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課程設(shè)計與綜合訓練
說明書
銑床杠桿的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計
序言
機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這是我們在畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系世紀的訓練。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法。在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為自己未來的職業(yè)生涯打下一個良好的基礎(chǔ)。
目錄
第1章 課程設(shè)計
序言
1.1 零件的分析………………………………………………………… 1
1.1.1 零件的作用 …………………………………………………… 1
1.1.2 零件的工藝分析………………………………………………… 3
1.2 工藝規(guī)程的設(shè)計………………………………………………… 3
1.2.1 確定毛坯的制造形式…………………………………………… 3
1.2.2 基準的選擇……………………………………………………… 3
1.2.3 工件表面加工方法的選擇………………………………………… 4
1.3 確定工藝路線……………………………………………………… 4
1.3.1 加工余量及毛坯尺寸的確定……………………………………… 6
1.3.2 選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具…………………………………… 7
1.4 加工工序設(shè)計……………………………………………………… 19
1.5 夾具的設(shè)計………………………………………………………… 10
1.5.1 定位方案的確定………………………………………………… 10
1.5.2 選擇定位元件…………………………………………………… 11
1.5.3 計算夾緊力……………………………………………………… 11
1.5.4 定位誤差計算…………………………………………………… 12
第2章 綜合訓練
2.1 夾具體三維造型實現(xiàn)方法的概述………………………………… 13
2.2 夾具三維造型過程簡述 ………………………………………… 14
小結(jié)………………………………………………………………………… 22
參考文獻…………………………………………………………………… 23
銑床杠桿的機械工藝規(guī)程及機械裝備設(shè)計
第1章 課程設(shè)計
1.1零件的分析
設(shè)計的具體要求包括：
1. 零件圖 1張
2. 毛坯圖 1張
3. 機械加工工藝過程卡片 1套
4．機械加工工序卡片 1套
5．夾具總裝圖 1張
6．夾具三維造型圖 1張
7. 夾具體零件圖 1張
7．課程設(shè)計說明書 1份
1.1.1 零件的作用
題目所給定的零件是銑床杠桿。它的主要的作用是用來支承、固要求零件的配合符合要求。 圖1-1為銑床杠桿的零件圖，1-2為三維造型圖。
圖1-1 杠桿的零件圖
圖1-2 杠桿的三維圖
1.1.2 零件的工藝分析
杠桿的Φ25(H9)孔的軸線和兩個端面垂直度的要求,2×Φ8(H7)孔的軸線與Φ25H9孔的軸線有平行度要求.現(xiàn)分述如下:
本夾具用于在立式鉆床上，加工Φ8(H7)孔。工件以Φ25(H9) 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在定位銷10、活動V形塊上實現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（H7）mm孔時工件為懸臂，為防止工件加工時變形，采用了螺旋輔助支承7，當輔助支承7與工件接觸后，用螺母2鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、粗精銑Φ30凸臺的上下表面、鉆Ф25(H9)的小孔 、鉆2×Ф8(H7)的小孔 、鉆Φ10(H7)孔。加工要求有：Φ40mm的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2（下平臺）、Φ25（H9）和Φ8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為0.1um（A）、Φ10(H7)孔為Ra3.6um。杠桿有過渡圓角為R5，則其他的過渡圓角則為R3。其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)鋼球檢查。
1.2 工藝規(guī)程的設(shè)計
1.2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200?？紤]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。由于零件年產(chǎn)量為5000件，達到大批量生產(chǎn)的水平，而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)的金屬模鑄造。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，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。
1.2.2 基準的選擇
（1）粗基準的選擇。對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H9）的孔。
（2）精基準的選擇。精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算。本工序中為了便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準。
1.2.3 工件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：
1、 Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。
2、 Φ40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法。
3、 ?30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。
4、 鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級為IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。
5、 鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級為IT6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
6、 鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級為IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
1.3 確定工藝路線
由于該零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),所以應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率,除此之外,還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。
1、 工藝路線方案一：
鑄造
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺
工序Ⅱ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm
工序Ⅲ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm
工序Ⅳ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)
工序Ⅴ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）
工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅸ：檢驗入庫。
2、工藝路線方案二：
鑄造
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。
工序Ⅱ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。
工序Ⅲ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到Ф8(H7)
工序Ⅳ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm
工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)
工序Ⅵ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm
工序Ⅶ ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅸ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。
工序Ⅹ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序Ⅺ：檢驗入庫。
3、工藝方案的比較和分析：
上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，Ф25（H9）孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時期尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。具體工藝過程如下:
1、工藝路線方案一：
鑄造
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺(粗基準的選擇如前所述)
工序Ⅱ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm
工序Ⅲ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm
工序Ⅳ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)
工序Ⅴ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）(以Ф25定位)
工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm
工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm
工序Ⅸ：檢驗入庫
1.3.1 加工余量及毛坯尺寸的確定
根據(jù)工件的原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加工余量及毛坯尺寸:
查參考文獻（機械加工工藝簡明手冊）得：
各加工表面表面總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值(mm)
說明
Ф40mm的上下平臺
寬度30mm的平臺
40
30
G
H
4
3
加工上下底面
加工上表面
?30mm的凸臺上下面
30
H
3
凸臺上下面
Φ10(H7)孔
10
H
3
加工內(nèi)孔
Φ8（H7）孔
8
H
3
加工內(nèi)孔
Φ25（H9）孔
25
G
4
加工內(nèi)孔
又由參考文獻得出：
主要毛坯尺寸及公差
主要尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
2×Φ8（H7）之間的中心距離
168
—
168
4
Φ10（H7）孔尺寸
10
2.0
10
3
Φ25（H9）孔尺寸
25
3.0
25
4
Φ8（H7）孔尺寸
8
2.0
8
3
圖1-3 零件的毛坯圖
1.3.2 選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。
粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位
夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。
粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。采用X5021立式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。
鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。
擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。
鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。
鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。
粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。
精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。
鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。
粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。
精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。
（參考資料和文獻均來自：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）
1.4 加工工序設(shè)計
根據(jù)本次設(shè)計的要求，工序設(shè)計只設(shè)計老師所給出工序的計算。下面是對Φ40上端面的加工設(shè)計。
表 1余量和工序尺寸及公差 （mm）
加工表面
加工方法
余量
公差等級
工序尺寸
Φ40上表面
粗銑
0.215
—
54.27
Φ40上表面
精銑
0.055
—
54
1、 粗銑Φ40平面使尺寸達到54.27mm。
2、 精銑Φ40平面使尺寸達到54.27mm。
這兩道工序全都采用X5023機床來進行加工的，故：
（1）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考X5023機床主要技術(shù)參數(shù)，取粗銑Φ40上表面的進給量f=0.3mm/r,求得Φ40上表面的切削速度為V=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:
n=1000v/d=1000×26.1/3.14×8r/min≈1039r/min
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min，則實際切削速度為V=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.
從參考文獻得知：
=9.81×42.7do(N)
M=9.81×0.021(N.m)
求出銑Φ40平面的和M如下：
=9.81×42.7×8××1=1279N
M=9.81×0.021×××1=5N.m
根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進給力，故滿足機床剛度需求。
（2）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考X5023機床主要技術(shù)參數(shù)，取粗銑Φ40平面的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：切削速度為（—）V，故取Va=1/2V=1/2×22m/min=11m/min,
由此算出轉(zhuǎn)速n=1000v/d=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。
（3）參考文獻：機械設(shè)計工藝簡明手冊，并參考Z5023機床主要技術(shù)參數(shù)，取精銑Φ40平面的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：切削速度為V=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速：
n=1000v/d=1000×18/3.14×8r/min=717r/min
按照機床的實際轉(zhuǎn)速n=720r/min。則實際切削速度為：
V=dn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min
1.5 夾具的設(shè)計
本次的夾具為—工序：粗精銑為Ф30mm的上平臺而設(shè)計的。
1.5.2 選擇定位元件
（1）選擇圓形臺階面，以φ 40下端面為定位基準。
（2）選擇固定V形塊，以φ30凸臺下方、φ40圓柱外緣毛坯面定位 ,
轉(zhuǎn)動活動扳手通過活動V形塊對工件進行夾緊。
1.5.3 計算夾緊力
參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力與切削力F之間的關(guān)系為：=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。
由前面的計算可知F=1279N。所以，為防止工件在切削扭矩M（N mm）的作用下打滑而轉(zhuǎn)動所需的夾緊力=KF=1279×3N=3837N，
為防止工件在軸向力F的作用下打滑而軸向移動所需的夾緊力
=2174.3 N。
1.5.4 定位誤差計算
（1）加工φ40平臺尺寸的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。
而基準位移誤差為定位面 (φ40下端面)與固定V形塊的最大間隙，故：定位凸臺取直徑為φ40H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設(shè)計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。
（2）加工φ40面時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm
而基準位移誤差是定位面φ40下端面與定位面間的誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm
所以有：0.03+0.104mm=0.134mm
此方案能滿足定位要求。
通過定位方案的確定，夾緊力與定位誤差的計算和選擇了可靠的定位元件以后，就設(shè)計出我們所需要的夾具。
小結(jié)
五個星期的機械制造工藝學課程設(shè)計馬上就要劃上句號，經(jīng)過這五個星期的努力，我在老師的指導(dǎo)下，取得了自己滿意的效果，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐相結(jié)合，加深了理論知識的理解，強化了在運用中的感性認識。
通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備以及更加熟練的運用三維軟件造型等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
同時，廣泛地運用設(shè)計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設(shè)計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設(shè)計過程中也想同學征求了意見，是設(shè)計更加符合實際要求。
參考文獻
1、李益民，機械加工工藝簡明手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1994
2、李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：北京出版社，1990
3、廖念釗等，互換性與技術(shù)測量（第四版）[M]，北京：中國計量出版社，1990
4、于駿一、鄒青，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004
5、劉華明，刀具設(shè)計手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999
6、艾興、肖詩鋼,切削用量手冊[M], 北京：機械工業(yè)出版社，1985
7、上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所,金屬切削機床夾具設(shè)計手冊[M], 北京：機械工業(yè)出版社，1984
15
畢業(yè)設(shè)計說明書
目 錄
前言 2
第1章 零件的分析 3
1.1零件的用途分析 3
1.2零件的技術(shù)要求 3
1.3零件的工藝分析 3
1.4確定零件的生產(chǎn)類型 4
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 5
2.1確定毛坯的制造形式 5
2.2確定毛坯的制造方法 5
2.3基面的選擇 5
2.3.1粗基準的選擇 5
2.3.2精基準的選擇 5
2.4工件表面加工方法的選擇 5
2.5選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具 6
2.5確定工藝路線 7
2.5.1工藝路線方案一 7
2.5.2工藝路線方案二 8
2.5.3工藝方案的比較和分析 8
2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
2.7確定切削用量與時間定額的計算 12
設(shè)計心得 29
參考文獻 30
前言
機械工藝與夾具技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術(shù)更加日新月異。伴隨著數(shù)學、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了機制工藝與夾具技術(shù)系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計方法。
機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案。
通過這次課程設(shè)計與學習，使我能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。了解當今先進制造技術(shù)和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。
機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應(yīng)該提及的是，近年來，世界科學技術(shù)不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術(shù)提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術(shù)與電子技術(shù)的配合，廣泛應(yīng)用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用提高到一個嶄新的高度。
通過設(shè)計實踐進一步樹立正確的設(shè)計思想。在整個設(shè)計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯(lián)系實際，堅持與機械制造生產(chǎn)情況相符合，使設(shè)計盡可能做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。
由于時間和水平有限，本課程設(shè)計難免有不少缺點和錯誤，懇請老師批評指正。
第1章 零件的分析
1.1零件的用途分析
題目給出的零件是杠桿。它主要的作用是用來支承、固定的、傳遞力矩的。
1.2零件的技術(shù)要求
杠桿零件的Φ25、Φ10、Φ8四孔的軸線有平行度的要求。現(xiàn)分述如下表：
表1.1杠桿零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及公差/mm
公差及精度等級
表面粗糙度Ra/μm
形位公差/mm
Φ40大表面
IT12
6.3
Φ40小表面
IT12
3.2
左Φ30表面
，15
IT12
6.3
右Φ30表面
15
IT12
6.3
Φ25孔
IT9
1.6
Φ10孔
IT7
3.2
∥ 0.1 A
左Φ8孔
Ф，
IT7
1.6
∥ 0.15 A
右Φ8孔
Ф，
IT7
1.6
∥ 0.1 A
該杠桿的形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，是常見的杠桿零件。為實現(xiàn)起功能，對其的配合面要求較高，加工精度要求較高。因其在工作中的工作平穩(wěn)，故無須進行熱處理。
綜上所述，該杠桿的各項要求制定較合理，符合其功用。
1.3零件的工藝分析
分析零件圖可知，杠桿中間的兩平面和左右兩邊的端面要進行切削加工，Φ25、Φ10、Φ8孔的端面均為平面，這樣可以防止加工的過程中鉆頭鉆偏，可以保證加工的精度和配合的精度。另外，除了Φ10孔以外，對其余的三孔的孔內(nèi)表面的要求較高。要采取必要的措施以保證其表面精度。但這些加工精度可以在正常的生產(chǎn)條件下采用經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來。端面和孔的加工可以同過通用銑床和鉆床保證其加工精度，而不需要使用高精度的機床，通過鉆削、銑削的加工就可以達到要求。
1.4確定零件的生產(chǎn)類型
依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備用品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5% 。代入公式得
N=5000 X（1+3%）X（1+0.5）=5175.75件/年。
通過三維軟件PROE的實體估算，其重量為6千克，查參考文獻得，該杠桿屬中型零件；由參考文獻得，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯的制造形式
杠桿零件的材料為灰鑄鐵HT200?？紤]到杠桿零件在工作中的載荷平穩(wěn)并且處于潤滑狀態(tài)，因此應(yīng)該采用潤滑效果較好的鑄鐵，以使金屬纖維盡量不被裁斷，保證零件工作可靠。
2.2確定毛坯的制造方法
由于年產(chǎn)量為5000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而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)的金屬模鑄造。毛坯的拔模斜度為5°。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。
2.3基面的選擇
2.3.1粗基準的選擇
對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除、、、四個自由度。再以一面定位消除、兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。
2.3.2精基準的選擇
主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準。
2.4工件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下：
1、Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。
2、Φ40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。
3、Φ30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。
4、鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級為IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
5、鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級為IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→→粗鉸→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。
6、鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級為IT6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
2.5選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。
粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇XA6132萬能立式升降銑床（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=50mm的圓柱形銑刀（參考文獻：機械工藝設(shè)計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。
粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。采用XA6132萬能立式升降銑床，刀具選D=50mm的圓柱形銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。
鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。采用Z550型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。
擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。
粗鉸孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.94mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.94mm的錐柄機用鉸刀，專用鉆夾具和專用檢具。
精鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。
鉆2×Ф8（H7）的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。
鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。
粗鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。
精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。
粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。
精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。
2.5確定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)（生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.5.1工藝路線方案一
鑄造
時效
涂底漆
工序一：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺
工序二：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面
工序三：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。
工序四：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。
工序五：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。
工序六：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。
工序七：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。
工序八：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序九：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序十：檢驗入庫。
2.5.2工藝路線方案二
鑄造
時效
涂底漆
工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。
工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面
工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。
工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。
工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。
工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。
工序Ⅶ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。
工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序Ⅻ：檢驗入庫。
2.5.3工藝方案的比較和分析
上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，Ф25（H7）孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。結(jié)合方案一的工藝路線，根據(jù)工序集中的加工原則，最終制定下面方案路線：
工序一：毛坯準備
工步一：鑄造毛坯
工步二：表面時效熱處理
工步三：涂底漆
工序二：粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺面
工步一：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面
工步二：粗、精銑φ40下端面
工序三：粗精銑φ30凸臺面
工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25H9mm孔
工步一：鉆Φ25（H9）孔
工步二：擴鉆Φ25（H9）孔
工步三：粗鉸φ25（H9）孔
工步四：精鉸φ25（H9）孔
工序五：鉆、粗鉸、精鉸2×Φ8（H7）mm孔
工步一：鉆2×Φ8（H7）孔
工步二：粗鉸2×φ8（H7）孔
工步三：精鉸2×φ8（H7）孔
工序六：鉆、粗鉸、精鉸Φ10（H7）mm孔
工步一：鉆Φ10（H7）孔
工步二：粗鉸Φ10（H7）孔
工步三：精鉸Φ10（H7）孔
工序七：表面去毛刺
工序八：檢驗入庫
2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
杠桿的材料是HT200，毛坯的重量10kg，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
由（參考文獻：機械加工余量手冊，孫本緒、熊萬武，北京：國防工業(yè)出版社）可知，要確定的毛坯機械加工余量和尺寸公差，先確定以下各項因素。
1、公差等級
由杠桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2、鑄件的重量
由PROE的實體估算杠桿零件的重量為6千克，由此再估算起毛坯的重量為8千克。
3、零件的分模面
根據(jù)該杠桿零件的形位特點，該零件的Φ25、Φ8軸線組成的平面為分模面，屬于直分模面。
4、零件的表面粗糙度
由零件圖可知，該杠桿的各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6μm。
根據(jù)上述諸因素，由于毛坯采用金屬模鑄造，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量以及各加工表面的工序尺寸，所得結(jié)果見下表。
主要毛坯尺寸及公差
主要尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
2×Φ8（H7）之間的中心距離
168
—
168
4
Φ10（H7）孔尺寸
10
2.0
10
3
Φ25（H9）孔尺寸
25
3.0
25
4
Φ8（H7）孔尺寸
8
2.0
8
3
各加工表面表面總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值(mm)
說明
Ф40mm的上下平臺
寬度30mm的平臺
40
30
G
H
4
3
加工上下底面
加工上表面
?30mm的凸臺上下面
30
H
3
凸臺上下面
Φ10(H7)孔
10
H
3
加工內(nèi)孔
Φ8（H7）孔
8
H
3
加工內(nèi)孔
Φ25（H9）孔
25
G
4
加工內(nèi)孔
各加工表面的工序尺寸
Ф40mm的上、下平臺，寬度30mm的平臺
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
毛坯
62
1.8
621.8
粗銑
56
3（單邊）
0.4
精銑
54
1（單邊）
0.4
Φ30mm的左凸臺上下表面
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
毛坯
54
1.8
541.8
粗銑
57
3（單邊）
0.4
精銑
58
1（單邊）
0.4
Φ25（H9）孔
加工表面
加工方法
加工余量
公差等級
工序尺寸
Φ25(H9)
鉆孔
11.5（單側(cè)）
—
Φ23
Φ25(H9)
擴孔
0.9（單側(cè)）
—
Φ24.8
Φ25(H9)
粗鉸孔
0.07（單側(cè)）
Φ24.94
Φ25(H9)
精鉸孔
0.03（單側(cè)）
H9
Φ25(H9)
Φ10(H7)孔
加工表面
加工方法
加工余量
公差等級
工序尺寸
Φ10(H7)
鉆孔
4.9（單側(cè)）
—
Φ9.8
Φ10(H7)
粗鉸孔
0.08（單側(cè)）
—
Φ9.96
Φ10(H7)
精鉸孔
0.02（單側(cè)）
H7
Φ10(H7)
2×Φ8（H7）孔
加工表面
加工方法
加工余量
公差等級
工序尺寸
2×Φ8(H7)
鉆孔
4.9（單側(cè)）
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
粗鉸孔
0.08（單側(cè)）
—
Φ7.96
2×Φ8(H7)
精鉸孔
0.02（單側(cè)）
H7
Φ8(H7)
2.7確定切削用量與時間定額的計算
工序一：毛坯準備（省略）
工步一：鑄造毛坯
工步二：表面時效熱處理
由于毛坯鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。為了消除內(nèi)應(yīng)力，減少變形，保證精度的穩(wěn)定性，鑄造后要安排人工時效處理（加熱到500－550℃，加熱速度50－120℃/h，保溫4－6h，冷卻速度≤30℃/h，出爐溫度≤200℃）。
工步三：涂底漆
工序二：粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺面
工步一：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面
1、加工條件
工件材料：灰鑄鐵，鑄造。
加工要求：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。
機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]）
刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑φ40上端面和寬度為30的平臺面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：
端銑刀：=56－64mm
式中：為銑刀直徑，為銑削寬度
根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。
粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。
（2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。
（3）進給量的選擇
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。
（4）切削速度
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14]
由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應(yīng)取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。
（5）銑刀直徑和工作臺的進給量
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[10-38]和[10-39]得
D=50mm則
粗銑：
=1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=95r/min
v=3.14×95×50/1000=14.92m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.25×6×95=142.5m/min
精銑：
=1000×26/3.14×50=165.6r/min 取=166r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=150r/min
v=3.14×50×150/1000=23.55m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.06×8×150=72m/min
（6）切削工時
查《金屬切削手冊》（上海科學出版社）選
=83mm，=8.3mm, =3mm
粗銑：
94.3/142.5=0.66min
精銑：
94.3/72=1.31min
工步二：粗、精銑φ40下端面
1、加工條件
工件材料：灰鑄鐵，鑄造。
加工要求：粗、精銑φ40下端面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。
機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]）
刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑粗、精銑φ40下端面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：
端銑刀：=56－64mm
式中：為銑刀直徑，為銑削寬度
根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。
粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。
（2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。
（3）進給量的選擇
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.03mm/齒。
（4）切削速度
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14]
由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應(yīng)取較小值。V=15m/min。精銑30m/min。
（5）銑刀直徑和工作臺的進給量
查《金屬切削手冊》（上海科學出版社）表[10-38]和[10-39]得
D=50mm則
粗銑：
=1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=95r/min
v=3.14×95×50/1000=14.92m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.25×6×95=142.5m/min
精銑：
=1000×30/3.14×50=165.6r/min 取=190r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=190r/min
v=3.14×50×190/1000=29.83m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.03×8×190=45.6m/min
（6）切削工時
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）選
=30mm，=8.3mm, =3mm
粗銑：
41.3/142.5=0.29min
精銑：
41.3/45.6=0.91min
工序三：粗精銑φ30凸臺面
1、加工條件
工件材料：灰鑄鐵，鑄造。
加工要求：粗、精銑2—φ30凸臺面，使表面粗糙度達到Ra=6.3。
機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]）
刀具：根據(jù)機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀粗、精銑2—φ30凸臺面，銑刀直徑可根據(jù)銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定：
端銑刀：=42－48mm
式中：為銑刀直徑，為銑削寬度
根據(jù)表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據(jù)表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數(shù)Z=6；精銑用細齒，齒數(shù)Z=8。
粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。
（2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。
（3）進給量的選擇
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。
（4）切削速度
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14]
由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應(yīng)取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。
（5）銑刀直徑和工作臺的進給量
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[10-38]和[10-39]得
D=50mm則
粗銑：
=1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=95r/min
v=3.14×95×50/1000=14.92m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.25×6×95=142.5m/min
精銑：
=1000×26/3.14×50=165.6r/min 取=166r/min
按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取
=150r/min
v=3.14×50×150/1000=23.55m/min
當時，工作臺的每分鐘的進給量，
=0.06×8×150=72m/min
（6）切削工時
查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）選
=30mm，=8.3mm, =3mm
粗銑：
41.3/142.5=0.33min
則粗銑2—φ30凸臺面：2=2×0.33=0.66min
精銑：
41.3/72=0.57min
則精銑2—φ30凸臺面：2=2×0.57=1.14min
工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25H9mm孔
1、加工余量的確定
查參考文獻得，鉆孔余量為23.0mm，擴孔的余量為1.8mm，粗鉸的余量為0.14mm，精鉸的余量為0.06mm.
2、切削用量的計算
（1）鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 ap=23.0 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.4 mm/r。
3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為20 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=276.93 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=250 r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：
（2）擴孔工步
1）背吃刀量的確定 ap=1.8 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=1.2mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為4 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=51.36 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該工序的實際鉆削速度為：
（3）粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.14 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=1.0mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為3m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=38.28 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
（4）精鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.06 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.8 mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為5 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=63.69 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=63/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
3、 時間定額的計算
（1）基本時間tj的計算
1） 鉆孔工步
由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm，
l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm；f=0.4 mm/r;
n=250 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min
2）擴孔工步
由參考文獻表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=3 mm，
l1=(D-d1) ×cotkr/2＋(1～2)=(24.8-23.0)×cot60°/2＋(1～2)=2.525mm；f=1.2 mm/r；n=47r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋2.525mm＋3 mm）/（1.2 mm/r×47 r/min）=1.055min
3）粗鉸工步
由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)/2=0.07mm的條件查得
l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=1.48min
4）精鉸工步
由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(25.0-24.94)/2=0.03mm
的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.8 mm/r×63 r/min）=1.33min
（2）輔助時間ta的計算
由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關(guān)系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：
工序4的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×38.22s=5.73s
工序4的擴孔的輔助時間：ta=0.15×63.3s=9.5s
工序4的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×88.8s=13.32s
工序4的精鉸的輔助時間：ta=0.15×79.8s=11.97s
（3）其它時間tm的計算
除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間tb、休息與生理需要時間tx和準備與終結(jié)時間。由本例桿杠的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分攤到每個工件的準備與終結(jié)時間很少，可忽略不計；布置工作地時間和休息與生理需要時間與作業(yè)時間的關(guān)系為：
tb＋tx=6%×（tj＋ta）；所以
工序4的鉆孔的其它時間：tb＋tx=6%×（38.22＋5.73）s=2.67s
工序4的擴孔的其它時間：tb＋tx=6%×（63.3＋9.5）s=4.37
工序4的粗鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（88.8＋13.32）s=6.13s
工序4的精鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（79.8＋11.92）s=5.51s
（4）單件時間tdj的計算
本工序的單件時間為四個工步的時間總和：其中
鉆孔工步 tdj鉆=（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s
擴孔工步 tdj擴=(4.37＋63.3＋9.5)s=77.53s
粗鉸工步 tdj粗鉸=(6.13＋88.8＋13.32)s=108.25s
精鉸工步 tdj精鉸=(5.51＋79.8＋11.97)s=97.28s
所以工序4的單件時間為：
tdj= tdj鉆+ tdj擴 tdj粗鉸+ tdj精鉸=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s
工序五：鉆、粗鉸、精鉸2×φ8（H7）孔
1、加工余量的確定
查參考文獻得，鉆孔余量為7.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm.
2、切削用量的計算
（1）鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 ap=7.8 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3mm/r。
3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1000 r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：
（2）粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=450r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
（3）精鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3 mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=720/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
3、時間定額的計算
（1）基本時間tj的計算
1） 鉆孔工步
由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=15 mm，l2=1 mm，
l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(7.8×cot56°)/2＋(1～2)=8mm；f=0.3 mm/r;
n=1000 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（15 mm＋8mm＋1 mm）/（0.3 mm/r×1000 r/min）=0.076min
則2tj=0.152min
2）粗鉸工步
由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(7.96-7.8)/2=0.08mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=450r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（15mm＋0.37mm＋15mm）/（0.3mm/r×450 r/min）=0.50min
則2tj=1min
3）精鉸工步
由參考文獻表鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(8-7.96)/2=0.04mm
的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=720r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（15 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.3mm/r×720 r/min）=0.14min
則2tj=0.28min
（2）輔助時間ta的計算
由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關(guān)系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：
工序5的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×0.152=0.02min
工序5的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×1=0.15min
工序5的精鉸的輔助時間：ta=0.15×0.14=0.02min
工序六：鉆、粗鉸、精鉸φ10（H7）孔
1、加工余量的確定
查參考文獻得，鉆孔余量為9.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm.
2、切削用量的計算
（1）鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 ap=9.8 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3mm/r。
3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1000 r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為：
（2）粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=450r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
（3）精鉸工步
1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。
2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.3 mm/r。
3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉(zhuǎn)速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=720/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式：
便求得該工序的實際鉆削速度為：
4、 時間定額的計算
（1）基本時間tj的計算
1） 鉆孔工步
由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm，
l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm；f=0.4 mm/r;
n=250 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min
2）粗鉸工步
由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08mm的條件查得
l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=1.48min
3）精鉸工步
由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(10.0-9.96)/2=0.02mm
的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時間：
tj=（54 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.8 mm/r×63 r/min）=1.33min
（2）輔助時間ta的計算
由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關(guān)系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為：
工序6的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×38.22s=5.73s
工序6的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×88.8s=13.32s
工序6的精鉸的輔助時間：ta=0.15×79.8s=11.97s
工序七：表面去毛刺（省略）
工序八：檢驗入庫（省略）
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。（閱機械加工工藝過程綜合卡片）
設(shè)計心得
兩個星期的機械設(shè)計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計這個任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的指導(dǎo)，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設(shè)計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設(shè)計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設(shè)計過程中也想同學征求了意見，是設(shè)計更加符合實際要求。
剛開始接到該課題設(shè)計，并沒有很深的想法，按照任務(wù)書上所規(guī)定的大概地去查找了好些相關(guān)資料，認為也就如此。直到自己認真地去審視每一部分，才發(fā)現(xiàn)想要把各部分聯(lián)系起來作為一個總體，難度頓時提高了許多倍，才發(fā)現(xiàn)除了要有過硬的專業(yè)知識，應(yīng)用與總體思維是多么重要。設(shè)計的過程伴隨思維與心情的反復(fù)變化,在客觀條件受限下,應(yīng)該沉穩(wěn)對待,切忌浮躁,按照自己的時間制定計劃作好設(shè)計的每一步。從這次課程設(shè)計中,我學到了許多以前沒有學到的東西,充實了自己, 讓我對大學里學的關(guān)于制造類的課程有了個全面的融會貫通。本設(shè)計還讓我體會到了一種創(chuàng)新的重要性。
在這里,我首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師,在我設(shè)計碰到難題的時候，每次他都認真的、耐心的指導(dǎo)我，細心的講解。使我把設(shè)計中碰到的都難題解決了?？梢哉f沒有老師的細心指導(dǎo)，我的設(shè)計是搞不完的，特在這里表達我衷心的謝意。同時，在設(shè)計過程中，我的同學也給與了我許多的幫助，在這也謝謝大家！
參考文獻
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