機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)之杠桿

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)之杠桿機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)“杠桿”的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備(年產(chǎn)量4000件)西安工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)“杠桿”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備(年產(chǎn)量為4000件)零件圖機(jī)械加工工藝卡片夾具總裝圖夾具主要零件圖課程設(shè)計(jì)說明書第一章：零件的分析零件的分析1毛胚的選擇3第二章：工藝設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3定位基準(zhǔn)的選擇3確定工藝路線3工藝路線方案的分析比較5機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選擇66具體選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備6加工工序設(shè)計(jì)7粗、精銑圓柱體上表面9粗、精銑圓柱體下表面9加工孔10加工孔11第三章：夾具設(shè)計(jì)圖的分析13對刀方案14裝置選用及設(shè)計(jì)14的計(jì)算15最大轉(zhuǎn)矩15切削功率15設(shè)計(jì)說明本次設(shè)計(jì)是我們在學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課程之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)的課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中段煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。第一章零件的分析零件的分析已知任務(wù)要求設(shè)計(jì)的零件為一杠桿。現(xiàn)假定該機(jī)器年產(chǎn)量為4000件/年，且每臺機(jī)器中能同時(shí)加工的零件數(shù)僅為一件，若取設(shè)備率為3%，機(jī)械加工的廢品率為2%，則得出該零件的年產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=4000*(1+3%+2%)件/年=4200件/年由計(jì)算可知，該零件的年產(chǎn)量為4200件。由零件的特征可知，它屬于中批生產(chǎn)。設(shè)計(jì)要求杠桿的主要作用是用來支撐的、固定的。要求零件的配合是要求的。1)設(shè)計(jì)零件所用材料為HT200。該材料的特點(diǎn)是具有較高強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。2)該零件是以25H9的孔套在軸上，主要以25H9的孔及端面為其定位基準(zhǔn)，包括粗銑40的圓柱體及其凸臺表面，精銑左右兩邊，寬度為30mm的圓柱體上下端面。鉆、擴(kuò)、鉸25、10、8的孔。3)主要加工表面及其孔的要求：①40圓柱及其凸臺：上端面粗糙度為。下端面粗糙度為。②左右兩邊30的上下端面：上下端面的粗糙度均為R6.3um。25的孔：表面粗糙度為，孔倒角為45°③兩個(gè)8H7的孔：表面粗糙度為，兩個(gè)8H7孔中心與25H9孔中心的距離為84±0.2mm。④10H7的孔：孔中心與25H9孔中心之間的距離為48mm，平行度要4)零件圖：毛胚的選擇類型和制造方法/年，該零件質(zhì)量約1kg，可知，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，用鍛件是不太可能的。因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進(jìn)行鑄造，結(jié)合零件和經(jīng)濟(jì)的考慮，所以用毛胚制造最好選用砂型鑄造的方法。選用砂型機(jī)器造型，未消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時(shí)效。1)鑄件不應(yīng)有裂痕、砂眼和局部縮松、氣孔和夾渣等缺陷。鑄件表面應(yīng)清除毛刺、結(jié)瘤和粘沙等。2)正火處理硬度174-207HBS,以消除應(yīng)力，改善切削加工性能。3)未注圓角為R3-R5mm。4)起模斜度為30°。第二章工藝設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇1)粗基準(zhǔn)的選擇：選擇零件的重要孔的毛胚孔作粗基準(zhǔn)，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；此外還應(yīng)能保證定位精準(zhǔn)、夾緊可靠。因此通過對零件的分析，考慮到上述的各方面要求，故可以選擇40圓柱體的外輪廓為粗基準(zhǔn)。2)精基準(zhǔn)的選擇：由零件圖可知25H9孔及其底面既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用他們作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。且其余各面和孔的加工也可用它們定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，采用了25H9孔作為精基準(zhǔn)，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡單、可靠，操作方便。1)確定各表面加工方法：根據(jù)各表面加工的要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面加工。方法如下：粗銑40圓柱體及凸臺表面和精銑左右兩邊30圓柱體上下兩端面，鉆—擴(kuò)—鉸2*8H7、10H7和25H9四個(gè)孔。2)擬定加工工藝路線：加工方案有以下兩種，如表一表二所示表一加工方案(一)工序工序工序內(nèi)容簡要說明號1010鑄造20時(shí)效處理消除應(yīng)力30粗銑40圓柱體及凸臺上端面先加工基準(zhǔn)面40粗銑40圓柱體及凸臺下端面加工面50粗銑2*30圓柱體上下端面60鉆、擴(kuò)、鉸25H9孔，孔口倒角1*45°留精擴(kuò)鉸余量70鉆、擴(kuò)、鉸10H7的孔80鉆、擴(kuò)、鉸2*8H7的孔90精銑40圓柱體及凸臺上端面100精銑40圓柱體及凸臺下端面110精銑2*30圓柱體上下端面120精鉸25H9孔，表面粗糙度后加工孔130精鉸10H7孔140精鉸2*8H7孔，表面粗糙度150去毛刺160清角170檢驗(yàn)表二加工方案(二)工序工序工序內(nèi)容簡要說明號10鑄造20時(shí)效處理消除內(nèi)應(yīng)力30粗銑40圓柱體及凸臺上端面先加工基準(zhǔn)面40粗銑40圓柱體及凸臺下端面先加工面50鉆、擴(kuò)、鉸25H9孔，孔口倒角1*45°后加工孔660粗銑2*30圓柱體上下端面先加工面70鉆、擴(kuò)、鉸10H7的孔后加工孔80鉆、擴(kuò)、鉸2*8H7的孔90精銑40圓柱體及凸臺上端面精加工面100精銑40圓柱體及凸臺下端面110精銑2*精加工孔30圓柱體上下端面120精鉸25H9孔，表面粗糙度后加工孔130精鉸10H7孔140精鉸2*8H7孔，表面粗糙度150去毛刺160清角170檢驗(yàn)方案一：按工序集中原則組織工序，先在一臺銑床上將40圓柱體和30圓柱體的端面全部銑好，然后將25H9、10H7、2*8H7四個(gè)孔在一臺鉆床上將孔加工完成。該方案的有點(diǎn)是：工藝路線短，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面的相互位置精度，需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件在工序中的運(yùn)輸，減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。方案二：按工序分散原則組織工序，先在一臺銑床上將40柱體的兩端面銑好，再在鉆床上鉆好25H9，然后以25H9和一端面為基準(zhǔn)加工零件的其它面和孔該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以采用通用夾具；缺點(diǎn)是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數(shù)?？偨Y(jié)：由于該零件確定的生產(chǎn)類型為單件中批生產(chǎn)，所以可以采用自動機(jī)床或者專用機(jī)床并配以專用夾具加工零件，盡量使工序集中以滿足生產(chǎn)率和保證質(zhì)量的要求，綜合比較，考慮選擇方案一更為合理，即要求按工序集中原則組織工序加工。機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選擇由于生產(chǎn)類型為單件中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用數(shù)控機(jī)床為主，其它生產(chǎn)方式為通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水式生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工來完成。1)銑面時(shí)考慮到工件的定位方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，采用立2)鉆孔時(shí)，所要加工的孔的最大直徑為25mm，故可選擇用Z525立式銑床，直柄麻花鉆，擴(kuò)、鉸孔專用。采用專用夾具，專用量具。工工序工序名稱機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備號10鑄造20熱處理30粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺40粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺50粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺60粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴(kuò)孔鉆高速鋼機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺70粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴(kuò)孔鉆高速鋼機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺80粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴(kuò)孔鉆高速鋼機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺90精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺100精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺110精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標(biāo)卡尺120粗加工25H9孔Z525立式銑床高速鋼機(jī)用鉸刀游標(biāo)卡尺130精加工10H7孔Z525立式銑床高速鋼機(jī)用鉸刀游標(biāo)卡尺140精加工2*8H7孔Z525立式銑床高速鋼機(jī)用鉸刀游標(biāo)卡尺150去毛刺平銼160清洗清洗機(jī)170檢驗(yàn)塞規(guī)百分表卡尺加工工序設(shè)計(jì)(確定切削用量及基本工時(shí))確定工序尺寸一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關(guān)。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈來計(jì)算。查平面加工方法表，得粗銑加工公差等級為IT11~13，由于零件要查閱有關(guān)手冊，取粗銑每齒進(jìn)給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=z；粗取粗銑主軸轉(zhuǎn)速為150r/min，取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。前面已Dmm故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)n機(jī)床校核功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時(shí)的切削功率為Pc=。又從機(jī)床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機(jī)床功率，機(jī)床傳動效率一般取~，則說明機(jī)床電動機(jī)所需要功率PE=Pc/η，故機(jī)圓柱體和凸臺下表面。為，故粗加工余量ZN(粗)=。查平面加工方法表，得粗銑加工差等級為IT11~13,由于零件要求為冊，取粗銑的每齒進(jìn)給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ100mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機(jī)床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時(shí)的功率為Pc=(取Z=5個(gè)齒，n=s,ae=83mm,ap=,fz=z,kpc=1;)又從機(jī)床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機(jī)床功率，機(jī)床傳動效率一般取~，圓柱體上表面為，故粗加工余量ZN(粗)=。法表，得粗銑加工差等級為IT11~13，取IT11,其公差為。冊，取粗銑的每齒進(jìn)給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ50mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機(jī)床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時(shí)的率為Pc=(取Z=10個(gè)齒，n=s,ae=30mm,ap=,fz=z,kpc=1)。又從機(jī)床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機(jī)床功率，機(jī)床傳動效率一般取~，則說明機(jī)床電動機(jī)所需要功率PE=Pc/η，故機(jī)床功率足夠。圓柱體下表面為，故粗加工余量ZN(粗)=。法表，得粗銑加工差等級為IT11~13，取IT11,其公差為。冊，取粗銑的每齒進(jìn)給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ50mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機(jī)床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時(shí)的率為Pc=(取Z=10個(gè)齒，n=s,ae=30mm,ap=,fz=z,kpc=1)。又從1)鉆D=φ機(jī)床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機(jī)床功率，機(jī)床傳動效率一般取~，則說明機(jī)床電動機(jī)所需要功率PE=Pc/η，故機(jī)床功率足夠?？?)鉆D=23mmZ525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直其切削速度為V=s=30m/min,由此算出n=min,按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速n=392r/min,則實(shí)際切削速度為V=30m/min。2)擴(kuò)D=查手冊的：進(jìn)給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴(kuò)鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~)m/min,則n=(107~r/min,取n=140r/min。所以，實(shí)際切削速度V=min。3)鉸D=查表，可先用鉸刀鉸孔進(jìn)給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。孔Z525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直徑為。參考機(jī)床技術(shù)參考表，取鉆φ孔的進(jìn)給量f=r，查有關(guān)資料得其切削速度為V=s=min,由此算出n=min,按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速n=680r/min,則實(shí)際2)擴(kuò)D=φ查手冊得：進(jìn)給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴(kuò)鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~)m/min,則n=~r/min,取n=272r/min。所以，實(shí)際切削3)鉸D=φ查表，可先用鉸刀鉸孔進(jìn)給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。nvdsrminnrmin，實(shí)際切削速度V=min。n=1360r/min。所以，實(shí)際切削速度V=min。1)鉆D=φZ525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直徑為。參考機(jī)床技術(shù)參考表，取鉆φ孔的進(jìn)給量f=r，查有關(guān)資料得其切削速度為V=s=min,由此算出n=1039m/min,按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速n=960r/min,速度為V=min。2)擴(kuò)D=φ查手冊得：進(jìn)給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴(kuò)鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~11)m/min,則n=~r/min,取n=392r/min。所以，實(shí)際切3)鉸D=φ查表，可先用鉸刀鉸孔進(jìn)給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。n=1360r/min。所以，實(shí)際切削速度V=min。：1)機(jī)動時(shí)間參考有關(guān)資料，得鉆孔的計(jì)算公式為：t=L+L1+L2，其中L=jFn1Dcotk+(1~2),L=1~4，鉆盲孔時(shí)取L=0。222對于孔φ25H9mm：鉆孔φ23時(shí)：L=Dcotk+(1~2)=9mm，L=54mm，取L=3mm。將以上數(shù)據(jù)122L=Dcotk+(1~2)=,L=54mm取L=3mm。將以上數(shù)據(jù)及前面的f和n122代入公式，得t代入公式，得t=所以，加工孔φ25H所以，加工孔φ25H9的基本時(shí)間為：t=+++=對于孔φ10H7mm：12鉆孔φ時(shí)：L=，L=25mm，取L12精鉸孔φ10H7時(shí)：L精鉸孔φ10H7時(shí)：L=，t=所以加所以加工φ10H7的基本時(shí)間為：t=+++=12鉆孔φ時(shí)：L=，L=15mm，取L1212擴(kuò)孔φ時(shí)：L=，L=15mm，取L121j1j1j則總的機(jī)動加工時(shí)間為：則總的機(jī)動加工時(shí)間為：t=++=零件圖的分析T求，由此可知應(yīng)保證其存在的位置精度，而該精度需由鉆頭和夾具共同因加工通孔上下位置可不用限制。所以：加工該孔需限制工件X移動用大平面與工件底面V形塊限制Z的轉(zhuǎn)動作為輔助定位。所以：該定位方案采用的定位元件共(1)定位誤差(Δdw)的計(jì)算：＝1/2(＋＋0)＝∵Δdw≤1/3T∴滿足要求。∵工序尺寸H’＝108±∴對刀尺寸H＝108±因?yàn)橐庸さ目讀夾緊力的計(jì)算鉆模板：H＝(2－4)d＝70，h＝(1－)d＝35偏斜量x3＝x2/H(B+h+＝70(15+35+3