機(jī)械制造課程設(shè)計說明書正文A4

1、1. 零件圖分析 11.1零件的功用 11.2零件的技術(shù)要求 11.3審查杠桿的工藝性 21.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 22. 確定毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 22.1確定毛坯制造方法 22.2確定毛坯尺寸公 差和加工余量 22.2.1 確定毛坯尺寸 22.2.2 確定 毛坯尺寸 公差等級和公差 32.3繪制毛坯圖 43. 制定零件工藝路線 43.1選擇定位基準(zhǔn) 43.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 43.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 43.2表面加工方法的確定 53.3加工階段的劃分 63.4工序集中和分散 63.5工序順序的安排 73.5.1 機(jī)械加工工序的安排 7熱處理工序及表面處理工序的安排8輔助工序安

2、排 83.6確定工藝路線 84. 工序設(shè)計（加工M4螺孔） 94.1確定加工方案 94.2確定加工余量 94.3計算兩 次工序尺 寸的基本尺寸 104.4兩次工步計算 104.4.1 鉆孔工步 104.4.2 攻絲孔工步 105. 時間定額的計算 115.1兩工步時間定額的計算 115.1.1 鉆孔工步 115.1.2 絲攻工步 115.2輔助時間的計算 116. 夾具設(shè)計 116.1問題的提出 126.2.1 定位方案設(shè)計 126.2.2 上述方案的比較 12夾緊力方向的選擇 12夾緊力作用點的選擇 13切削力及夾緊 力計算 136.2.6 夾具 操作簡要說明 137. 體會和展望 13參考

3、文獻(xiàn) 15附錄1 17附錄2 181. 零件圖分析1.1零件的功用本零件為用于某些機(jī)械中的杠桿，其功用是傳遞驅(qū)動力1.2零件的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等級表面粗糙度Ra形位公差/mm20孔外端面150.23.235孔外端面150.23.216孔外端面60.053.210孔上端面48.512.5插槽內(nèi)表面50.053.28H7孔加工8H71.620H7孔加工 20H71.6/0.1AB8F9孔加工8F91.610孔加工1012.5M4螺孔加工M4左端缺口812.5該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞 驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔和機(jī)器有配合要求，因此加工

4、精度要求較高。 杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨 性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準(zhǔn)確的位置，8H7、 20H7、8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔和兩端的孔的平行度 為 0.1mm。綜上所述，該杠桿的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳 遞驅(qū)動力中的功用。1.3審查杠桿的工藝性分析零件圖可知，杠桿零件中的8H7、20H7、8F9孔的外端面 均要求銑削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工 面積，又提高了其接觸剛度；© 8H7和© 20H7孔的端面均為平面，可以 防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除

5、主要工作 表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、 鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對 較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加 工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型依題目可知，該杠桿生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)2. 確定毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖2.1確定毛坯制造方法零件材料是QT450-10。零件年產(chǎn)量為中批量，而且零件加工的輪廓 尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型中的金屬模鑄造。零件形狀復(fù)雜，因此毛坯形狀可以和零件的形狀盡量接近， 8H7、8F9三個小孔不鑄出，中間20H7大

6、孔鑄出。毛坯尺寸通過確定 加工余量后再決定。2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量確定毛坯尺寸分析本零件，所有加工表面Ra> 1.6，因此這些表面的毛坯尺寸只 需將零件的尺寸加上所查得的余量即可加工表面基本尺寸加工余量等級力卩工余量/mm說明8H7兩孔外端面15mmCT81.25單邊余量20H7孑L外端面15mmCT81.25單邊余量8F7孔外端面6mmCT71.00單邊余量10孔上端面48.5mmCT93.0單邊余量兩8H7孔之間的表面5mmCT81.25單邊余量缺口8mmCT72.00單邊余量確定毛坯尺寸公差等級和公差(1)確定毛坯尺寸公差等級由課程設(shè)計指導(dǎo)書中表2-1大批 量生產(chǎn)的毛坯鑄

7、件的公差等級表確定毛坯的尺寸的公差等級。由于鑄件材料為球墨鑄鐵加工方法為金屬型鑄造，確定毛坯尺寸公差等級為CT8-10.（2）確定毛坯尺寸公差查鑄造工藝手冊中表1-9確定本零件的毛坯尺寸公差如下 杠桿尺寸公差零件毛坯尺寸公差8H7兩孔外端面16.25mm0.1420H7孔外端面16.25mm0.148F7孔外端面7.00mm0.2010孔上端面51.5mm0.24兩8H7孔之間 的表面7.50.10缺口8mm0.122.3繪制毛坯圖3. 制定零件工藝路線3.1選擇定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?；娴倪x擇正確和 否，可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過

8、程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進(jìn)行，難以在 工期內(nèi)完成加工任務(wù)。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求，對于精基準(zhǔn)而言，主要考 慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸 換算，本題目以20H7的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。粗基準(zhǔn)的選擇重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔 或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性， 減少輔助時間，所以選杠桿零件20H磯及8H7孔外端面為粗基準(zhǔn)。3.2表面加工方法的確定1、杠桿零件中零件20H78H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之 后第一個加工的端面，此面將作為粗基準(zhǔn)，表面

9、粗糙度為3.2。根據(jù)表 面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達(dá)到 技術(shù)要求。2、10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們 采取粗銑的加工方式。3、8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采 取粗銑一半精銑的加工方式。4、兩8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍和8H7 同心在20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑一半精銑的加工方 式。5、20H7孔加工，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題 目要求我們采取粗?jǐn)U一精擴(kuò)一鉸的工序過程，最終完成20H7孔加工。6、8H7、8F9孔加工，加工時對于20H7孔有平行度要求，表 面粗

10、糙度為1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆一精鉸的加工方式。7、10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采 取鉆孔就能達(dá)到要求。8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采 取粗車就能達(dá)到要求。9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。 在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。各表面加工方案如下表加工表面尺寸精度等級表面粗超度Ra/ 卩 m加工方案備注 20H7、8H7孔外端面IT113.2粗銑一半精銑表1-810孔上端面IT1012.5粗銑表1-88F9孔的外端面IT113.2粗銑一半精銑表1-8兩8H7孔之間的表面I

11、T113.2粗銑一半精銑表1-820H7孔加工IT71.6粗?jǐn)U一精擴(kuò)一 鉸表1-78H7孔加工IT81.6鉆一精鉸表1-78F9孔加工IT71.6鉆一精鉸表1-710孔加工IT1112.5鉆表1-7缺口的加工IT1112.5粗銑表1-7M4螺孔加工3.2鉆一攻表 1-103.3加工階段的劃分該杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩 個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（20H7孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都 可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三個 圓孔的外端面、粗銑10孔上端面以及兩8H7孔之間的表面、鉆8H7 及8F9孔、缺口的粗銑、鉆10孔及M4螺孔；在精

12、加工階段，進(jìn)行三個圓孔的外端面的半精銑、8H7及8F7孔的精鉸、M4螺孔的攻絲加工。3.4工序集中和分散在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡單， 盡量降低成本等因素我們采用工序集中。該杠桿的生產(chǎn)類型為中批生 產(chǎn)，可以采用萬用型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用 工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在 一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精 度要求。3.5工序順序的安排機(jī)械加工工序的安排方案一：1、粗?jǐn)U一精擴(kuò)一鉸20H7孔2、粗銑一半精銑20H7、8H7孔外端面3、粗銑兩8H7孔之間的表面4、粗銑一半精銑8F9孔的外端

13、面5、檢驗6、粗銑10孔上端面7、粗銑缺口8、鉆一精鉸8H7孔及8F9孔9、鉆10孔10、鉆一攻M4螺孔方案二：1、粗?jǐn)U一精擴(kuò)一鉸20H7孔2、鉆一精鉸8H7孔及8F9孔3、粗銑一半精銑20H7、8H7孔外端面4、粗銑兩8H7孔之間的表面5、檢驗6、鉆10孔7、粗銑10孔上端面8、粗銑一半精銑8F9孔的外端面9、粗銑缺口10、鉆一攻M4螺孔熱處理工序及表面處理工序的安排1、鑄造成型后，為改善工件材料切削性能和消除毛坯內(nèi)應(yīng)力而安 排的熱處理工序：時效處理。2、在粗加工之后，為消除切削加工過程中工件的內(nèi)應(yīng)力而安排的 熱處理工序：人工時效處理輔助工序安排在粗加工和熱處理后，安排去毛刺；在精加工后，安

14、排去毛刺、清 洗和終檢工序。綜上所述：該杠桿工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工一主要表面粗加工 及一些余量大的表面粗加工一熱處理一主要表面精加工。3.6確定工藝路線對于上述工序安排的兩個方案進(jìn)行比較：方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原貝U， 各工序工作相對獨立。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào) 整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采 用方案一較好。在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了杠桿 的工藝路線。杠桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸20H7 孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔 鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)2粗銑

15、20H7、8H7孔外端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺3半精銑20H7、8H7孔外端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺4粗銑兩8H7孔之間的表面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺5粗銑8F9孔的外端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺6半精銑8F9孔的外端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺7去毛刺鉗工臺平鋰8檢驗塞規(guī)、百分尺、卡尺等9粗銑10孔上端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺10粗銑缺口立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺11鉆一精鉸8H7孔及8F9孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆卡尺、塞規(guī)12鉆10孔立式鉆 床ZX525麻花鉆塞規(guī)13鉆、攻M4螺孔四面組合鉆床麻花鉆、絲錐塞規(guī)14清洗清洗機(jī)15終檢塞規(guī)、百分表、 卡尺等4.

16、 工序設(shè)計（加工M4螺孔）4.1確定加工方案根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書中表2-40，螺孔最大公稱直徑為4mm公差 等級為IT8級，公差為0.018mm.確定加工方案為：鉆-攻。4.2確定加工余量由表2-1和2-5查得對于中批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造成型，取其尺 寸公差等級為8級，加工余量等級為F級.1. 由表2-28 （孔的加工余量），查得：鉆孔的加工余量為0.1mm2. 由表2-39 （攻螺紋孔前鉆孔用麻花鉆直徑），查的：鉆孔用的麻 花鉆直徑為3.3mm。3. 由表3-37 （機(jī)用絲錐的參數(shù)），查的：絲錐的公稱直徑為4.0mm。4.3計算兩次工序尺寸的基本尺寸攻螺紋后孔的最大公稱直徑尺寸為4mm查表2-

17、39知普通粗牙螺 紋內(nèi)孔的直徑為3.3mm，則鉆孔工序的加工尺寸為：3.30-0.10=3.20mm。4.4兩次工步計算鉆孔工步1、背吃刀量的確定取即=1mm2、 進(jìn)給量的確定查表5-22選取該工步的每鉆進(jìn)給量 f=0.10mm/r3、 切削速度的計算 查表5-22得v=15m/min由公式（5-1）得：n=1000 x v/3.14d=1000 x 15/（3.14 x 3.3）=1447r/min參照表4-8 四面組合鉆床，主軸鉆速可取n=1360r/min ，將此帶 入公式（5-1 ）實際鉆 削速度v=n n d/1000=14.09m/min攻絲孔工步1、背吃刀量 的確定取 即=0.0

18、7mm2、進(jìn)給量的確定 查表5-22選取該工步的每鉆進(jìn)給量f=0.10mm/r3、切削速度的計算 查表5-22得 v=10m/min由公式(5-1 )得：n=1000 x v/3.14d=1000 x 10/(3.14 x 4.0)=796r/min參照表4-8 四面組合鉆床，主軸鉆速可取n=780r/min，將此帶入公式(5-1 )實際鉆削速度 v=n n d/1000=9.79m/min5. 時間定額的計算5.1兩工步時間定額的計算鉆孔工步根據(jù)表5-41 (鉆削基本時間的計算)，鉆孔的基本時間可由下面公 式計算Tj=L/fn=(l1+l2+l)/fn式中：11=( D/2)cotk r+(

19、12)=6.3mml2 =2, 代 入可得 tj=21.32s絲攻工步根據(jù)表5-46 (用絲攻螺紋基本時間的計算)，攻孔的基本時間可由 下面公式計算Tj= (H+l2+l)/fn+(l1+l2+l)/fn0 i式中：l1= ( 13) PL2= ( 23 ) P代入可得tj=12.2s5.2 輔助時間的計算由公式tf=0.15tj計算鉆孔工步的輔助時間tf=3.198s計算攻孔工步的輔助時間tf=1.830s6夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專 用夾具。設(shè)計鉆-攻M4孔，本夾具將用于四面組合鉆床，刀具為麻花鉆、 絲錐。6.1問題的提出本夾具是用來銑槽10時的夾具

20、，加工該螺紋孔需要兩道工序才能完 成，并且螺孔的中心線和工件水平線有一定的角度要求，因此本工序加 工時要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度,保證精度。6.2.1 定位方案設(shè)計對于該杠桿零件的夾具設(shè)計中的定位方案的設(shè)定，在課程設(shè)計前期 設(shè)定方案一，在設(shè)計中后期設(shè)定了方案二，將其列于下面進(jìn)行比較。方案一：分析該零件圖的工藝性，采用一面一孔定位一面夾緊的定位方式。 并采用手動夾緊的方式。選擇20H7孔為定位孔，20H7 側(cè)的外端 面為定位面，另一端面受夾緊力。夾具體采用左右面寬，下端面窄的“ G” 形夾具體形式。方案二：分析該零件圖的工藝性，并考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)限制，所以采用一面 兩孔的定位方法。選

21、擇20H7孔及20F9孔為定位孔，20H7孔一側(cè) 外端面為定位面，另一側(cè)受夾緊力作用夾緊。夾具體采用結(jié)構(gòu)均勻的“ L” 形夾具體形式。上述方案的比較：分析加工M4螺紋孔時的工序定位要求可知，該工序定位需要限制 六個自由度。方案一的定位方法，只能保證限制五個自由度，無法限制 在工件在銷的軸向上的轉(zhuǎn)動，屬于欠定位，在加工該工序時容易由于工 件的轉(zhuǎn)動而導(dǎo)致孔的中心的變動，從而導(dǎo)致孔徑的變化。方案二，在方 案一的基礎(chǔ)上加了一個“削邊銷”來限制第六個自由度，將零件固定， 其定位符合要求，能保證加工精度要求。分析夾具體的鑄造問題，方案一的夾具體不符合鑄造件的要求，鑄 造件要求壁厚均勻，并且“ G”形工件無

22、法鑄造，相比方案二，保證了 鑄造件的壁厚均勻，并且“ L”形工件，形狀簡單，鑄造方便。分析夾緊力的動力源，方案一采用手動夾緊。對于該工件屬于中批 量生產(chǎn)，手動顯得工作效率，不能滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)。相比之下方案一，采 用氣壓作為夾緊的動力源，雖然存在一定的不穩(wěn)定性，但對于總體加工 并無影響，能保證工作效率，滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)。綜上所述，選擇方案二比較好。該方案可靠，操作方便、工作效率 高。623夾緊力方向的選擇。考慮到夾緊力的方向和工件定位基準(zhǔn)所處的位置，以及工件所受外 力的作用方向等有關(guān)。所以選擇夾緊力方向為垂直于主要定位基準(zhǔn)面， 以保證工件夾緊的穩(wěn)定性。并和工件剛度最大的方向一致，以減少變形。 即夾緊力

23、方向向左。夾緊力作用點的選擇夾緊力作用點的選擇對夾緊的穩(wěn)定性和工件變形有很大的影響。選 擇時注意：應(yīng)落在支撐元件上或幾個支撐元件所形成的支承面內(nèi)，應(yīng)落 在工件剛度好的部位上，應(yīng)盡量靠近加工面。下端面作用面積大，穩(wěn)定， 所以夾緊力作用在杠桿中間大圓的外端面上。625切削力及夾緊力計算在加工過程中，鉆、攻螺紋孔時的主要切削力為鉆頭或絲錐的切削 方向，即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,只要夾緊杠桿中間大圓的外端面即可， 無須再對切削力進(jìn)行計算。夾具操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng) 使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本夾具操作 簡單，省時省力，裝卸工件時只

24、需靠汽缸控制壓力桿的收縮即可輕松實 現(xiàn)。7.體會和展望在老師的指導(dǎo)下，順利完成了機(jī)械制造課課程設(shè)計的全部內(nèi)容。通 過這次的課程設(shè)計，收獲頗多。1、對理論知識有了更深的理解通過對實際零件的功用分析、工藝分析、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè) 計及指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計等學(xué)習(xí)，對于以往學(xué)過的課程中 的知識點有了更系統(tǒng)化的復(fù)習(xí)，對于這些理論知識有了更深的理解。2、對理論知識在實踐中的使用有了更深的理解通過這次專用夾具的設(shè)計，完全是自己運用所學(xué)知識，通過查 找資料，根據(jù)實際工作情況完成該零件的夾具設(shè)計，使自己更加形象的 理解了理論知識在實際中的運用。3、激發(fā)了自己學(xué)習(xí)的積極性通過該課程設(shè)計，使我全面系統(tǒng)的理解了專用夾具設(shè)計的基本 實現(xiàn)方法。把僵硬的課本知識變的生動有趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把 學(xué)過的機(jī)械制造知識強(qiáng)化，能夠把課堂上的知識通過自己的設(shè)計實踐 化，加深了對理論知識的理解。4、理解了該知識點以及學(xué)科之間的融合滲透本次課程設(shè)計部分是運用機(jī)械制造基礎(chǔ)課中的夾具設(shè)計知識點 完成的，在設(shè)計的過程中運用了，機(jī)械制圖、互換性和測量技術(shù)、工程 材料等以往學(xué)過的課程，這次設(shè)計將各學(xué)科聯(lián)系起來，把各學(xué)科之間的 知