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1、机机 械械 制制 造造 工工艺艺 学学 课课 程程 设设 计计说说 明明 书书 设计题目设计题目 设计“杠杆(CA6144 车床)零件的机械加工工 艺规程及工艺装备 班 级 08 机制 1 班 设 计 者吴健祥 学 号 指导老师 郧建国、丁长安、李小平、郧建国、丁长安、李小平、 苏达士、肖耘亚苏达士、肖耘亚 机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书 题目：题目：设计“杠杆(64车床)零件的机械加工工艺规程及工 艺装备 内容内容: : 1.零件图 1 张 2 2 毛坯图 张 3工艺卡 7 张 4.4.机械加工工艺过程卡片 1 张 5 5 结构设计装配图 1 张 课程设计说明书 份
2、 目录目录 1 序言.2 2 杠杆加工工艺规程设计.3 3 2.2.零件的分析零件的分析4 2.1 零件的作用 2.2 零件的工艺分析. 2.22.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施. 2.2.1 确定毛坯的制造形式 .2.基面的选择 .5 2.3 确定工艺路线5 224 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定. 225 确定切削用量.7 22.确定基本工时 .7 2 23 3 小结小结.1 3 专用夹具设计.2 2 3.13.1 加工工艺孔加工工艺孔 2525 夹具设计夹具设计.22 3.1 定位基准的选择2 31.切削力
3、的计算与夹紧力分析22 .1.夹紧元件及动力装置确定 .23 3.14 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.23 3.5 夹具精度分析6 3.1夹具设计及操作的简要说明62 设计小结设计小结 .27 参考文献参考文献. . 8 序言序言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分 专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这 次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,并结合生产 实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题, 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 后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 由
4、于能力所限，经验不足,设计中还有许多不足之处，希望各位老师多 加指教。 2 2 杠杆加工工艺规程设计杠杆加工工艺规程设计 2零件的分析 21.1 零件的作用 题目所给的零件是A6140 车床的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动作用。 杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起(或凹槽）相接触,当离合器脱开 时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制动带拉紧;当左右离合器中任一 个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。 2.1.2 零件的工艺分析 所加工零件立体图,零件图如下图所视 零件的材料为 HT,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良，但塑性较差、脆
5、性高，为此以 是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下: （1)主要加工面: ）小头钻 以及与此孔相通的 1阶梯孔、M8 螺纹孔; 0.023 0 25 2）钻 锥孔及铣 锥孔平台； 0.1 0 12.7 0.1 0 12.7 ）钻 2螺纹孔； ）铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。 （2）主要基准面： 1)以 45 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括:的孔、杠杆下表面 0.023 0 25 2）以 的孔为中心的加工表面 0.023 0 25 表 2.1 工艺路线方案一 工序 1粗精铣 5 孔下表面 工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 m 0.023 0 25 工序粗精铣宽度为
6、3mm 的下平台 工序 4钻 127 的锥孔 工序 5加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔 工序粗精铣 2M6 上端面 工序 7钻-M6 螺纹底孔孔，攻螺纹孔- M 工序检查 表 2.2 工艺路线方案二 工序 1粗精铣 25 孔下表面 工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 m 0.023 0 25 工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4钻 12.7 的锥孔 工序 5粗精铣 2M6 上端面 工序 6钻 2-5 孔，加工螺纹孔 26 续表 22 工序 7加工 M8 螺纹孔,锪钻 14 阶梯孔 工序 8检查 工艺路线的比较与分析: 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 4 孔,再加工
7、螺纹孔8”变为“工 序粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效 率。而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 25的孔外轮廓为精基准,先铣下端面。再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的 尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面， 再“钻 1孔,加工螺纹孔 M”不便于装夹,并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定 了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下,发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一 个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所
8、示。 表 2. 最终工艺过程 工序 1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台铣床 X52K。 工序 2加工孔 5。钻孔 25 的毛坯到 m；扩孔 2m到 47mm；铰孔 24.7m到 mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式 0.023 0 25 钻床 Z55。采用专用夹具。 工序 3粗精铣宽度为 3mm 的下平台,仍然采 用立式铣床 X5，用组合夹具。 工序 4钻 2.7 的锥孔,采用立式钻床 Z55，为保证加工的孔的位置度,采用 专用夹具。 工序 5加工螺纹孔 M8,锪钻 4 阶梯孔。用 组合夹具，保证与垂直方向成 10 。 工序 6粗精铣 M6 上端面。用回转分度仪加 工,粗
9、精铣与水平成 36 的台肩。用卧 式铣床 X2,使用组合夹具。 工序 7钻 2M6 螺纹底孔、攻 2螺纹用 立式钻床 Z53,为保证加工的孔的位 置度，采用专用夹具 工序 8检查 工序 8检查 22机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是T200,毛坯的重量 0.5g,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用 金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只 是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最 小余量时应按调整法加工方式予以
10、确定。 毛坯与零件不同的尺寸有:（具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14的 铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为.5mm。 ）加工 2的端面，根据参考文献8表 4-35 和表 4-7 考虑 3，粗加工 2m 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工mm，同理上下端面的加工余量 都是 2mm。 2）对 2的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 16。可用一次粗加工 1.mm,一 次精加工 0.1mm 就可达到要求。 3)加工宽度为 30mm 的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗 糙度的要求，而铣削的精度可以满足,故采取分四次的
11、铣削的方式，每次铣削6.3 a Rm 的深度是 25m。 4）钻锥孔 1.7 时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见， 仍然采用 2 的钻头，切削深度是 2.5m。 5）钻 14 阶梯孔，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量 2mm。可一次粗3.2 a Rm 加工 185m，一次精加工 0.15 就可达到要求。 6)加工 M8 底孔，根据参考文献8表 4-2考虑加工余量 1.2m。可一次钻削加工 余量 1.1mm，一次攻螺纹.1 就可达到要求。 7)加工 2-6 螺纹,根据参考文献8表 4-2考虑加工余量mm。可一次钻削 加工余量 1.1mm,一次攻螺纹.1mm 就可达到要求。 )
12、加工 2-M6 端面，粗加工 2到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工 m，可达到要求。 22.确定切削用量 工序 1:粗、精铣孔下平面25 （1)粗铣孔下平面25 加工条件: 工件材料： T00,铸造。 机床：2立式铣床。 查参考文献表 3034 刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀）,材料:， ，齿数,此为粗15YT100Dmm8Z 齿铣刀。 因其单边余量:Z=1.9m 所以铣削深度： p a1.9 p amm 每齿进给量：根据参考文献3表 2.4-，取铣削速度：参照参考 f a0.12/ f amm ZV 文献7表 303,取。1.33/Vm s 机床主轴转速： 式(2.1）n 10
13、00V n d 式中 V铣削速度； d刀具直径。 由式 2机床主轴转速：n 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 V nr d 按照参考文献3表 3.14 300 /minnr 实际铣削速度 :v 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f V0.12 8 300/604.8/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量： m f4.8/288/min mf fVmm smm ：根据参考文献表 2481， a40amm （2)精铣孔下平面25 加工条件： 工件材料： HT0,铸造。 机床: X52K 立式铣床。 参
14、考文献7表 3 刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）:, ,齿数 12,此为细齿铣刀。15YT100Dmm 精铣该平面的单边余量:=1m 铣削深度： p a0.1 p amm 每齿进给量：根据参考文献7表 33，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照参考文献7表 301,取V0.32/Vm s 机床主轴转速，由式(.1)有：n 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 V nr d 按照参考文献7表 3.1-31 75 /minnr 实际铣削速度 ：v 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s 进给量,由式(.3）有： f
15、 V0.15 12 75/602.25/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量: m f2.25/135/min mf fVmm smm 工序 2:加工孔 2到要求尺寸 工件材料为T20铁，硬度 200BS。孔的直径为 25m,公差为,表面粗糙度 。加工机床为3立式钻床，加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔1.6 a Rm 2mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃；扩孔47mm 标准高速钢 扩孔钻；铰孔5mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 (1）确定钻削用量 1）确定进给量 根据参考文献7表8-10 可查出，由f0.47 0.57/fmm r 表 于孔深度比，故。 0 /
16、30/221.36l d 0.9 lf k (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r 表 查 Z53立式钻床说明书,取。0.43/fmm r 根据参考文献表 2,钻头强度所允许的进给量。由于机床进给机 1.75/fmm r 构允许的轴向力(由机床说明书查出)，根据表 2-9，允许的进给量 max 15690FN 。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及,故所选可用。f f ff )确定切削速度 、轴向力 F、转矩及切削功率 根据表 2-5,由插入法v m P 得： ，17/minvm 表 4732FN 表 ,51.69TN M 表 1.25 m PkW 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3，故0.88 Mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm 表 查 Z35 机床说明书,取。实际切削速度为：195 /minnr 0 22195 /min 14/min 100010
