杠杆课程设计说明书

1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：杠杆一零件的机械加工工艺过程设计及夹具设计学生姓名： 刘利春学号 0914121215专业：机械设计制造及其自动化（职业师范方向）指导教师：高英杰学校：晋中学院2012-5-2一、零件图的分析1.1、生产类型1.2、零件的作用1.3、零件的结构特点及工艺分析二、工艺规程设计2.1、确定毛坯的制造形式2.2、基面的选择221、粗基准的选择222、精基准的选择2.3、工件表面加工方法的选择2.4、确定工艺路线2.5、工艺方案的比较和分析2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定261、40伽外圆表面沿轴线长度方向、圆柱内孑L25H9 mm263、30凸台上

2、2X8 m264、30凸台厚度方向的加工余量及公差265、宽度为30 m表面上10H7 （。0.015） m2.7确定切削余量工序I的切削用量的确定工序H的切削用量的确定工序皿的切削用量的确定工序W的切削用量的确定工序V的切削用量的确定三、夹具的设计3.1、确定设计方案3.2、定位元件设计3.3、计算铣削力、扭矩及校验机床功率3.4、定位误差的分析四、参考文献零件的分析1.1零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杠杆的25畀52伽孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。

3、现分述如下：本夹具用于历立式铣床上，加工40伽凸台端面。工件以250°.052伽孔及端面和水平面底、30伽的凸台分别用定位销实现完全定位。铣 40 mm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 m的上下平台、钻 10H7的孔、钻2x8H7 （。0.015） m的小孔、粗精铣30 m的上下 表面。加工要求有：40 m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 （畀15） m孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um （A）

4、。杠 杆有过渡圆角为R5,其他的过渡圆角为R3,其中主要的加工表面 是30 m得端面，要用游标卡尺检查。工艺规程的设计2.1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，故可以米用铸造 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

5、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，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。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。2. 3、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2X 8

6、 mm的小孔、粗精铣30伽凸台的平台。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 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、?30mm的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为 Ra6.3,采用粗铣-精铣的加工方法。4、钻25( H9)内孑L:公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra3.2,米用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒1X 45°内角。5、钻2x8 (H7)内孔：公差等级为IT6IT8,采用钻孔-粗铰

7、-精铰的加工方法。2. 4、确定工艺路线(1)、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序I:铣宽度为 40mm的上下平台和宽度为 30mm的平台工序铣宽度为 30mm的凸台表面工序皿：钻孔使尺寸达到 23mm。工序W:扩孔钻钻孔 23使尺寸达到24.8mm。工序V:铰孔 24.8 mm使尺寸达到 25(H9)。工序VI :钻、粗、精铰2X8的孔工序X:检验入库(2)、工艺路线方案二:铸造 时效涂底漆工序I:粗铣宽度为40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序精铣宽度为40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序皿:粗铣宽度为40mm的下平台。工序W:精铣宽度为40mm的下平台。工序V:扩铰孔使尺寸

8、达到 25(H9)。工序粗铣宽度为 30mm的凸台表面工序 :精铣宽度为 30mm的凸台表面工序町钻铰2X8的小孔使尺寸达到&工序区：钻绞10H7的孔。工序X:检验入库。2. 5、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 2X8小孔的圆跳动误差精度等。 而方案二则根据 25孔加工40的上下表面和30的凸台表面，因 为他们的加工与25有着一定的定位精度和形状去误差，先粗加工， 接着半精加工，精加工，减少了安装次数，同时也减少了安装误差。所以决定选择方案

9、二作为加工工艺路线比较合理。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X50K 立式铣床，刀具选D=20mm的削平型立铣刀、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X50K立式铣床，刀具选 D=20mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻直径为23的孔。采用立式Z535型钻床，刀具选D

10、=23mm的锥 柄孔钻(莫氏锥度3号刀)，专用钻夹具和专用检具。扩孔钻钻孔23使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具 选D=24.7mm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25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀 具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒1X45°的倒角钻用铰夹具和专 用检量具。钻2X8的孔使尺寸达到&采用立式Z518型钻床，刀具选用 D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。粗铰2X8螺纹孔使尺寸达到 7.96mm。采用立式Z518型钻床， 选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专

11、用量检具。精铰2X8小孔使尺寸达到8 (H7)。采用立式Z518型钻床， 选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检 具。2.6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 mm外圆表面沿轴线长度方向及宽度为 30 mm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 2.2-3,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。查表2.2-4, 尺寸公差等级选取8级

12、，加工余量等级选取F,基本尺寸是54 m,在 0100 m之间，故加工余量在1.52.0 m之间，现取2.0 m,长度方 向的偏差是；46伽。2, 圆柱内孔25H9 m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2.3-9确定工序尺寸及余量为：钻孔：23 mm扩孔： 24.8 m2Z=1.8 m绞孔： 25H9 ( 00.052 ) m2Z=0.2 m3, 30凸台上2X8 m内孔的尺寸8H7 ( 00.015) mm,参照机械制造工艺设计简明手册 表2.3-9确定工序尺寸及余量为：钻孔：7.8 mm绞孔： 8H7 ( 00015 ) m2Z=0.2 m4, 30

13、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 2.2-3,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。查表2.2-4, 尺寸公差等级选取8级，加工余量等级选取F,基本尺寸是15 m,在 0100 m之间，故加工余量在1.52.0 m之间，现取2.0 m。5, 宽度为30 m表面上 10H7 (。015) m内孔尺寸10H7 (00.015 )m，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定工序尺寸及余量为：钻孔：9.8 m绞孔： 10H7 ( 00.015) m2Z=0.2 m2.7确定切削余量粗铣宽度为 40mm的上平台和宽度为 30mm的平台加工条件：

14、工件材料：HT200，金属模铸造。机床：X52K立式铣床刀具：硬质合金端铣刀，材料： YG8 D=125mm，齿数z=6,寿 命T=180min,匕=90°,此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.3mm所以铣削深度ap : ap =1.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5,取a0D nm Z 铣削速度v :根据机械制造设计工艺手册，取V = 64m/min。 由式2.1得机床主轴转速n :1000V1000 64.n163r/min兀 D3.14 025查机械制造设计工艺简明手册n =190r/mi n实际铣削速度v:兀Dnv =10003.14 125 1901000

15、 60:1.24m/s进给量 Vf : Vf 二afZ n=0.12 8 300/60 ： 3.8mm/s工作台每分进给量 fm : fm 二Vf = 3.8mm/s = 228mm/min精铣40mm的上平台及宽度为 30 mm的平台工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式升降台铣床。刀具：高速钢立铣刀：YT15 , D = 125mm，齿数10,此为细齿铣 刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm铣削深度ap: ap = 0.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5, f=1.2-2.7,取f=2.0, af =f /Z =0.20mm/Z铣削速度V :根据机械制造设计工

16、艺手册，V=0.35m/s,24小書2625：725一 狀 30.*10°'机床主轴转速n:1000V1000 0.35 60.n54r / minnD3.14 汇 125查机械制造设计工艺简明手册X52K机床主轴转速，取n二75r/min实际铣削速度v:v 二卫14 125 60 “39m/s1000 1000 60进给量 Vf，由式（2.3 ） 有：Vf 二 afZn=0.20 20 60/60 = 2.0mm/s工作台每分进给量 fm :fm 二Vf 二 2.0mm/ s = 120mm/ min粗铣40mm的下平台加工条件：工件材料：HT200，金属模铸造。机床：X5

17、2K立式铣床刀具：硬质合金端铣刀，材料： YG8 D=125mm，齿数z=6,寿 命T=180min,匕=90°,此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.3mm所以铣削深度ap : ap =1.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5,取a® nm Z 铣削速度V :根据机械制造设计工艺手册，取V = 64m/min。由式2.1得机床主轴转速n :1000V1000 64n163r / min兀 D 3.14 勺 25查机械制造设计工艺简明手册n =190r/mi n实际铣削速度v:兀Dnv 二10003.14 125 1901000 60进给量VfVf =afZn

18、=0.12 8 300/60 ： 3.8mm/s工作台每分进给量 fm : fm =Vf = 3.8mm/s =228mm/min精铣40mm的下平台工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式升降台铣床。刀具：高速钢端铣刀：YT15， D = 125mm，齿数10，此为细齿铣 刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm铣削深度ap: ap = 0.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5, f=1.2-2.7,取f=2.0, af 二 f /Z = 0.20mm/ZL： p fii铣削速度V :根据机械制造设计工艺手册,V=0.35m/s,n,o26X25180. *0.7n *

19、02） *30. *10U4=1L J1. JL -U=21.25m / min机床主轴转速n:1000V1000 0.35 60，.n54r / min兀 D3.14 汇 125查机械制造设计工艺简明手册X25K机床主轴转速，取n二75r/min实际铣削速度v:兀Dnv =10003.14 125 601000 60进给量 Vf，由式（2.3 ） 有：Vf 二 afZn=0.20 20 60/60 = 2.0mm/s工作台每分进给量 fm :fm =Vf = 2.0mm/s = 120mm/min扩铰孔使尺寸达到 25(H9)伽。1,加工条件工件材料：HT200灰铸铁，金属模铸造(加工要求：

20、钻、扩、绞 25(H9)伽的孔机床：立式Z535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253伽,刀柄长度I为98 mm；扩孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度L为281 mm,刀柄长度|为121 mm；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合 金，总长度L为268 mm,刀柄长度|为240 mm。2,计算切削用量(1) 钻孔23 m根据切削用量简明手册表 2.7得，f=0.50 m/r;表2.15得，v=14m/min。ns =鑿=193.05r/min二dw二 23根据机械制造设计工艺手册按钻床选取nw=195r/min ;所以实际的切削速度 v=二dwnw = 23 195 =1

21、4m/mi n 1000 1000(2) 扩孔24.8 m根据切削用量简明手册表2.7得，f=0.50 m/r;表2.15得,1000v1000 汇 14 ec 八ns=180.4r/mins 叱Uw根据机械制造设计工艺手册按钻床选取nw=195r/min ;所以实际的切削速度 v=：dwnw :24.7 180.4 =l4m/min 10001000(3) 绞孔25H7 mm根据切削用量简明手册表2.7得，f=2.0 mm/r;表2.15得,v=10m/m in。ns =型=°=127.32r/min二dw二25根据机械制造设计工艺简明手册按钻床选取n w=140r/m in;所以

22、实际的切削速度 v=力血=25 140 =11m/min1000 1000粗铣30mm的下平台加工条件：工件材料：HT200，金属模铸造。机床：X52K立式铣床刀具：硬质合金端铣刀，材料： YG8 D=125mm，齿数z=6,寿 命T=180min, K =90°,此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.3mm所以铣削深度ap : ap =1.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5,取af =00 nm Z 铣削速度v :根据机械制造设计工艺手册，取V = 64m/min。 由式2.1得机床主轴转速n :1000V1000 64.n163r/min兀 D 3.14 減 12

23、5查机械制造设计工艺简明手册n =190r/mi n实际铣削速度v : v二凹仝14 125 190 5m/s10001000x60进给量 Vf : Vf 二afZ n=0.12 8 300/60 ： 3.8mm/s工作台每分进给量 fm : fm 二Vf = 3.8mm/s = 228mm/min精铣宽度为30mm的凸台表面工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式升降台铣床。刀具：高速钢端铣刀：YT15 , D = 125mm，齿数10,此为细齿铣 刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm铣削深度ap: ap = 0.3mm每齿进给量af :根据切削用量简明手册表3.5, f=1.2-

24、2.7,取f=2.0, af 二 f/Z = 0.20mm/Z铣削速度V :根据机械制造设计工艺手册,V=0.35m/s,18O°OJ<01='1.机床主轴转速 n :26幻25；*0.25. *30,*10°21000V1000 0.35 60n 二二54r / min兀 D3.14 汇 125查机械制造设计工艺简明手册X25K机床主轴转速，取n = 75r/min实际铣削速度v:“卫14 125 60“.39m/s1000 1000 60进给量 Vf，由式(2.3 ) 有：Vf 二 afZn=0.20 20 60/60 = 2.0mm/s工作台每分进给量

25、fm :fm =Vf = 2.0mm/s = 120mm/min钻铰2X8的小孔使尺寸达到 8H71, 加工条件工件材料：HT200灰铸铁，金属模铸造加工要求：钻、绞8H7 mm的孔。机床：立式Z535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156 m, 刀柄长度I为81 mm；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金， 总长度L 为156 mm,刀柄长度|为139 mm。2, 计算切削用量(1)钻孔7.8 m根据切削用量简明手册表 2.7得，f=0.25 m/r;表2.15得，v=16m/min。ns =1000vdw1000 16二 7.8=653r/min根据机械制造设计工艺手

26、册按钻床选取nw=750r/min ; 7.8 750所以实际的切削速度"益=十金=伽/聞(2)绞孔8H7 m根据切削用量简明手册表 2.25得，f=0.2 m/r;表2.15得，v=10m/min。ns=iooa = io=398r/min根据机械制造设计工艺简明手册按钻床选取nw=400r/min ；所以实际的切削速度 v=也 = 8 400 =i0m/min1000 1000钻绞10H7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 mm的孔。机床：立式Z535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156 m, 刀柄长度I

27、为81 mm；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金， 总长度L 为156 mm,刀柄长度|为139 mm。2, 计算切削用量(1)钻孔9.8 m根据切削用量简明手册表 2.7得，f=0.25 m/r;表2.15得，v=16m/min。ns =1000v：dw1000 169.8=519r/min根据机械制造设计工艺手册按钻床选取nw=530r/min ;所以实际的切削速度v=也 = 98 530 =16.3m/min1000 1000(2)绞孔10H7 m根据切削用量简明手册表 2.25得，f=0.2 m/r;表2.15得，v=10m/min。ns =1000vdw1000 10二 10=318r/min根据机械制造设计工艺简明手册按钻床选取nw=400r/min ；所以实际的切削速度v=二dw% = 10 400 =12.6m/min1000 1000三、夹具的设计本次的夹具为工序：粗精铣宽度为30mm的凸