等臂杠桿加工工藝及鉆φ25孔夾具設計說明書和CAD圖紙【版本3】,版本3,杠桿,加工,工藝,25,夾具,設計,說明書,仿單,以及,cad,圖紙,版本 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目： 班　　級：　 機SB07-1 姓　　名：　 王永良 指導教師：　　劉宏梅 完成日期：　 2008-07-01 序言 大三下學期我們進行了《機械制造基礎》課的學習，并且也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,我們進行了本次課程設計。 通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。另外，在設計過程中，經過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助，我順利完成了本次設計任務。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。 摘要 在進行了一系列的課程學習之后我們進行了本次課程設計，目的是通過這次設計加深理解前面的知識，同時為我們以后的設計課程做一個鋪墊，本次設計的內容為一個等臂杠桿，對他的設計主要有從鑄造生產到加工成型，整個過程：包括毛坯鑄造，刀具選擇，機床選擇 加工工序設計以及加工誤差的計算等一系列過程。起中有兩個最主要的過程：一是機床與刀具的計算和選擇，二是，工序專用夾具的設計。 在進行這兩部分是要分外的耐心，查找各種手冊和工具書來完成設計。最后要對整個過程進行檢驗。 abstract After carried on a series of curricula studied us to carry on this curriculum to design, Front the goal is deepens understanding the knowledge through this design Meanwhile makes an upholstery for we later design curriculum This design content is one and so on the arm release leversHis design mainly has from the casting produces to the processing formation Entire process: Including semifinished materials casting,Engine bed choice，Cutting tool choice Processing working procedure design as well as processing error computation and so on a series of processes. Gets up has two most main processes:first, Engine bed and cutting tool computation and choice; Working procedure unit clamp design. Is carrying on these two parts is must the particularly patience, Searches each kind of handbook and the reference book completes the design,Finally must carry on the examination to the entire process 目錄 1. 序言………………………………………………………………….1 2. 摘要………………………………………………………………….2 3. 零件的分析………………………………………………………….5 4. 工藝規(guī)程的設計…………………………………………………….5 5. 確定工藝路線…………………………………………….................8 6. 工藝方案的比較分析……………………………………………….9 7. 選擇加工設備及刀、量、夾具……………………………………10 8. 加工工序計算……………………………………………………….11 9. 夾具的設計…………………………………………..……………..18 10. 心得………………………………………………………………….20 11. 參考資料……………………………………………………………21 一、（一）零件的作用 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能良好，但塑性較差，要進行退火熱處理。零件的主要加工工序包括： 要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2（下平臺）、Φ10(H7)孔為Ra3.6um、Φ25（H9）和Φ8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過渡圓角為R5，則其他的過渡圓角則為R3。由以上分析知此杠桿沒有復雜加工表面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的 加工工藝均可保證。 二、工藝規(guī)程的設計 (一)、確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產量為5000件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。 （二），確定零件加工余量及形狀 查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：各加工表面表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數值 說明 Ф40mm的上下平臺 40 G 4 加工上下底面 寬30的平臺 30 H 3 加工上表面 ?30mm的凸臺上下面 30 H 3 凸臺上下表面 Φ10(H7)孔 10 H 10 加工內孔 Φ8（H7）孔 8 H 8 加工內孔 Φ25（H9）孔 25 G 25 加工內孔 主要毛坯尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 ----- 168 4 Φ10（H7）孔尺寸 10 10 10 3 Φ25（H9）孔尺寸 25 25 25 4 Φ8（H7）孔尺寸 8 8 8 3 三，工藝規(guī)程設計 (一)基準的選擇 1.粗基準的選擇 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位 2.精基準的選擇 主要烤考慮到基準重合問題和便于裝卡原則，還要降低生產成本，提高生產效率。三）、工件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下： 1、 Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 2、 Φ40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 3、 ?30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 4、 鉆Φ10(H7)內孔：公差等級為IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 5、 鉆Φ25（H9）內孔：公差等級為IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內角。 6、 鉆Φ8（H7）內孔：公差等級為IT6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 四、 確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 鑄造 退火 時效 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺 工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。 工序Ⅳ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。 工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。 工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。 工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。 工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。 工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸 工序Ⅹ：檢驗入庫。 2、工藝路線方案二： 鑄造 時效 退火 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。 工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。 工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。 工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。 工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。 工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。 工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。 工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。 工序Ⅻ：檢驗入庫。 五：工藝方案的比較和分析： 上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，Ф25（H7）孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。 六：選擇加工設備及刀、量、夾具 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。 粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。 粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。 鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。 擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。 粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。 精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。 粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 （參考資料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版） 七：加工工序設計 工序Ⅰ：粗銑Φ40mm上端面 1.加工條件：工件材料HT200。 加工要求：粗銑Φ40mm上端面 。加工余量 4mm。 機床 X51 刀具：高速鋼立銑刀 2.切削用量 （1）.確定切削深度ap 因余量較小，故選ap =4mm 一此走刀即可完成。 （2）.確定每齒進給量fz 查表P94,P104 及機床進給量取fz =0.12，切削速度 v=48m/min 則主軸轉速：n=1000v/πd=1000×48/3.14×50=305.7r/min 查表P94 機床實際轉速n=300r/min 實際轉速V=πdn/1000=3.14×50×300/1000=47.1m/min 機床進給量為f=nzf=300×0.12×6=216 mm/min 取f=205 則f=0.11mm （3）.檢驗機床功率 給據切《削手冊》，近似取P=3.3Kw，根據機床使用說明書主軸允許功率P=4.5×0.75=3.375> P。故校驗合格，機床可用。 （4）.計算工時： t=(l+l+l)/ f l=0.5(d-)=12 mm l=1-3 則t=（83+12+2）/205=24 S 2.半精銑Φ40下端面 計算過程與前相同 粗銑時的工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/205=17 S 半精選時，銑削速度為原來的一般為23.5m/min ,f=0.12mm/z 主軸轉速n=1000v/dπ=160×3.14×50/1000=25.1m/min f=fnz=0.12×160×6=106.8mm/min 查表取f=105 計算工時t=(l+l+l)/ f=（40+12+2）/105=31 S 工序Ⅱ： 粗精銑Φ30凸臺面 選用X51銑床，高速鋼銑刀 a=4mm 一次走刀完成 進給量f=0.12 銑削速度v=48m/min 主軸轉速n=1000v/ dπ=1000×48/3.14×50=305.7r/min 取n=300r/min 實際切削速度V=πdn/1000=3.14×50×300/1000=47.1r/min f=0.12×300×6=216mm/min 計算工時: t=(l+l+l)/ f=(30+12+2)/205=14 S 工序Ⅵ：Φ鉆8孔 機床Z525 進給f=0.28mm/r 切削速度V=20m/min 主軸轉速n=1000v/dπ=1000×20/3.14×8=796r/min P91 取n=680r/min 實際切削速度為V=πdn/1000=680×3.14×8=17m/min 機床進給f=nf=680×0.28=190.4mm/min 計算工時t=(l+l+l)/ f=（15+4+4）/190.4=17 S l=cotK+(1-2)=6 l=2 工序Ⅶ 擴孔Φ8到Φ7.96 進給量f=0.28 擴孔的速度為鉆孔的一般為V=8.5m/min n=1000v/dπ×=1000×8.5/3.14×8=338r/min 取實際轉速n=392 r/min 取實際轉速v=n dπ/1000=392×8×3.14/1000=9.85m/min f=nf=392×0.28=109.8mm/min 計算工時t=(l+l+l)/ f=23/109.8=13 S 工序Ⅷ：鉸孔至Φ8H7 進給量不變f=0.28 切削速度為原來的1/3為5.8m/min 主軸轉速n=1000v/ dπ=1000×5.8/8×3.14=225r/min 取n=195r/min 實際切削速度 V=n dπ/1000=195×3.14×8=4.8m/min 計算工時t=(l+l+l)/ f=23/0.28×195=26 S 工序Ⅸ：鉆Φ10孔 進給量f=0.17 鉆削速度V=20m/min 主軸轉速n=1000v/ dπ=1000×20/(3.14×10)=636.9r/min 取n=680r/min 實際鉆削速度V=ndπ/1000=21.35m/min 計算工時t=(l+l+l)/ f=（25+5+2）/115.6=17 S 工序Ⅹ：擴孔到Φ9.98 進給量f=0.17 切削速度V=10m/min 主軸轉速n=1000v/ dπ=（1000×10）/（3.14×10）=318.5r/min 取n=272r/min 計算工時t=(l+l+l)/ f=35 S l=cotK+(1-2)=3 l=2 f=nf=272×0.17=51.68 工序Ⅺ：精鉸孔到Φ10H8 進給量f=0.11 切削速度V=5.8m/min 由于是高速剛鉸刀最大速度為4m/s 主軸轉速n=1000v/ dπ=(1000×4)/(10×3.14)=127r/min 取n=97r/min 實際切削速度為V= ndπ/1000=97×3.14×10=3m/s f=nf=0.17×97=16.49 計算工時t=(l+l+l)/ f=105S 工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對Φ25（H9）內孔的加工設計。 各工步余量和工序尺寸及公差 （mm） 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 Φ25(H9) 鉆孔 0.215 — Φ23 Φ25(H9) 擴孔 0.055 — Φ24.96 Φ25(H9) 鉸孔 — H9 Φ25(H9) 1、 鉆Ф25(H9)的小孔使尺寸達到23mm。 2、 粗鉸Φ25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。 3、 精鉸Φ25(H9)小孔使尺寸達到Φ25（H9）。 這三部工序全都采用Z525機床來進行加工的，故 （1）參考文獻：機械制造技術基礎課程設計指導書，P108，并參考Z525機床主要技術參數取進給量fz=0.22 mm/z ，鉆削速度v=20 m/min,由此計算出轉速為： n=1000v/πd=1000×20/（3.14×25）=276.9r/min 由機械制造技術基礎課程設計指導書，P91 取n=272 r/min 則實際切削速度v=nπd/1000=272×3.14×25=19.6m/min 則機床進給量v=nzfz=272×0.22×2=119.68 mm/min (2)計算基本工時 t=L/ v=（54+8.2+1）/119.68=0.52min=32S L=L+L+L L= cotK+(1-2)=8.2 L=1-4 從參考文獻得知： Ff=9.81×42.7dof0.8KF(N) M=9.81×0.021d02f0.8KM(N.m) 求出鉆孔狀態(tài)下的Ff和M Ff=9.81×42.7dof0.8KF=9.81×42.7×23×0.22×1=2869.2 N M=9.81×0.021d02f0.8KM=9.81×0.021×23×0.22×1=32.5N.m 由于Ff<8839, M<245.25 所以此機床強度足夠可用。 4、 粗鉸Φ25（H9）小孔使尺寸達到24.96mm。 根據機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數取進給量fz=0.22 mm/z ，粗鉸的切削速度為鉆削的一半為9.8 m/min 則主軸轉速為n=1000v/(πd)=1000×9.8/(3.14×25)=128.4r/min 查表取n=140r/min 則實際切削速度為v=nπd/1000=140×3.14×25/1000=10.9m/min 機床進給量v=nzfz=140×2×0.22=61.6mm/min 計算工時t=L/ v=（54+2+4）/61.6=59 S L=L+L+L L= cotK+(1-2)=2 L=2-4 工序粗鉸Ⅴ：Φ25（H9）小孔使尺寸達到Φ25（H9） 根據機械制造技術基礎課程設計指導書 并參考Z525主要技術參數取進給量fz=0.22 mm/z ，精鉸的切削速度為鉆的1/3大約為6.7 m/min 則主軸轉速為n=1000v/(πd)=1000×6.7/（3.14×25）=84.9r/min 查表去n=95r/min 機床進給v=nzfz =95×0.22×2=41.8mm/min 計算工時 t=L/ v=60/41.8=1.44min=86 S L= cotK+(1-2)=2 L=2-4 八： 夾具的設計 本夾具是為工序Ⅲ設計的，主要作用是鉆，粗鉸，精鉸Φ25（H9）是其達到設計要求。由于零件重量不大，所以切需要的加緊力不大?？梢杂脝温菽讣泳o即可。 1.確定設計方案、 由于需要加工的孔在Φ40的圓柱上，故用Φ40圓柱的下表面作為主要定位粗基準。Φ40外輪廓和Φ30外輪廓作為輔助基準，采用 一組短V型塊進行定位加緊。 2.選擇定位元件 由于要定位的元件不再一個平面上所以可以將夾具體做成階梯形式，同時由于要進行鉆孔所以在夾具體上座一個Φ30的孔是鉆頭不與夾具想碰。采用一組v型塊限制移動。 3夾緊力的計算 夾緊力的方向與鉆削的方向相同，所以安全系數K=1 由于Ff<8839, M<245.25，且夾緊力不大單螺母加緊就足以保證夾緊力的要求了。 4定位誤差的分析 由于基準重合所以定位誤差即為工件平面的垂直度誤差0.104<0.15由于所以定位準確可用。 九、設計心得 兩個星期的機械設計到今天已經劃上句號，經過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經過老師的知道，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 十：參考文獻 1、李益民主編，機械加工工藝簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1994.7 2、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，1990 3、廖念釗等主編，互換性與技術測量（第四版），北京：中國計量出版社，1990.2 4、于駿一、鄒青主編，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2004.1 5、劉華明主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999