中北大学课程设计说明书
目录
1.零件的工艺分析及生产类型的确定 ........................................1
1.1零件的作用..............................................................1
1.2零件的工艺分析..........................................................1
2毛坯的确定..........................................................................3
2.1选择毛坯................................................................3 2.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定..................................3 3.制定加工路线......................................................4 3.1定位基准的选择..........................................................4 3.2制定加工路线............................................................4 4.确定切削用量及切削时间...................................................7
4.1确定切削用量.............................................................7
4.2确定切削时间............................................................19
5.夹具设计..................................................................25
5.1定位基准的选择..........................................................25 5.2定位元件的设计..........................................................25 5.3定位误差分析............................................................26 5.4钻削力与夹紧力的计算....................................................26 5.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计..........................................27 5.6夹紧装置的设计..........................................................29 5.7夹具设计及操作的简要说明................................................29
小结..............................................................30 参考文献
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1.零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的杠杆，它位于车床的制动系统中，主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接，另一端通过钢球与齿条轴的凸起或凹槽相接触。当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端相接触，杠杆逆时针方向摆动，将制动带拉紧。当左右离合器任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，将制动带拉紧，从而达到制动的目的。 1.2零件的工艺分析
零件的立体图如下：
图1 杠杆立体图
零件的材料为HT200，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。现分析如下： （1）主要加工面：
?0.0231）小头钻Φ250以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；
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?0.1?0.12）钻Φ12.70锥孔及铣Φ12.70锥孔平台；
3）钻2—M6螺纹孔；
4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。 （2）主要基准面：
1）以Φ45外圆面为基准的加工表面
?0.023这一组加工表面包括：Φ250的孔、杠杆下表面 ?0.0232）以Φ250的孔为中心的加工表面
?0.1?0.1这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ12.70锥孔及Φ12.70锥孔平台、2?0.1—M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ12.70锥孔平台。
杠杆的Φ25孔的轴线与两个端面有着倾斜度的要求。现分述如下：
本次设计中用于加工Φ25孔的是立式钻床。工件以Φ25孔下表面及Φ45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Φ25时，由于孔表面粗糙度为Ra?1.6?m。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。
?0.023
本次设计中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。工件以?250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：包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为
Ra?6.3?m。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。
?0.023本次设计中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以?250孔及其
下表面和宽度为30mm的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工M8螺纹底孔时，先用Φ7麻花钻钻孔，再用M8的丝锥攻螺纹。
1.3零件的生产类型
依题目要求选择:Q=4000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α与废品率β分别取为10％和1％.代入公式得该零件的生产纲领为
N=4000×1×（1+10％）×（1+1％）=4444件/年
零件是车床的杠杆，质量为0.85kg，属轻型零件，生产类型为大批生产。
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2.毛坯的确定
2.1选择毛坯
零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，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。 2.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
杠杆的材料是HT200，毛坯的重量1.2kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有：
1）加工Φ25的端面，根据参考文献[4]考虑2mm，粗加工1.9mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm。
2）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求Ra?6.3?m，故可取余量为3mm。
3）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm。
5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求Ra?3.2?m，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15mm就可达到要求。
6）加工M8底孔，根据参考文献[4]考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。
7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[3]考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。
8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。
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3.制定加工路线
3.1定位基准的选择
（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Φ25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Φ25的孔作为精基准。
3.2制定加工路线
方案一：
工序1：粗精铣Φ25孔下表面
?0.023工序2:钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm
工序3:粗精铣宽度为30mm的下平台 工序4:钻Ф12.7的锥孔
工序5:加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔 工序6：粗精铣2-M6上端面
工序7:钻2-M6螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6 工序8：钳工去毛刺 工序9：检查 方案二：
工序1：粗精铣Ф25孔下表面
?0.023工序2：钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm
工序3：粗精铣宽度为30mm的下平台 工序4：钻Ф12.7的锥孔 工序5：粗精铣2-M6上端面
工序6：钻2-Ф5孔，加工螺纹孔2-M6
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