“杠杆”零件的机械加工工艺规程.doc

辽宁工程技术大学课程设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1

目 录
1、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………… 1
1.1零件的工艺分析………………………………………… 1
1.2零件的生产类型………………………………………… 1
2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 …………………2
2.1选择毛坯………………………………………………… 2
2.2确定机械加工余量……………………………………… 2
2.3确定毛坯尺寸…………………………………………… 2
2.4设计毛坯… ………………………………………………2
3、选择加工方法，制定工艺路线…………………………… 3
3.1定位基准的选择………………………………………… 3
3.2零件表面加工方法的选择……………………………… 3
3.3制定工艺路线…………………………………………… 3
4、工序设计……………………………………………………5
4.1选择加工设备与工艺装备……………………………… 5
4.2确定工序尺寸（工序4 ）…………………………………5
5、确定切削用量及基本时间（工序4）…………………… 6
5.1切削用量的计算………………………………………… 6
5.2基本时间tm的计算……………………………………… 6
6、夹具设计…………………………………………………… 8
6.1定位方案………………………………………………… 8
6.2夹紧机构………………………………………………… 8
6.3导向装置………………………………………………… 8
6.4夹具与机床连接元件…………………………………… 8
6.5夹具体…………………………………………………… 8
7、设计体会…………………………………………………… 9
参考文献………………………………………………………10

1、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是杠杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.左下、右上两端面和圆柱下端面、上端面所在平面的粗糙度为6.3，通孔φ25H9，粗糙度为3.2，此孔为加工其他孔的基准。
2.左边φ8H7孔，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.15；右边φ8H7孔，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.1。
3.孔φ10H7，粗糙度为1.6，对于φ25H9的平行度为0.1。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
1.2零件的生产类型
零件的生产纲领：大批量生产。

2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为HT200，零件结构较复杂，生产类型为大批生产，为使零件有较高的精度，保证零件表面质量和机械性能，故采用金属膜机器造型成形。这从提高生产效率上考虑也是应该的。
2.2确定机械加工余量
根据铸件材料、生产类型、基本尺寸、加工余量等级查表得，要求的铸件机械加工余量为2mm.
2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 2.4绘制毛坯图
3、选择加工方法，制定工艺路线
3.1定位基准的选择
粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的左上面或右下面为主要的定位粗基准。
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，选择以圆柱体的Φ25H9孔为精基准。
3.2零件表面加工方法的选择
（1）左下、右上两Φ30端面和Φ40的上端面所在平面 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣-精铣。
（2）Φ40圆柱体的下表面 公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2，需进行粗铣-半精铣-精铣。
（3）Φ25H9的孔，倒角 公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2，需进行钻-扩-铰。
（4）Φ10H7的孔 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6，需进行钻-粗铰-精铰。
（5）Φ8H7的两个孔 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6，需进行钻-粗铰-精铰。
3.3制定工艺路线
工序1：粗铣-精铣Φ40的上端面所在平面。
工序2: 粗铣-精铣左侧Φ30孔的下表面和右侧Φ30孔的上表面。
工序3：粗铣-半精铣-精铣Φ40圆柱体的下表面。
工序4：钻-扩-铰Φ25H9的孔，倒角。
工序5：钻-粗铰-精铰Φ10H7的孔。
工序6：钻-粗铰-精铰Φ8H7的两个孔。
工序7：清洗。
工序8：终检。
4、 工序设
4.1选择加工设备与工艺装备

工序号
设备
工 艺 装 备
工序1
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序2
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序3
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序4
Z525组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀、游标卡尺、专用夹具
工序5
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序6
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序7
清洗机

工序8

塞规、百分表、卡尺等
4.2确定工序尺寸（工序4）
由表可查得，Φ10H7mm的孔精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm；钻孔余量Z钻=3.8mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT8；钻：IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm；粗铰：0.022mm；钻：0.150mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：Φ10+0.0150mm；粗铰：Φ9.96+0.0220mm； 钻孔：Φ9.8+0.1500mm。

5、确定切削用量及基本时间（工序4）
5.1切削用量的计算
（1）钻孔工步
①被吃刀量的确定 取ap=1.9mm。
②进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
③切削速度的计算 由表，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v可取为16m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=520r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=16.8m/min.
(2)粗铰工步
①被吃刀量的确定 取ap=0.08mm。
②进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
③切削速度的计算 由表，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=128r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=4.38m/min.
(3)精铰工步
①被吃刀量的确定 取ap=0.02mm。
②进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
③切削速度的计算 由表，切削速度v可取为6m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=191.1r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=6.1m/min.
5.2基本时间tm的计算
（1）钻孔工步 根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=25mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（9.8mm/2）×cot54°+1mm=4.6mm;f= 0.1mm/r;n= 545r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(25mm+1mm+4.6mm)/(0.1mm/r×545r/min)=0.56min=33.6s。
（2） 粗铰工步 根据表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(9.96mm-9.8mm)/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=25mm；f=0.4mm/r; n=140r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（25mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×140r/min）=0.72min=43.2s。
（2） 精铰工步 根据表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(10mm-9.96mm)/2=0.02mm的条件查得l1=0.19mm；l2=13mm；而l=25mm；f=0.3mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（25mm+0.19mm+13mm）/（0.3mm/r×195r/min）=0.65min=39s。
6、夹具设计
6.1定位方案
工件以Φ40的下端面、Φ25H9孔和Φ8H7孔为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中Φ40下端面限制1个自由度、长圆柱销限制4个自由度、削边销限制1个自由度，共限制了六个自由度。
6.2夹紧机构
根据生产率要求，运用气动夹紧可以满足。采用铰链压板汽缸夹紧机构，通过汽缸往复运动实现对工件的上表面夹紧和放松。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。夹紧力大小用公式计算：FJ=F(l1–rf)/（l+rf）。
6.3导向装置
采用钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.3-1999。钻套高度H=16mm，排削间隙h=5mm.
6.4夹具与机床连接元件
在夹具体底部设计螺纹盲孔，用六角形螺栓固定。
6.5夹具体
由于被加工零件的孔有平行度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时平行度度在Φ10H7范围内允差0.1mm.

机械05-6
机械加工工艺过程卡片
产品型号

零件图号

姓名：
产品名称

零件名称
杠杆
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页
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1
页
材 料 牌 号
HT200
毛 坯 种 类
铸件
毛坯外形尺寸

每毛坯件数
1
每 台 件 数
1
备 注

工
序
号

工 序 内 容
设 备
工 艺 装 备
工 时
1
粗铣-精铣Φ40的上端面所在平面。
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具

2
粗铣-精铣左侧Φ30孔的下表面和右侧Φ30孔的上表面。
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具

3
粗铣-半精铣-精铣Φ40圆柱体的下表面。
X62卧式铣床
面铣刀、游标卡尺、专用夹具

4
钻-扩-铰Φ21H9的孔，倒角。
Z525组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀、游标卡尺、专用夹具

5
钻-粗铰-精铰Φ10H7的孔。
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

6
钻-粗铰-精铰Φ8H7的两个孔。
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

7
清洗。
清洗机

8
终检。

塞规、百分表、卡尺等

辽宁工程技术大学机械工程学院
机械05-6
机械加工工序卡片
工 序 名 称
钻铰
工序号
4

零件数量
1
零件号

零件名称
杠杆
材 料
毛 坯
牌号
硬度
形 式
重 量
HT200

铸 件

设 备
夹 具
工序工时(min)
名称
型号
专用夹 具
准终
单件
组合钻床

工步号
工 步 内 容
工艺装备
走刀次数
切削深度mm
进给量mm/r
主轴转速r/min
切削速
度m/s
工步工时s
1
钻孔至Φ9.8mm-9.95mm、Ra12.5um、至距基准孔中心线距离为48。
莫氏锥柄麻花钻、游标卡尺
1
9.8
0.1
545
0.28
33.6
2
粗铰至Φ9.96mm-9.982mm、Ra3.2um。
锥柄机用铰刀、内径千分尺
1
0.16
0.4
140
0.073
43.2
3
精铰至Φ10mm-10.015mm、Ra1.6um、
／／
0.1
A

锥柄机用铰刀、内径千分尺
1
0.04
0.3
195
0.102
39
设计者：金晓庆
指导老师
张兴元

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