CA6140杠杆课程设计说明书.docx

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1、1. 引言机械专业课程设计是以机械专业知识为基础的设计， 在课程设计中能发现很多问题， 同时也能学会很多。理论与实践的结合，才是最完美的。通过对此门学科的课程设计，我们在各方面得到了锻炼。L能熟练运用机械专业的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。2 .提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。3 .学会使用手册及图表资料。4 .对所学的知识得到了复习，在此基础上有了一定的创新能力。通过对CA6140杠杆831

2、009的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（ 如互换性与测量技术基础 、 机械设计 、 机械制造技术基础 、 塑料成型工艺与模具设计 、 材料成型基础 、 机械制造装备设计等） 。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合； 使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！5 . 提高解决问题的能力。 机械专业在社会上的应用以深入到各个方面，正确掌握专业知识与社会实践的应用已十分重要。同时在遇到问题时，解决问题的能力也是非常重要的。2. 杠杆加工工艺规程设计2.1 .零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的主要

3、的作用是用来支承、 固定的。要求零件的配合要符合要求。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT20Q灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较 差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。 所加工零件立体图如下现分析如下:1）主要加工面：1）小头钻2 500.023以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻12.700.1锥孔及铳12.700.1锥孔平台；3）钻2M6螺纹孔；4）铳杠杆底面及尺寸80mmi勺侧面。2）主要基准面：1）以45外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：2500.023的孔、杠杆下表面2）以2 5 00.023的孔为中心的加工表面这一组加工表面

4、包括：14阶梯孔、M8螺纹孔、12.700.1锥孔及 12.700.1锥孔平台、2 M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8螺纹 孔和12.700.1锥孔平台。杠杆的25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本套夹具中用于加工25孔的是立式钻床。工件以25孔下表面及 45孔外圆面为定位基准，在定位块和V型块上实现完全定位。加工 25时，由于孔表面粗糙度为Ra 1.6 m。主要采用钻、扩、钱来保 证其尺寸精度。本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工12.7是立式铳床。工件以2500.023 孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面：包括粗精铳宽度为3

5、0mm的下平台、钻中12.7的锥孔，由于30mm勺下平台的表面、孔表面粗糙度都 为Ra 6.3 mo其中主要的加工表面是孔 中12.7,要用12.7钢球检 查。本套夹具中用于加工与25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻 床。工件以2 5 0 0.023孔及其下表面和尺寸17mm&端面作为定位基准， 在大端面长圆锥销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8螺纹 底孔时，先用6.7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计2.2.1 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图(1)零件的材料 HT20Q根据要求为中批生 产的水平，而且零件的轮 廓尺寸不大，铸造表面质 量的要求

6、高，故可采用铸 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。(2)确定机械加工 余量，毛坯尺寸和公差 根据机械加工工艺手册表2.3-6 ,其成型方法为金属型铸造，CT为79级，M F。 所以取铸件的尺寸公差等级为 8级，查表2.3-9 ,铸件的尺寸公差为 1.8mm根据毛坯的加工余量等级为 F,加工的加工余量为2.0mm.(3)确定毛坯尺寸根据零件的尺寸基本尺寸，毛坯的尺寸为基本尺寸加上2.9mm.(4)设计毛坯图如右图示2.2.2 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， 选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表

7、面作为加工的粗基 准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个 V形块支承 45圆的外轮廓 作主要定位，以限制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25的孔作为精基准。2.2.3 .零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面，内孔，螺纹孔，其中端面有一个大底面和 二个小端面，内孔有。25mnf口 0 12.7mm各一个孔，螺纹孔有 M6和M8 各一个。材料为灰铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有 关资料，具加工方法选择如下。(1)大底面 据表面粗糙度3.2,考虑加工余量的

8、安排，根据机械加工工艺手册选用先粗铳后半精铳的方法加工(2) 25mm勺孔 根据表面粗糙度，选公差等级为IT8,根据机械加工工艺手册选用先钻后扩再粗钱再精钱的加工方法。(3)端面一 据表面粗糙度6.3,根据机械加工工艺手册采用铳削 的加工方法，铳一刀。(4) 12.7mm的孔 根据机械加工工艺手册选用钻削的加工方法。(5)端面二根据表面粗糙度3.2 ,根据机械加工工艺手册选用先 粗铳后半精铳的加工方法。(6)M6螺纹孔 根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。M8螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方 法2.2.4确定工艺路线工艺方案一工序1粗精铳尺寸30mm&端面

9、工序2 4古、扩、绞 25使尺寸达到 中2 5 00.023mm工序3铳尺寸17mm&端圜工序4钻12.7孔工序5专号M8底孔，攻M8螺纹，钢钻 中14阶梯 孔工序6铳80mmM面工序7钻2X M6螺纹底孔，倒角工序8攻2XM6螺纹，去毛刺工序9终检方案二工序1粗精铳30mm&表面工序2钻、扩、较孔使尺寸到达 中2 5 0 0.023mm工序3粗精铳17mmi勺右端卸工序4钻中12.7的孔工序5粗精铳2-M6上端面工序6钻2X中5孔，加工螺纹孔2XM6工序7加工M8螺纹孔，钢钻中14阶梯孔工序8检查工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5钻中14孔，再加工 螺纹孔M8变为

10、“工序7粗精铳M6上端面”其它的先后顺序均没变 化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和 位置精度都没有太大程度的帮助。以中25mm勺孔子外轮廓为精基准，先铳下端面。再钻锥孔，从而 保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。 符合先加工面再钻孔的 原则。若选第二条工艺路线而先上端面，再“钻中14孔，加工螺纹孔M8不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻 出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。 所以发现第二 条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。 所以我决定以第一个方案进行生产。最终工艺过程如下：工序1%I精铳杠

11、杆尺寸30mm&表面。保证粗糙度是3.2选用立式 升降台铳床X52K端面铳刀 中80,夹具XJ01工序2力1工孔25。钻孔25的毛坯到22mm扩孔22mnJ 24.8mm较孔24.8mm|fJ2 5 00.023 mm保证粗糙度是1.6 米用立式钻床Z535。米用麻花钻 中22,扩孔钻 中24.8, 钱刀中25,专夹具ZJ02。工序34精铳尺寸17mm&端面，仍然米用立式铳床 X52K立铳刀50夹具XJ02。工序4有i12.7的孔，米用立式钻床Z535,为保证加工的孔的位1置度，米用麻花钻 中12.7,专用夹具ZJ02。工序5力1工螺纹孔M8,钢钻中14阶梯孔。用组合夹具，保证与垂 直方向成1

12、0c 。麻花钻 中6.7、钢钻 中14,夹具ZJ03工序64精铳M6上端面。用回转分度仪加工，粗精铳与水平成 36的台肩。用卧式铳床 X52K,高速钢镶齿圆柱铳刀 中80,夹具XJ03。工序7有12-M6螺纹底孔、攻2-M6螺纹用立式钻床Z535,为保证 加工的孔的位置度，米用麻花钻 中5、1200钢钻，夹具 ZJ04工序8 G攻2XM6螺纹，去毛刺，丝锥M6锤刀工序9终检(1)选择刀具a) 工序1铳端面时，在立式铳床上加工，所以选择端铳刀。按表查得，选用镶齿套式面铳刀根据零件加工尺寸，所选铳刀直径D=80mm齿数Z= 4。材料选择硬质合金钢。b)工序4钻孔时，选择高速钢麻花钻头d= 12mm

13、长度L = 102mm 齿数Z= 3。材料选择高速钢。c)工序5钻孔时，选择高速钢麻花钻头d= 6.7mm长度L= 150mm 齿数Z= 3。材料选择高速钢。d)工序4扩孔时，选择高速钢锥柄扩孔钻的 d=12.7mm,长度L=102mm齿数Z= 3。材料选择高速钢。e)工序5钩孔时，选择带导柱直柄平底钢钻。直径 d= 14mm d1二6.6mm长度L= 150mm材料选择高速钢。f) 工序5攻螺纹时，根据螺纹公称直径选择 M8丝锥，直径d=10mm 长度 L= 72mm 螺距 P= 1.25。g) 工序6铳削平面，选择高速钢镶齿铳刀，铳刀直径 D=80(2)确定工序尺寸本零件各工序加工余量，工

14、序尺寸及公差，表面粗糙度见下表。(mm加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度/ w m粗粗粗端面314mmRa6.3 12.7mm?L120.712 12.7Ra12.5Ra6.3M8螺纹底孔7714X 3沉头孔1414M8螺纹1.6M82.2.5确定切削用量工序6铳尺寸80mntt面本工序为铳，已知加工材料为 HT20Q铸件；机床为X52K工件装夹 在专用夹具上。(1)选择刀具根据机械加工工艺手册表 4.4-5选择背吃刀量ap=2mm铳 削宽度aew 5mm寸，直径d0=80mm,ap 70mm故取铳刀直径 do=80mm勺高速镶齿圆柱铳刀，齿数 z=6(2)确定每齿进给量fz 本工序的本

15、工序要求加工表面粗糙度为Raw6.3 pm,机床X52K的功率为7.5KW,铳刀的每齿进给量为0.10.3 ,去 fz=0.3mm/z.(3)根据由机械制造工艺设计手册表3-30知，高速钢镶齿圆柱铳 刀的切削速度为0.3m/s,即18m/min。则机床主轴转速 n= l000v=1000x 18/(3.14x 80)=71.7r/minD由切削用量简明手册表 2.35取n = 75r/min进而由n=0v可反推得实际切削速度为V Dn =3.14 80 75 =18.8m/min(4)麝射度1000Vf=fz x n=0.3 x 6X 75=135mm/min(5)走刀量 ap=fz*z=0.

16、3 x 6=1.8mm/r2.2.6确定基本工时(1)粗铳时基本工时根据切削用量简明手册基本工时公式tm=L/Vfm由毛坯尺寸可知l=40mm,根据切削用量简明手册表 3.25 , y+A =15mm 故 tm1=(40+15)/135=0.4min(2)精铳时 ae=0.9mm取 n=37.5r/min , v=3.14X80x 37.5/1000=9.4m/minfm=0.3 X6X 37.5=67.5mm/min,vf=47.5mm/min故精铳基本工时tm2=L/Vfm,其中L=L+y+A,l=40mm,根据切削用量 简明手册表 3.25, y+A=11mm 则 tm2=(40+11)

17、/67.5=0.76min 2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作 方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生 产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。3 专用夹具设计3.1 粗精铳尺寸为80mm勺侧面夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠 杆零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔25夹具、铳宽度为30mm勺下平台夹具及钻M8底孔夹具各一套。其中加工工艺孔 的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、钱刀

18、对工件上 的工艺孔进行加工。铳宽度为 30mm勺下平台将用于组合铳床，刀具 为硬质合金端铳刀对杠杆的25孔下表面进行加工。钻 M8底孔夹具 采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。本夹具是工序6的夹具设计，夹具装配图如图示工件以30mm&端面和孔d 25mml、17mm&端面为基准，装 夹工件。3.1.2 定位方案工件以30mm&端面及 25mm3孔及一支承定位，采用一面一孔 一支承定位方案。其中端面限制 3个自由度，以。25mm内孔放置定 位轴限制2个自由度，以定位块的支承限制1个自由度。3.1.3 定位误差分析由于轴的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径

19、向尺寸无极限偏差、形状和位置公差， 故径向尺寸 无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的定位心 轴的制造精度和安装精度。3.1.4 夹紧机构根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可 以满足。采用螺母夹紧机构，通过拧紧两侧夹紧螺母使工件夹紧，有 效提高了工作效率。手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。3.1.5 夹具体梢型与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向梢中，一般使用两个。具距离尽可能 布置的远些。通过定向键与铳床工作台 U形梢的配合，使夹具上定 位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键 可承受铳削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的

20、负荷，加 强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献机械夹具设计手册定向键的结构如图所示。图示定向键根据参考文献11夹具U型梢的结构如图3.8所示.图3.8 U型梢主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 U型梢的结构尺寸螺栓直径dDD1L18203625对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置由于本道工序是完成杠杆80mnrW面的粗精铳加工，所以选用圆形对 刀块。根据GB699-88圆形对刀块尺寸可知，D=16mm,d1=10mm,h=6mm.3.1.6 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铳床上加工杠杆的尺寸80mm侧面。工件以2 5 0 0.023孔及端面和水平面底为定位基准

21、，在阶梯轴、六角支承和定位 块实现完全定位。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工 之前很好的对刀。采用螺母夹紧工件。当加工后，可松开螺母、支承来 取出工件。如夹具装配图XJ-03所示。在老师的指导下，顺利的完成了机械制造课程专业设计。通过课程设计，收获是颇多的。通过对实际零件的功用分析、工艺分析、机械加工工艺设计及夹 具设计等的学习，对于一些课程知识有了进一步的认识。 对理论知识 在实践中的应用有了更深的理解。 在查询资料中，根据实际的情况完 成零件夹具的设计，使自己更加形象的理解了理论知识在实际中的运 用。激发了自己的学习积极性，在设计中需要系统的掌握知识，并实 践化，加深对理论知

22、识的理解。在这次课程设计中，我按照课程设计任务书的要求和进度完成了 零件的夹具设计。期间遇到了很多问题，通过与老师的交流，查阅资 料，了解了许多有用的知识，完全达到了培养实际动手设计能力的目 的。这种类型的实践类学习对以后的工作发展和问题的解决起到了铺 垫和指引作用。感谢老师的指导，感谢老师为这次课程设计所付出的巨大努力。你们辛苦了！参考文献【 1 】孙丽媛 . 机械制造工艺及专用夹具设计指导 . 冶金工业出版社.2010【 2】 艾兴, 肖诗纲 . 切削用量简明手册. 机械工业出版社.2002【 3】 崇 凯. 机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社.2006【4】 毛平淮 . 互换

23、性与测量技术基础 . 机械工业出版社.2010【 5】 龚 定 安 , 蔡 建 国 . 机 床 夹 具 设 计 原 理 . 陕 西 科 学 技 术 出 版社.1981【 6】 成大先 . 机械设计手册. 化学工业出版社.2004【 7】 黄如林 . 切削加工简明实用手册. 化学工业出版社.2004【8】 张耀宸 . 机械加工工艺设计实用手册. 航空工业出版社.1993【9】 吕明 . 机械制造技术基础. 武汉理工大学出版社.2011【 10】胡城立 , 朱敏 . 材料成型基础 . 武汉理工大学出版社.2009【11】 孟少农 . 机械加工工艺手册. 机械工业出版社.1991【 12】冯辛安. 机械制造装备设计. 机械工业出版社.2005