等臂杠杆工艺规程与夹具设计

机械制造技术课程设计任务书题目：设计杠杆零件的机械加工工艺规程及钻2×Ф8孔工序的专用夹具内容：（1）零件——毛坯合图1张（2）机械加工工艺规程卡片1套（3）夹具装配图1张（4）夹具体零件图1张（5）课程设计说明书1份原始资料：该零件图样一张；生产纲领为8000件/年；每日一班。

2016年10月31日序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，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，拟定夹具设计方案，由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加以指教。

完成夹具结构设计能力，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，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

一、零件的作用及工艺分析（一）零件的作用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。

要求零件的配合是符合要求。

(二)零件的工艺分析杠杆的Φ25+0.052孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。

现分述如下：本夹具用于在立式钻床上，加工Φ8(H7)孔。

工件以Φ25＋0.052 孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销7、支承钉11上实现完全定位。

钻Φ8（H7）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2，当辅助支承2与工件接触后，用螺母1锁紧。

要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为Φ40的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔、粗精铣Φ30凸台的上下表面。

加工要求有：Φ40mm的平台的表面粗糙度各为6.3（上平台）、3.2（下平台）、Φ10(H7)孔为3.6、Φ25（H9）和Φ8（H7）孔表面粗糙度都为1.6。

2×Φ8（H7）孔有平行度分别为0.1（A）、0.15(A)。

Φ10(H7)孔的平行度为0.1（A）。

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Ф8(H7),要用Ф8(H7)钢球检查。

二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。

零件的材料200。

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。

由于年产量为5000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，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。

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() 说明 Ф40的上下平台 宽度30的平台40 30GH 4 3 加工上下底面 加工上表面 Ø30的凸台上下面30H 3 凸台上下面 Φ10(H7)孔 10H3 加工内孔 Φ8（H7）孔 8 H3 加工内孔又由参考文献得出：主要毛坯尺寸及公差总余量毛坯尺寸公差主要尺寸零件尺寸2×Φ8（H7）之间的中心距离168 —168 410 2.0 10 3Φ10（H7）孔尺寸25 3.0 25 4Φ25（H9）孔尺寸Φ8（H7）孔尺寸8 2.0 8 3 (二)、基面的选择（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Ф40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Φ40mm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Φ25（H7）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(H7)的孔作为精基准。

（三）、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Φ40的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔、粗精铣Φ30凸台的平台。

材料为200，加工方法选择如下：1、Φ40圆柱的上平台：公差等级为8～10,表面粗糙度为6.3，采用粗铣→精铣的加工方法，并倒R3圆角。

2、Φ40圆柱的下平台：公差等级为8～10,表面粗糙度为3.2，采用采用粗铣→精铣的加工方法，并倒R3圆角。

3、Ø30的凸台上下表面：公差等级为13，表面粗糙度为6.3，采用粗铣→精铣的加工方法。

4、钻Φ10(H7)内孔：公差等级为7～8，表面粗糙度为3.2，平行度为0.1µm（A），采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。

5、钻Φ25（H9）内孔：公差等级为6～8，表面粗糙度为1.6，采用钻孔→扩孔钻钻孔→精铰的加工方法，并倒1×45°内角。

6、钻Φ8（H7）内孔：公差等级为6～8,表面粗糙度为1.6，采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。

(四)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序Ⅰ：粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30的平台工序Ⅱ：粗精铣宽度为Φ30的凸台表面工序Ⅲ：钻孔Ф25（H9）使尺寸达到Ф23mm。

工序Ⅳ：扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8。

工序Ⅴ：铰孔Ф25（H9）使尺寸达到Ф25(H9)。

工序Ⅵ：钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到9.8。

工序Ⅶ：粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96。

工序Ⅷ：精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）。

工序Ⅸ：钻、粗、精铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到Φ8（H7）。

工序Ⅹ：检验入库。

2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序Ⅰ：粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30的平台。

工序Ⅱ：粗精铣宽度为Φ30的凸台表面工序Ⅲ：钻孔Ф25（H9）使尺寸达到Ф23mm。

工序Ⅳ：钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。

工序Ⅴ：扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8。

工序Ⅵ：铰孔Ф25（H9）使尺寸达到Ф25(H9)。

工序Ⅶ：钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到9.8。

工序Ⅷ：粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96。

工序Ⅸ：精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）。

工序Ⅹ：粗铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到7.96。

工序Ⅺ：精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8（H7）。

工序Ⅻ：检验入库。

（五）：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（H7）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，那样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。

而方案二则先粗加工孔Ф25，而不进一步加工就钻Ф8（H7），那样就很难保证2×Ф8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。

（六）：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后。

粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30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Φ30的凸台表面。

采用X5021立式铣床，刀具选2的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。

钻孔Ф25（H9）使尺寸达到Ф23mm。

采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）23，专用钻夹具，专用检具。

扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8。

采用立式Z535型钻床，刀具选24.7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25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(H7)的小孔使尺寸达到7.8。

采用立式Z518型钻床，刀具选用7.8的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。

钻Φ10（H7）的内孔使尺寸达到Φ9.8。

采用立式Z518型钻床，刀具选用9.8的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。

粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ9.96。

采用立式Z518型钻床，刀具选用10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。

精铰Φ10（H7）内孔使尺寸达到Φ10（H7）。

采用立式Z518型钻床，选择刀具10的精铰刀，使用专用夹具和量检具。

粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ7.96。

采用立式Z518型钻床，选择刀具为8直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。

精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8（H7）。

采用立式Z518型钻床，选择刀具为8的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。

（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）（七）：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Φ8（H7）内孔的加工设计。

各工步余量和工序尺寸及公差（）1、钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8。

2、粗铰2×Φ8（H7）小孔使尺寸达到7.96。

3、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8（H7）。

这三部工序全都采用Z518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Z518机床主要技术参数，取钻2×Ф8(H7)孔的进给量0.3,用插入法求得钻2×Ф8(H7)孔的切削速度为0.435m26.1m,由此算出转速为:10001000×26.1/3.14×81039按机床实际转速取1000，则实际切削速度为3.14×1000/1000≈22m.从参考文献得知：=9.81×42.7(N)9.81×0.021()求出钻2×Ф8(H7)孔的和M如下：=9.81×42.7×8××1=1279N9.81×0.021×××1=5根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机床刚度需求。

（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考Z518机床主要技术参数，取扩孔2×Ф8(H7)的进给量0.3,参考文献得：扩孔的切削速度为（—）V钻，故取v扩=1/2v钻=1/2×22m11m,由此算出转速10001000×11/3.14×8438,取机床实际转速450。