杠杆课程设计说明书.docx
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杠杆课程设计说明书
机电及自动化学院
《机械制造工艺学》课程设计说明书
设计题目：
杠杆工艺规程设计
姓名
学号：
**********
班级：
机电
（1）班
届别：
2008
指导教师：
2011年7月
前言
《机械制造工艺学》课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。
并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。
通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程，提高结构设计能力，为今后毕业设计及以后未来从事的工作打下良好的基础。
这次的工艺规程课程设计，我的题目是杠杆的工艺规程设计，它是一种套筒类零件。
主要作用是起支撑、固定作用的。
希望用过这次的设计可以进一步学习《机械制造工艺学》并掌握简单零件的加工工艺设计。
虽然不是第一次做课程设计，但毕竟还是第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，设计中还有许多不足之处，希望老师多多指教。
一、杠杆的工艺分析…………………………………………1
二、毛坯材料的选择及铸造形式………………………1
三、杠杆工艺过程设计………………………………………3
1、定位基准的选择……………………………………………3
2、加工方法的选择……………………………………………3
3、加工工艺过程的分析………………………………………6
4、制定工艺路线………………………………………………7
5、确定切屑用量………………………………………………8
6、基本工时的确定……………………………………………8
7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介……………18
8、工艺方案的比较与技术经济分析…………………………19
4、小结…………………………………………………………19
5参考文献……………………………………………………20
6、附件…………………………………………………………20
一、杠杆的工艺分析
生产批量为中等-较大批量生产，故毛坯精度应为中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床；按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。
根据零件图可知，零件整体要求精度较高。
（1）Φ28的孔需要半精绞、精绞才能达到精度H7及表面粗糙度Ra为12.5μm的要求。
（2）左右端面的要求也高：
表面粗糙度要求Ra为3.2μm以及和孔的垂直度0.03的要求，需要半精铣才能达到要求，对于垂直度需要通过夹具保证。
（3）直径Φ10的孔的要求也很很高：
要求表面粗糙度Ra为1.6μm以及精度为9级，需要用钻、粗绞、精绞才能达到要求，与Φ28的孔有平行度要求需靠夹具保证（4）直径Φ11要求粗糙度Ra为6.3μm，须经钻、绞才能达到要求。
（5）其余的端面只需满足表面粗糙度的要求就行，即只需粗车、半精车即可满足。
二、毛坯材料的选择及铸造形式
杠杆的材料为HT200，即灰铸铁。
根据《机械工程材料》等相关资料可以知道：
HT200铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性，流动性能好、体收缩和线收缩小；综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约3-4倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；主要用于强度、耐磨性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件。
例如：
汽缸、机体、齿条、铸有导轨的床身、中等压力（800N/cm
）的液压缸、泵阀体，为提高加工效率，尽量使毛坯和零件图接近，因此选择毛坯的制造形式为铸件形式。
三、杠杆工艺过程设计
1、基准选择
（1）精基准的选择：
为保证垂直度和平行度的要求，选择孔Φ28的孔作为半精加工、精加工的定位基准。
（2）粗基准的选择：
根据基准重合原则和自为基准原则，先以右端面为基准粗车左端面，再以左端面为基准钻孔Φ28和铣下端面，以Φ28和左端面加工孔Φ11，以孔为基准铣削面。
2、加工方法的选择
根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考《机械制造工艺学》和《机械制造技术基础课程设计指南》等资料，可得到各加工面的加工方法（表1）和加工工艺工序安排（表2）：
表1杠杆各加工面的加工方法
加工面
尺寸及偏差
精度
粗糙度
加工方案
左端面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
右端面
无
Ra6.3
粗铣-半精铣
Φ28
H7
Ra1.6
钻-粗镗-精镗
Φ11
Φ11
无
Ra6.3
钻-铰
前端面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
后端面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
中间左侧面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
中间右侧面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
下面左端面
10*1.5
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
下面右端面
无
Ra3.2
粗铣-半精铣
Φ10
H9
Ra1.6
钻-粗绞-精绞
表2杠杆加工工艺工序安排
工序号
工序内容
定位基准
01
检查毛坯
02
粗铣左右两端面
互为基准（以右铣左、以左铣右）
03
钻孔至Φ26mm
左端面及斜面
04
钻孔至Φ10mm
左端面和孔Φ26mm
绞孔至Φ11mm
05
粗铣前端面
Φ11mm和Φ26mm的孔
粗铣后端面
06
粗铣中间左右两侧
Φ26mm和前端面
07
粗铣下左右端面
左端面和Φ26mm的孔
08
去毛刺
09
半精铣前端面
Φ11mm和Φ26mm的孔
半精铣后端面
10
半精铣中间左右两侧
Φ26mm和前端面
11
半精铣左右两端面
互为基准（以右铣左、以左铣右）
12
半精铣下左右端面
左端面和Φ26mm的孔
13
粗镗
左端面及斜面
精镗
14
钻孔至Φ9.8mm
孔Φ28mm和左端面
粗绞孔至Φ9.96mm
精绞孔至Φ10mm
15
清洗及终检
3、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定
结合杠杆尺寸及查阅《机械制造技术基础课程设计指南》等资料得到相关数据可计算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表3：
表3杠杆加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表
加工面最终尺寸
公差/粗糙度
单边余量
工序尺寸
毛坯尺寸/mm
左端面：
无/Ra3.2
2.0
1.0
粗铣→
半精铣→
26
右端面：
无/Ra3.2
2.0
1.0
粗铣→
半粗铣→
H7/Ra1.6
13
0.9
0.1
钻→26
粗镗→27.8
精镗→28
0
无/Ra3.2
5.0
1.0
粗铣→
半精铣→
52
无/Ra3.2
5.0
1.0
粗铣→
半精铣→
无/Ra3.2
1.75
0.625
粗铣→
半精铣→
0
无/Ra3.2
2
1
粗铣→
半精铣→
16
无/Ra3.2
2
1
粗铣→
半精铣→
H9/Ra25
4.9
0.08
0.02
钻→9.8
粗绞→9.96
精绞→10
0
无/Ra6.3
5.0
1.0
钻→10
绞→11
0
据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如图1
图1：
杠杆毛坯图
加工时需要保证留有加工余量,最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。
4、各种机床与刀具选择
综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度
机床与刀具如下：
立式铣床X52K—————高速钢套式面铣刀、高速钢立铣刀
立式铣床X5012—————高速钢立铣刀、高速钢立铣刀
摇臂钻床Z33S-1———莫氏锥柄麻花钻
镗床T42K——————高速钢镗刀
组合钻床——————莫氏锥柄麻花钻、高速钢铰刀
5、确定切屑用量
根据工件尺寸和相关要求，并参考《实用机械加工工艺手册》等资料，可得切屑深度的选择为：
（1）粗铣左右端面每转进给量为4mm，半精铣每转进给量为2mm。
（2）孔Φ28：
钻孔每转进给量为0.24mm，粗镗每转进给量为0.8mm，精镗每转进给量为0.5mm
（3）孔Φ11:
钻孔每转进给量为0.3mm,绞每转进给量为0.17mm。
（4）前后端面：
粗铣左右端面每转进给量为2mm，半精铣每转进给量为0.4mm。
（5）中间两侧面：
粗铣左右端面每转进给量为0.1mm，半精铣每转进给量为0.05mm。
（6）下面两端面：
粗铣左右端面每转进给量为0.6mm，半精铣每转进给量为0.4mm。
（7）孔Φ11：
钻孔每转进给量为0.15mm，粗镗每转进给量为0.45mm，精镗每转进给量为0.2mm。
6、基本工时的确定
（1）工序02：
粗铣端面
切屑深度分别为:
2mm
2mm
铣平面参数：
每齿进给量为fz=0.4mm/z，采用高速钢（W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为Z=10，直径D=80mm.刀具寿命180min,
则每转进给量为:
f=fz
Z=4mm/r
切屑速度为:
V=40m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=159.2r/min
选择转速n=150r/min的铣床X52K
V=37.68m/min
铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=4.56s
tj2=3.56s
（2）工序03：
钻
D=26mm
进给量为:
f=0.24mm/r，
切屑速度
V=15m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=183.7r/min
根据转速选择Z33S-1摇臂钻床：
n=140r/min
V=11.43m/min
基本时间
i
代人相关数据得：
Tj=51.43s
（3）工序04:
钻、绞
钻头直径为：
D1=10mm
D2=10mm
进给量分别为:
f1=0.3mm/r
f2=0.17mm/r
切屑速度
钻：
15m/min
绞：
10m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n1=477.7r/min
n1=289.52r/min
根据机床，选择转速n1=392r/min
n2=265r/min
V1=12.31m/min
V2=9.15m/min
基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=29.32s
tj2=76.54s
（4）工序05：
粗铣
切屑深度分别为:
5mm
5mm
铣平面参数：
每齿进给量为fz=0.2mm/z，采用高速钢（W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为Z=10，直径D=80mm.刀具寿命180min,
则每转进给量为:
f=fz
Z=2mm/r
切屑速度为:
V=38.3m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=152.5r/min
根据选择铣床确定转速
n=130r/min
V1=32.65m/minV2=32.65m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
Tj1=5.81s
Tj2=5.81s
（5）工序06：
粗铣
切屑深度分别为:
6mm
铣平面参数：
采用高速钢立铣刀，直径D=3.5mm，齿数为Z=5，刀具寿命45min。
fz=0.02mm/z
f=fz
Z=0.1mm/r
切屑速度为:
V=26m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=2365.78r/min
根据选择铣床确定转速
n=1585r/min
V=17.42m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj=21.8s
（6）工序07：
粗铣
切屑深度为:
2mm
铣平面参数：
采用高速钢立铣刀，直径D=32mm，齿数为Z=5，刀具寿命90min。
fz=0.12mm/z
f=fz
Z=0.6mm/r
切屑速度为:
V=42m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=417.99r/min
根据选择铣床确定转速
n=355r/min
V=35.67m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj=7.82s
（7）工序09：
半精铣
切屑深度为:
=1mm
=1mm
铣平面参数：
采用高速钢立铣刀，直径D=32mm，齿数为Z=5，刀具寿命90min。
fz=0.08mm/z
f=fz
Z=0.4mm/r
切屑速度为:
V1=46m/minV2=46m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=457.8r/min
根据选择铣床确定转速
n=355r/min
V1=35.67m/minV2=35.67m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=23.58s
tj2=23.58s
（8）工序10：
半精铣
切屑深度分别为:
1.75mm
铣平面参数：
采用高速钢立铣刀，直径D=1.75mm，齿数为Z=5，刀具寿命45min。
fz=0.01mm/z
f=fz
Z=0.05mm/r
切屑速度为:
V=30m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=2011.4r/min
根据选择铣床确定转速
n=1585r/min
V=23.64m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj=21.8s
（9）工序11：
半精铣
切屑深度分别为:
1mm
1mm
铣平面参数：
每齿进给量为fz=0.2mm/z，采用高速钢（W18Cr4V）套式面铣刀，齿数为Z=10，直径D=80mm.刀具寿命180min,
则每转进给量为:
f=fz
Z=2mm/r
切屑速度为:
V1=40m/minV2=40m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n1=159.2r/min
n2=159.2r/min
选择转速n=150r/min的铣床X52K
V1=37.73m/minV2=37.73m/min
铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=9.12s
tj2=7.12s
（10）工序12：
半精铣
切屑深度为:
1mm
平面参数：
采用高速钢立铣刀，直径D=32mm，齿数为Z=5，刀具寿命90min。
fz=0.08mm/z
f=fz
Z=0.4mm/r
切屑速度为:
V=46m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n=457.8r/min
根据选择铣床确定转速
n=355r/min
V=35.67m/min
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj=11.39s
（11）工序13：
粗镗、半精镗
切屑深度为:
1.8mm
0.2mm
采用高速钢镗刀，直径D=28mm，
f=0.8mm
f=0.5mm
切屑速度为:
V1=25mm/min
V2=30mm/mim
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n1=284.3r/min
n2=341.2r/min
根据选择机床确定转速
n1=245r/min
n2=300r/min
V1=21.57m/min
V2=26.38m/mim
铣床铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=8.25s
tj=10.32s
（12）工序14：
钻、粗绞、精绞
切削深度分别为：
9.8mm
0.16mm
=0.04mm
进给量为:
=0.15m/r，
=0.45m/r，
=0.2m/r
切屑速度
V1=15m/min
V2=2.5m/min
V3=5m/min
转速：
n=1000v/πd
代人相关数据可得:
n1=477.7r/min
n2=79.62r/min
n3=159.23r/min
根据机床选择：
n=450r/min
n=97r/min
n=195r/min
V1=14.13m/minV2=3.05m/minV3=6.12m/min
基本时间
i
代人相关数据得：
Tj1=14.22s
Tj1=21.44s
Tj1=24.32s
7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介
单件时间的计算公式为：
由于生产批量为中批量，所以时间定额为：
本次设计没有具体计算辅助时间
、布置工作地点时间
和休息和生理需要时间
，在中批量生产中，辅助时间
可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理。
基本时间
和辅助时间
总和称为操作时间，布置工作地点时间
一般按操作时间的2%
7%来计算，休息和生理需要时间
一般按操作时间的2%来计算。
另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间
。
为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：
（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；
（2）减少布置工作地点时间；
（3）减少准备于终结时间。
8、工艺方案的比较与技术经济分析
在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本
和单个零件（或单个工序）的工艺成本
，其计算公式分别如下：
VN
V
式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），
为全年不变费用（元）。
本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案的比较与技术经济分析。
四、小结
本次《机械制造工艺学》课程设计的设计题目是杠杆的工艺规程设计。
由于没有教室让我们一起做课程设计，大部分是通过自己理解手册上的数据再加以应用，所以不知道是不是正确的。
课程设计过程中很纠结到底要怎么选参数，最后就是根据大概选一个比较合适的值，本人觉得时间很赶，但还是在最后时间通宵完成要求，按照要求初步完成了杠杆的加工工艺规程设计，填写了杠杆的工艺卡。
通过本次课程设计，对杠杆有了一定的了解，同时对CAD软件、《机械制造工艺学》和《机械工程材料》等相关知识有所复习。
这也是对结合课本知识解决实际问题能力的一次锻炼，同时也锻炼了自学能力和查阅资料的能力。
感觉颇深的是机械加工工艺的严谨性，每一个数据都比较严格和有相应的规范与出处，以及每一个步骤都不是孤立的，要有全局意识才能做好设计。
经过这次设计，让自己大概知道了机械零件是怎样生产出来的，对机械行业也有了更深的认识。
但是由于自己相关专业知识知贫乏以及是第一次做工艺设计，当中出现问题当属正常，希望老师谅解，并多多批评和指正。
5、参考文献
[1]王先逵.机械制造工艺学（第2版）.北京：
机械工业出版社，2006.1
[2]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京：
化学工业出版社，2006.12
[3]沈莲.机械工程材料（第2版）.北京：
机械工业出版社，2007.8
[4]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：
机械工业出版社，1996.12
6、附件
附件1：
机油泵后盖毛坯图
附件2：
机油泵后盖加工工艺卡
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