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目錄
摘要....................................2
0. 序言...................................5
1.畢業(yè)設計的目的..........................6
2 畢業(yè)設計的基本任務與要求................6
2.1設計基本任務...........................6
2.2、設計要求..............................7
3.杠桿零件工藝設計與工裝設計...............7
3.1．基本任務：............................7
3.2．設計要求：............................8
4．方法和步驟：............................8
4．1 生產綱領............................8
4.2零件的作用.............................9
4.3零件圖審查.............................9
5.工藝規(guī)程的設計...........................10
5.1確定毛坯的制造形式。..................10
5.2基面的選擇............................11
5.3工件表面加工方法的選擇.................11
5.4確定工藝路線...........................11
5.5工藝方案的比較和分析...................14
5.6選擇加工設備及刀、量、夾具.............14
5.7加工工序設計...........................16
6.夾具的設計.................................18
6.1確定設計方案............................18
6.2選擇定位元件............................18
6.3計算夾緊力并確定螺桿直徑................19
6.4定位誤差計算............................19
7.結 論......................................21
8.在 謝......................................22
參考文獻......................................23
摘要
本設計的零件為杠桿零件，選用⒋⒌號鋼。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產的經(jīng)濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，多采鉆床加工。通過對零件的分析，此工件外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高，生產批量不大。因此在保證質量和提高生產率的前提下，盡量簡化結構，做到經(jīng)濟合理。
關鍵詞：鉆床加工，杠桿零件，尺寸精度。
Abstract
The design of parts for the lever parts of 45 steel. According to parts of shape, dimensional accuracy, cost-effective production areas such as a detailed analysis of its manufacturing processes, Most Drilling. Part of the analysis, the shape of the workpiece contour small size, light weight, low-processing, not mass production. Therefore the quality assurance and productivity, under the premise of the structure as simple as possible, so economically rational.
Keywords : Drilling, leveraged parts, dimensional accuracy 。
0.序言
機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，由于能力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加以指教。完成夾具結構設計能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。
1.畢業(yè)設計的目的
機械制造技術畢業(yè)設計是培養(yǎng)機械工程類專業(yè)學生應職應崗能力的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，它要求學生能全面綜合地運用所學的理論和實踐知識，進行零件機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設計。其基本目的是：
(1)培養(yǎng)工程意識。
(2)訓練基本技能。
(3)培養(yǎng)質量意識。
(4)培養(yǎng)規(guī)范意識。
2 畢業(yè)設計的基本任務與要求
2.1設計基本任務
(1)繪制零件工作圖一張
(2)繪制毛坯零件圖一張
(3)編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套
(4)編寫設計說明書一份
(5)收集資料,為夾具設計做好準備
(6)繪制草圖,進行必要的理論計算和分析以及夾具的結構方案(7)繪制總圖和主要非標準件零件圖,編寫設計說明書
(8)編制夾具的使用說明或技術要求
2.2、設計要求
2.2.1、工藝設計的設計要求
(1)保證零件加工質量,達到圖紙的技術要求
(2)在保證加工質量的前提下,盡可能提高生產效率
(3)要盡量減輕工人的勞動強度,生產安全
(4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內技術和裝備
(5)工藝規(guī)程應正確.清晰,規(guī)范化,標準化的要求
(6)工藝規(guī)程應滿足規(guī)范化、標準化要求。
3.杠桿零件工藝設計與工裝設計
3.1．基本任務：
（1）繪制零件工件圖一張；
（2）繪制毛坯—零件合圖一張；
（3）編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套；
（4）編寫設計說明書一份；
（5）收集和研究原始資料，為夾具結構設計做好技術準備。
（6）初步擬定夾具結構方案，繪制夾具結構草圖，進行必要的理論計算和分析。選擇最佳的夾具結構方案，確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術要求。
（7） 繪制夾具總圖和主要非標準件零件圖，編寫設計說明書。（8）編制夾具特殊使用維護、操作、制造方面的說明或技術要求。
3.2．設計要求：
（1）應保證零件的加工質量，達到設計圖紙的技術要求；
（2）在保證加工質量的前提下，盡可能提高生產效率；
（3）要盡量減輕工人勞動強度，必須考慮生產安全、工業(yè)衛(wèi)生等措施；
（4）在立足本企業(yè)的生產條件基礎上，盡可能采用國內外新技術、新工藝、新裝備；
（5）工藝規(guī)程應正確、完整、簡潔、清晰；
（6）工藝規(guī)程應滿足規(guī)范化、標準化要求；
（7）夾具設計保證工件的加工精度；
（8）提高生產效率；
（9）工藝性好；
（10）使用性好；
（11）經(jīng)濟性好
4．方法和步驟：
4．1 生產綱領
生產綱領的計算與生產類型的確定
生產類型
生產綱領（件/年）
大批生產 中型零件
5000
4.2零件的作用
題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。
4.3零件圖審查
4.3.1了解零件的功用及技術要求
熟悉用途、性能及工作條件，明確被加工零件在產品中的位置和功用，審查圖樣的完整性和正確性
4.3.2零件的工藝分析
杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F(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＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷7、支承釘11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2，當輔助支承2與工件接觸后，用螺母1鎖緊。要加工的主要工序包括：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凸臺的上下表面。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）、Φ10(H7)孔為Ra3.6um、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）。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。
5.工藝規(guī)程的設計
5.1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)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產量為5000件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。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率。
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
加工內孔
Φ8（H7）孔
8
H
3
加工內孔
Φ25（H9）孔
25
G
4
加工內孔
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
5.2基面的選擇
（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（H7）的孔。
（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。
5.3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：
a.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。
b.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。
c.?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。
d.鉆Φ10(H7)內孔：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。
e.鉆Φ25（H9）內孔：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°內角。
f.鉆Φ8（H7）內孔：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。
5.4確定工藝路線
a.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：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：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）的內孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。
工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
工序Ⅹ：檢驗入庫。
b.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）的內孔使尺寸達到9.8mm。
工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。
工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到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。
5.5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。
5.6選擇加工設備及刀、量、夾具
由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產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?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，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。
鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到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。
（參考資料和文獻均來自：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）
5.7加工工序設計
根據(jù)本次設計的要求，工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對Φ8（H7）內孔的加工設計。
各工步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
2×Φ8(H7)
鉆孔
0.215
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
擴孔
0.055
—
Φ 7.96
2×Φ8(H7)
鉸孔
—
H7
Φ8(H7)
a. 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。
b. 粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。
c. 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。
這三部工序全都采用Z518機床來進行加工的，故：
（1）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)，取鉆2×Ф8(H7)孔的進給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉速為:
n=1000v/πd=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min
按機床實際轉速取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：
Ff=9.81×42.7dof0.8KF(N)
M=9.81×0.021d02f0.8KM(N.m)
求出鉆2×Ф8(H7)孔的Ff和M如下：
Ff=9.81×42.7×8×0.30.8×1=1279N
M=9.81×0.021×82×0.30.8×1=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：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)，取擴孔2×Ф8(H7)的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：擴孔的切削速度為（12—13）V鉆，故取v擴=1/2v鉆=1/2×22m/min=11m/min,
由此算出轉速n=1000v/πd=1000×11/3.14×8r/min=438r/min,取機床實際轉速n=450r/min。
（3）參考文獻：機械設計工藝簡明手冊，并參考Z518機床主要技術參數(shù)，取鉸孔的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得：鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉速：
n=1000v/πd=1000×18/3.14×8r/min=717r/min
按照機床的實際轉速n=720r/min。則實際切削速度為：
V=πdn/1000=3.14×8×720/1000m/min=18.1m/min。
6.夾具的設計
本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）而設計的。 本工序所加工的孔是位于Φ30凸臺平面內，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產量不是很大等原因，采用翻轉式鉆模。
6.1確定設計方案
這道工序所加工的孔在Φ30凸臺平面上，且與土臺面垂直，平行度△A=0.1。
根據(jù)工件結構特點，其定位方案有：
工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺分別在臺階定位銷、支承釘上實現(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，當輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。
6.2選擇定位元件
（1）選擇帶臺階面的定位銷，作為以φ 25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取 。
（2）選擇可調支承釘為φ8（H7）孔外緣毛坯一側防轉定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊，防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉，限制工件六個自由度。為增加剛性，在φ8（H7）的端面增設一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。
6.3計算夾緊力并確定螺桿直徑
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F夾與切削力F之間的關系為：
F夾=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，F(xiàn)夾=KF=1279×3N=3837N，由此可以知道，選擇一個M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時變形，因為鉆φ8（H7）孔時，工件為懸臂。
6.4定位誤差計算
（1）加工φ8H7時孔距尺寸 84± 0.2mm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孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為φ25H9，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φ8H7孔時軸線平行度 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孔φ25H9與定位面間的垂直度誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm
所以有：0.03+0.104mm=0.134mm
此方案能滿足平行度 0.15mm的定位要求。
7.結 論
經(jīng)過兩個月的分析零件、在設計時通過查閱資料使得了解的知識面更廣、范圍更大，在查閱時了解有關機械方面的書，從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導實際，理論知識有待實際的檢驗。
經(jīng)過這次畢業(yè)設計，讓我鞏固了以前所學的知識它的全面性和系統(tǒng)性，使我對機械加工產生了更進一步的興趣，并讓我主觀上認識了加工過程中如何找定位，，也為我以后的工作打下了很好的基礎。這篇畢業(yè)設計雖然已經(jīng)完成了，但由于本人缺少實際經(jīng)驗，在實際利用中次設計肯定還存在不少的問題，需要改進。希望老師能給我提點意見和建議從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導實際，理論知識有待實際的檢驗，理論知識與實際操作是相輔相。
8.在 謝
在這里，在這本設計即將完成之際，我要感謝嘉興恒諾微電子有限公司的領導，是他們給了我設計的空間；我還要感謝一直幫助我的楊偉超、繆飛軍兩位導師，他們在我的設計中給了我很多的指導，在一些對我來說比較艱深，比較把握不了方向的地方，給予了我指明，幫我除去了許多不必要的麻煩；感謝我的同學，是他們不遺余力的幫助，才使我有充足的時間來完成本設計，謝謝，謝謝你們，因為有你們才有本設計的實現(xiàn)，謝謝！??！
參考文獻
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