“杠杆”零件的工艺设计课程设计说明书要点

1、课程设计说明书课程名称：机械制造工艺学设计题目：“杠杆”零件的工艺设计院 系：机械工程系学生姓名：刘 立 果学 号：200601100072专业班级：机制自动化（3）班指导教师：李 菲课程设计任务书设计题目设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺设备（大批生产）学生姓名刘立果所在院系机械工程系专业、年级、班机制自动化（3）班设计要求:通过该课程设计， 使学生达到以下目的：初步掌握编制机械加工工艺规程的方法，学会查阅有关 资料；掌握设计机床专用夹具的基本原理的方法，提高结构设计能力。内容要求：（1）机械加工工艺过程综合卡 1张（2）工艺装备设计1套（夹具装配图为 2号或3号图纸，零件图为 4号图

2、纸）（2）设计说明书1份（15页左右）学生应完成的工作:（一）制定机械加工工艺规程1、制定一个成批生产的（或中批或者大批生产）、中等复杂程度零件的机械加工工艺规程。2、填写工艺文件（二）专用夹具设计1、设计某道工序的一个专用夹具，画出符合要求的夹具装配图（由1520个零件组成）。2、绘制夹具中一个零件的零件图。（三）编写课程设计说明书参考文献阅读:机械制造工艺学课程设计指导书，赵家齐；机械工业出版社，1994年11月机械制造工艺学，王先逵；机械工业出版社，1995年11月工作计划：编制工艺卡片，进行夹具方案整体设计4 天画夹具装配图及零件图1周编写课程设计说明书1天任务下达日期： 2009 年

3、 12 月14日任务完成日期： 2009 年 12 月 25 日学生（签名）指导教师（签名）摘 要：先从设计背景方面分析了零件作用和工艺，然后指定设计方案包括毛坯的制造形式和对加工基面的选择最后实施方案。制定出工艺路线，确定机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及 基本工时，最后进行了夹具的设计。关键词：作用，工艺，毛坯，基面，路线，加工余量，尺寸，切削用量 基本工时，夹具。目 录1 .零件的分析41.1 零件的作用 41.2 零件的工艺分析42 .工艺规程设计52.1 确定毛坯的制造形式 52.2 基面的选择 52.3 制定工艺路线 52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

4、62.5 确定切削用量及基本工时 93 .夹具设计104 .结果与讨论114.1 课程设计结果114.2 课程设计结论 115 .收获与致谢116 .参考文献 11序言机械制造工艺学课程设计是在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的地位。就我个人而言， 我希望能通过这次课程设计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，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足

5、之处，恳请各位老师给予指教。1. 零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是杠杆（ 见附图 1） ，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，零件中部有一孔（J20H7,两端分别是通孔和盲孔（J8H7,三孔均要求有较高的配合精度， 用于传递较小扭矩。1.2 零件的工艺分析共有两组加工平面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：1.上表面这一组表面包含两个（J）8H7的孔和其倒角；与两孔垂直的平面包括通孔的端面616、盲孔的端面（J20和中部孔的端面（J32.2. 下表面此加工面包括长宽均为68的下表面轮廓还有（J20H7孔及其倒角。2. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT20

6、Q由于零件为大批量生产且轮廓尺寸不大，可采用熔模铸造。2.2 基面的选择加工下表面轮廓是以 亚0的端面 并2为粗基准；在以加工好的下表面为基准加工 通孔的的端面616、盲孔的的端面（J20和亚0的端面型2。2.3 制定工艺路线工序I依次粗铳和精铳下底面轮廓1,通孔（J8的端面加6和孔（J20的端面（J32, 盲孔的的端面（J20.工序II依次钻、粗钱和精较通孔和盲孔（J）8H7并物倒角0.5X45° ;粗较后精较孔（J20H7并物倒角0.5 X45°。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“杠杆”件的材料为HT200.毛坯重量为0.5千克生产类型为大批生产，采用熔模

7、 铸造生产毛坯。根据原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 平面、平面第一次粗加工余量。由工艺手册知零件厚度t050时，加工余量为1.0 1.5 ,选取 1.3。、粗铳后精铳，由工艺手册知当厚度t为030且宽度0 200,长度0 100时，加工余量为0.7;当t为3050且宽度0 200,长度0 100时，加工余量为1.0mm 因此精铳下底面轮廓及 力16和 曲2端面时，选择加工余量为0.7,精铳 亚0端面 时选择加工余量为 1.0。2 .盲孔和通孔 型H7 （帕：。5）.由工艺手册知（i）8H7孔的标准加工步骤：先钻至（J7.8,再粗钱至67.96

8、,最 后精较至（JBH7o0.0213 .孑L （i20H7（力20。）.铸造得到的基本尺寸是 诩9.8,粗钱至 加9.94,最后精较至（J20H7。由于毛坯及各道工序（或工步） 的加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。毛坯尺寸：t1=25+2 义 1.3+2 义 0.7=29mmt2=40+2X 1.3+0.7+1.0=44.3mm铸孔尺寸 D=19.8mm4 .5 确定切削用量及基本工时工序I先粗铳再精铳底面轮廓和各端面，本工序采用计算法确定切削用量1 .加工条件工件材料：HT20Q熔模铸造，统一采用顺铳加工。加工要求：先粗铳再精铳下底面和 巾16、此0和 伊2端面。机床

9、：卧式升降台铳床X601Q刀具：刀具材料为 W18Cr4V圆柱铳刀d=60mm z=8。Kr=900 ,粗铳刀：后角00=8° ,前角20° ,刃倾角 力35°。细铳刀：后角00=140° ,前角20° ,刃倾角 由42°。2 .计算切削用量、已知毛坯厚度方向上的加工余量为 Zmax=4.0mm为双边余量。加工时先粗铳 一次完工， ap=1.3mm 精铳时 ap=0.7mm、进给量f由工艺手册，f=0.50.7mm/r,取f=0.5mm/r。、计算切削速度（取寿命T=60min）Vc=Vcm xv yv kvcT ap f由切削手册知

10、Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.20。修正系数查切削手册知Kmv=1.44, Ksv=0.8 , Kkv=1.04, Krv=0.81 , Kbv=0.97242所以 Vc= n? 242-X 1.44 X 0.8 X 1.04 X 0.81 X 0.97U.2U.15U. 3560 1.3 0.5=123r/min精铳时同理得Vc ' =135m/min、确定机床主轴转速。一1000Vc 1000 123 ,nd= =653r/minIJd3.14 60nd ' =717r/min与653r/min相近的机床转速为 630r/min和670r/mi

11、n。选才6 670r/min,实际铳削速度v="460126m/min=2.1m/s。同理与717r/min相近的机床转速为710r/min,所以实际铳削速度为v' =134m/min=2.23m/ s。、检验机床功率o主切削力Fc按照切削手册表1-29所示公式计算Fc=9.81xfc yfc nfcCfcap f Vc kfc其中 Cfc=114, xfc=1.0 , yfc=0.75 , nfc=0ky>fc=1，kkrfc=0.94，k茏fc=1，k淑=0.87Fc=9.81 X114X 0 71,00 50.751340 X 1 X 0.94 乂 1 乂 0.8

12、7= 380N铳削时消耗功率Pc。Pc=FcVc 380 134二 4 T6 10 6 10= 0.85 (kw)由切削手册表1-32中X6010铳床说明书知，X6010的主电机功率为2.0kw,当主轴转速为710r/min时，主轴传递的最大功率为1.75kw,足够用，因此可以正常加 工。、检验系统强度。已知主切削力为380N,径向切削力Fp按照切削手册表1.29所示公(' xfp yfp nfp式计算:Fp=9.81Cfpap f Vc kfp其中 Cfp=119, xfp=0.9 , yfp=0.75 , nfp=0klfp=1，kkrfp=0.77，k*fp=1，k淋=0.660

13、.80.750Fp=9.81 X 119X 0 7 0 5 134 X 0.77X0.66= 255.9NxFf yFf nFf而轴向切削力Ff=9.81CFfap f Vc kFf其中 CFy=51, xFf=1.2 , yFf=0.65 , nFf=0。k?0Ff=1，kkrFf"11' k，SFf=1, k 目=1°Ff=9.81 X51X 0.71.20.50.65134D= 231N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：F=Ff+MFc+Ff)=294N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为2240N (见切削

14、手册表1-30)故机床进给系统可正常工作。切削工时粗铳时t1= 68 + 68 +20 =0.22 (min)670 1.3精铳时 t2= 68 68 20 =0.31710 0.7所以铳平面所用的总工时为t=t1+t2=0.53 。工序H钻，粗较，精较两个的孔至的H7并物倒角0.5X45° ;粗较，精较 (J20孔至(J20H7并物倒角0.5X45° 。1、钻孔确定进给量f：根据切削手册表7.7知钻 巾7.8 孑L, f= (0.08 0.2) mmKr, Vc= (210) m/min。根据 Z3040说明1000 Vc 1000 8 书，取 f=0.15mm/r, V

15、c=8m/min, ns= 318r/min。二d 3.14 8根据机床说明书，取n=335r/min,故实际速度为二dn二 8 335/V= 8.41m/ min。10001000.一.25 6 3钻通孔时，机动工时：t1=6 3 =0.68(min)nf钻盲孔时,t2= 20 6 3 = 0.58nf钻孔总工时：t=t1+t2=1.26(min)2、钱孔的H7,先粗钱至7.96 ,最后精较至(J8H7。有切削手册知，钱削铸铁件：Vc=8m/min10mmin, f=0.5mm/r3mm/r。粗较时ap = 0.16 , Vc=10m/min, f=2.5mm/r精钱时ap =0.04 ,

16、Vc=8mZmin, f=1mm/r粗钱和精钱时共用一个刀杆，机床主轴转速取n=68r/min。加工通孔时，粗较用时t1 =25+3 + 3 = 0.16(min)68 2.5精较用时 t2 = 20 +3+3 = 0.41(min) t =t1 +t2 68 1=0.57。加工盲孔时，粗校用时t1 ' =20+3+3 = 0.1268 2.5精较用时 t2 ' =20133=0.30 t ' =t1 ' +t2' =0.4268 1粗钱并精较两孔总用时t=t ' +t =0.57+0.42=0.99倒角0.5X45° ,采用90

17、76;钢钻，为了缩短时间，采用与钻孔相同转速。3、粗较、精较(J20H%毛坯尺寸为19.8,粗校为19.94,最后精较至(J20HZ粗校时，ap=1.14 , Vc=10m/min, f=2.5mm/r。精铳时，ap=0.06 , Vc=8m/min, f=1mm/r。粗钱、精钱共用一个刀杆，机床主轴转速为n=68r/min粗钱时，= 25 3 3 =0868 2.5精较时，t2= 25 3 3 = 0.4668 1t=t1+t2=0.64(min)倒角0.5X45° ,采用90°钢钻，为缩短时间，采用与钱孔时相同转速n=68r/min,手动进给。起填最后，将上述各工序切削

18、用量，工时定额的计算结果，连同其他数据，入机械加工工艺过程综合卡片，见附表I3 夹具设计、为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经与老师协商，决定设计第II道工序-钻、粗较、精较 的H7两孔，并钩倒角 0.5X45°的钻床夹具。、问题的提出本夹具主要用来钻钱两个 的孔，一个通孔和一个盲孔，孔径较小，加工过 程需使用钻套，本加工工序有精度要求，因此要求定位准确。、夹具设计。由零件图可知，苣0为铸造孔，可用短销打平面定位。、根据基准重合原则，应选（J20H7为主要定位基准，为使夹具结构简单，采用间隙定位配合的刚性心轴加小端面的定位方式（若 加6端面与 超孔的垂

19、直度误差较大，则端面处应加球面垫圈） 。又为保证小孔处壁厚均匀，采用活动V 型块来确定工件的角向位置。、确定导向装置。本工序孔的精度要求较高，一次装夹要完成钻、粗较、精铰三个工步，故采用快换钻套（机床上相应采用快换夹头） ；又考虑到要求结构简单且能保证精度，故应采用固定钻模板。、确定夹紧机构，理想的夹紧方式应使夹紧力作用在主要定位面上，本工序可采用可涨心轴， 液塑心轴等， 但这样会使夹具结构复杂， 成本较高。 为了简化机构， 确定采用螺纹夹紧，即在心轴上直接做出一段螺纹，并用螺母和开关垫圈锁紧。确定其他装置和夹具体，为了保证加工时工艺系统的刚度和减少工件变形，应在靠近工件加工部位增加辅助支撑。夹具体的设计应通盘考虑，应使上述各部位通过夹具体联系起来，形成一套完整的夹具。因此，还应该考虑机床的连接，因为是在立式钻床上使用的夹具，安装时可直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可，又考虑到夹具的刚度和安装的稳定性，夹具体底面设计成周边接触的形式。详细内容见附图 I 。4. 结果与结论4.1 课程设计结果经过论证，按照该