杠杆臂钻模课程设计.docx
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杠杆臂钻模课程设计
目录
序言
设计任务和设计要求
一、对零件进行工艺分析
（一）零件的用途及结构分析
（二）分析零件的技术、工艺要求
二、毛坯的制造方式、简图
（一）确定毛坯的类型及制造方法
（二）绘制毛坯简图
三、制定零件的机械加工工艺路线
（一）加工基准的选择
（二）表面加工方法的确定
（三）加工阶段的划分
（四）安排机械加工工序顺序
（五）机械加工工艺文件
（六）确定机械加工余量、工序尺寸及公差
四、主要加工工序的确定及工序卡设计
五、夹具设计
（一）、设计要求
（二）、指定工序夹具设计的有关计算
（三）定位误差分析
（四）夹紧装置的设计
（五）设计夹具体、绘制夹具草图
（六）绘制夹具装配图
（七）绘制夹具体零件图
六．总结
七．参考文献
序言
我希望通过这次课程设计培养独立思考、独立工作以及综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。
本课程设计是在完成了机械制造技术（下）课堂教学后进行的一个综合设计环节，是金工实习、生产实习等重要教学环节的延伸，是机械制造技术课程中的一个重要环节。
其目的是：
1、培养学生综合运用“机械制造技术”以及相关专业课程所学知识，掌握和提高拟定机械制造工艺过程和专用夹具的设计方法和能力。
2、学会并熟悉运用有关技术图表、查阅有关手册等技术资料，进一步提高机械制图、工程计算、编写设计技术资料的能力。
培养学生正确的工程设计思路和积极认真的工作态度。
3、巩固和加深“机械制造技术”课程课堂教学效果，为今后的学习、工作打下良好的基础。
本课程设计的特点是综合性、实践性强，课题来自于生产实际。
整个设计过程是在教师的指导下，由学生独立完成工艺过程设计和夹具设计任务。
设计任务和设计要求:
设计课题：
零件加工工艺规程设计
孔φ10
专用夹具设计
生产纲领：
年产量10000件，属于大批量生产
设计要求：
（1）零件毛坯图 1张
（2）机械加工工艺过程卡片 1套
（3）机械加工主要工序的工序卡片 1套
（4）夹具装配图 1张
（5）夹具零件图 若干张
（6）设计说明书 1份
一、对零件进行工艺分析
（一）零件结构分析
零件图如上图所示
（二）分析零件的技术、工艺要求
1） 主要技术要求
零件图上的主要技术要求为：
去毛刺、锐角倒钝
2） 加工表面及其要求
① 孔φ10H9：
孔径φ10H9，对A的对称度为0.3，表面粗糙度为Ra0.8μm
外圆φ50，外圆φ40：
孔，孔，内表面粗糙度为Ra0.8，需保证尺寸的精确性
B,C面，表面粗糙度为Ra6.3
二、毛坯的制造方式、简图
（一） 确定毛坯的类型及制造方法
由于零件的材料45#钢，零件形状较为规则，因此应选用锻造成形制造毛坯。
由于零件年产量为10000件，属于大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，而且工件上有许多表面不需要切屑加工，所以选用自由锻的锻造成形方法。
（二） 确定毛坯的形状、尺寸及公差
毛坯的形状及尺寸如图a所示，根据图示为自由公差。
（三） 确定毛坯的技术要求
①锻件无明显的锻造缺陷；
②未注园角为R3~5；
③机加工前调质处理，消除内应力。
（四）绘制毛坯简图零件图
三、制定零件的机械加工工艺路线
（一）加工基准的选择
1） 确定定位基准：
选择精基准选择粗基准
精基准选择原则：
基准重合，基准统一
互为基准，自为基准。
选择粗基准：
✹保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准
✹若零件上有表面不需加工，应以不加工表面为粗基准
✹如有几个不加工表面，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。
以达到壁厚均匀，外形对称等。
✹便于装夹的原则。
选用粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减小定位误差，并能保证零件夹紧可靠．
✹粗基准一般不得重复使用的原则。
粗基准一般只使用一次
根据粗、精基准的选择，确定各加工面的基准如下：
粗铣B表面，以C面为粗基准。
粗铣C表面，再半精铣C表面，以B面为粗基准。
半精铣B表面，再精铣B表面以C面为精基准。
精铣C表面，以B面为精基准。
B,C表面互为基准
钻，的孔，以B面为精基准。
试用一面两销定位，钻的底孔，以B面为精基准。
（二）表面加工方法的确定
✹平面
✹内孔
✹外圆
考虑零件加工表面的技术要求，零件结构、加工表面的特点和材料性质，生产批量
（三）加工阶段的划分
✹粗加工阶段：
✹半精加工阶段：
✹精加工阶段：
精度可达IT7～ITl0级，Ra值为1.6—0.4．
（四）安排机械加工工序顺序
先基面，后其它
✹先粗后精
✹先主要后次
✹先面后孔
（五）机械加工工艺文件
描图
描校
底图号
装订号
中原工学院
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
调整臂外壳
共1页
第1页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工名序称
工序内容
工序基准
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
粗铣B表面
粗铣端面至45mmRa16um
以C面为粗基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
35.88s
2
粗铣C表面。
粗铣端面至44mmRa16um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
58.93s
2
半精铣C表面
半精铣端面至43mmRa12.5um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
58.93s
3
半精铣B表面。
半精铣端面至42mmRa12.5um
以C面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
62.1s
5
精铣B表面。
精铣至41mmRa6.3um
以C面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
94.81s
6
精铣C表面。
精铣至40mmRa6.3um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
16.56s
7
钻，的底孔。
钻底孔至Φ28mmΦ18mmRa12.5um
以B面为精基准
台式小钻床
麻花钻
31.87s
8
对，进行扩孔。
扩孔至Φ29.5mmΦ19.5mmRa6.3um
以B面为精基准
X525立式钻床
复合麻花钻
33.12s
9
对
再进行粗铰。
粗铰至29.819.8mmRa1.6um
以B面为精基准
X525立式钻床
复合麻花钻
23.01s
10
对
进行精铰。
精铰至mmRa0.8um
以B面为精基准
X525立式钻
复合麻花钻
77.56s
11
钻中心孔
钻的中心孔
一面两销
X525立式钻床
中心钻
77.95
12
钻的底孔。
钻底孔至Φ9.6mmRa6.3um
一面两销
X525立式钻床
复合麻花钻
78.34s
13
进行粗铰
粗铰至Φ9.8mmRa3.2um
一面两销
YB900-7
铰刀
78.96
14
再进行精铰。
精铰至Φ10mmRa0.8um
一面两销
YB900-7
铰刀
79.17
15
去毛刺
钳工台
16
清洗
清洗机
17
终检
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化（日期）
会签
（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
（六）确定机械加工余量、切削用量、工序尺寸及公差
根据上述原始资料及加工工艺,查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）,分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下:
工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度
工序Ⅰ：
粗铣B表面1.0mm46mm16μm
工序Ⅱ：
粗铣C表面，1.0mm45mm16μm
工序Ⅲ：
再半精铣C表面。
1.0mm44mm12.5μm
工序
：
半精铣B表面。
1.0mm43mm12.5μm
工序
：
再精铣B表面。
1.0mm42mm6.3μm
工序
：
精铣C表面。
1.0mm41mm6.3μm
工序
：
钻，的底孔。
28mm18mm6.3um
工序
：
对，进行扩孔。
1.6mm29.6mm19.6mm3.2um
工序
：
再进行粗铰。
0.2mm29.8mm19.8mm1.6μm
工序
：
进行精铰。
0.2mm30mm20mm0.8μm
工序
：
钻的中心孔
工序
：
钻的底孔。
9.6mm6.3um
工序
：
进行粗铰。
0.1mm9.8mm3.2um
工序
：
再进行精铰。
0.1mm10mm0.8um
工序粗精铣工件上下表面
工步1.粗铣下表面
工件材料：
QT500铸造
机床：
X52K立式铣床
刀具：
硬质合金三面刃圆盘铣刀
材料：
YT15D=100mm齿数Z=8
因单边余量z=1mm,所以铣削深度=1mm
每齿进给量,取，铣削速度v=1.33m/s
机床主轴转速n=1000v/πd
式中v-----铣削速度
d-----刀具直径
n=1000v/πd=1000*1.33*60/3.14*100=254r/min
实际铣削速度
v=πdn/1000=3014*100*300/1000*60=1.57m/s
进给量:
==0.12x8x300/60=4.88mm/s
工作台进给量==4.8mm/s=288mm/min
切削力F=/（见《切削手册》表3.28）
其中=650
=0.2mm
=1.0
=0.08
=0.72
=40mm
=0.86
=100mm
=0.86
Z=12
得F=/
=115N
安全系数K=
为基本安全系数1.5
为加工性质系数1.1
为刀具钝化系数1.1
为断续切削系数1.1
所以=KF
=1.5*1.1*1.1*1.1*115
=229.6N
切削功率=60*102*N/V
=60*102*229.6/2.4
=3.9KW
四、主要加工工序的确定及工序卡设计
描图
描校
底图号
装订号
中原工学院
机械加工工序卡片
产品型号
零部件图号
产品名称
零部件名称
共1页
第1页
车间
工序号
工序名
材料牌号
Ⅶ
钻的孔
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
铸件
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
立式钻床
Z3050
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
工步号
工步内容
工艺装备
主轴速度r/min
切削速度m/min
进给量mm/r
背吃刀量mm
进给次数
工步工时
机动
辅助
1
钻的中心孔
中心钻、游标卡尺、专用夹具
640
60
0.8
1
1
30s
60s
2
钻的底孔
铰刀、游标卡尺
320
40
0.8
1.5
1
30s
60s
3
进行粗铰
铰刀、游标卡尺、专用夹具
480
60
0.5
0.5
1
30s
60s
4
再进行精铰。
铰刀、游标卡尺、专用夹具
320
80
0.3
0.3
1
30s
60s
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
处数
更改文
件号
签字
日期
标记
处数
更改文
件号
签字
日期
五、夹具设计
（一）、设计要求
（1）问题的提出
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，以下将设计第四道工序——钻孔的专用夹具。
孔为通孔。
本工序的加工要求：
表面粗糙度为0.8，槽的中心线对圆柱对称度分别为0.3mm。
（二）、指定工序夹具设计的有关计算
工件以两孔一面在两销一面上定位
单个定位时：
支承平面：
限制了：
圆柱销1：
限制了：
圆柱销2：
限制了：
重复限制，分析知实际参与定位先后分不出，
假设1首参，限制：
2次参，限制了
综合结果：
限制了：
且
重复限制
所以圆柱销2采用菱形销，如下图b所示。
（三）定位误差分析
夹具体的各个面之间位置要求：
中心轴对圆柱的对称度为0.3mm,以及中心轴到B面的位置为，这样足以保证的位置精度。
销2距销1的距离为，即满足要求。
（四）夹紧装置的设计
夹紧装置，左侧为垫圈，右侧为开口垫圈，螺栓实现夹紧的作用，其中螺栓只是对工件起到夹紧的作用，没有防转作用和止推额作用，此夹具结构简单，操作方便。
（五）设计夹具体、绘制夹具草图
在上述定位、引导、夹紧、方案的基础上，设计夹具体，将各个部分连接成整体，并绘出夹具草图。
（六）绘制夹具装配图
（七）绘制夹具体零件图
六．总结
为期两周的工艺、夹具课程设计基本结束。
本次课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要教学环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
回顾整个过程，通过由浅入深的学习、探索和设计，无论是机械加工工艺规程设计，还是专用夹具设计，都让我觉得受益匪浅。
刚开始觉得很麻烦而无从下手，因此认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会了查各类工艺手册。
接着综合运用机械制造工艺学课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计简单零件工艺规程的能力。
然后根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。
当然过程中还提高了识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。
因此，可以说本次课程设计为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
由于自己的能力有限，设计中还又许多不足之处，恳请各位老师批评指正。
七．参考文献
《机械制造工艺学》——王先逵主编
《机械制造工艺学与机床夹具设计学习指导及习题》——秦宝荣主编
《机床夹具设计实例教程》——李名望主编
《机械制造工艺学课程设计指导书》——王栋主编
《机械制造工艺学课程设计指导书》——赵家齐
《机械制造工艺学》——陈明
《机床夹具设计手册》——东北重型机械学院
《机械夹具设计手册》——王光斗等主编
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