铣床杠杆的机械加工工艺规程及工艺装备设计.doc

JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 课程设计与综合训练 说明书 铣床杠杆的机械加工工艺规程及工艺装备设计 学院名称： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 05 机制 2 班 姓 名： 蒋 波 学 号： 0 5 3 2 1 2 20 指导教师姓名： 恽 国 兴 指导教师职称： 副 教 授 2009年 1 月序言机械制造工艺学课程设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系世纪的训练。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法。在完成夹具结构设计的同时，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对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。为自己未来的职业生涯打下一个良好的基础。目录第1章 课程设计序言 1.1 零件的分析 11.1.1 零件的作用 11.1.2 零件的工艺分析 31.2 工艺规程的设计 31.2.1 确定毛坯的制造形式 31.2.2 基准的选择 31.2.3 工件表面加工方法的选择 41.3 确定工艺路线 41.3.1 加工余量及毛坯尺寸的确定 61.3.2 选择加工设备及刀、量、夹具 71.4 加工工序设计 191.5 夹具的设计 101.5.1 定位方案的确定 101.5.2 选择定位元件 111.5.3 计算夹紧力 111.5.4 定位误差计算 12第2章 综合训练2.1 夹具体三维造型实现方法的概述 132.2 夹具三维造型过程简述 14小结 22参考文献 23 铣床杠杆的机械工艺规程及机械装备设计第1章 课程设计1.1零件的分析 设计的具体要求包括： 1. 零件图 1张 2. 毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程卡片 1套 4机械加工工序卡片 1套 5夹具总装图 1张 6夹具三维造型图 1张 7. 夹具体零件图 1张 7课程设计说明书 1份 1.1.1 零件的作用 题目所给定的零件是铣床杠杆。它的主要的作用是用来支承、固要求零件的配合符合要求。 图1-1为铣床杠杆的零件图，1-2为三维造型图。 图1-1 杠杆的零件图 图1-2 杠杆的三维图1.1.2 零件的工艺分析 杠杆的25(H9)孔的轴线和两个端面垂直度的要求,28(H7)孔的轴线与25H9孔的轴线有平行度要求.现分述如下: 本夹具用于在立式钻床上，加工8(H7)孔。工件以25(H9) 孔及端面和水平面底、30的凸台分别在定位销10、活动V形块上实现完全定位。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7，当辅助支承7与工件接触后，用螺母2锁紧。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为40mm的上下平台、粗精铣30凸台的上下表面、钻25(H9)的小孔 、钻28(H7)的小孔 、钻10(H7)孔。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、25（H9）和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）、10(H7)孔为Ra3.6um。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是孔8(H7),要用8(H7)钢球检查。1.2 工艺规程的设计1.2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，因此采用润滑效果较好的铸铁。由于零件年产量为5000件，达到大批量生产的水平，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，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,保证加工质量。1.2.2 基准的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H9）的孔。（2）精基准的选择。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。本工序中为了便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。1.2.3 工件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法。3、 30mm的凸台上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、 钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒145内角。5、 钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。6、 钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra3.2，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。1.3 确定工艺路线 由于该零件生产类型为大批量生产,所以应尽量使工序集中来提高生产率,除此之外,还应降低生产成本。1、 工艺路线方案一：铸造时效涂底漆 工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台 工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9) 工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7） 工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。 工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。 工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。 工序：检验入库。2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆 工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。 工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。 工序：钻28(H7)的小孔使尺寸达到8(H7) 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9) 工序：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm 工序 ：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm 工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。 工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。 工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。 工序：检验入库。3、工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，25（H9）孔作为精基准，所以就要加工25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7），那样就很难保证28的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。具体工艺过程如下:1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆 工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台(粗基准的选择如前所述) 工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9) 工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）(以25定位) 工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm 工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm 工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm 工序：检验入库1.3.1 加工余量及毛坯尺寸的确定 根据工件的原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量及毛坯尺寸:查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值(mm)说明40mm的上下平台宽度30mm的平台4030GH43加工上下底面加工上表面30mm的凸台上下面 30H3凸台上下面10(H7)孔10 H3加工内孔8（H7）孔 8 H3加工内孔25（H9）孔25 G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168410（H7）孔尺寸 102.010 325（H9）孔尺寸253.02548（H7）孔尺寸82.08 3图1-3 零件的毛坯图1.3.2 选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣宽度为30mm的凸台表面。采用X5021立式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）1.4 加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对40上端面的加工设计。表 1余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸40上表面 粗铣0.21554.2740上表面 精铣0.055 541、 粗铣40平面使尺寸达到54.27mm。2、 精铣40平面使尺寸达到54.27mm。这两道工序全都采用X5023机床来进行加工的，故： （1） 参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5023机床主要技术参数，取粗铣40上表面的进给量f=0.3mm/r,求得40上表面的切削速度为V=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:图2-16 装配手柄步骤七： 装配定位键，图形如下： 图2-17 装配定位键 下面是图形的整体装配图：图2-18 整体装配图小结 五个星期的机械制造工艺学课程设计马上就要划上句号，经过这五个星期的努力，我在老师的指导下，取得了自己满意的效果，课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践相结合，加深了理论知识的理解，强化了在运用中的感性认识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备以及更加熟练的运用三维软件造型等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。参考文献1、李益民，机械加工工艺简明手册M，北京：机械工业出版社，19942、李洪，机械加工工艺手册M，北京：北京出版社，19903、廖念钊等，互换性与技术测量（第四版）M，北京：中国计量出版社，19904、于骏一、邹青，机械制造技术基础M，北京：机械工业出版社，20045、刘华明，刀具设计手册M，北京：机械工业出版社，19996、艾兴、肖诗钢,切削用量手册M, 北京：机械工业出版社，1985 7、上海柴油机厂工艺设备研究所,金属切削机床夹具设计手册M, 北京：机械工业出版社，1984目 录第一章 总论11.1项目名称与承办单位11.2研究工作的依据、内容及范围11.3编制原则31.4项目概况31.5技术经济指标51.6结论6第二章 项目背景及建设必要性82.1项目背景82.2建设的必要性9第三章 建设条件113.1项目区概况113.2建设地点选择错误！未定义书签。3.3项目建设条件优劣势分析错误！未定义书签。第四章 市场分析与销售方案134.1市场分析134.2营销策略、方案、模式14第五章 建设方案155.1建设规模和产品方案155.2建设规划和布局155.3运输185.4建设标准185.5公用工程205.6工艺技术方案215.7设备方案215.8节能减排措施24第六章 环境影响评价256.1环境影响256.2环境保护与治理措施266.3评价与审批28第七章 项目组织与管理297.1组织机构与职能划分297.2劳动定员297.3经营管理措施307.4技术培训30第八章 劳动、安全、卫生与消防318.1编制依据及采用的标准318.2安全卫生防护原则318.3自然灾害危害因素分析及防范措施328.4生产过程中产生的危害因素分析及防范措施328.5消防编制依据及采用的标准348.6消防设计原则358.7火灾隐患分析358.8总平面消防设计358.9消防给水设计368.10建筑防火368.11火灾检测报警系统378.12预期效果37第九章 项目实施进度389.1实施进度计划389.2项目实施建议38第十章 项目招投标方案4010.1招标原则4010.2项目招标范围4010.3投标、开标、评标和中标程序4010.4评标委员会的人员组成和资格要求42第十一章 投资估算和资金筹措4311.1投资估算4311.2资金筹措及使用计划45第十二章 财务评价4712.1费用与效益估算4712.2财务分析4812.3不确定性分析4912.5财务评价结论50第十三章 建设合理性分析5113.1产业政策符合性分析5113.2清洁生产符合性分析5113.3规划符合性分析5113.4项目建设环保政策符合性分析5113.5环境承载性分析5113.6结论52第十四章 结论与建议5319