机械加工设计书.doc

湖南电子科技学院
湖南电子科技职业技术学院

《机械制造技术基础》课程综合实训

说 明 书

学生姓名： 孙春
学 号： 200932205026
系 部： 机电工程系
专 业： 机电一体化
题 目： “杠杆”零件机械加
工工艺规程及工艺装备
指导教师： 朱绍伯

2010年4月16日

目录
一、 设计任务书………………………………………………………..3
二、零件的工艺分析及生产类型的确定…………………………….3
三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图……………………………4
四、选择加工方法，制定工艺路线………………………………………6
五、工序设计………………………………………………………………6
六、确定切削用量及基本时间…………………………………………7
七、夹具设计………………………………………………………………9
八、设计小结………………………………………………………………9
九、参考资料目录………………………………………………………11

一、 设计任务书
1．设计目的
1) 对学生进行本课程的设计理论及工艺知识综合训练，进一步的巩固和拓展学生所学的基本理论和基本分析方法方法；
2) 通过实训学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础；
3)通过减速器方案设计、结构设计、图纸绘制以及运用设计手册、标准及规范等技能的训练，使学生具有初步具备设计简单通用机械的能力。
由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。
2.原始数据

该零件图样，Q=2000台/年，n=1件/台，每日一班。
二、 零件的工艺分析及生产类型的确定
本次设计的零件是“杠杆”
2.1 零件的工艺分析
通过对该零件的重新绘制，知原图的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔要求偏高。一般8级精度的杠杆。基准孔要求.其车两端面，精镗孔，铣零件两端内槽，钻孔攻丝M12。加工不成问题。应该说，这个零件的工艺较好。
2.2零件的生产类型
依设计题目知：Q=2000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取为10%和1%。代入公式（2—1）得该零件的生产纲领
件/年
该零件是机床杠杆，其属于轻型零件，生产类型为中批生产。

三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
3.1.选择毛坯
该零件材料为HT150。由于零件年产量为2222件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大。故采用铸件，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。
3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
参考教材第5章第一节.铸件尺寸公差与机械加工余量按GB/T6414—1999确定。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。
⑴铸件公差等级，由该零件的功用和技术要求，确定其铸件公差等级为普通级
⑵铸件质量，根据零件成品质量1.36Kg.估算为
⑶铸件形状复杂系数S

该铸件为方形。假设其长度为207mm，宽48mm，则由公式（5—4）、（5—5）

故该零件的形状复杂系数S属级。
⑷铸件材质系数M 由于该零件材料为铸铁是碳的质量分数小于1.5%的灰铸铁。故铸件的材质系数属级。
⑸零件表面粗糙度 由零件图知除mm孔为以外，其余各加工表面。
3.3确定机械加工余量
根据铸件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数，查表5—9，由此查得单边余量在厚度方向为5.5~7.5mm。由于根据零件图得知水平方向不需要加工。所以不需要加工余量。
3.4确定毛坯尺寸
根据零件图，确定毛坯尺寸见表4—1.
表4—1 杠杆毛坯（铸件）尺寸 /mm
零件尺寸
单面加工余量
铸件尺寸
零件尺寸
单面加工余量
铸件尺寸
44
2
48
18
2
20

15

15
34

34
40

40
203

203

3.5确定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数从教材表5—6、5—7中查得本零件毛坯尺寸允许偏差见表4—2.
表4—2杠杆毛坯（铸件）尺寸允许偏差 /mm
铸件尺寸
偏差
根据
铸件尺寸
偏差
根据
44

表5—6
表5—7
18

表5—6
表5—7

15

34

40

203

3.6设计毛坯图
⑴确定圆角半径： 铸件外圆半径倒角R3~5
⑵确定铸件尺寸： 长203mm 宽40mm 高48mm
⑶确定毛坯的热处理方式： 灰铸铁毛坯铸造后应安排时效处理。以消除残余的铸造应力。
图4—3所示为本零件的毛坯图。

图4—3杠杆毛坯图

四、选择加工方法，制定工艺路线
4.1定位基准的选择
本零件是带孔的杠杆，孔是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。 即选孔作为精基准。杠杆两端和外圆面为粗基准。先加工两端面及孔
4.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔、端面、槽及小孔等。材料为HT150.。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。
⑴外圆面 未标注公差尺寸，根据GB1800—79规定其公差等级按IT14，两端表面粗糙度为Ra3.2um,需进行粗车和精车。（表5—14）
⑵内孔，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6um,加工方法可以在车床上进行粗镗，半精镗、精镗。（表5—15）
⑶端面 本零件端面尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3.2um,，经粗铣、半精铣即可（表5—16）。
⑷槽 槽宽和槽深的公差等级分别为IT8和IT9，表面粗糙度分别Ra3.2um,和Ra1.6um,
需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣、精铣。（表5—16）
⑸M12孔 钻孔攻丝即可。
4.3制订工艺路线
Ⅰ 铸毛坯 根据毛坯图铸造毛坯。
Ⅱ 热处理 时效处理。
Ⅲ 粗车 粗车两端面。
Ⅳ 镗 粗镗、半精镗、精镗孔，至图上尺寸。
Ⅴ 铣 粗铣两端面及精铣内槽。
Ⅵ 铣 粗铣两端面及精铣24H8内槽。
Ⅶ 钻孔 钻孔、攻丝M12通孔。
Ⅷ 钳工 钳工去毛刺、锐边。
Ⅸ 终检。
五、工序设计
5.1选择加工设备与工艺装备
⑴选择机床 根据不同的工序选择机床
① 工序Ⅲ是粗车、精车。各工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的C620—1型卧式车床即可。（表5—55）
② 工序Ⅳ是为精镗孔，由于加工的零件外廓尺寸不大，故选在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度数值较小，需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用C616A型卧式车床。（表5—55）
③ 工序Ⅴ、Ⅵ是用三面刃铣刀粗铣和精铣槽及端面，应选用立式铣床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的X52型铣床能满足加工要求。（表5—71）
④ 工序Ⅶ钻孔、攻丝M12通孔， 可选用立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床。（表5—64）
⑵选择夹具 本零件除粗铣及半精铣槽和端面、钻小孔的工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
⑶ 选择刀具，根据不同的工序选择刀具。
① 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30.。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀.（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）
② 铣刀按表5—105选镶齿三面刃铣刀（JB/T7953—1985）。零件要求铣切深度为28、32，按表5—98铣刀的直径应为0~80因此所选铣刀：铣刀直径
③ 钻孔攻丝M12孔，选用mm直柄麻花钻，然后攻丝M12孔。（GB/T6135.3—1996）表5—83
⑷选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用专用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。
① 加工端面可用百分表测量
② 选择加工孔量具，孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工，可用量具有内径千分尺、内径百分尺、三牙锁紧式塞规。（GB/T6322—198）
③ 选择加工槽所用量具 槽经粗铣、半精铣、精铣三次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：IT8 、IT9。可 选用千分尺进行测量。
六、确定切削用量及基本时间
⑴切削用量，本工序为粗铣槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。铣刀直径宽度齿数，根据5—143选择铣刀的基本形状。由于加工钢材料的范围内，故选前角为，后角（周齿）(端齿).
已知铣销宽度铣销深度。机床选用X52型卧式铣床，共铣2个槽。
① 确定每齿进给根据表5—144.X52型立铣床的功率7.5KW（表教材5—71）工艺系统刚性为中等。细齿盘铣刀加工钢材。查得进给量。现取.
② 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据教材表5—148用高速钢盘铣刀粗加工钢材。铣刀齿后面最大磨损是1mm，铣刀直径d=8mm，耐用度T=60min.
③ 确定切削速度和工作台每分钟进给量。根据教材表2—17中公式计算：

式中 m=0.33 T=60min
z=3 d=8mm .

根据X52立铣工作台进给量 选择则实际进给量为
④校验机床功率。根据教材表2—18的计算公式铣削时的功率（单位kw）为

式中

X52铣床电动机的功率为7.5故所选用切削用量可以采用，所确定的切削用量为

⑵基本时间，根据教材表2—28 立铣刀铣槽的基本时间为

式中

七、夹具设计
本夹具是工序Ⅵ用三面刃铣刀纵向进给铣24H8内槽的专用夹具，在X52立式铣床加工杠杆一个端面上的内槽。所设计的夹具装配图、夹具体零件如图所示。有关说明如下。
⑴定位方案 工件以孔为定位基准，采用平面与销组合定位方案，在心轴的短圆柱面上定位，其中心轴限制4个自由度、支承钉限制了2个自由度。夹具体与圆孔采用短菱形销定位防止转动。
⑵夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用多行式多件联动铰链压板夹紧机构，通过扭紧压板上螺母使压板同时压紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。压板夹紧力主要作用是防止工件在铣削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。
⑶对刀装置 采用直角对刀块对刀。选用JB/T8031.3—1999直角对刀块通过对刀座固定在夹具体上，保证对刀块工作面始终处于在平行走刀路线的方向上，这样便不受工作台的移动的影响。
⑷夹具与机床连接元件 采用两个标准定位键A18h8JB/T8016—1999，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置，并保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。
⑸夹具体 工件的定位元件和夹紧元件由螺纹连接起来，对刀装置定位固定在夹具体上，这样该夹具便有机连接起来，实现定位、夹紧、对刀等功能。
⑹使用说明 安装工件时，松开铰链压板螺栓上的螺母，将压板后撤，把工件装在心轴上，再将压板压上，然后旋紧螺母。需要调节是可用调节支承螺栓进行调节。
⑺结构特点 该夹具结构简单，操作方便。由于本夹具可以同时夹紧4个工件，故可以用于多件加工、成批生产、有效提高生产率等特点。
夹具上装有直角对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。
八、设计小结
机械课程设计是我们大学的基础课程、专业基础课程以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学机械课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我大学生活中占有重要的地位。
我的题目是“杠杆”夹具设计，对于我们这些新手来说，这是很大的考验，我一千次一万次的问自己，怎么才能找到课堂所学与实际应用的最佳结合点？怎么才能让自己的设计在篇幅上简单，在使用价值上丰富？怎样让自己的业余更近专业？怎样让自己的计划更具有序性，而不会忙无一用？机会是老师，学校，以及无数代教育工作者给的，而能力是自己的，耐性是需要的。经过自己的琢磨，听取了学姐，学长们的建议，还查阅了很多书籍，才做到了心中有数，才了解了机械课程设计的真正用意——培养自学能力，养成程序编辑的好习惯。我从来不相信车到山前必有路的说法，认为那只是懒惰者自寻懒惰的借口，我要积极，要把握，要努力。我们自己能做到的仅此而已，因为人力也有所不能及。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己的大学学习情况做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足:
首先是自己的心态问题,轻视这次课程设计,以为可以像以前一样轻轻松松地通过,其次就是基本知识问题,由于以前上课不太认真，结果就落下了很大一截,自己很想好好的把它补上来,但一直没补上来,说起这事情自己心里不免有些惭愧!从而就这样,自己面对课程设计困难重重,在一次又次的打击与挫折下,自己心里不免有点不满起来,然而现实就是现实,没办法,课程设计是必须完成的.虽然自己心里有这样的失败感,但在外人看来,我就是行,结果自己只能强迫自己去前进!然而自己地认为任务心里怎么也没有高兴感!
结果拿去给老师检查的时候,也许一两次还可以接受,但是在需要面对改正错误四五次的时候自己的心里不免郁闷和烦躁,同时也存在一定的不满,但是从这次设计也可以看出一些问题:
1.心态:应该保持认真的态度,坚持冷静独立的解决问题
2.基本:认真学好基本知识,扎实自己的基本知识,使面对问题时不会遇到很多挫折,从而打击自己的信心,结果使自己很浮躁,越来越不想搞这设计,故应该好好学习基本知识,一步一步的来,不要急功近利!
4.树立自己的良好形象,乐观的面对生活,坚持自己的想法和意识,也许老师和他人对你的要求高一些就不要抱怨,因为那时是对你好,使你更好的发展,满足老师及他们广告的要求!
在这次课程设计过程中，我学到了很多人生的哲理，懂得怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪，黑夜过去了，我们收获的是黎明。在本次设计中，给我印象最为深刻的是轴的选用上和校核上的问题，它将是我成功的关键。老天不会让我太过顺利，他在这最后的时刻设置的障碍，是要考验我的能力。在这个问题的解决上，我打了退堂鼓，我不能忍受长时间的无功而反，时间正在消磨我的意志。最后我还是鼓起勇气，到处问，到处查资料，黄天不负有心人，在机械设计手册上，我终于找到了该要的公式和知识点，然后对照书本，把整根轴的结构全部设计出来了，心中无比的兴奋。
总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情!
九、参考资料目录
⑴《机床夹具设计》薛源顺主编 机械工业出版社 1998年5月1版4次印刷
⑵《金属切削原理与刀具》陆剑中主编 机械工业出版社 1985年1版1次印刷
⑶《金属切削机床概论》顾维邦主编 机械工业出版社 1997.51版6次印刷
⑷《机械制造工业与夹具》兰公设主编 机械工业出版社 2005年2月1版2次印刷
⑸《机械制造课程设计指南》崇凯主编 化学工业出版社 2010年9月1版5次印刷

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