杠杆零件机械加工工艺规程.docx
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杠杆零件机械加工工艺规程
目录
《机械制造工程学》课程设计任务书………………………………2
序言…………………………………………………………5
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析……………………………………………………5
1.2零件的生产类型……………………………………………………6
二、选择毛坯、确定毛坯尺寸及设计毛坯图
2.1选择毛坯……………………………………………………6
2.2确定机械加工余量…………………………………………6
2.3确定毛坯尺寸………………………………………………6
2.4绘制毛坯……………………………………………………7
三、选择加工方法、制定工艺路线
3.1定位基准的选择……………………………………………………9
3.2零件表面加工方法的选择…………………………………………9
3.3制定工艺路线…………………………………………………………10
四、工序的设计
4.1选择加工设备及工艺设备…………………………………………11
4.2确定工序尺寸……………………………………………………12
五、确定切削用量及基本时间…………………………………………13
六、设计总结…………………………………………………………20
七、参考文献…………………………………………………………20
八、工艺过程卡及工序卡…………………………………………21
序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实行中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
课程设计的目的：
1）培养学生解决机械加工工艺问题的能力。
通过课程设计，熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
2）提高机构设计能力。
根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理且能保证加工质量。
3）培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料能力。
4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本能力。
就我个人而言，初步具备设计一个中等复杂程度零件（杠杆）的工艺规程的能力和基本原理及方法，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料的一次实践机会，希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。
由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
以下是杠杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.左下、右上两端面和圆柱下端面、上端面所在平面的粗糙度为6.3，通孔φ25H9，粗糙度为3.2，此孔为加工其他孔的基准。
2.左边φ8H7孔，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.15；右边φ8H7孔，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.1。
3.孔φ10H7，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.1。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
1.2零件的生产类型
批量200件，备品率5%，废品率1%，由公式得该零件的生产纲领
N=200*（1+5%）*（1+1%）=213件
由查表可知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为HT200，零件结构较复杂，由于生产类型为中批生产，零件有较高的精度，而且零件的轮廓尺寸不大，保证零件表面质量和机械性能，故采用铸造成形。
这从提高生产效率上考虑也是应该的。
2.2确定机械加工余量
根据铸件材料、生产类型、基本尺寸、加工余量等级查表得，要求的铸件机械加工余量为2mm.
2.3确定毛坯尺寸
由参考文献可得
Φ40上端面为单侧加工R=F+RMA+CT/2=54+2+2/2=57mm
左下、右上两Φ30端面为单侧加工R=F+RMA+CT/2=15+2+1.7/2=17.65mm
Φ40下端面为单侧加工R=F+RMA+CT/2=54+2+1.4/2=56.7mm
Φ25H9的孔为内腔加工R=F-2RMA-CT/2=20.35mm
Φ10H7的孔为内腔加工R=F-2RMA-CT/2=5.63mm
Φ8H7的两个孔为内腔加工R=F-2RMA-CT/2=3.63mm
项目
公差等级CT
加工表面尺寸
铸件尺寸公差
加工余量等级
RMA
毛坯基本尺寸
Φ40的上端面所在平面
9
40
2
H
2
58
左下、右上两Φ30端面
9
30
1.7
H
2
17
Φ40圆柱体的下表面
8
40
1.4
H
2
58
Φ25H9的孔
9
25
1.7
H
2
21
Φ10H7的孔
7
10
0.74
H
2
6
Φ8H7的两个孔
7
8
0.74
H
2
4
2.4绘制毛坯图
三、选择加工方法，制定工艺路线
3.1定位基准的选择
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的左上面或右下面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的Φ25H9孔为精基准。
3.2零件表面加工方法的选择
（1）左下、右上两Φ30端面和Φ40的上端面所在平面公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣-精铣。
（2）Φ40圆柱体的下表面公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2，需进行粗铣-半精铣-精铣。
（3）Φ25H9的孔，倒角公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2，需进行钻-扩-铰。
（4）Φ10H7的孔公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6，需进行钻-粗铰-精铰。
（5）Φ8H7的两个孔公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6，需进行钻-粗铰-精铰。
3.3制定工艺路线
工艺路线方案一
工序1：
粗铣-精铣Φ40的上端面所在平面。
工序2:
粗铣-精铣左侧Φ30孔的下表面和右侧Φ30孔的上表面。
工序3：
粗铣-半精铣-精铣Φ40圆柱体的下表面。
工序4：
钻-扩-铰Φ25H9的孔，倒角。
工序5：
钻-粗铰-精铰Φ10H7的孔。
工序6：
钻-粗铰-精铰Φ8H7的两个孔。
工序7：
清洗
工序8：
终检
工艺路线方案二
工序1：
粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台和宽度为30mm的平台
工序2：
扩铰孔Φ25（H9）使尺寸达到Φ25（H9）
工序3：
扩铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）
工序4：
粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面
工序5：
钻铰2×Φ8（H7）的小孔使尺寸达到Φ8（H7）
工序6：
清洗
工序7：
终检
工艺方案的比较与分析
上述两种方案的特点是：
方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，Φ25（H7）孔作为精基准，所以就要加工Φ25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证2×Φ8（H7）小孔的圆跳动误差精度等。
而方案二则先粗加工，接着半精加工，精加工，减少了安装次数。
所以选择方案一作为加工工艺路线比较合理。
四、工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
工序号
设备
工艺装备
工序1
X5021卧式铣床
立铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序2
X5021卧式铣床
立铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序3
X5021卧式铣床
立铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序4
Z525组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀、游标卡尺、专用夹具
工序5
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序6
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序7
清洗机
工序8
塞规、百分表、卡尺等
（1）在铣床上加工的工序，由于加工精度不高，故可以选用D=2mm的削平型立铣刀，专用夹具和量具。
（2）钻孔φ25H9选用D=23mm的莫氏锥柄麻花钻，粗扩孔φ25H9可以选用D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥柄3号刀），可以达到所需要的尺寸φ24.8mm，根据其加工精度要求，精扩孔φ25H9可以选用D=25mm的锥柄扩孔钻。
（3）钻孔φ8H7钻头选用D=7.8mm的直柄麻花钻，可以达到尺寸φ7.8mm，专用钻具和专用检具。
粗铰选用D=8mm直柄机用绞刀，可以得到尺寸φ7.96mm的孔，使用专用夹具和专用检具。
精铰选用D=8mm直柄机用绞刀，可以得到所需要的尺寸和精度，使用专用夹具和专用检具。
（4）钻孔φ10H7钻头选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用钻具和专用检具。
粗铰选用D=10mm直柄机用绞刀，使用专用夹具和专用检具。
精铰选用D=10mm直柄机用绞刀，使用专用夹具和专用检具。
（5）确定各加工面的尺寸
4.2确定工序尺寸
工序1
由查表可得铣Φ40上表面粗铣余量为1.4mm,半精铣余量为0.6mm。
该工序的尺寸为粗铣56.6mm，半精铣为56mm
工序2
由查表可得Φ30左下、右上表面余量为1.4mm，半精铣为0.5mm该工序尺寸为粗铣15.6mm
半精铣为15mm
工序3
由查表可得铣Φ40上表面粗铣余量为1.4mm,半精铣余量为0.5mm，精铣余量为0.1mm。
该工序的尺寸为粗铣54.6mm，半精铣为54.1mm,精铣为54mm。
工序4
由表可查得，Φ25H9mm的孔铰余量为0.06mm，孔扩余量为0.14mm，钻孔余量Z钻=3.8mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为铰：
IT8；扩：
IT9；钻：
IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为铰：
0.033mm；扩:
0.052mm；钻：
0.21mm
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为
工序5
由表可查得，Φ10H7mm的孔精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm；钻孔余量Z钻=3.8mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：
IT7；粗铰：
IT8；钻：
IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：
0.015mm；粗铰：
0.022mm；钻：
0.150mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
Φ10+0.0150mm；粗铰：
Φ9.96+0.0220mm；钻孔：
Φ9.8+0.1500mm。
工序6
由表可查得，Φ8H7mm的孔精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm；钻孔余量Z钻=3.8mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：
IT7；粗铰：
IT8；钻：
IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：
0.015mm；粗铰：
0.022mm；钻：
0.150mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
Φ8+0.0150mm；粗铰：
Φ7.96+0.0220mm；钻孔：
Φ7.8+0.1500mm。
五、确定切削用量及基本时间
工序1
（1）粗铣工步
切削用量。
已知加工材料为HT200，铸件，机床为卧式铣床X5021。
确定铣Φ40上加工面的切削用量。
所选用的刀具为削平型立铣刀，机床为卧式铣床X5021，刀具选用D=2mm的削平型立铣刀。
确定背吃刀量ap=4.2mm
确定进给量f。
刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤4.2mm，查表可得f=0.2mm/r～0.4mm/r，可以去f=0.3mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤4.2mm，f=0.3mm/r，ν=85m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=85*0.8*0.65*0.81*1.15
=41.3m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*41.3/（π40）
=328.7r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.3=53s。
辅助时间t=0.15×53=7.95s。
（2）半精铣工步
确定背吃刀量ap=1mm
确定进给量f。
刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤1mm，查表可得f=0.4mm/r～0.6mm/r，可以去f=0.45mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤1mm，f=0.45mm/r，ν=110m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=110*0.8*0.65*0.81*1.15
=53.3m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*53.3/（π40）
=423.7r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.45=36s。
辅助时间t=0.15×36=5.4s
工序2
（1）粗铣工步
切削用量已知加工材料为HT200，铸件，机床为卧式铣床X5021。
确定铣左上.右下Φ30加工面的切削用量。
所选用的刀具为直柄立铣刀，机床为卧式铣床X5021，刀具选用D=2mm的削平型立铣刀。
确定背吃刀量ap=5mm.
确定进给量f。
选用削平型立铣刀，加工面直径30mm，ap≤5mm，查表可得f=0.2mm/r～0.4mm/r，可以去f=0.3mm/r。
确定切削速度ν，所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤5mm，f=0.3mm/r，ν=85m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=85*0.8*0.65*0.81*1.15
=41.3m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*41.3/（π40）
=328.7r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.3=53s。
辅助时间t=0.15×53=7.95s。
（2）半精铣工步
确定背吃刀量ap=1mm。
确定进给量f，刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤1mm，查表可得f=0.4mm/r～0.6mm/r，可以去f=0.45mm/r。
C,D加工面刀具选用削平型立铣刀，加工面直径30mm，ap≤1mm，查表可得f=0.4mm/r～0.6mm/r，可以去f=0.45mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径30mm，ap≤1mm，f=0.45mm/r，ν=110m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=110*0.8*0.65*0.81*1.15
=53.4m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*53.4/（π40）
=425.4r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.45=36s。
辅助时间t=0.15×36=5.4s
工序3
（1）粗铣工步
切削用量。
已知加工材料为HT200，铸件，机床为卧式铣床X5021。
确定铣Φ40下加工面的切削用量。
所选用的刀具为削平型立铣刀，机床为卧式铣床X5021，刀具选用D=2mm的削平型立铣刀。
确定背吃刀量ap=4.2mm
确定进给量f。
刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤4.2mm，查表可得f=0.2mm/r～0.4mm/r，可以去f=0.3mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤4.2mm，f=0.3mm/r，ν=85m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=85*0.8*0.65*0.81*1.15
=41.3m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*41.3/（π40）
=328.7r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.3=53s。
辅助时间t=0.15×53=7.95s。
（2）半精铣工步
确定背吃刀量apap=1mm
确定进给量f。
刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤1mm，查表可得f=0.4mm/r～0.6mm/r，可以去f=0.45mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤1mm，f=0.45mm/r，ν=110m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=110*0.8*0.65*0.81*1.15
=53.3m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*53.3/（π40）
=423.7r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.45=36s。
辅助时间t=0.15×36=5.4s
（3）精铣工步
确定背吃刀量apap=0.1mm
确定进给量f。
刀具选用削平型立铣刀，加工面直径40mm，ap≤0.1mm，查表可得f=0.2mm/r～0.4mm/r，可以去f=0.3mm/r。
确定切削速度ν。
所选用的刀具为直柄立铣刀，加工面直径40mm，ap≤0.1mm，f=0.3mm/r，ν=128m/min。
切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kkv=1.0故，
ν=128*0.8*0.65*0.81*1.15
=62m/min
n=1000ν/（πd）
=1000*62/（π40）
=492r/min
机动时间的确定Tj=（l+l1+l2）/fMz=16/0.3=53s。
辅助时间t=0.15×53=7.95s
工序4
查《机械加工工艺手册》得
（1）钻Φ25的孔f=0.35mm;v=21m/min
n=1000v/Πd=290r/min
选机床主轴转速：
n=280r/min
由公式计算得：
v实际=0.34m/s
查表确定l1=10mml2=2mml=54mm
T=（l1+l2+l）/f=0.67min
（2）扩Φ24.8的孔：
f=1.0mm/r;v=24.3m/min;n=300r/min
选机床的主轴转速n=310r/min算得v实际=0.4m/s
l1=l2=10mm;l=54mm
由公式得t=0.21min
（3）铰Φ24.94孔由公式得t=0.55min
次工序机动时间t总=85.8s
由辅助时间与基本时间的关系可得辅助时间
钻孔工步的辅助时间：
t=0.15×0.67=0.1005min
扩孔的辅助时间：
t=0.15×0.21=0.0315min
铰孔的辅助时间t=0.15×0.55=0.0825min
次工序辅助时间t总=12.87s。
工序5
（1）钻孔工步
被吃刀量的确定取ap=1.9mm。
进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
切削速度的计算由表，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v可取为16m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=520r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=16.8m/min.
（2）粗铰工步
被吃刀量的确定取ap=0.08mm。
进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
切削速度的计算由表，切削速度v可取为4m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=128r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=4.38m/min.
（3）精铰工步
被吃刀量的确定取ap=0.02mm。
进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
切削速度的计算由表，切削速度v可取为6m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=191.1r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=6.1m/min.
（1）钻孔工步根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。
式中l=25mm;l2=1mm;l1=（D/2）×cotkr+（1～2）=（9.8mm/2）×cot54°+1mm=4.6mm;f=0.1mm/r;n=545r/min.将上述结果代入公式，则该工步的基本时间tj=（25mm+1mm+4.6mm）/（0.1mm/r×545r/min）=0.56min=33.6s。
（2）粗铰工步根据表，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=（D-d）/2=（9.96mm-9.8mm）/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=25mm；f=0.4mm/r;n=140r/min.将上述结果代入公式，则该工步基本时间tj=（25mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×1
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