等臂杠杆课程设计说明书(共25页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上Hefei University机械制造技术综合训练说明书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： 专心-专注-专业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 ： 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份目录189990心得体会2122一、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孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：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、10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。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。二 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，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。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2×8的小孔 、锪30凸台的平台。钻10的孔。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1×45°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。Ø30mm的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用锪的加工方法。24、确定工艺路线工艺路线方案：铸造时效涂底漆工序：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40mm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。2.5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=0.23、30凸台上2×8内孔的尺寸8H7（），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：7.8绞孔：8H7（） 2Z=0.24、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10H7（）内孔尺寸10H7（），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：9.8 绞孔：10H7（） 2Z=0.22.6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：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°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。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：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，。根据切削用量简明手册表3.30（p111），得实际的。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。根据X5032型立式铣床说明书得故，因此所决定的切削用量可以采用，即。基本工时l=83mm，根据切削用量简明手册表3.25（p106），tm=精铣40mm的上平台及宽度为30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, 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=1mm。所以铣削深度：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，。根据切削用量简明手册表3.30（p111），得实际的。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。根据X5032型立式铣床说明书得故，因此所决定的切削用量可以采用，即。基本工时l=83mm，根据切削用量简明手册表3.26（p106），tm=粗铣40mm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），由于 HBS=190, 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：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，。根据切削用量简明手册表3.30（p111），得实际的。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故，因此所决定的切削用量可以采用，即。基本工时l=40mm，根据切削用量简明手册表3.25（p106），tm= 精铣40mm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, 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=2.5mm。所以铣削深度：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，。根据切削用量简明手册表3.30（p111），得实际的。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故，因此所决定的切削用量可以采用，即。基本工时l=40mm，根据切削用量简明手册表3.25（p106），tm=钻铰2×8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/min 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； 所以实际的切削速度 v=12.3m/min 切削工时 ，l=15mm 根据切削用量简明手册表2.29（p68）得（2）绞孔8H7 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/min 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； 所以实际的切削速度 v=8.8m/min切削工时 ，l=15mm 根据切削用量简明手册表2.29（p68）得 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。 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/min 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=500r/min； 所以实际的切削速度 v=15.4m/min切削工时 ，l=25mm 根据切削用量简明手册表2.29（p68）得（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/min 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； 所以实际的切削速度 v=7.9m/min切削工时 ，l=25mm 根据切削用量简明手册表2.29（p68）得扩铰孔使尺寸达到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。 n=193.05r/min 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；所以实际的切削速度 v=13.4m/min （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/min 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； 所以实际的切削速度 v=14m/min （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/min 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； 所以实际的切削速度 v=9.8m/min锪30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f=1/3f钻=1/3*0.25=0.083mm/rv=1/3v钻=1/3*14=4.67m/minn=74.4r/min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；以实际的切削速度 v=5.59m/min切削工时 ，L=2mm， 三、夹具的设计本次的夹具为工序：钻、粗、精铰2×8（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（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。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=9.81×42.7Kf(N) F=9.8142.781=1105.45N所以，=KF=1105.45×3N=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 （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：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。（2）加工8H7孔时轴线平行度 0.15mm 的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm而基准位移误差是定位孔25H9与定位面间的垂直度误差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能满足平行度 0.15mm的定位要求。心得体会通过进行三周的课程设计，让我在课程设计中不但检验了我所学习的知识，而且让我在设计学习了更多的新知识，也对以前所学知识有了更加深刻的认识。也培养了我的独立思考的能力。在设计过程中，与指导老师的相互交流，与同学分工设计，和同学们相互讨论，相互学习，相互监督。学会了与他人合作，在合作中不断进步。在合作中学会了相互理解。课程设计一项专业课程知识综合应用的实践训练，将我们所学知识应用到实际的训练。学以致用才能更好的体现出所学知识的价值。通过本次夹具设计，让我在很多方面都有所提高。在这次夹具设计过程中，培养了我独立思考的能力，学会了综合运用所学知识，全面分析问题的能力。完善并且巩固了自己所学的知识。掌握了夹具设计的方法和步骤，懂得了如何分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力。在设计过程中，多次利用CAD制图，提高了绘图能力，熟悉了规范和标准。能够熟练的查阅所需资料和手册。在本次设计过程中，展示出自己单独设计夹具的能力以及综合运用所学知识的能力，独立思考的能力，与他人相互合作的能力。通过将所学知识应用到实际中过程。让我体会到自己所学知识的作用，也让我从中收获到很多喜悦。在设计的过程中，我发现了许多自己所学知识的不足与错误的理解。在设计中不断的改正与学习。让我学有的更加深刻的认识。参考文献1 孟宪栋，刘彤安，机床夹具图册，北京：机械工业出版社,1999.12.2 东北重型机械学院，洛阳工业学院，第一汽车制造厂职工大学，机床夹具设计手册，上 海科学技术出版社，1980.1.3 李益民，机械制造工艺设计简明手册，北京：哈尔滨工业大学出版社,1993.6.4 艾兴，肖诗纲，切削用量简明手册，北京：机械工业出版社，2002.6.5 肖继德，陈宁平，机床夹具设计，北京：机械工业出版社,1999.5.6 赵家齐，机械制造工艺学课程设计指导书，北京：机械工业出版社,2000.10.