1、辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 杠 杆 的 工 艺 性 分 析1.1 杠 杆 的 用 途题 目 给 出 的 零 件 是 杠 杆 。 它 的 主 要 的 作 用 是 用 来 支 承 、 固 定 的 。全 套 图 纸 ， 加 1538937061.2 杠杆的技术要求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)杠杆中间圆住上下面 430.05 IT12 3.2杠杆左端 44 上下面 430.05 IT12 3.2杠杆右端 18 上下面 18 IT12 6.3杠杆左端 22 内表面 220.15 IT12 3.2杠杆左端 28 内表面 28
2、 IT12 3.2钻、粗铰、精铰 20H7孔20H7 IT7 1.6车 M12 的螺纹 12杠杆右端 24H8 内上下面 24H8 IT7 1.6杠杆右端 32 内表面 32 IT12 3.2辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 21.3 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 HT150。 考 虑 到 零 件 在 工 作 中 处 于 润 滑 状 态 ， 采 用
3、 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 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 铸 造 杠 杆 毛 坯 尺 寸 公 差
4、及 机 械 加 工 余 量2.2.1 公 差 等 级由 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 铸 件 重 量 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机械加工余量铸件重量/kg 包容体重
5、量 形状复杂系数 材料系数 公差等级辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3/kg1.5 1 S2 M1 普通级项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注宽度 44 1.4 48.22.8厚度 24H8 1 20.72.3厚度 22 1 18.72.3孔径 20H7 1 16.72.33 拟定工艺路线3.1 选择定位基准定 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 选 择以 零 件 的 小 头 上 端 面 为 主 要 的 定 位 粗 基 准 ， 以 两 个 小 头
6、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 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 。3.1.3 表 面 加 工 方 法 的 确 定根据拔叉零件图上各加工表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 备注杠杆中间圆住上下面 IT12 3.2 粗铣-半精
7、铣 表 1-8杠杆左端 44 上下面 IT12 3.2 粗铣-半精铣 表 1-8辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4杠杆右端 18 上下面 IT12 6.3 粗铣 表 1-8杠杆左端 22 内表面 IT12 3.2 粗铣-半精铣表 1-8杠杆左端 28 内表面 IT12 3.2 粗铣-半精铣表 1-8钻、粗铰、精铰20H7 孔IT7 1.6 钻-粗铰-精铰 表 1-8车 M12 的螺纹 攻螺纹 表 1-8杠杆右端 24H8 内上下面IT7 1.6 粗铣-半精铣 表 1-8杠杆右端 32 内表面 IT12 3.2 粗铣-半精铣 表 1-83.2 拨叉零件各表面加工方案及加工余量3.
8、3 确定工艺路线根 据 零 件 的 几 何 形 状 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 术 要 求 ， 以 及 加 工 方法 所 能 达 到 的 经 济 精 度 ， 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 。 查 机 械 制 造 工 艺设 计 简 明 手 册 ， 选 择 零 件 的 加 工 方 法 及 工 艺 路 线 方 案 如 下 ： 工序
9、号工序称名 工序内容 设备 工艺装备0010 铣1.粗铣杠杆上下面 立式铣床 x51高速钢套式立铣刀、游标卡尺、专用夹具2.粗铣杠杆左端 44 上下面3.粗铣杠杆右端 18 上下面4.粗铣杠杆左端 22 内表面辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 55.粗铣杠杆左端 28 内表面20 钻 钻、粗铰、精铰 20H7 孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺30 铣 1.半精铣杠杆中间圆柱上面 立式铣床 x51高速钢套立铣刀、游标卡尺、专用夹具2. 半精铣杠杆左端 44 上下面3. 半精铣杠杆左端 22 内表面40 车 1.车倒角 1x45 转塔式六角车床45偏刀2.车倒角 1.5 x45
10、50 钻 用直径为 10.5 的钻钻空 四面组合钻床麻花钻、内径千分尺60板牙 攻 M12 的螺纹70 铣 1.粗铣杠杆右端 24H8 内上下面 立式铣床 x51 高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具夹具2.粗铣右端 32 内表面80 铣 半精铣杠杆右端 24H8 内上下面 立式铣床 x51 高速钢立铣刀、游标卡尺、专用夹具90 热处理 杠杆左右叉局部淬火 淬火机100 校正 校正杠杆右端拨叉上下面平 行度 校正工具、游标卡 尺110 磨磨杠杆中间圆柱两端面至44-0.-0.1，对 20H7 的圆跳动为 0.05 M7120A砂轮 1-35040127-WA46K5V，磨夹具游标卡尺120 辅助
11、清洗 清洗机130 检 终捡3.4 确定切削用量，时间定额工 步 20 钻 ， 粗 铰 ， 精 铰 直 径 为 10 毫 米 的 孔3.4.1 切 削 用 量 的 计 算 1 钻 孔 工 步钻 孔 至 直 径 为 20H7， Ra1.6um1） 背 吃 刀 量 为 aP=19.8mm辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 62) 进 给 量 由 表 查 5-22 得 f=0.2mm/r3)切 削 速 度 计 算 由 表 5-22 得 v 取 18m/min。 由 公 式 5-1 计 算 的 钻 头 转速 为 734.93r/min,参 照 表 4-9 选 取 主 轴 转 速 为 n=9
12、60r/min.在 有 公 式算 出 .v=23.5m/min. 2 粗 铰 工 步1)背 吃 刀 量 为 aP=0.16mm2)进 给 量 由 表 查 5-22 得 f=1mm/min3) 切 削 速 度 计 算 由 表 5-22 得 v 取 3m/min。 由 公 式 5-1 计 算 的 钻 头 转速 为 120r/min,参 照 表 4-9 选 取 主 轴 转 速 为 n=140r/min.在 有 公 式 算出 .v=3.49m/min. 3 精 铰 工 步1)背 吃 刀 量 aP=0.04mm2)进 给 量 由 表 查 5-22 得 f=0.8mm/min3) 切 削 速 度 计 算
13、由 表 5-22 得 v 取 4m/min。 由 公 式 5-1 计 算 的 钻 头 转速 为 159r/min,参 照 表 4-9 选 取 主 轴 转 速 为 n=195r/min.在 有 公 式 算出 .v=4.89m/min.3.4.2 时 间 定 额 的 计 算钻 孔 工 步基 本 时 间 =（ 25+4。 6+1） /392*0。 1=46。 8 秒辅 助 时 间 =0。 15*46。 8=7。 02 秒其 它 时 间 =0。 06*46。 8=2。 81 秒钻 孔 的 单 件 时 间 =46。 8+7。 02+2。 81=56。 63 秒粗 铰 工 步基 本 时 间 =（ 25+0
14、。 37+15） /97*0。 4=62。 4 秒辅 助 时 间 =0。 15*62。 4=9。 36 秒辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7其 它 时 间 =0。 06*62。 4=3。 74 秒粗 铰 的 单 件 时 间 62。 4+9。 36+3。 74=75。 5 秒精 铰 工 步基 本 时 间 =（ 25+0。 19+13） /97*0。 3=78。 6 秒辅 助 时 间 =0。 15*78。 6=11。 79 秒其 它 时 间 =0。 06*78。 6=4。 72 秒精 铰 的 单 件 时 间 =78。 6+11。 79+4。 72=95。 11 秒因 此 ， 加 工
15、 10 毫 米 孔 的 单 件 时 间 为56 53+75。 5+95。 11=227。 14 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 工 序 20钻 、 粗 铰 、 精 铰 20H7 孔 的 夹 具 。 本 夹 具 将用 于 四 面 组 合 式 钻 床4.1 定位基准选择由 零 件 图 可 知 ， ， 20 为 圆 柱 孔 ， 为 使 定 位 误 差 为 零 ， 应 该 选 择杠 杆 右 端 面 为 定 位 基 准 保 证 基 准 重 合 。 此 外 ， 还 应 以 杠 杆 中
16、 间 圆 柱 下端 面 为 基 准 ， 从 而 保 证 加 工 位 置 。4.2 定位元件的选择夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 两 个 定 位 销 ， 这 两 个 定 位 销 的 尺 寸 与 公 差 规定 为 与 本 零 件 在 工 作 时 与 其 相 匹 配 杠 杆 两 端 的 尺 寸 与 公 差 相 同 ， 即 由两 个 支 撑 板 就 可 以 。4.3 夹具设计及操作的简要说明如 前 所 述 ， 在 设 计 夹 具 时 ， 应 该 考 虑 提 高 劳 动 生 产 率 。 为 此 ， 设 计 采辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8用 了 快 换 装 置 。 拆 卸 时
17、 ， 松 开 夹 紧 螺 母 12 扣 ， 拔 下 划 块 ， 实 现 工 件的 快 换 。 攻 螺 纹 时 ， 松 开 压 紧 螺 母 即 可 替 换 可 换 钻 套 ， 进 行 攻 螺 纹 加 工 。4.4 定 位 误 差 分 析（ 1） 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 确 定 。 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 两 个 定 位销 ， 这 两 个 定 位 销 的 尺 寸 与 公 差 规 定 为 与 本 零 件 在 工 作 时 与 其 相 匹 配杠 杆 两 端 的 尺 寸 与 公 差 相 同 。（ 2） 计 算 钻 套 中 心 线 与 工 作 台 的 度 误 差 。钻 套 外
18、 径 与 衬 套 孔 的 最 大 间 隙 为 ：50g720H6.)1.(.max衬 套 外 径 与 钻 模 板 孔 的 最 大 间 隙 为 ：61r50.23.08.ax则 钻 套 中 心 与 工 作 台 平 面 的 垂 直 度 误 差 为 ： 0.026-0.005=0.021。（ 3） 计 算 定 位 销 轴 与 工 作 台 的 平 行 度 误 差 。定 位 销 轴 与 夹 具 体 孔 的 最 大 间 隙 为 ：034.1.05.max夹 具 体 孔 的 长 度 为 14mm， 则 上 述 间 隙 引 起 的 最 大 平 行 度 误 差 为 ： 0.034/14， 即 0.24/100。
19、4.5 夹 具 设 计 及 操 作 的 简 要 说 明如 前 所 述 ， 在 设 计 夹 具 时 ， 应 该 考 虑 提 高 劳 动 生 产 率 。 为 此 ， 设 计 采用 了 快 换 装 置 。 拆 卸 时 ， 松 开 夹 紧 螺 母 12 扣 ， 拔 下 开 口 垫 圈 ， 实 现工 件 的 快 换 。 攻 螺 纹 时 ， 松 开 压 紧 螺 母 即 可 替 换 可 换 钻 套 ， 进 行 钻 孔 加 工 。5 设计新得作 为 一 名 机 械 系 ， 机 械 设 计 制 造 及 自 动 化 大 三 的 学 生 ， 我 觉 得 能 做 类似 的 课 程 设 计 是 十 分 有 意 义 ，
20、而 且 是 十 分 必 要 的 。在 已 度 过 的 大 三 的 时 间 里 我 们 大 多 数 接 触 的 是 专 业 基 础 课 。 我 们 在课 堂 上 掌 握 的 仅 仅 是 专 业 基 础 课 的 理 论 面 ， 如 何 去 锻 炼 我 们 的 实 践 面 ？ 如辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9何 把 我 们 所 学 到 的 专 业 基 础 理 论 知 识 用 到 实 践 中 去 呢 ？ 我 想 做 类 似 的 大 作业 就 为 我 们 提 供 了 良 好 的 实 践 平 台 。 在 做 本 次 大 作 业 的 过 程 中 ， 我 感 触 最深 的 当 数 查 阅
21、大 量 的 设 计 手 册 了 。 为 了 让 自 己 的 设 计 更 加 完 善 ， 更 加 符 合工 程 标 准 ， 一 次 次 翻 阅 机 械 设 计 手 册 是 十 分 必 要 的 ， 同 时 也 是 必 不 可 少 的 。我 们 是 在 作 设 计 ， 但 我 们 不 是 艺 术 家 。 他 们 可 以 抛 开 实 际 ， 尽 情 在 幻 想 的世 界 里 翱 翔 ， 我 们 是 工 程 师 ， 一 切 都 要 有 据 可 依 .有 理 可 寻 ， 不 切 实 际的 构 想 永 远 只 能 是 构 想 ， 永 远 无 法 升 级 为 设 计 。作 为 一 名 专 业 学 生 掌 握
22、一 门 或 几 门 制 图 软 件 同 样 是 必 不 可 少 的 ， 我就 简 单 的 学 历 学 CAD， 刚 开 始 时 觉 得 好 难 ， 就 是 因 为 没 有 把 自 己 放 在 使用 者 的 角 度 ， 单 单 是 为 了 学 而 学 ， 效 率 不 是 很 高 。 边 学 边 用 这 样 才 会 提 高效 率 ， 这 是 我 作 本 次 课 程 设 计 的 第 二 大 收 获 。 但 是 由 于 水 平 有 限 ， 难免 会 有 错 误 ， 还 望 老 师 批 评 指 正 。参 考 文 献1.机械制造工艺设计简明手册作者：李益民，出版社：机械工业出版社，出版日期：1999-10
23、-12金属切削技术基础手册主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社，出版日期 20063刀具设计手册主编：刘华明，出版社：机械工业出版社，出版日期：19994互换性与测量技术基础主编：王伯平，出版社：机械工业出版社，出版日期 2007.55机床夹具设计主编：薛源顺，出版社：机械工业出版社，出版日期 2000.66公差与配合实用手册主编方昆凡，出版社：机械工业出版社出版日期 2006.27机械设计制图手册主编：黄廷合 译，出版社： 科学出版社，出版日期：2006.128机械设计手册编著：机械设计手册编委会，出版社：机械工业出版社，出版日期： 2004-89Auto CAD 中文版机械制图教程作者：北京市计算机绘图教育研究中心，出版社：上海科学普及出版社，出版日期：2006.110机械制造工艺与机床夹具课程设计指导主编：吴拓，方琼珊 ，出版社：机械工业出版社，出版日期：2006-1-1
