課程設(shè)計——等臂杠桿設(shè)計

1、1.1零件的分析零件的作用題目所給定的零件是銑床杠桿。它主要的作用是用來支承、固定零件。下圖為零件圖：零件的工藝分析本零件可從零件圖中可知，它有4組加工面，并且有位置要求，還有4組孔，也有位置和精度要求。以25mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括25mm的上下端面，25mm的孔以左8mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：8mm孔，8mm孔的下端面。以右8mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：8mm孔，8mm孔的上端面。以10mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：10mm孔，10mm孔的上端面。這四組加工表面之間有著一定得位置要求，主要是：左8mm孔中心線與25mm孔中心

2、線的平行度公差是0.15mm右8mm孔中心線與25mm孔中心線的平行度公差是0.1mm10mm孔中心線與25mm孔中心線的平行度公差是0.1mm由以上分析可知，對于這4組加工表面而言，先加工第一組表面，然后借助于專用夾具加工其它三組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。1.2 工藝規(guī)程的設(shè)計 確定毛坯的制造形式零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，因此采用潤滑效果較好的鑄鐵。批量生產(chǎn)且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的砂型鑄造。又由于零件的近似對稱性，可采用成對鑄造的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。

3、基準的選擇（1） 粗基準的選擇。（2） 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇40mm上端面為粗基準，利用一組V型塊以及一個支撐板達到完全定位。（3） 精基準的選擇。精基準的選擇主要是考慮基準重合和便于安裝的問題，盡量保證設(shè)計基準與工序基準重合。1.3確定工藝路線工藝路線設(shè)計由于該零件生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，所以應盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應降低生產(chǎn)成本。工序一：時效處理工序二：粗銑40mm上端面。工序三：粗、半精銑40mm下端面，以下表面為基準，粗銑左右30mm凸面。工序四：鉆中心孔23mm工序五：鉸中心孔到25mm及加工1×45°雙面倒角。工序六：以25m

4、m中心孔為基準，鉆兩凸面孔7.8mm，寬度為30mm平面肩臺上的孔9.8mm工序七：鉸2×7.8mm的孔到2×8mm. 工序八：鉸9.8mm的孔到10mm工序九：去毛刺 工序十：檢查入庫1.3.2加工余量及毛坯尺寸確定杠桿零件的材料為HT200，硬度HB170-200，毛坯重量約為1kg，生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級精度以下。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：粗銑外圓40mm上端面 參照工藝手冊表2.3-21確定工序尺寸及余量為：粗銑：56mm Z=2mm粗銑外圓40mm下端面 參照工藝手冊表2.3-21確

5、定工序尺寸及余量為：粗銑：55mm Z=1mm半精銑：54mm Z=1mm粗銑右外圓30mm上端面及左外圓30mm下端面 參照工藝手冊表2.3-21確定工序尺寸及余量為：粗銑：15mm Z=2.5mm內(nèi)孔25H9。毛坯為實心，不沖孔，內(nèi)孔精度介于 之間，參照工藝手冊表2.3-9確定工序尺寸及余量為：鉆孔：23mm鉸孔：25H9mm 2Z=2mm兩內(nèi)孔8H7 參照工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量為：鉆孔：7.8mm鉸孔：8H7mm 2Z=0.2mm內(nèi)孔10H7mm參照工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量為：鉆孔：9.8mm鉸孔：10H7mm 2Z=0.2mm1.3.3切削用量及加工工時的

6、確定工序二：粗銑40mm上端面。由切削手冊表3.3確定即27m/min（機械加工工藝設(shè)計手冊）采用高速鋼細齒圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=10則按機床X63選?。ㄓ稍O(shè)計指導）實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：查機床說明書，選，剛好有該值 查工藝手冊表6.2-7 可得出的行程基本工時：工序三：粗、半精銑40mm下端面，以下表面為基準，粗銑左30mm凸面。粗銑40mm下端面由切削手冊表3.3確定即27m/min（機械加工工藝設(shè)計手冊）采用高速鋼細齒圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=10則按機床選?。ㄓ稍O(shè)計指導）實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：查機床X63說明書，選，剛好有該值 查工藝手冊表6.2-7可得出的行程基本工時

7、：半精銑40mm下端面由切削手冊表3.3確定即15m/min（機械加工工藝設(shè)計手冊）采用高速鋼細齒圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=10則按機床X63選?。ㄓ晒に囀謨员?.2-39）實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：查機床說明書，選，剛好有該值 查工藝手冊表6.2-7 可得出的行程基本工時：粗銑左右30mm凸面由切削手冊表3.3確定即27m/min（機械加工工藝設(shè)計手冊）采用高速鋼細齒圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=10則按機床選?。ㄓ稍O(shè)計指導）實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：查機床說明書，選，剛好有該值查工藝手冊表6.2-7 可得出的行程基本工時：工序四：鉆中心孔23mm。機床選用：Z535立式鉆床刀具：高速鋼標準

8、麻花鉆由于所加工件硬度大于200HBS，故進給量：f=0.470.57mm/r（切削手冊表2.7）由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.5，則f=(0.470.57)×0.5=0.2350.285mm/r查工藝手冊表4.2-16實際進給量f=0.25mm/r，根據(jù)切削手冊表2.15查的切削速度：v=19m/min所以根據(jù)機床說明書，取（查工藝手冊4.2-15）故實際切削速度查工藝手冊6.2-5切削工時：,工序五：鉸中心孔到25mm。機床選用：Z535立式鉆床刀具：25mm專用鉸刀故進給量：f=1.32.6mm/r取f=1.22mm/r（查切削手冊表2.11）則根據(jù)機

9、床說明書，?。ú楣に囀謨?.2-15）故實際切削速度切削工時：，,（查工藝手冊6.2-5）（查工藝手冊6.2-6）倒角1×45°。采用90°锪鉆。為縮短時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：n=195r/min，手動進給。工序六：鉆9.8mm的孔和鉆2×7.8mm的孔。機床選用：Z3025 （機械加工手冊表3.1-36）刀具選擇：高速鋼標準麻花鉆（機械加工手冊表12-26）（1）鉆9.8的孔進給量：f=0.23mm/r（機械加工實用手冊表15-33）鉆削速度：v=21m/min=0.35m/s（機械加工實用手冊表15-37）主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=

10、1000×21/（3.14×9.8）=684.2r/min根據(jù)機械制造工藝手冊Z3025鉆床，選取機床轉(zhuǎn)速為630r/min實際切削速度為: 選取, ,鉆削工時： （2）鉆2×7.8的孔 f=0.18mm/r 機械加工手冊鉆削速度：v=21m/min=0.35m/s 機械加工手冊主軸轉(zhuǎn)速：n =1000v/d=1000×21/3.14×7.8=857r/min根據(jù)機械制造工藝手冊Z3025鉆床，選取機床轉(zhuǎn)速為1000r/min實際切削速度為: ，鉆削工時：工序七:鉸2×7.8mm的孔到2×8mm。機床選用：Z3025型號鉆床

11、 （機械加工手冊表3.1-36） 刀具選擇：錐餅機用鉸刀，鉸刀直徑為6-8mm，切削速度為2-6m/min(機械加共實用手冊表12-5)GB1133-84鉸孔2×7.8到2×8。進給量：f=0.8mm/r （機械加工實用手冊表15-43） 切削速度：v=4.5 m/min(機械工藝課設(shè)簡明手冊)主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=1000×4.5/（3.14×8）=179r/min根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表10-16Z3025銑床參數(shù)數(shù)據(jù)， 選取機床轉(zhuǎn)速為n=200 r/min實際機床切削速度為: 選取, ,切削工時：工序八：鉸孔9.8mm的孔到10mm機床選

12、用：Z3025型號鉆床 （機械加工手冊表3.1-36）刀具選擇：錐餅機用鉸刀，鉸刀直徑為6-8mm，切削速度為26m/min (查機械加工實用手冊表12-5)GB1133-84精鉸9.8mm到10mm。進給量：f=0.8mm/r （機械加工實用手冊表15-43）切削速度：v=6 m/min(機械工藝課設(shè)簡明手冊)主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=1000×v/(3.14×10)=191r/min根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表10-16 Z3025銑床參數(shù)數(shù)據(jù)， 選取機床轉(zhuǎn)速為n =200 r/min實際機床切削速度為: 選取, ,切削工時：工序九： 去毛刺。工序十：檢查入庫。將以上

13、工序切削用量，工時定額相關(guān)結(jié)果來你同其他數(shù)據(jù)一并填入機械加工工序卡片中。2.1專用夾具的設(shè)計2.1.1選擇設(shè)計工序為了提高勞動生產(chǎn)力率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，因而需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)本小組討論，決定設(shè)計第九道工序鉆凸面孔8mm。刀具為高速鋼標準麻花鉆。2.1.2問題的提出本夾具主要用來鉆8mm的兩個凸面孔，該孔和中心孔有一定的技術(shù)要求，因此在本工序中，應該主要考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低強度。2.2夾具的設(shè)計2.2.1定位基準的選擇 定位基準的選擇：由于和25中心孔有平行度要求，所以采用短圓柱銷大端面限制除Z旋轉(zhuǎn)的五個自由度。再采用側(cè)邊鎖緊螺母限制自由度，并采用輔助支撐。定位元件：1特制心軸

14、。2鎖緊螺釘，限制工件Z軸的旋轉(zhuǎn)以及輔助支撐定位。夾緊力及切削力的計算鉆8mm時的切削力的確定切削扭矩：軸向切削力：其中：D=7.8mm f=0.18mm =1經(jīng)計算T=3289.92N·mm 夾緊力的確定為提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)本小組討論設(shè)計粗精鉸2×7.8孔的夾具。采用錐柄機用鉸刀，其中鉸刀直徑為6-8mm，切削速度為2-6m/min。扳手的螺旋夾緊力Q= 8000N 機床夾具設(shè)計原理表6-15夾緊力Q>F 滿足夾緊力要求。對于旋轉(zhuǎn)引起的扭矩由于比較小可不予考慮。2.2.3定位誤差的計算1）加工，要求保證中心距尺寸及兩孔軸線平行度。 1計算中心距尺寸定位誤差為 因為工序基準和定位基準重合，所以 基準位移誤差等于定位心軸與定位孔的最大間隙值，心軸與孔配合代號為，為，為。