2021年辽宁重点工程核心技术大学优秀课程设计

河南机电高等专科学校

机械制造技术杠杆课程设计

专

业：机电一体化技术

学生姓名：王熙康王家园宋守园刘超峰赵东旭李阳

孟玺

指导老师：陈芳

完成时间：2024年5月25日

任务书
一、设计题目：杠杆机械加工工艺规程及Φ20H7孔夹具设计二、原始资料
（1）被加工零件零件图 1张 （2）生产类型:（中批或大批大量生产）
三、上交材料
（1）所加工零件图

（2）毛坯图 （3）编制机械加工工艺过程卡片

1 张 1 套

（4）编制所设计夹具对应那道工序机械加工工序卡片 1套

（5）绘制夹具装配图（A0 或A1）	1 张
（6）绘制夹具中1 个零件图（A1 或A2。装配图出来后，由指导老师为学生
指定需绘制零件图，通常为夹具体）。	1 张

（7）课程设计说明书，包含机械加工工艺规程编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份

四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。

1. 第l～2天查资料，绘制零件图。

2. 第3～7天，完成零件工艺性分析,确定毛坯类型、制造方法，编制机械加

工工艺规程和所加工工序机械加工工序卡片。

3. 第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，和指导老师沟通，在其

同意前提下，进行课程设计下一步）

4. 第11～13天，完成夹具装配图绘制。

5. 第14～15天，零件图绘制。

6. 第16～18天，整理并完成设计说明书编写。

7. 第19天，完成图纸和说明书输出打印。

摘要

设计内容：“杠杆（二）”机械加工工艺规程及φ20孔夹具设计，并绘制出调速杠杆零

件图、毛坯图、夹具零件图和夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。

设计目标：经过该课程设计，使我把自己所学理论和生产实践很好地相结合，锻

炼了我分析问题、处理问题能力，在这个过程中我分析和处理了零件机械制

造工艺问题，设计了机床专用夹具这一经典工艺装备，提升了结构设计能力，为

以后毕业设计及对自己未来将从事工作进行了一次适应性训练，从而打下了良

好基础。

因为能力所限，经验不足，设计中还有很多不足之处，还请各位老师多加指教。

目录

1.零件图分析...........................................................................8 1.1零件功用...................................................................8 1.2零件技术要求...........................................................8 1.3审查杠杆工艺性.......................................................9 1.4确定杠杆生产类型...................................................9 2.确定毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图...........................9 2.1确定毛坯制造方法.......................................................9 2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量...................................9 2.2.1确定毛坯尺寸............................................................9 2.2.2确定毛坯尺寸公差等级和公差...............................10 2.3绘制毛坯图..................................................................11 3.制订零件工艺路线..............................................................11 3.1选择定位基准..............................................................11

3.1.1精基准选择...........................................................11 3.1.2粗基准选择...........................................................11 3.2表面加工方法确实定..................................................12 3.3加工阶段划分..........................................................13 3.4工序集中和分散..........................................................13 3.5工序次序安排..........................................................14 3.5.1机械加工工序安排...............................................14 3.5.2热处理工序及表面处理工序安排.......................15 3.5.3辅助工序安排...........................................................15 3.6确定工艺路线.............................................................15 4.工序设计(加工Φ20H7螺孔)............................................. 16 4.1确定加工方案.............................................................16 4.2确定加工余量.............................................................16 4.3计算两次工序尺寸基础尺寸.................................17 4.4三次工步计算.............................................................17 4.4.1粗扩孔工步..............................................................17

4.4.2精扩孔工步....................................................................17 4.4.3铰孔工步........................................................................18 5.时间定额计算.......................................................................18 5.1三工步时间定额计算..................................................18 5.1.1粗扩孔工步...................................................................18

5.1.2精扩孔工步....................................................................18 5.1.2铰孔工步........................................................................18 5.2辅助时间计算...............................................................19 6.夹具设计....................................................................................19 6.1问题提出.......................................................................19 6.2.1定位方案设计................................................................19 6.2.2定位误差分析和计算....................................................20 6.2.3夹紧力方向选择.........................................................20 6.2.4夹紧力作用点选择....................................................20 6.2.5切削力及夹紧力计算....................................................20 6.2.6夹具操作简明说明.........................................................20 7.体会和展望...............................................................................20参考文件......................................................................................22

1.零件图分析

1.1零件功用

本零件为用于一些机械中杠杆，其功用是传输驱动力。

1.2零件技术要求

加工表面	尺寸及偏差/mm	公差/mm 及精度等级	表面粗糙度Ra	形位公差/mm
Φ20 孔外端面	15	0.2	3.2
Φ35 孔外端面	15	0.2	3.2
Φ16 孔外端面	6	0.05	3.2
Φ10 孔上端面	48.5		12.5
插槽内表面	5	0.05	3.2
Φ8H7 孔加工	Φ8H7		1.6
Φ20H7 孔加工	Φ20H7		1.6
Φ8F9 孔加工	Φ8F9		1.6
Φ10 孔加工	Φ10		12.5
M4 螺孔加工	M4
左端缺口	6		12.5

该杠杆形状复杂、结构简单，属于经典杠杆类零件。为实现传输驱动力功效，

其杠杆各孔和机器有配合要求，所以加工精度要求较高。杠杆左端两臂内表面在

工作中需承受较大冲击载荷，为增强其耐磨

性，该表面要求高频淬火处理；为确保装配时有正确位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9

三个端面孔有平行度要求，中间孔和两端孔平行度为0.1mm。

总而言之，该杠杆各项技术要求制订较合理，符合该零件在传输驱动力中功用。

1.3审查杠杆工艺性

分析零件图可知，杠杆零件中Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔外端面均要求铣削加工,并

在轴向方向上均高于相邻表面，这么既降低了加工面积，又提升了其接触刚度；φ

8H7和φ20H7孔端面均为平面，能够预防加工过程中钻头偏离，以确保加工精度；

另外，该零件除关键工作表面外，其它表面加工精度较低，不需要高精度机床加

工，经过铣削、钻床粗加工就能够达成加工要求；而关键工作表面即使加工精度相

对较高，但也能够在正常生产条件下，采取较经济方法保质保量加工出来。由此

可见，该零件工艺性很好。

1.4确定杠杆生产类型

依题目可知，该杠杆生产类型为中批量生产。

2.确定毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图

2.1确定毛坯制造方法

零件材料是QT450-10，硬度\HB=160～210。零件年产量为中批量，而且零件加工轮廓尺寸不大，在考虑提升生产率确保加工精度后可采取铸造成型中金属

模铸造。零件形状复杂，所以毛坯形状能够和零件形状尽可能靠近，Φ8H7、Φ8F9

三个小孔不铸出，中间Φ20H7大孔铸出。毛坯尺寸经过确定加工余量后再决定。

2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量
2.2.1确定毛坯尺寸
分析本零件，全部加工表面Ra≥1.6，所以这些表面毛坯尺寸只需将零件尺寸

加上所查得余量即可

加工表面	基础尺寸	加工余量等级	加工余量/mm	说明
Φ8H7 两孔外端面	15mm	CT8	1.25	单边余量
Φ20H7 外孔端面	15mm	CT8	1.25	单边余量
Φ8F9 孔外端面	6mm	CT7	1.00	单边余量
Φ10 孔上端面	48.5mm	CT9	3.00	单边余量
两Φ8F9 孔之间表面	5mm	CT8	1.25	单边余量
缺口	8mm	CT7	2.00	单边余量

2.2.2确定毛坯尺寸公差等级和公差

（1）确定毛坯尺寸公差等级由《课程设计指导书》中表2-1大批量生产毛坯铸

件公差等级表确定毛坯尺寸公差等级。因为铸件材料为球墨铸铁加工方法为金

属型铸造，确定毛坯尺寸公差等级为CT8-10.

（2）确定毛坯尺寸公差
查《铸造工艺手册》中表1-9确定本零件毛坯尺寸公差以下

零件毛坯尺寸 公差 Φ8H7 两孔外端面 16.25mm 0.14 Φ20H7 外孔端面 16.25mm 0.14 Φ8F9 孔外端面 7.00mm 0.20 Φ10 孔上端面 51.5mm 0.24 两Φ8F9 孔之间表面 7.5mm 0.10 缺口 8mm 0.12

2.3 绘制毛坯图

3.制订零件工艺路线

3.1选择定位基准

基准面选择是工艺规程设计关键过程之一。基面选择正确是否，能够是加工质量得到确保，生产效率提升，不然，不仅加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件大批量报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。3.1.1精基准选择 依据该杠杆零件技术要求和装配要求,对于精基准而言，关键考虑到基准重合问题，当设计基准和工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以Φ20H7孔为精基准，基础满足要求。3.1.2粗基准选择
关键考虑到既要确保在各加工面全部有加工余量前提下，使关键孔或面加工余量尽可能均匀，又确保定位夹紧可靠性，装夹方便，降低时间，所以选杠杆零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面为粗基准。

3.2表面加工方法确实定

1、杠杆零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔外端面，它是毛坯铸造出来以后第一个加工端面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为3.2。依据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣加工方法，即节省时间又能达成技术要求。

2、Φ10孔上端面，表面粗糙度为12.5，依据表面粗糙度要求我们采取粗铣加工方法。

3、Φ8F9孔外端面，表面粗糙度为3.2，依据表面粗糙度要求我们采取粗铣—半精铣加工方法。

4、两Φ8H7孔之间表面，该表面需要检验，要求检验范围和Φ8H7同心在Φ20内，依据表面粗糙度要求我们采取粗铣—半精铣加工方法。

5、Φ20H7孔加工，它将作为精基准以完成以后加工，为达成题目要求我们采取粗扩—精扩—铰工序过程，最终完成Φ20H7孔加工。

6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工时对于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度为1.6，依据表面粗糙度要求我们采取钻—精铰加工方法。

7、Φ10孔加工，表面粗糙度为12.5，依据表面粗糙度要求我们采取钻孔就能达成要求。

8、缺口加工，表面粗糙度为12.5，依据表面粗糙度要求我们采取粗车就能达成要求。