机械制造课程设计_杠杆(二)

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1、北华航天工业学院课程设计 1 1 北 华 航 天 工 业 学 院 机械制造工艺与夹具 课程设计报告 报告题目：杠杆（二）的加工工艺规程及夹具设计 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 机械设计与制造 作者所在班级： 13113 作 者 姓 名 ： 指导教师姓名： 赵忠泽 完 成 时 间 ： 2015 年 9 月 24 日 北华航天工业学院课程设计 2 2 摘摘 要要 设计内容：“杠杆（二） ”机械加工工艺规程及 20 孔的夹具设 计，并绘制出调速杠杆零件图、毛坯图、夹具零件图和夹具装配图， 填写工艺卡片，编制课程设计说明书。 设计目的：通过该课程设计，使我把自己所学理论与生产实践很 好

2、地相结合， 锻炼了我分析问题、解决问题的能力，在这个过程中 我独立分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具 这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对 自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基 础。 北华航天工业学院课程设计 3 3 目录 1.零件图分析4 1.1 零件的功用 4 1.2 零件的技术要求4 1.3 审查杠杆的工艺性5 1.4 确定杠杆的生产类型5 2.确定毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图5 2.1 确定毛坯制造方法5 2.2 确定毛坯尺寸公差和加工余量5 2.2.1 确定毛坯尺寸 5 2.2.2 确定毛坯尺寸公差等级和公差6 2

3、.3 绘制毛坯图 7 3.制定零件工艺路线7 3.1 选择定位基准7 3.1.1 精基准的选择 7 3.1.2 粗基准的选择 7 3.2 表面加工方法的确定8 3.3 加工阶段的划分9 3.4 工序集中与分散.10 3.5 工序顺序的安排.10 3.5.1 机械加工工序的安排 .10 3.5.2 热处理工序及表面处理工序的安排.11 3.5.3 辅助工序安排 .11 3.6 确定工艺路线.11 4.工序设计 (加工 20H7 螺孔) 12 4.1 确定加工方案.12 4.2 确定加工余量.13 北华航天工业学院课程设计 4 4 4.3 计算两次工序尺寸的基本尺寸.13 4.4 三次工步计算 .

4、13 4.4.1 粗扩孔工步 .13 4.4.2 精扩孔工步 .13 4.4.3 铰孔工步 .14 5.时间定额的计算.14 5.1 三工步时间定额的计算.14 5.1.1 粗扩孔工步 .14 5.1.2 精扩孔工步 .14 5.1.2 铰孔工步 .15 5.2 辅助时间的计算.15 6.夹具设计 .15 6.1 问题的提出 .15 6.2.1 定位方案设计 .15 6.2.2 定位误差分析与计算 .16 6.2.3 夹紧力方向的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6.2.4 夹紧力作用点的选择 .16 6

5、.2.5 切削力及夹紧力计算 .16 6.2.6 夹具操作简要说明 .16 参考文献 17 北华航天工业学院课程设计 5 5 1.1.零件图分析零件图分析 1.11.1 零件的功用零件的功用 本零件为用于某些机械中的杠杆，其功用是传递驱动力。 1.21.2 零件的技术要求零件的技术要求 该杠杆形状复杂、结构简单，属于典型的杠杆类零件。为实现传递驱动 力的功能，其杠杆各孔与机器有配合要求，因此加工精度要求较高。杠杆 左端两臂内表面在工作中需承受较大的冲击载荷，为增强其耐磨性，该表 面要求高频淬火处理；为保证装配时有准确的位置， 8H7、20H7、8F9三个端面孔有平行度要求，中间孔与两端的孔的平

6、 行度为 0.1mm。 综上所述，该杠杆的各项技术要求制定的较合理，符合该零件在传递驱 加工表面 尺寸及偏 差/mm 公差 /mm及精度 等级 表面粗糙度 Ra 形位公差 /mm 20孔外端面150.23.2 35孔外端面150.23.2 16孔外端面60.053.2 10孔上端面48.512.5 插槽内表面50.053.2 8H7孔加工8H71.6 20H7孔加工20H71.6 8F9孔加工8F91.6 10孔加工1012.5 M4螺孔加工M4 左端缺口812.5 北华航天工业学院课程设计 6 6 动力中的功用。 1.31.3 审查杠杆的工艺性审查杠杆的工艺性 分析零件图可知，杠杆零件中的8

7、H7、20H7、8F9孔的外端面 均要求铣削加工 ,并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面 积，又提高了其接触刚度；8H7和20H7孔的端面均为平面，可以防止 加工过程中钻头偏离，以保证加工精度；另外，该零件除主要工作表面外， 其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加 工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可 以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可 见，该零件的工艺性较好。 1.41.4 确定杠杆的生产类型确定杠杆的生产类型 依题目可知，该杠杆生产类型为中批量生产 。 2.2.确定毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图

8、确定毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 2.12.1 确定毛坯制造方法确定毛坯制造方法 零件材料是 QT450-10，硬度HB=160210。零件年产量为中批量，而且零 件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型中的 金属模铸造。零件形状复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近， 8H7、8F9 三个小孔不铸出，中间 20H7 大孔铸出。毛坯尺寸通过确定加 工余量后再决定。 2.22.2 确定毛坯尺寸公差和加工余量确定毛坯尺寸公差和加工余量 2.2.12.2.1 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 分析本零件，所有加工表面Ra1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需 将零件的尺寸加上所查

9、得的余量即可 加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量 /mm说明 8H7 两 15mmCT81.25单边余量 北华航天工业学院课程设计 7 7 2.2.22.2.2 确定毛坯尺寸公差等级和公差确定毛坯尺寸公差等级和公差 （1）确定毛坯尺寸公差等级由课程设计指导书 中表 2-1 大批 量生产的毛坯铸件的公差等级表确定毛坯的尺寸的公差等级。由于铸件材 料为球墨铸铁加工方法为金属型铸造，确定毛坯尺寸公差等级为CT8- 10. （2）确定毛坯尺寸公差 查铸造工艺手册 中表 1-9 确定本零件的毛坯尺寸公差如下。 杠杆尺寸公差 孔外端面 20H7 孔 外端面 15mmCT81.25单边余量 8F7 孔 外

10、端面 6mmCT71.00单边余量 10 孔上 端面 48.5mmCT93.0单边余量 两 8H7 孔之间的 表面 5mmCT81.25单边余量 缺口8mmCT72.00单边余量 零件毛坯尺寸公差 8H7 两孔外端面 16.25mm0.14 20H7 孔外端面 16.25mm0.14 8F7 孔外端面 7.00mm0.20 10 孔上端面 51.5mm0.24 两 8H7 孔之间的表面7.50.10 北华航天工业学院课程设计 8 8 2.32.3 绘制毛坯图绘制毛坯图 3.3.制定零件工艺路线制定零件工艺路线 3.13.1 选择定位基准选择定位基准 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基

11、面的选择正确与否， 可以是加工质量得到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞 缺口 8mm0.12 北华航天工业学院课程设计 9 9 百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完 成加工任务。 3.1.13.1.1 精基准的选择精基准的选择 根据该杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑 到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算， 本题目以 20H7 的孔为精基准，基本满足要求。 3.1.23.1.2 粗基准的选择粗基准的选择 重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面 的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的

12、可靠性，装夹的方便性，减少 辅助时间，所以选杠杆零件20H7孔及 8H7孔外端面为粗基准。 3.23.2 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 1、杠杆零件中零件20H7、8H7 孔的外端面，它是毛坯铸造出来之 后第一个加工的端面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为3.2。根据表 面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技 术要求。 2、10孔上端面，表面粗糙度为12.5，根据表面粗糙度要求我们采 取粗铣的加工方式。 3、8F9孔的外端面，表面粗糙度为 3.2，根据表面粗糙度要求我们采 取粗铣 半精铣的加工方式。 4、两 8H7孔之间的表面，该表面需要检查，要求检查范围与 8

13、H7同心在 20内，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣半精铣的加 工方式。 5、20H7孔加工，它将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要 求我们采取粗扩 精扩 铰的工序过程，最终完成20H7孔加工。 6、8H7、8F9孔加工，加工时对于 20H7孔有平行度要求，表面 粗糙度为 1.6，根据表面粗糙度要求我们采取钻精铰的加工方式。 7、10孔加工，表面粗糙度为12.5，根据表面粗糙度要求我们采取 钻孔就能达到要求。 8、缺口的加工，表面粗糙度为12.5，根据表面粗糙度要求我们采取 北华航天工业学院课程设计 10 10 粗车就能达到要求。 9、M4螺孔加工，考虑到工艺要求，我们采取钻、攻丝两步工序

14、。在加 工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 各表面加工方案如下表 加工表面尺寸精度等级 表面粗超度 Ra/m 加工方案备注 20H7、 8H7孔 外端面 IT113.2粗铣 半精铣表1-8 10孔上 端面 IT1012.5粗铣表1-8 8F9孔 的外端面 IT113.2粗铣 半精铣表1-8 两8H7 孔之间的 表面 IT113.2粗铣 半精铣表1-8 20H7孔 加工 IT71.6 粗扩 精扩 铰 表1-7 8H7孔 加工 IT81.6钻精铰表1-7 8F9孔 加工 IT71.6钻精铰表1-7 10孔加 工 IT1112.5钻表1-7 缺口的加 工 IT1112.5粗铣

15、表1-7 M4螺孔加 工 3.2钻攻表1-10 北华航天工业学院课程设计 11 11 3.33.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该杠杆加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶 段。 在粗加工阶段，首先将精基准（20H7孔）准备好，使后续工序都 可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣三个圆 孔的外端面、粗铣 10孔上端面以及两 8H7孔之间的表面、钻 8H7及 8F9孔、缺口的粗铣、钻 10孔及 M4螺孔；在精加工阶段，进行三个圆 孔的外端面的半精铣、8H7及8F7孔的精铰、 M4螺孔的攻丝加工。 3.43.4 工序集中与分散工序集中与分散 在生产纲领一确定成批生产的情况下，考虑到经济效益，工艺简单，尽 量降低成本等因素我们采用工序集中。该杠杆的生产类型为中批生产，可 以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中 原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中 加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 3.53.5 工序顺序的安排工序顺序的安排 3.5.13.5.1 机械加工工序的