔端面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3034，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.4mm所以铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表2.4-75，取铣削速度：根据切削手册表3034，取得机床主轴转速：根据切削手册表3.1-74得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣阶梯孔端面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表3031，取铣削速度：根据切削手册3031，取机床主轴转速，由式（1.1）有：根据切削手册3.1-31得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1工序6：钻M8螺纹孔锪钻14阶梯孔（1）加工M8底孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为8mm。加工机床为立式钻床Z550，加工工序为钻孔至7，选用7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：进给量：根据切削手册表2.4-39，取切削速度：根据切削手册表2.4-41，取得机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1（2）攻M81.5的螺纹机床：立式钻床Z550刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：根据切削手册表2.4-105，取得机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： （3）锪钻14阶梯孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为14mm，表面粗糙度。加工机床为立式钻床Z550，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔14mm小直径端面锪钻。 1）确定切削用量确定进给量根据切削手册表28-10可查出，由于孔深度比，故。查立式钻床Z550说明书，取。根据切削手册表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据切削手册表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据切削手册表28-3，故查机床说明书，取。实际切削速度为根据切削手册表28-5，故校验机床功率切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地， 工序7：粗精铣M6上端面工件材料为HT200铁，硬度200HBS。要求粗糙度，用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36的台肩。用立式铣床XA5032，使用组合夹具。（1）粗铣M6上端面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册表3034，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.4mm所以铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表2.4-75，取铣削速度：根据切削手册表3034，取得机床主轴转速：根据切削手册表3.1-74得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据切削手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣M6上端面工件材料：HT200，铸造。机床：立式铣床XA5032。根据切削手册3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度：每齿进给量：根据切削手册表3031，取铣削速度：根据切削手册3031，取机床主轴转速，由式（1.1）有：根据切削手册3.1-31得实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1工序8：钻2-M6（1）工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为6mm。加工机床为立式钻床Z550，加工工序为钻孔至5，选用5的麻花钻头。攻M6螺纹，选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：进给量：根据切削手册表2.4-39，取切削速度：根据切削手册表2.4-41，取得机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1（2）攻M61.5的螺纹机床：立式钻床Z550刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：根据切削手册表2.4-105，取得机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序9：校验（二）确定基本工时（1）粗铣、精铣25孔下平面工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：立式铣床XA5032刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣25孔下表面的总工时为：t=+=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min（2）钻孔工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：立式钻床Z550 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速， 铰孔：，=（30+3+1）/0.43195=0.41min根据切削手册表2.5-41可查得钻削的辅助时间扩孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（30+3+1）/0.57275=0.22min根据切削手册表2.5-41可查得钻削的辅助时间铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（30+3+1）/1.6100=0.21min根据切削手册表2.5-41可查得钻削的辅助时间总工时：t=+=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min（3）粗精铣宽度为30mm的下平台工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣宽度为30mm的下平台，精铣宽度为30mm的下平台达到粗糙度3.2。机床：立式铣床XA5032刀具：高速钢镶齿式面铣刀计算切削工时，1）粗铣宽度为30mm的下平台根据切削手册进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。切削工时：=249/(37.53)=2.21min。根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间2）精铣宽度为30mm的下平台根据切削手册进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。切削工时：=249/(37.53)=2.21min根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时：t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min（4）钻锥孔12.7工件材料：HT200，金属模铸造，加工要求：粗糙度要求，机床：立式钻床Z550刀具：高速钢钻头12，计算基本工时，用12扩孔12.7的内表面。根据切削手册进给量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。根据切削手册表2.5-41可查得钻削的辅助时间用12.7扩孔12.7的内表面。根据切削手册进给量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。根据切削手册表2.5-41可查得钻削的辅助时间总的基本工时：t=+=4.7min。（5）粗精铣阶梯孔端面工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣阶梯孔端面，精铣阶梯孔端面。机床：立式铣床XA5032刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。粗铣阶梯孔端面切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣阶梯孔端面切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据切削手册表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣2-M6上端面切削总工时：t=+=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min（6）钻M8底孔及锪钻14阶梯孔工件材料：HT200，金属模铸造，机床：立式钻床Z550刀具：高速钢钻头7，M8丝锥，14小直径端面锪钻钻M8底孔的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据切削手册表2.5-41可查得钻