“杠杆”零件的机械加工工艺规程设计_机械加工零件工艺规程

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机械制造技术基础课程设计任务书

题目：

姓 名：易涛伟 班 级：A13机械2 学 号：130408331 指导老师：朱从容 日 期：2016-06-25 “杠杆”零件的机械加工工艺规程设计

目录

一、零件图的分析 1.1、生产类型 1.2、零件的作用

1.3、零件的结构特点及工艺分析

二、工艺规程设计

2.1、确定毛坯的制造形式 2.2、基面的选择

2.2.1、粗基准的选择

2.2.2、精基准的选择

2.3、工件表面加工方法的选择 2.4、确定工艺路线

2.5、工艺方案的比较和分析

2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

2.6.1、Ф40㎜外圆表面沿轴线长度方向

2.6.2、圆柱内孔Ф25H9㎜

2.6.3、Ф30凸台上2×Ф8㎜

2.6.4、Ф30凸台厚度方向的加工余量及公差

0.012.6.5、宽度为30㎜表面上Ф10H7（0）㎜

2.7确定切削余量

2.7.1 工序Ⅰ的切削用量的确定

2.7.2 工序Ⅱ的切削用量的确定

2.7.3 工序Ⅲ的切削用量的确定

2.7.4 工序Ⅳ的切削用量的确定

2.7.5工序Ⅴ的切削用量的确定

三、参考文献

序言

机械制造技术基础课程设计，是综合运用机械制造工艺学的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机制工艺”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计是在学完了该门课程之后的一个重要的实践教学环节，机械制造技术基础课程设计是对学生未来从事机械制造工艺工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力。在设计中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

一

零件的分析

1.1零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的杠杆结构，此零件的作用是支撑、固定，传递扭矩，帮助改变机床工作台的运动方向，要求零件的配合符合要求。

1.2零件的工艺分析

0.0

杠杆的Φ250㎜孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于历立式铣床上，加工Φ40㎜凸台端面。工件以0.052Φ250㎜孔及端面和水平面底、Φ30㎜的凸台分别用定位销实现完全定位。铣Φ40㎜端面时工件为悬臂，为了防止加工时变形，采用螺旋辅助支承与工件接触后，用螺母锁紧。要加工的主要工序包括：粗精铣宽

0.015度为Φ40㎜的上下平台、钻Φ10H7的孔、钻2xΦ8H7（0）㎜的小孔、粗精铣Φ30㎜的上下表面。

加工要求有：Φ40㎜的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上

0.015平台）、Ra3.2um（下平台）、Φ10H7的孔为Ra3.2um。2xΦ8H7（0）㎜孔有平行度分别为0.1um(A)、0.15um（A)。杠杆有过渡圆角为R5，其他的过渡圆角为R3，其中主要的加工表面是Φ30㎜得端面，要用游标卡尺检查。

二

工艺规程的设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件的材料是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。由于年生产量很高，达到了中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造的表面要求质量高，故可以采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

查参考文献得：各加工表面表面总余量、加工表面、基本尺寸、加工余量等级、加工余量数值说明

2.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

（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Φ40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型块支承Φ40的外轮廓作主要定位，以消除以消除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Φ25（H9）的孔。

(2)精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25(H9)的孔作为精基准。

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Φ40mm的上下平台、钻2×Ф8㎜的小孔、粗精铣Φ30㎜凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：

1、Φ40mm圆柱的上平台：公差等级为IT8～IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣→精铣的加工方法。

2、Φ40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8～IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣→精铣的加工方法。

3、Ø30mm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Φ25（H9）内孔：公差等级为IT6～IT8，表面粗糙度为Ra3.2，采用钻孔→扩孔钻钻孔→精铰的加工方法，并倒1×45°内角。

5、钻2xΦ8（H7）内孔：公差等级为IT6～IT8,采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。

2．4、确定工艺路线(1)、工艺路线方案一：

铸造

时效

涂底漆

工序1：铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台 工序2：铣宽度为Φ30mm的凸台表面 工序3：钻孔使尺寸达到Ф23mm。

工序4：扩孔钻钻孔Ф23使尺寸达到Ф24.8mm。工序5：铰孔Ф24.8㎜使尺寸达到Ф25(H9)。工序6：钻、粗、精铰2×Ф8的孔 工序7：检验入库。(2)、工艺路线方案二：

铸造

时效

涂底漆

工序1：粗铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序2：精铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台。工序3：粗铣宽度为Ф40mm的下平台。工序4：精铣宽度为Ф40mm的下平台。工序5：扩铰孔使尺寸达到Ф25(H9)。

工序6：粗铣宽度为Φ30mm的凸台表面。工序7：精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。

工序8：钻铰2×Ф8的小孔使尺寸达到Ф8。

工序9：钻铰Ф10H7的孔。

工序10：检验入库。

2．5、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，Ф25孔作为精基准，所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸，这样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则根据Ф25孔加工Ф40的上下表面和Ф30的凸台表面，因为它们的加工与Ф25有一定的定位精度和形状误差，先粗加工，接着半精加工，精加工，减少了安装次数，同时也减少了安装误差。所以决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。

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Ф40mm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X50K立式铣床，刀具选D=20mm的削平型立铣刀、专用夹具、专用量具和游标卡尺。

粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面。采用X50K立式铣床，刀具选D=20mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。

钻直径为23的孔。采用立式Z535型钻床，刀具选D=23mm的锥柄孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。

扩孔钻钻孔23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Ф25（H9）使尺寸达到Ф25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具。

钻2×Ф8的孔使尺寸达到Ф8。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2×Ф8螺纹孔使尺寸达到Φ7.96mm。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2×Ф8小孔使尺寸达到Φ8（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。

2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

杠杆的零材料是HT200，毛坯的重量约为2KG（经分析），生产类型为成批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。

1，Ф40㎜外圆表面沿轴线长度方向及宽度为30㎜的平台高度方向的加工余量及公差

查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2－3，其中铸造模选用金属模铸造，铸造材料是HT200，公差等级为为7～9级。查表2.2－4，尺寸公差等级选取8级，加工余量等级选取F，基本尺寸是54㎜，在0～100㎜之间，故加工余量在1.5～2.0㎜之间，现取2.0㎜，长度方向的偏差是00.46㎜。2，圆柱内孔Ф25H9㎜

毛坯为实心，不冲出孔。内孔的精度要求是H9，参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3－9确定工序尺寸及余量为：

钻孔：Ф23㎜

扩孔：Ф24.8㎜

2Z=1.8㎜

0.052铰孔：Ф25H9（0）㎜

2Z=0.2㎜

3, Ф30凸台上2×Ф8㎜

0.015内孔的尺寸Ф8H7（0）㎜，参照《机械制造工艺设计简明手册》表

2.3－9确定工序尺寸及余量为： 钻孔：Ф7.8㎜

0.015铰孔：Ф8H7（0）㎜

2Z=0.2㎜

4，Ф30凸台厚度方向的加工余量及公差

查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2－3，其中铸造模选用金属模铸造，铸造材料是HT200，公差等级为为7～9级。查表2.2－4，尺寸公差等级选取8级，加工余量等级选取F，基本尺寸是15㎜，在0～100㎜之间，故加工余量在1.5～2.0㎜之间，现取2.0㎜。

0.01

55，宽度为30㎜表面上Ф10H7（0）㎜

0.015内孔尺寸Ф10H7（0）㎜，参照《机械制造工艺设计简明手册》表

2.3－9确定工序尺寸及余量为： 钻孔：Ф9.8㎜

0.015铰孔：Ф10H7（0）㎜

2Z=0.2㎜

2.7确定切削余量

粗铣宽度为Ф40mm的上平台和宽度为30mm的平台 加工条件：工件材料： HT200，金属模铸造。机床：X52K立式铣床 刀具：硬质合金端铣刀，材料：YG8，D=125mm，齿数z=6，寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=1.3mm 所以铣削深度ap：ap1.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，取af0.20mm/Z 铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》，取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n：

1000V100064n163r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min

Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf：VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf3.8mm/s228mm/min

精铣Ф40mm的上平台及宽度为30㎜的平台

工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式升降台铣床。

刀具：高速钢立铣刀：YT15，D125mm，齿数10，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm 铣削深度ap：ap0.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z 铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n：

1000V10000.3560n54r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X52K机床主轴转速，取n75r/min

Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.0mm/s120mm/min

粗铣Ф40mm的下平台

加工条件：工件材料： HT200，金属模铸造。机床：X52K立式铣床 刀具：硬质合金端铣刀，材料：YG8，D=125mm，齿数z=6，寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=1.3mm 所以铣削深度ap：ap1.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，取af0.20mm/Z 铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》，取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n：

1000V100064n163r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min

Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf：VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf3.8mm/s228mm/min

精铣Ф40mm的下平台

工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式升降台铣床。刀具：高速钢端铣刀：YT15，D125mm，齿数10，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm 铣削深度ap：ap0.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z

铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n：

1000V10000.3560n54r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X25K机床主轴转速，取n75r/min

Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.0mm/s120mm/min

扩铰孔使尺寸达到Ф25(H9)㎜。

1，加工条件

工件材料：HT200灰铸铁，金属模铸造。加工要求：钻、扩、铰Ф25(H9)㎜的孔。机床：立式Z535型钻床

刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度L为253㎜，刀柄长度l为98㎜；扩孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度L为281㎜，刀柄长度l为121㎜；铰孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度L为268㎜，刀柄长度l为240㎜。

2，计算切削用量（1）钻孔Ф23㎜

根据《切削用量简明手册》表2.7得，f=0.50㎜/r；表2.15得，v=14m/min。

ns=1000v100014==193.05r/min

23dw

根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=195r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

1000231951000=14m/min

（2）扩孔Ф24.8㎜

根据《切削用量简明手册》表2.7得，f=0.50㎜/r；表2.15得，v=14m/min。

ns=1000v100014==180.4r/min 24.7dw

根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=195r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

100024.7180.41000=14m/min（3）铰孔Ф25H7㎜

根据《切削用量简明手册》表2.7得，f=2.0㎜/r；表2.15得，v=10m/min。

ns=1000v100010==127.32r/min

25dw

根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=140r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

1000251401000=11m/min 粗铣Ф30mm的平台

加工条件：工件材料： HT200，金属模铸造。机床：X52K立式铣床 刀具：硬质合金端铣刀，材料：YG8，D=125mm，齿数z=6，寿命T=180min, kr900,此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=1.3mm 所以铣削深度ap：ap1.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，取af0.20mm/Z 铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》，取V64m/min。由式2.1得机床主轴转速n：

1000V100064n163r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》 n190r/min

Dn3.141251901.24m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf：VfafZn0.128300/603.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf3.8mm/s228mm/min 基本时间的确定：

查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式：

所以：

==0.66 min 精铣宽度为Φ30mm的凸台表面

工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式升降台铣床。

刀具：高速钢端铣刀：YT15，D125mm，齿数10，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.7mm 铣削深度ap：ap0.3mm

每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0,aff/Z0.20mm/Z

铣削速度V：根据《机械制造设计工艺手册》,V=0.35m/s,机床主轴转速n：

1000V10000.3560n54r/min

D3.14125查《机械制造设计工艺简明手册》X25K机床主轴转速，取n75r/min

Dn3.14125600.39m/s 实际铣削速度v：v1000100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.202060/602.0mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.0mm/s120mm/min 基本时间的确定：

查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式：

l1=0.5d+（1—2）=0.5125+264.5mm l2=2mm l=100mm 所以：

=1.14 min

钻铰2×Ф8的小孔使尺寸达到Ф8H7 1，加工条件

工件材料：HT200灰铸铁，金属模铸造。加工要求：钻、绞Ф8H7㎜的孔。机床：立式Z535型钻床

刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度L为156㎜，刀柄长度l为81㎜；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度L为156㎜，刀柄长度l为139㎜。

2，计算切削用量（1）钻孔Ф7.8㎜

根据《切削用量简明手册》表2.7得，f=0.25㎜/r；表2.15得，v=16m/min。

ns=1000v100016==653r/min

7.8dw

根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=750r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

10007.87501000=18m/min（2）铰孔Ф8H7㎜

根据《切削用量简明手册》表2.25得，f=0.2㎜/r；表2.15得，v=10m/min。

ns=1000v100010==398r/min

8dw

根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=400r/min；

8400

所以实际的切削速度

v=dwnw==10m/min

10001000 钻绞Ф10H7的孔

1，加工条件

工件材料：HT200灰铸铁，金属模铸造。加工要求：钻、铰Ф10H7㎜的孔。机床：立式Z535型钻床

刀具：钻孔的锥柄麻花钻钻头材料是高速钢，总长度L为156㎜，刀柄长度l为81㎜；绞孔的锥柄机用铰刀材料是硬质合金，总长度L为156㎜，刀柄长度l为139㎜。

2，计算切削用量（1）钻孔Ф9.8㎜

根据《切削用量简明手册》表2.7得，f=0.25㎜/r；表2.15得，v=16m/min。

ns=1000v100016==519r/min

9.8dw

根据《机械制造设计工艺手册》按钻床选取nw=530r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

10009.85301000=16.3m/min（2）铰孔Ф10H7㎜

根据《切削用量简明手册》表2.25得，f=0.2㎜/r；表2.15得，v=10m/min。

ns=1000v100010==318r/min

10dw

根据《机械制造设计工艺简明手册》按钻床选取nw=400r/min；

所以实际的切削速度

v=dwnw=

1000

104001000=12.6m/min

四、参考文献

1，《机械制造工艺学课程设计指导书》第二版 赵家齐编 机械工业出版社

2，《机械制造工艺设计简明手册》 李益民编 机械工业出版社 3，《机床夹具设计手册》 上海科学技术出版社

4，《切削用量简明手册》 艾兴 肖诗纲编 机械工业出版社