等臂杠桿的課程設計

1、<p>　　一、（一）零件的作用</p><p>　　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。</p><p>　　(二)零件的工藝分析</p><p>　　杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：</p><p>　　本夾具用于在立式鉆床上，加工Φ8(H

2、7)孔。工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷7、支承釘11上實現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承2，當輔助支承2與工件接觸后，用螺母1鎖緊。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（

3、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。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)鋼球檢查。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程的設

4、計</b></p><p>　　(一)、確定毛坯的制造形式。</p><p>　　零件的材料HT200?？紤]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

5、可以提高生產率。</p><p>　　查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：</p><p>　　各加工表面表面總余量</p><p><b>　　又由參考文獻得出：</b></p><p><b>　　主要毛坯尺寸及公差</b></p><p><b>　　(二)

6、、基面的選擇</b></p><p>　?。?）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，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。</p><p>　?。?）精基

7、準的選擇。主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準。</p><p>　　（三）、工件表面加工方法的選擇</p><p>　　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：</p><p>　　Φ40mm圓柱

8、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。</p><p>　　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。</p><p>　　Ø30mm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。</p>

9、<p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　鉆Φ8（H7）內孔：公差等級為I

10、T6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。</p><p>　　(四)、確定工藝路線</p><p>　　1、工藝路線方案一：</p><p><b>　　鑄造</b></p><p><b>　　時效</b></p><p><b>　

11、　涂底漆</b></p><p>　　工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺</p><p>　　工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面</p><p>　　工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。</p><p>　　工序Ⅳ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。</p>

12、<p>　　工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。</p><p>　　工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。</p><p>　　工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。</p><p>　　工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。</p><p>　　工序Ⅸ：鉆

13、、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。</p><p><b>　　工序Ⅹ：檢驗入庫。</b></p><p>　　2、工藝路線方案二：</p><p><b>　　鑄造</b></p><p><b>　　時效</b></p><

14、p><b>　　涂底漆</b></p><p>　　工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。</p><p>　　工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面</p><p>　　工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。</p><p>　　工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺

15、寸。 </p><p>　　工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。 </p><p>　　工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。</p><p>　　工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。</p><p>　　工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。</p><

16、;p>　　工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。</p><p>　　工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。</p><p>　　工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。</p><p><b>　　工序Ⅻ：檢驗入庫。</b></p><p&g

17、t;　?。ㄎ澹汗に嚪桨傅谋容^和分析：</p><p>　　上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)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。

18、</p><p>　　（六）：選擇加工設備及刀、量、夾具</p><p>　　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。</p><p>　　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

19、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。</p><p>　　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。</p>

20、<p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9

21、)。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。</p><p>　　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。</p><p>　　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=

22、9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　

23、　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。</p><p>　　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。</p><p>　?。▍⒖假Y料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民

24、，機械工業(yè)出版社出版）</p><p>　?。ㄆ撸杭庸すば蛟O計</p><p>　　根據(jù)本次設計的要求，工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對Φ8（H7）內孔的加工設計。</p><p>　　各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）</p><p>　　鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。&l

25、t;/p><p>　　粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。</p><p>　　精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。</p><p>　　這三部工序全都采用Z518機床來進行加工的，故： </p><p>　　（1）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)

26、，取鉆2×Ф8(H7)孔的進給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉速為:</p><p>　　n=1000v/ d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min</p><p>　　按機床實際轉速取n=1000r/min，則實際切削速度為v=3.14&

27、#215;1000/1000m/min≈22m/min.</p><p><b>　　從參考文獻得知：</b></p><p>　　=9.81×42.7do (N)</p><p>　　M=9.81×0.021 (N.m)</p><p>　　求出鉆2×Ф8(H7)孔的 和M如下：</

28、p><p>　　=9.81×42.7×8× ×1=1279N</p><p>　　M=9.81×0.021× × ×1=5N.m</p><p>　　根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機床的最大扭轉力矩和最大進給力，故滿足機床剛度需求。</p><p>　?。?）參考文獻：機

29、械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)，取擴孔2×Ф8(H7)的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：擴孔的切削速度為（ — ）V鉆，故取v擴=1/2v鉆=1/2×22m/min=11m/min,</p><p>　　由此算出轉速n=1000v/ d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機床實際轉速n=450r/min。</p>

30、;<p>　?。?）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)，取鉸孔的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉速：</p><p>　　n=1000v/ d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min</p><p>　　按照機床的實際轉速n=720r/min。則

31、實際切削速度為：</p><p>　　V= dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。</p><p><b>　　三、夾具的設計</b></p><p>　　本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）而設計的。　本工序所加工的孔是位于Φ30凸臺

32、平面內，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產量不是很大等原因，采用翻轉式鉆模。</p><p><b>　　確定設計方案</b></p><p>　　這道工序所加工的孔在Φ30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度△A=0.1。</p><p>　　根據(jù)工件結構特點，其定位方案有：</p><p>　　工件以Φ25＋0.

33、052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。</p><p><b>　　、選擇定位元件</b></p><p>　　（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以φ 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。</p&g

34、t;<p>　?。?）選擇可調支承釘為φ8（H7）孔外緣毛坯一側防轉定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉，限制工件六個自由度。為增加剛性，在φ8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。</p><p>　　3、計算夾緊力并確定螺桿直徑</p><p>　　參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，

35、實際所需夾緊力 與切削力F之間的關系為：</p><p>　　=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。</p><p>　　由前面的計算可知F=1279N。所以， =KF=1279×3N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆φ8（H7）孔時，工件為懸臂。<

36、;/p><p><b>　　4、定位誤差計算 </b></p><p>　?。?）加工φ8H7時孔距尺寸 84± 0.2mm的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。</p><p>　　而基準位移誤差為

37、定位孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為φ25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。</p><p>　?。?）加工φ8H7孔時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm<

38、;/p><p>　　而基準位移誤差是定位孔φ25H9與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm</p><p>　　所以有：0.03+0.104mm=0.134mm</p><p>　　此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。</p><p><b>　　四、設計心得</b></p&g

39、t;<p>　　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

40、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。 </p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　1、李益民主編，機械加工工藝簡明手冊，

41、北京：機械工業(yè)出版社，1994.7</p><p>　　2、李洪主編，機械加工工藝手冊，北京：北京出版社，1990</p><p>　　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</p><p>　　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</p><p>　　5、劉華明

42、主編，刀具設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　零件分析................................... ...</p><p>　　工藝規(guī)程設計............

43、......................</p><p>　　夾具設計.......................................</p><p>　　四、設計心得.......................................</p><p>　　五、參考文獻...................................

44、....</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具