杠杆二工艺课程设计.docx

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杠杆二工艺课程设计

课程设计任务书

原始资料：

被加工零件图一份，小批生产。

Q=2000台/年，n=1件/台，每日1班。

设计要求：

1.编制技术文件

（1）机械加工工艺过程卡一套

（2）工序卡一套

2.绘制图纸

（1）零件图1张

（2）毛坯图1张

（3）夹具装配图1张

（4）夹具零件图1张

3.课程设计说明书1份

第二章综合实践21

2.1夹具体零件三维造型实现方法简述21

2.2夹具装配三维造型过程简述25

2.3钻孔动画制作过程简述28

第1章机制工艺与夹具课程设计

1.1零件的分析

1.1.1零件的作用

　题目所给的零件是杠杆，如下图所示，φ20H7孔套在某固定轴上，φ8H7孔和φ8F9孔分别套在主动件和从动件上，主要是支撑与传动作用。

零件图如下图1-1所示：

图1-1杠杆零件

1.1.2零件的技术要求

零件的技术要求如下表1-1。

表1-1零件的技术要求

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

Φ20孔外端面

15

0.2

3.2

Φ35孔外端面

15

0.2

3.2

Φ16孔外端面

6

0.05

3.2

Φ10孔上端面

48.5

12.5

插槽内表面

5

0.05

3.2

Φ8H7孔加工

Φ8H7

1.6

Φ20H7孔加工

Φ20H7

1.6

Φ8F9孔加工

Φ8F9

1.6

Φ10孔加工

Φ10

12.5

M4螺孔加工

M4

下端缺口

8

12.5

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，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三个端面孔有平行度要求，中间孔与两端的孔的平行度为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动力中的功用。

1.1.3审查杠杆的工艺性

分析零件图可知，杠杆零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9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；φ8H7和φ20H7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。

1.1.4确定杠杆的生产类型

依题目可知，该杠杆生产类型为小批量生产。

1.2工艺规程设计

1.2.1确定毛坯的制造形式

该零件的材料是QT45-5，球墨铸铁。

考虑到此设计零件的材料性质能抗压，不能抗扭和抗弯。

还有毛坯的形状为对称形状。

由此改零件应选择铸造。

采用上下分型的铸造方法。

1.2.2基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

1.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可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选杠杆零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面为粗基准。

2.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Φ20H7的孔为精基准，基本满足要求。

1.2.3表面加工方法的确定

1杠杆零件中零件Φ20H7、Φ8H7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Ra3.2。

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.Φ10孔上端面，表面粗糙度为Ra12.5，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣的加工方式。

3.Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度为Ra3.2，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Φ8H7孔之间的表面，该表面需要检查，要求检查范围与Φ8H7同心在Φ20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.Φ20H7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Φ20H7孔加工。

6.Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工时对于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度为Ra1.6，根据表面粗糙度要求我们采取钻—粗铰—精铰的加工方式。

7.Φ10孔加工，表面粗糙度为Ra12.5，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Ra12.5，根据表面粗糙度要求我们采取粗车就能达到要求。

9.M4螺孔加工，考虑到工艺要求，我们采取钻、攻丝两步工序。

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1-2

表1-2各表面加工方案

加工表面

尺寸精度等级

表面粗超度Ra/μm

加工方案

备注

Φ20H7、Φ8H7孔外端面

IT11

3.2

粗铣—半精铣

表5-16

Φ10孔上端面

IT10

12.5

粗铣

表5-16

Φ8F9孔的外端面

IT11

3.2

粗铣—半精铣

表5-16

Φ8H7孔之间的槽

IT11

3.2

粗铣—半精铣

表5-16

Φ20H7孔加工

IT7

1.6

粗扩—精扩—铰

表5-15

Φ8H7孔加工

IT8

1.6

钻—粗铰—精铰

表5-15

Φ8F9孔加工

IT7

1.6

钻—粗铰—精铰

表5-15

Φ10孔加工

IT11

12.5

钻孔

表5-15

缺口的加工

IT11

12.5

粗铣

表5-16

M4螺孔加工

3.2

钻—攻螺纹

表5-15

1.2.4制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

方案一：

1.粗铣—半精铣Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端

2.铣Φ20外圆端缺口

3.粗扩—精扩—铰Φ20H7孔

4.钻—粗铰—精铰Φ8F9孔

5.钻—粗铰—精铰Φ8H7孔

6.铣Φ10孔上端面

7.钻Φ10孔

8.钻—攻M4螺孔

9.铣两Φ8H7孔之间的槽表面和R65内圆弧面

方案二：

1.粗扩—精扩—铰Φ20H7孔

2.钻—精铰Φ8H7孔及Φ8F9孔

3.粗铣—半精铣Φ20H7、Φ8H7孔外端面

4.粗铣两Φ8H7孔之间的表面

5.钻Φ10孔

6.粗铣Φ10孔上端面

7.粗铣—半精铣Φ8F9孔的外端面

8.粗铣缺口

9.钻—攻M4螺孔

对于上述工序安排的两个方案进行比较：

方案一工序相对集中，便于管理。

方案二则采用工序分散原则，各工序工作相对独立。

考虑到该零件生产批量较大，工序集中可简化调整工作，易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率，故采用方案一较好。

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表1-3列出了杠杆的工艺路线。

表1-3杠杆的工艺路线

序号

工序名称

工序内容

定位基面

设备

1

备料

砂型铸造

2

铣

粗铣-半精铣Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面

Φ20H7内圆柱面

X60卧式双面铣床

3

扩

粗扩-精扩-精铰Φ20H7孔

Φ35和Φ20两外端面

立式钻床ZX525

4

钻

钻-粗铰-精铰Φ8F9,Φ8H7孔

Φ20H7内圆柱面

立式钻床ZX525

5

铣

铣Φ10孔上端面

Φ20H7和Φ8F7两内圆柱面

立式铣床X51

6

钻

钻Φ10孔

Φ20H7和Φ8F7两内圆柱面

立式钻床ZX525

7

钻

钻—攻M4螺纹孔

Φ20H7和Φ8H7两内圆柱面

立式钻床ZX525

8

铣

粗铣两Φ8H7孔之间的槽表面和R65圆弧面

Φ20H7和Φ8F7两内圆柱面

X62卧式铣床

9

铣

铣缺口

Φ20H7和Φ8F7两内圆柱面

立式铣床X51

10

辅助

清洗

11

检

终检

1.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

根据条件：

生产批量为小批量、毛坯制造方法为砂型铸造手工化学剂造型、毛坯材料为球墨铸铁、零件最大尺寸为110×90×30

查《机械制造技术基础课程设计指南》得加工余量RMA和毛坯尺寸R的关系：

单边外表面加工：

R=F+RMA+CT/2

双边外表面加工：

R=F+2*RMA+CT/2

双边内表面加工：

R=F-2*RMA-CT/2

毛坯铸件公差等级：

查表5-2得小批量生产毛坯铸件公差等级为11～13，取11级。

机械加工余量公差等级：

查表5-5得机械加工余量公差等级为F～H级，取F级

铸件机械加工余量RMA：

由最大尺寸110×9×30查表5-4得铸件机械加工余量RMA=1.5mm

毛坯基本尺寸计算：

Φ8F9、Φ8H7、10孔较小，铸成实心。

Φ20H7孔——加工部分为双边孔加工。

查表5-3得尺寸公差CT=3.2,由此：

R=20-2x1.5-3.2/2=15.4

尺寸48.5——加工部分为单边，外表面加工。

查表5-4得CT=4由此：

R=48.5+1.5+4/2=52

下端缺口8mm——加工部分为单边，外表面加工。

查表5-4得CT=2.8，由此：

R=8+1.5+2.8/2=10.9，取10

宽12mm尺寸——加工部分为双边，外表面加工。

查表5-4得CT=3，由此：

R=12+2x1.5+3/2=16.5

宽30mm尺寸——加工部分为双边，外表面加工。

查表5-4得CT=3.6，由此：

R=30+2x1.5+3.6/2=34.8

由此计算出下表1-4的毛坯加工面的尺寸：

单位mm

表1-4毛坯加工面的尺寸

零件尺寸

单边加工余量

铸件尺寸

Φ20H7孔

2.3

Φ15.4

离圆心48.5

3.5

52

下端缺口尺寸8

2.9

10

宽12尺寸

2.25

16.5

宽30尺寸

2.4

34.8

按上面的尺寸和给定加工零件图，绘制如下毛坯图1-2。

图1-2杠杆毛坯图

1.2.6确定切削用量及基本工时

工序一备料

工序二以Φ20H7一端面粗基准，铣Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面，使Φ20H7、Φ8H7两孔外端面尺寸至、使Φ8F9外端面尺寸至

1.加工条件

工件材料：

QT45-5,σb=0.16GPaHB=190～241,铸造。

加工要求：

粗、半精铣φ20、φ8H7、φ8F9孔的端面。

机床：

X60卧式双面铣床。

刀具：

W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。

铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。

选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε