1、辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 杠 杆 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定1.1 杠 杆 的 用 途 ：全 套 图 纸 ， 加 153893706它 的 主 要 的 作 用 是 用 来 支 承 、 固 定 的 。 要 求 零 件 的 配 合 是 符 合 要 求1.2 杠 杆 的 技 术 要 求 -按 表 形 式 将 该 拨 叉 的 全 部 技 术 要 求 列 表 中杠 杆 零 件 技 术 要 求 表加 工 表 面 尺 寸 及 偏差 (mm)公 差 及 精度 等 级表 面 粗 糙 度Ra( m)杠 杆 的 轴 高 度 54 毫 米 圆面54 IT13 12
2、。 5杠 杆 轴 的 直 径 40 毫 米 上 表 面 40 6 3杠 杆 轴 的 直 径 40 毫 米 下 表 面 40 3.2孔 的 直 径 为 10 毫 米 10 IT7 平 行度 为 0。 1A3.2孔 的 直 径 8 毫 米 下 表 面 8 6 3孔 的 直 径 为 8 毫 米 8 IT7 平 行度 为 0。 1A1 6孔 的 直 径 为 8 毫 米 的 上 表面8 6 3孔 的 直 径 为 8 毫 米 8 IT7 平 行度 为 0。 1A1 6如 表 格 可 知 ， 该 杠 杆 的 各 项 技 术 要 求 制 定 的 较 合 理 ， 符 合 带 零 件 在 变 速 箱 中 的辽 宁
3、 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2作 用 。1.3 审 核 杠 杆 的 工 艺 性分 析 零 件 图 可 知 杠 杆 的 25 孔 的 轴 线 合 两 个 端 面 有 着 垂 直 度 的 要 求 。 该 零件 除 主 要 工 作 表 面 加 工 精 度 均 较 低 ， 不 需 要 高 竣 工 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 刚 法 保 质 保 量 地 加 工 出
4、来 。 由 此 可 见 ， 该 零 件 的工 艺 性 较 好 。1.4 确 定 杠 杆 的 生 产 类 型依 设 计 题 目 知 ： N=4000 件 /年 ， 杠 杆 重 量 为 1.0kg， 杠 杆 属 轻 型 零 件 。 该 杠杆 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 。2 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图2.1 选 择 毛 坯零 件 的 材 料 HT200。 考 虑 到 零 件 在 工 作 中 处 于 润 滑 状 态 ， 采 用 润 滑 效 果 较 好 的铸 铁 。 由 于 年 产 量 为 4000 件 ， 达 到 大 批 生 产 的 水 平 ， 而 且 零 件 的 轮 廓
5、 尺 寸 不 大 ，铸 造 表 面 质 量 的 要 求 高 ， 故 可 采 用 铸 造 质 量 稳 定 的 ， 表 面 质 量 与 机 械 性 能 均 好 ， 适合 大 批 生 产 的 金 属 模 铸 造 。 又 由 于 零 件 的 对 称 特 性 ， 故 采 取 两 件 铸 造 在 一 起 的 方 法 ，便 于 铸 造 和 加 工 工 艺 过 程 ， 而 且 还 可 以 提 高 生 产 率 。2.2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 加 工 余 量要 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 及 机 械 加 工 余 量 ， 应 先 确 定 如 下 各 项 因 素 。2.2.1 公 差 等 级
6、由 于 杠 杆 的 功 用 和 技 术 要 求 。 确 定 该 零 件 的 公 差 等 级 为 普 通 级 .2.2.2 逐 渐 的 材 料 系 数已 知 机 械 加 工 后 杠 杆 件 的 重 量 为 1kg， 由 此 可 初 步 估 计 机 械 加 工 前 铸 件 毛 坯的 重 量 为 1.5kg。2.2.3 铸 件 的 材 质 系 数由 于 该 拨 叉 材 料 为 HT200， 是 碳 的 质 量 分 数 大 于 0.65%的 碳 素 钢 ， 该 铸 件 的采 制 系 数 属 M2 级 。杠 杆 铸 造 毛 坯 尺 寸 公 差 及 加 工 余 量铸 件 的 质 量 包 容 体 质 量 形
7、 状 复 杂 系 材 质 系 数 公 差 等 级辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3/kg /kg 数1.5 3 S2 M2 普 通 级项 目 /mm 机 械 加 工 余 量 /mm 尺 寸 公 差 / mm 备 注宽 度 R15 1 2.4 -厚 度 25 1 2.6 -厚 度 10 1 2.0 -孔 径 10 1 2.2 -中 心 距 48 1 3.2 -3 拟 定 杠 杆 工 艺 路 线3.1 定 位 基 准 的 选 择定 位 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 ， 通 常 先 确 定 精 基 准 ， 然 后 再 确 定 粗 基 准 。3.1.1 粗 基 准 的
8、 选 择以 杠 杆 的 直 径 为 40 毫 米 的 轴 粗 基 准 ， 以 两 个 小 头 孔 外 圆 表 面 为 辅 助 粗 基 准 。3.1.2 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 ， 以 粗 加 工 后 的 底 面 直 径 为 10 毫 米 的 孔 为 主 要 的 定 位 精 基 准 ，以 两 个 小 头 孔 外 圆 柱 表 面 为 辅 助 的 定 位 精 基 准 。3.2 表 面 加 工 方 法 的 确 定根 据 杠 杆 零 件 图 上 各 加 工 表
9、面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 确 定 加 工 件 各 表 面 的加 工 方 法 如 表加 工 表 面 尺 寸 精 度 表 面 粗 糙 度 加 工 方 案直 径 为 40 毫米 轴 的 上 表 面IT8 6 3 粗 铣 半 精 铣直 径 为 40 毫米 轴 的 下 表 面IT8 3.2 粗 铣 半 精 铣直 径 为 30 毫米 圆 的 下 表 面IT11 6 3 粗 铣 半 精 铣直 径 为 30 毫米 圆 的 上 表 面IT9 6 3 粗 铣 半 精 铣 25mm 孔 IT11 1 6 钻 镗 扩 孔 粗 铰 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4精 铰 10
10、mm 孔 IT7 1 6 钻 粗 铰 精 铰 8mm 孔 IT11 1 6 钻 粗 铰 精 铰 8mm 孔 IT11 1 6 钻 粗 铰 精 铰3.3 加 工 阶 段 的 划 分该 杠 杆 加 工 质 量 要 求 较 高 ， 可 将 加 工 阶 段 划 分 成 粗 加 工 ， 半 精 加 工 和 精 加 工 几个 阶 段 。在 粗 加 工 阶 段 。 首 先 将 精 基 准 准 备 好 ， 使 后 续 工 序 都 可 以 采 用 精 基 准 定 位 加 工 ，保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 先 完 成 粗 基 准 面 粗 铣 ， 半 精 铣 粗 基 准 面 的 精 洗
11、过 到要 求 ， 完 成 精 基 准 面 孔 的 钻 铰 精 校 的 过 程 。3.4 工 序 的 集 中 与 分 散选 用 工 序 集 中 原 则 杠 杆 的 加 工 工 序 。 该 杠 杆 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 ， 可 以 采 用万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ； 而 且 运 用 工 序 集 中 原 则 使 工 件 的 装夹 次 数 少 ， 不 但 可 以 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 由 于 与 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 ， 有 利于 保 证 各 种 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位 置
12、精 度 要 求 。3.5 工 序 顺 序 的 安 排3.5.1 机 械 加 工 工 序（ 1） 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 ， 首 先 加 工 基 准 直 径 为 8 毫 米 的 孔 。（ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。（ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 则 ， 先 加 工 主 要 表 面（ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 ， 先 加 工 杠 杆 的 表 面 ， 再 加 工 杠 杆 轴 孔 。3.6 确 定 工 艺 路 线在 综 合 考 虑 上 述 工 序 顺 序 安 排 原
13、则 的 基 础 上 ， 表 列 出 了 拨 叉 的 工 艺 路 线 。序号工 序 内 容设 备 工 艺 装 备1 粗 铣 直 径 为 25 毫 米的 孔 的 上 下 两 端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 ， 游标 卡 尺 ， 专 用 夹 具辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 52 半 精 铣 直 径 为 25 毫米 孔 的 下 端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 、 游标 卡 尺 、 专 用 夹 具3 加 工 直 径 为 25 毫 米的 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 、 铰 刀 、 内 径 千分 尺4 粗 铣 直 径 为
14、 8 毫 米 孔的 两 端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 ， 游标 卡 尺 ， 专 用 夹 具5 半 精 铣 直 径 为 8 毫 米孔 上 端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 工 面 铣 刀 ， 游标 卡 尺 ， 专 用 夹 具6 钻 ， 粗 铰 ， 精 铰 直 径为 10 的 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 ， 钻 刀 ， 内 径 千分 尺7 粗 铣 直 径 为 8 毫 米 孔的 两 端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 工 面 铣 刀 ， 游标 卡 尺 ， 专 用 夹 具8 半 精 铣 直 径 为 8 毫 米孔 的 下 端 面 立 式 铣
15、 床X51 高 速 钢 套 工 面 铣 刀 ， 游标 卡 尺 ， 专 用 夹 具9 钻 ， 粗 铰 ， 精 铰 直 径为 8 毫 米 的 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 、 铰 刀 、 内 径 千分 尺10 钻 ， 粗 铰 ， 精 铰 直 径为 8 毫 米 的 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 、 铰 刀 、 内 径 千分 尺11 去 毛 刺 钳 工 台 平 锉12 中 检 塞 规 、 百 分 表 、 卡 尺 等13 清 洗 清 洗 机14 终 检 塞 规 ， 百 分 表 ， 卡 尺 等3.7 切 削 用 量 ,时 间 定 额 的 计 算钻 ， 粗 铰 ， 精 铰 直 径 为 8 毫
16、 米 的 孔3.7.1 切 削 用 量 的 计 算钻 孔 工 步钻 孔 至 直 径 7。 8 至 7。 95 毫 米 Ra12.5um背 吃 刀 量 为 7。 8 毫 米进 给 量 由 表 查 得 f=0。 1mm/r切 削 速 度 计 算 由 表 查 得 近 似 为 12m/min 则 主 轴 转 速 算 为 530。 8 取 转 速 不545r/min,v 实 际 为 13。 35 米 每 分 钟粗 铰 工 步粗 铰 到 直 径 7。 96 至 8。 018 毫 米 ， Raum辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6背 吃 刀 量 为 0。 16 毫 米进 给 量 由 表 查
17、得 f=0.4mm/min切 削 速 度 计 算 由 表 查 得 近 似 为 2m/min 则 主 轴 转 速 算 为 80。 0 取 n=97r /min,v 实 际 =2.42m/min精 铰 工 步精 铰 至 直 径 为 88。 015Ra1.6um背 吃 刀 量 为 0。 04 毫 米进 给 量 由 表 查 得 f=0.3mm/r切 削 速 度 计 算 由 表 查 得 近 似 为 4m/min 则 主 轴 转 速 为 159 则 取 n=195r/min， v实 际 =4。 90m/min3.7.2 时 间 定 额 的 计 算钻 孔 工 步基 本 时 间 =（ 15+3。 8+1） /
18、（ 0。 1*545） =21。 8 秒辅 助 时 间 =21。 8*0。 15=3。 27 秒其 它 时 间 =21。 8*0。 6=1。 31 秒钻 孔 的 单 件 时 间 =21。 8+3。 27+1。 31=26。 38 秒粗 铰 工 步基 本 时 间 =（ 15+0。 37+15） /（ 97*0。 4） =47。 0 秒辅 助 时 间 =47。 0*0。 15=7。 05 秒其 它 时 间 =0。 06*47。 0=2。 82 秒粗 铰 的 单 件 时 间 47。 0+7。 05+2。 82=56。 87 秒精 铰 工 步基 本 时 间 =（ 0。 19+15+13） /（ 195
19、*0。 3） =28。 9 秒辅 助 时 间 =0。 15*28。 9=4。 34 秒其 它 时 间 =0。 06*28。 9=1。 73 秒精 铰 的 单 件 时 间 =28。 9+4。 34+1。 73=34。 97 秒因 此 ， 加 工 10 毫 米 孔 的 单 件 时 间 为26 38+56。 87+34。 97=118。 22 秒4 夹 具 设 计为 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 。 并设 计 钻 孔 为 8 毫 米 夹 具 。 本 夹 具 将 用 于 Z525 立 式 钻 床 ， 刀 具
20、为 高 速 钢 麻 花 钻 。辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 74.1 问 题 的 提 出本 夹 具 主 要 用 来 钻 8mm 孔 ， 这 个 孔 与 上 下 两 面 三 刀 端 面 有 着 平 行 度 要 求 。 此外 ， 在 本 工 序 加 工 时 还 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 ， 降 低 劳 动 强 度 ， 而 其 位 置 尺 寸为 自 由 公 差 ， 精 度 不 是 主 要 问 题 。4.2 夹 具 设 计4.2.1 定 位 基 准 选 择定 位 基 准 的 选 择 本 夹 具 是 一 个 专 用 固 定 式 钻 模 ， 用 于 加 工 手 柄
21、座 螺 纹 孔 底 孔 。 本 工 序 是 机 械 加工 的 最 后 一 道 工 序 。本 夹 具 没 有 设 置 加 紧 装 置 ， 主 要 是 因 为 钻 削 力 小 ， 工 作 时 只 需 用 手 扶 住 工 件 即可 。安 装 工 件 时 ， 只 要 将 工 件 手 柄 孔 R对 准 定 位 销 3， 将 工 件 沿 定 位 块 5水 平 推 入夹 具 ， 即 可 进 行 加 工 。为 了 提 高 加 工 效 率 ， 现 决 定 采 用 手 动 夹 紧 工 件 快 换 装 置 ， 并 采 用 固 定 式 钻套 有 利 于 钻 底 孔 。4.2.2 定 位 误 差 分 析（ 1） 加 工
22、 8H7 时 孔 距 尺 寸 84 0.2mm 的 定 位 误 差 计 算 ， 由 于 基 准 重 合 ， 故 ： 0.015+0.2=0.215mm， 0.015-0.2=-0.185mm， 上 下 偏 差 为 ： 0.215-（ -0.185） =0.4mm， 符 合 尺 寸 要 求 。而 基 准 位 移 误 差 为 定 位 孔 ( 25H9 )与 定 位 销 的 最 大 间 隙 ， 故 ： 定 位 销 取 直 径为 25H9， 尽 量 减 少 位 移 误 差 。 故 ： 25-25=0， 上 偏 差 ： 0.052-0.052=0mm， 下偏 差 ： 0-0=0mm。 其 基 准 也 符
23、 合 设 计 要 求 。 由 此 可 知 此 定 位 方 案 能 满 足 尺 寸 84 0.2mm 的 定 位 要 求 。（ 2） 加 工 8H7 孔 时 轴 线 平 行 度 0.15mm 的 定 位 误 差 计 算 ， 由 于 基 准 重 合 ， 故 ： 0.015+0.015=0.03mm而 基 准 位 移 误 差 是 定 位 孔 25H9 与 定 位 面 间 的 垂 直 度 误 差 。 故 :0.052+0.052mm=0.104mm所 以 有 ： 0.03+0.104mm=0.134mm此 方 案 能 满 足 平 行 度 0.15mm 的 定 位 要 求 。4.2.3 夹 具 设 计
24、及 操 作 的 简 要 说 明本 次 的 夹 具 为 工 序 ： 钻 、 粗 、 精 铰 2 8（ H7） 小 孔 使 尺 寸 达 到 8（ H7） 而 设 计 的 。 本 工 序 所 加 工 的 孔 是 位 于 30 凸 台 平 面 内 ， 孔 径 不 大 ，辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8工 件 重 量 较 轻 、 轮 廓 尺 寸 以 及 生 产 量 不 是 很 大 等 原 因 ， 采 用 翻 转 式 钻 模 。1、 确 定 设 计 方 案这 道 工 序 所 加 工 的 孔 在 30 凸 台 平 面 上 ， 且 与 土 台 面 垂 直 ， 平 行 度 A=0.1。根 据
25、工 件 结 构 特 点 ， 其 定 位 方 案 有 ：工 件 以 25 0.052mm 孔 及 端 面 和 水 平 面 底 、 30 的 凸 台 分 别 在 台 阶 定 位销 、 支 承 钉 上 实 现 完 全 定 位 。 钻 8（ H7） mm 孔 时 工 件 为 悬 臂 ， 为 防 止 工 件 加 工时 变 形 ， 采 用 了 螺 旋 辅 助 支 承 ， 当 辅 助 支 承 与 工 件 接 触 后 ， 用 螺 母 锁 紧 。2 、 选 择 定 位 元 件（ 1） 选 择 带 台 阶 面 的 定 位 销 ， 作 为 以 25H9 孔 及 其 端 面 的 定 位 元 件 。 定 位 副配 合
26、取 。（ 2） 选 择 可 调 支 承 钉 为 8（ H7） 孔 外 缘 毛 坯 一 侧 防 转 定 位 面 的 定 位 元 件 ,用锁 紧 螺 母 将 其 锁 紧 ， 防 止 在 加 工 孔 时 出 现 扭 转 ， 限 制 工 件 六 个 自 由 度 。 为 增 加 刚 性 ，在 8（ H7） 的 端 面 增 设 一 螺 旋 辅 助 支 承 ， 辅 助 支 承 与 工 件 接 触 后 ， 用 螺 母 将 其 锁紧 。3、 计 算 夹 紧 力 并 确 定 螺 杆 直 径参 考 文 献 （ 机 械 加 工 工 艺 手 册 ） ， 因 夹 具 的 的 夹 紧 力 与 切 削 力 方 向 相 反 ，
27、 实际 所 需 夹 紧 力 与 切 削 力 F 之 间 的 关 系 为 ：夹=KF， 式 中 的 K 为 安 全 系 数 。 由 参 考 文 献 得 ， 当 夹 紧 力 与 切 削 力 方 向 相 反夹时 ， 取 K=3。由 前 面 的 计 算 可 知 F=1279N。 所 以 ， =KF=12793N=3837N， 由 此 可 以夹知 道 ， 选 择 一 个 M30 的 螺 旋 辅 助 支 承 。 一 是 为 了 承 受 切 削 力 的 冲 击 ， 二 是 为 了 防止 工 件 在 加 工 时 变 形 ， 因 为 钻 8（ H7） 孔 时 ， 工 件 为 悬 臂 。辽 宁 工 程 技 术 大
28、 学 课 程 设 计 95 参 考 文 献1 机 床 夹 具 设 计 （ 第 二 版 ） 肖 继 德 、 陈 宁 平 主 编 机 械 工 业 出 版 社 2000.52 机 床 夹 具 的 现 代 设 计 方 法 秦 国 华 、 张 卫 红 主 编 航 空 工 业 出 版 社 2006.113 机 械 制 造 技 术 基 础 黄 健 求 主 编 机 械 工 业 出 版 社 2005.114 机 床 夹 具 设 计 秦 宝 荣 主 编 中 国 建 材 工 业 出 版 社 1998.25 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 南 崇 凯 主 编 化 学 工 业 出 版 社 2007.
29、26 机 械 制 造 与 模 具 制 造 工 艺 学 陈 国 香 主 编 情 话 大 学 出 版 社 2006.57 机 械 精 度 设 计 与 检 测 技 术 李 彩 霞 主 编 上 海 交 通 大 学 出 版 社 2006.18 机 械 制 造 技 术 基 础 方 子 良 主 编 上 海 交 通 大 学 出 版 社 2005.1 9 敏 捷 夹 具 设 计 理 论 及 应 用 武 良 臣 、 郭 培 红 等 主 编 煤 炭 工 业 出 版 社 2003.9 10 机 械 制 造 工 艺 及 专 用 夹 具 设 计 指 导 孙 丽 媛 冶 金 工 业 出 版 社 2002.1211 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 教 程 邹 青 主 编 机 械 工 业 出 版 社 2004.8辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10
