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1、机械制造技术课程设计任务书2一、左摆动杠杆的工艺分析41.1左摆动杠杆的用途41.2左摆动杠杆的技术要求41. 3左摆动杠杆的工艺分析51.4确定左摆动杠杆的生产类型5二、确定毛坯、绘制毛坯简图62. 1选择毛坯63. 2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量6三、拟定左摆动杠杆工艺路线84. 1定位基准的选择85. 2表面加工方法的确定96. 3加工阶段的划分107. 4工序的集中及分散108. 5工序顺序的安排119. 6确定工艺路线11四、加工余量、工序尺寸、和公差的确定144.1选择加工设备及工艺设备1410. 2加工余量工序尺寸及公差的确定16五、切削用量、时间定额的计算2111. 1粗精
2、钱宽24mm,毛坯28mm,的下表面2112. 2孔的加工2313. 3钱槽285. 4时间定额的计算28六、填写机械加工工序卡31机械制造技术课程设计任务书一、题目：左摆动杠杆机械加工工艺规程设计二、原始数据典型机械零件图1张，零件图上尺寸、公差及技术要求较齐全。三、主要设计内容(1)零件机械加工工艺过程说明书1份，包括机械零件分析、工序划分、定位基准的选择、工艺方案拟定、工序尺寸计算、加工装备及刀具的选择、切削用量的选择及计算等；(2) 工艺过程卡一张;(3) 工序卡若干张左摆动杠杆工艺规程的设计纲要及步骤一、左摆动杠杆的工艺分析杠杆原理亦称杠杆平衡条件。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力
3、（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力X动力臂=阻力X阻力臂，用代数式表示为FlLl=F2L2o式中，Fl表示动力，Ll表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。1.2 左摆动杠杆的技术要求表一左摆动杠杆的零件技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Raum左摆动杆上面177IT93.2左摆动杆右面28发IT93.2左摆动杆左面287IT93.2右图12H8孔912rIT81,6右图6孔62T71.6左图中12孔及MlO螺纹12MlOITS6.4中图中12盲孔12*18IT86.4左图1
4、5孔15“IT71.62mm槽2IT83.28mm槽8ITS3.21.3左摆动杠杆的工艺分析分析零件图可知，左摆动杠杆的上、左和右端面的粗糙度要求较高，为3.2,所以需要进行切削加工。而其他的各表面的粗糙度要求并不高，又因为是大批生产，所以采用锻造毛坯的方法，其他面无需加工。零件中几个孔的要求较高，粗糙度为3.2,但孔的直径较小,所以采取钻、粗校，精较的加工以确保精度等级。零件中对形位公差的要求并不高。由此，该零件加工方便，工艺性较好。1.4 确定左摆动杠杆的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，m=l件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得：N=500
5、0台/年Xl件/台X(1+3%)X(1+0.5%)=5175.75左摆动杠杆重量为09kg,由表1-3知，左摆动杠杆属轻型零件；由表1-4知，该左摆动杠杆的生产类型为大批生产。二、确定毛坯、绘制毛坯简图2. 1选择毛坯由于左摆动杠杆在实际应用中要承受较大的力，为了增强左摆动杠杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯采用锻件。该零件尺寸不大，且生产类型为大批生产、形状较复杂，为提高生产率和精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的薄膜斜度为52.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-10和表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素2. 2.1公差等级由左摆动杠杆的技术要求
6、，确定该零件的的公差等级为普通级。3. 2.2锻件重量己知机械加工后的左摆动杠杆的重量为1.2Kg,由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为2.3Kg4. 2.3锻件形状复杂系数对左摆动杠杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度,即179mm,32mm,24mmo(详见毛坯图)；由公式(2-3)和(2-5)可以计算出锻件的复杂系数S2=%W)=%79X32X24X7.8X1()皿5. 2.4锻件材质系数由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属Ml级。6. 2.5零件表面粗糙度由零件图可知，该左摆动杠杆的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6
7、um根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表二表二左摆动杠杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸mm备注左摆动杠杆左端面2*2=42,532心J4-1.25表2T至表2-5左摆动杠杆4j端面2*2=425工：表2-1至表2-5左摆动杠2*2=41.618C表2-1至杆上端面表2-512孔2*2=41.7+0.85O-0.85表27至表2-5小15孔2*2=41,7+0.85表27至表2-5012孔2*2=41.7+O.85O-0.85表27至表2-5MlOmm螺纹孔2*2=41,7Ug&5O-0.85表27至表2-56孔2*2
8、=41.7CO852-0.85表2-1至表2-512盲孔2*2=41.7o-*O.855b-SK5表2-1至表2-58mm槽2*2=40.5-+0.254.25表2-1至表2-52mm槽2*1=20.5O表27至表2-5三、拟定左摆动杠杆工艺路线7. 1定位基准的选择定位基准有粗基准还有精基准，通常先确定精基准，再确定粗基准。3. 1.1精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择左摆动杠杆的上端面和左端面为精准，零件上的很多表面和孔都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了基准统一”的原则。另一方面，我们可以以这两个面为定位基准，加工其他的平面和孔，保证基准重合”的原则。最后一方面，以这
9、两个面为定位基准，在加紧方便。3. 1.2粗基准的选择作为粗基准的表面应该平整，没有飞边、毛刺、或其他的欠缺。本例选择右端面为粗基准。3.2表面加工方法的确定根据左摆动杠杆零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法。如表三所示表三左摆动杠杆各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注左端面IT93.2粗钱-半精铢表1-8右端面IT93.2粗铁-半精钱表1-8上端面IT93.2粗钱一半精晓表1-812H8孔右IT81,6钻-粗嵌精表1-7图较叫LIT71.6钻一精较表1-715118孔JT71.6钻-粗较-精较表1-7攻螺纹MlOT86.4钻-攻螺
10、纹12孔左图IT86.3钻一较表1-782盲孔IT81.6钻一粗较一精绞表1-78mm的槽IT83.2粗钱-半精铢表1-82mm槽IT126.3粗钱表I-S3. 3加工阶段的划分该左摆动杠杆的质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先应该将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和孔的加工精度;然后粗钻其他的一些孔，再粗校中12、中15、6的孔；在精较刀加工阶段，完成粗糙度为1.6的孔的精较加工。3.4工序的集中及分散由于生产类型是大批生产，采用工序集中的加工工序。采用外能型机床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原
11、则是工价的装夹次数少，可以缩短辅助时间。3. 5工序顺序的安排4. 5.1机械加工工序遵循先基准后其他”原则，首先加工精基准-左端面及上端面；遵循“先粗后精的原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序；遵循先主后次”的原则，先加工主要表面-左端面和上端面，再加工次端面-右端面；遵循“先面后孔”原则，先加工三个端面，然偶加工剩下的几个孔。5. 5.2热处理工序模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为241-285HBS,并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。6. 5.3辅助工序半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序;精加工后，安排去毛刺
12、、清洗和终检工序。综上所述，该左摆动杠杆工序的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工-热处理-主要孔的精加工3.6确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表四列出了杠杆的工艺路线表四:工序名称机床设备刀具量具1粗轨左右端面及上下端面X51钱床面铢刀游标，k尺2半精钱左端面，上端面，右端面X51钱床面铢刀游标卡尺3倒R=3mm圆角X51貌床干刀游标卡尺4钻-粗校-精绞12*18盲孔Z515钻床麻花钻较刀游标卡尺5钻-粗较-精较孔中15H8Z515钻床麻花钻较刀游标卡尺6钻-粗较-攻螺纹MIoZ515钻床麻花钻校刀游标卡尺7钻-粗较-精较孔中12
13、*2Z5i5钻床麻花钻较刀游标卡尺8钻-精较孔6Z515钻床麻花钻较刀游标卡尺9粗铢-半精X51疑刀游标卡尺钱8mm槽10粗钱2mm槽X51铢刀游标，k尺U去毛刺钳工台平锌12中检塞规百分尺卡尺13清洗清洗机14终检塞规百分尺卡尺左摆动杠杆加工工序安排工序号工序内容简要说明10粗钱左右端面及上下端面先基准后其他20半精钱左端面，上端面，右端面先基准后其他、先主后次”30粗钻12*18mm盲孔、15H8通孔“先面后孔、先主后次40扩15孔,再粗绞-精绞15孔、12*18mm盲孔，先粗后精50粗钻-粗较-攻螺纹MlO“先粗后精60粗钻12H8孔、中12*11先粗后精孔、6孔70粗扩12H8孔、12
14、*11孔，精扩12*11孔，精绞12H8孑1、6孑L先粗后精80粗钱2mm、8mm槽，半精铢8mm槽先粗后精四、加工余量、工序尺寸、和公差的确定4. 1选择加工设备及工艺设备7. 1.1选择机床根据不同的工序选择机床1）工序1、2、3、4、10、11是粗钱和精钱。各工序工步不多成批生产不要求很高的生产率故选用立式机床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大精度要求不很高选用常用的X51。疑床参数如下型号X51,主轴孔锥度7:24,主轴孔径25mmo主轴转速651800r/min。工作台面积（长X宽）1000X250。工作台最大行程：纵向（手动/机动）62Onin1,横向手动19OnlnI、机动170
15、m升降手动37Omm、机动350mm。工作台进给量：纵向35980mm/min、横向25765mm/min、升降12380mmin0工作台快速移动速度：纵向2900mmmin横向2300mm/min升降115OmnI/min。工作台T型槽数:槽数3、宽度14、槽距50。主电机功率4.5KW。2）工序5、6、7、8、9为钻、绞孔因加工孔较小精度要求较高表面粗糙度数值小需要较精密的机床才能满足要求因此选用Z515钻床的参数如卜型号Z515主轴转速320-2900r/min,主轴行程100mnl最大钻孔直径15mm工作台台面尺寸350x350（mmXmm）,主电动机功率0.6kw。4.1.2选择夹具
16、本零件除了粗钱及半精铁槽钻孔等工序需要专用夹具外其他的使用通用夹具即可。4. 1.3选择刀具根据不同的工序选择刀具。由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分。刀具应具有高刚度足够的强度和韧度高耐磨性良好的导热性良好的工艺性和经济性抗粘接性化学稳定性。由于零件左摆动杠杆材料为45钢推荐用硬质合金中的YT15类刀具因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性，在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。1）粗
17、精钱24mm的上下表面用YT15端钱刀。2）粗精钱28左端面及177mm的前后表面用高速钢圆柱铢刀。3）钻孔用高速钢麻花钻绞孔用高速钢较刀。4）铢8mm槽直齿三面刃铢刀2mm槽用锯片钱刀。5. 2加工余量工序尺寸及公差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线采用计算及查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、24n上表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差粗钱2,0IT125555：；2、24mm下表面参照实用机械加工工
18、艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差半精钱1IT655551；粗钱3IT125656毛坯359593、177mm后表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差粗钱2.0IT122655：；4、177mm前表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差半精钱0.5IT62424-0,1粗钱1.5IT1224.524.5毛坯226265、28mm右表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工
19、序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差半精铢.IT6177177：粗跣2IT12178178毛坯31801806、28mm左表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差半精铁1IT6177177Z粗铁2IT12178178毛坯31801807、12H8孔查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2-8、2-4确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差精绞0.15IT712.S扩孔0.85IT911.85IL85钻孔11IT12ll11毛坯488、6孔查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2
20、-8、2-4确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差精绞.IT66(+0.85O-O.851钻孔2IT125.85.8毛坯429、612*11孔查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2-8、2-4确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差扩孔1IT12121Z-0.85扩孔31T121111钻孔8IT1288毛坯4810、15H8孔查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2-8、2-4确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差精绞0.0.5IT6151).8513-0.85粗绞
21、0.1TT614.9514.95Z扩孔0.85IT614.8514.85器钻孔141T121414毛坯41111、612*18孔查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2-8、2-4确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差修最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差精绞0.05IT6121，-0.85粗绞0.95IT1211.95IL95钻孔11IT12ll11毛坯4812、宽2mm槽查机械制造工艺及机床夹具课程设计表2-15.2-16确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差粗钱2.0IT122C+0.25Zf2513、宽8mm槽查机械制造工艺及机床夹具课程
22、设计表2-15、2-16确定各工序尺寸及加工余量工序名称余量工序达到的公差W最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差精晓2IT68Q+0.250-025粗钱2IT1266毛坯42五、切削用量、时间定额的计算6. 1粗精铁宽24mm,毛坯28mm,的下表面工序10粗钱宽度为24三的下表面加工条件：工件材料：45钢锻造。机床：X51立式铳床。查参考文献1表30-34刀具：硬质合金三面刃圆盘钱刀（面钱刀），材料：YT15,DlOOmm,齿数Z=8,此为粗齿疑刀。因其单边余量：Z=2un所以饿削深度拆：=2方妨每齿进给量力：根据参考文献3表2.4-75取a=012三/Z钱削速度V：参照参考文献1表30-34取V
23、:L33ms0由机床主轴转速n得机床主轴转速式（2,1）=254r min100oVIooO*1.33*60同-3.14*100按照参考文献3表3.1-74n=300rmin实际钱削速度V:V=314xl00x300N$7?/S=94.2min10001000x60进给量V/：V,=a.Zn=0.12X8X300/604.8“IsQ.9nn/r工作台每分进给量m：Zn=Kr=4.8m/s=288mm!minCQ：根据参考文献1表2.4-81,a-30mm被切削层长度1：取I:2830刀具切入长度4：1.75/rO由于机床进给机构允许的轴向力nax=5690N(由机床说明书查出)，根据表28-9
24、,允许的进给量fA18T三/r。由于所选进给量f远小于/及/故所选f可用。(1)确定钻孔6的切削用量钻孔6选用机床为Z515钻床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10mm的钻孔进给量为0.200.35。则取/=0.30mmr确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为n=4若-m/min查得参数为Cy=8.1,Zy=025,%=0,%=055,m=0125，刀具耐用度T-35min则v=l.6mmin所以w=72r/nin选取n=120rin所以实际切削速度为=2.64?/min
25、确定切削时间(一个孔)*(2)钻螺纹孔及攻螺纹IIXAnO钻螺纹底孔II-8.677/=0.2nnrX0.50=0.1nnr取/=0.10麓/厂V=0.25ms(15mmin)所以=ll18s(713min)按机床选取=80rmhl(133)所以实际切削速度vh=f2s*(15,3mVmn)切削工时(一个孔)：攻螺纹IIXMIO根据表4-32选取V=O123s所以=4.89rs(293min)按机床选取=272喻(4-53小)所以实际切削速度x113s所以切削时间（一个孔）:孔15H8:查表2-28可得，精较余量为Z精=0.15mm;扩孔的余量为Z扩=0.85mm；钻孔的余量为Z=14mm查表
26、1-20可确定各工序尺寸的加工精度等级为:精较IT8；扩孔IT10；钻孔IT12根据上述结果，查表2-40可知,个工步公差为:精较，1515.027；扩孔，14.8514.92；钻孔中1414.018其相互关系参看右图一M5J11LI+1.1*/5Q钻孔工步1）背吃刀量p=14mm2）进给量由表5T2,选取每转进给量f=0.2mm/r3）切削速度由表5-22查得，因为工件为45号钢，v=20m/min,带入公式得IOOOv欣1000x203.14x1444&47%IirI参照表4-15所列X51型立式机床的主轴转速取n=590r/min。实际转速为V =痴 590x3,14x14IOOO IO
27、OO扩孔工步1）背吃刀量=0.85mm2）进给量由表5-31可查得，取f=0.50mm/r3）切削速度计算由表5-31可得v=2m/min=里=1000x2=40.13参照表4-9所列Z525型立式钻床就3.14x14.85mn单主轴转速，取n=97r/min0实际转速X黑973J414.85l01明治精较工步1）背吃刀量=0.15mm2）进给量查表5-31f=0.4mm/r3）切削速度计算查表5-31可查到v=4m/min3侬、当吧二53“血 3.14x16 mm参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取n=140r/min实际转速l7=四J40x3.14x16夕100O100Omm工
28、序40、70确定扩孔切削用量1)确定进给量f根据参考文献表28-31,怠=(0.7-0.8)E/rX0.7=0.490.56”/r。根据Z515机床说明书取f=0.57mmro2)确定切削速度V及n根据参考文献1表28-33,取K表=25m/nin。修正系数：*=088,%L3(根据&=247_25op)%2故VZ衣=25n/min0.88=22nzmin=IOoOVZ麦/(TZz/)=100022(3.14xd)=2S6nmmin查机床说明书取M=275rmin。实际切削速度为V=血。1()3=21/nin工序40、50、70确定较孔切削用量(1)确定进给量f根据参考文献7表28-36,怠=
29、L32.6mm,按该表注4,进给量取小植。查Z535说明书取f=1.6mmr。(2)确定切削速度V及n由参考文献表28-39取V衣=82mm/nin。由参考文献口表28-3,得修正系数L.=0.88,k,.=0.99(根据泣=-/O25=i.2)，%2故V表=8.2/minX0.88=7.216mm/min=IoOoy表/（欣）=91.5min查Z515说明书，取n=100r/min,实际较孔速度V=clan103=25100XIO-3=31Amm/min5.3 钱槽工序80粗钱fz=O.12mmrap=5mmVc=90mminn=1000Vc/d=955.4rminVf=nfz=114.6m
30、mr精钱fz=O.10mmrap=2mmVc=150mminn=1000Vc/d=1194.2rminVf=nfz=119.4nunr5.4 时间定额的计算一、计算12盲孔的时间基本时间的计算1）钻孔查表5-41,/=24mm,/2=2mm=5mmf-0.2mmr,n=590r/min1./=+2+57fnO.259O2）扩孔根据表5T1,L,乙按忆=15,p=L5,查得a=0.56三,y%24 + 2 + 5302*97=33.8,3)较孔根据表5-41及表5-42查得=20Inm,人=22mm,1=24mmf=0.4mm/r,n=140r/min心24 + 22 + 200.4x140=
31、45.6-辅助时间的计算根据经验公式，辅助时间及基本时间的关系为%=(0.1502)%本例取勿=0.15L，则各工步的辅助时间为：钻孔工步:%=0.15X15.8=2.37s扩孔工步:=0.15X33.8=5.07s精较工步：L=O.15X45.6=6.84s其他时间计算除了作业时间之外，每件工序的单位时间还包括布置工作地点时间、休息时间及生理需要时间和准备及终结时间。由于是大批生产，分摊到每个工件的准备及终结时间甚微，可忽略不计；布置工作时间右是作业时间的2%7%,休息及生理需要时间九是作业时间的2%4%,在此均取3%,则各工序的其他时间(力，+九)可按关系式(3%+3%)+九X(右+九)计
32、算，他们分别为:钻孔：+九=6%X(2.37+15.8)=1.09s扩孔：+九=6%X(5.07+33.8)=2.33s较孔:+tr=6%X(6.84+45.6)=3.15s单件总时间的计算钻孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s扩孔工步:%=33.8+5.07+2.33=41.2s较孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s加工单件总时间T=19.06+41.2+55.5=115.78二、钻12*ll孔(1)机床的选择：选用CA6140卧式车床(2)刀具的选择：选用直径IomnI高速钢标准锥柄麻花钻(3)切削用量选择：查表得：f=0.2-0.4mmr,进给量取f=0.32mmr当使用高速钢标准锥柄麻花钻加工HT200,f=0.32mmr,查出匕.=24,/nin,Mil1000V100024.个.贝根据=424.2r/min加乃X10按CA6140车床的转速列表查得及424.2rmin相近的转速为n=400rmin,得实际切削速度为=22.62 min血40010廿IOoo-1000确定z,=9,f=0.32mmr,n=400rmin,v=22.62mmin(4)计算基本工时T工；/+Z2./=J=2其中/=93,JI=DJcot.+(12)=1.6,取=2所以，六、填写机械加工工序卡表格参考P255页表6-12
