题目：
学生姓名： 学 号： 班 级： 系 别： 专 业： 指导教师： 成 绩：
摘 要 . ............................................................ 1
1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 . .................. - 1 -
1.1、左摆动杠杆的用途 .................................... - 1 - 1.2、左摆动杠杆的技术要求： ............................. - 2 - 1.3、审查左摆动杠杆的工艺性 ............................. - 2 - 1.4、确定左摆动杠杆的生产类型 . .......................... - 3 - 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 ................................... - 3 -
2.1、选择毛胚 ............................................. - 3 - 2.2、确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 ................. - 3 -
2.2.1、公差等级.......................................... - 3 - 2.2.2、左摆动杠杆锻造毛坯尺寸工差及加工余量.............. - 3 - 2.2.3、绘制左摆动杠杆毛坯简图............................ - 4 -
3、拟定左摆动杠杆工艺路线 ................................... - 4 -
3.1、定位基准的选择 ...................................... - 4 -
3.1.1、精基准的选择...................................... - 4 - 3.2.2、粗基准的选择...................................... - 5 - 3.2 、表面加工方法的确定 ................................ - 5 - 3.3、加工阶段的划分 ......................... 错误！未定义书签。 3.4、工序的集中与分散 .................................... - 5 - 3.5、工序顺序的安排 ...................................... - 5 -
3.5.1、机械加工工序...................................... - 5 - 3.5.2、热处理工序........................................ - 6 - 3.6、确定工艺路线 ........................................ - 6 - 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . ......................... - 7 - 5、切削用量、时间定额的计算 ................................ - 9 -
5.1、切削用量的计算 ..................................... - 14 -
5.1.1、钻孔工步......................................... - 14 - 5.1.2、 粗铰工步........................................ - 14 - 5.1.3、精铰工步......................................... - 14 - 5.2、时间定额的计算 ..................................... - 15 -
5.2.1、基本时间tj 的计算................................ - 15 - 5.2.2、辅助时间ta 的计算................................ - 15 - 5.2.3、其他时间的计算................................... - 16 - 5.2.4、单件时间tdj 的计算............................... - 16 -
6、夹具设计 .................................................. - 16 -
6.1、提出问题 ............................................ - 16 - 6.2、设计思想 ............................................ - 17 - 6.3、夹具设计 ............................................ - 17 -
6.3.1、定位分析......................................... - 17 - 6.3.2、切削力及夹紧力的计算............................. - 17 - 6.3.3、夹具操作说明..................................... - 20 - 6.3.4、确定导向装置..................................... - 20 -
7、体会与展望 . ............................................... - 20 - 8、参考文献 .................................................. - 21 -
摘 要
这次设计的是左摆动杠杆。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定左摆动杠杆的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的. 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练, 因此, 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 左摆动杠杆零件图
1.1、左摆动杠杆的用途
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（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1• L1=F2•L2。式中，F1表示动力，L1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：
该左摆动杠杆的各项技术要求如下表所示：
1.3、审查左摆动杠杆的工艺性
该左摆动杠杆结构简单，形状普通，属一般的杠杆类零件。主要加工表面有左摆动杠杆左、右端面，上端面，其次就是φ15孔及φ12孔和φ6孔，φ15、φ12、φ6孔的加工端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻
床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。
1.4、确定左摆动杠杆的生产类型
依设计题目知：Q=3000件/年，m=1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=3000台/年*1件/台*（1+3%+0.5%）=3105
左摆动杠杆重量为1.2kg ，可知，左摆动杠杆属轻型零件；由表
4-2知，此左摆动杠杆的生产类型为中批生产。
2、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1、选择毛坯
左摆动杠杆在工作过程中承受冲击载荷及各种应力，毛坯需选用锻件才满足工作要求。该左摆动杠杆的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用模锻。
2.2、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表4-1至表4-3可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 2.2.1、公差等级
由左摆动杠杆的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。
2.2.2、左摆动杠杆锻造毛坯尺寸，机械加工余量及公差
2.2.3、绘制左摆动杠杆毛坯简图
3、拟定左摆动杠杆工艺路线
3.1、定位基准的选择
3.1.1、精基准的选择
根据该左摆动杠杆零件的技术要求，选择左摆动杠杆左端面和
φ15孔作为精基准。
3.2.2、粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择左摆动杠杆左中上三个端面作为基准，使用专用夹具加工直径15,12,6的要求较高的三个孔，以提高效率。采用左摆动杠杆右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2 、表面加工方法的确定
根据左摆动杠杆零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙
3.3、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排左摆动杠杆的加工工序。该左摆动杠杆
的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.4、工序顺序的安排
3.4.1、机械加工工序
（1）“先基准后其他”
（2）“先粗后精” （3）“先面后孔”
3.4.2、热处理工序
加工之前进行时效处理。
3.4.3、辅助工序
在基本型面工序加工完后，安排去毛刺、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：锻件毛坯——实效处理——基准加工——粗精加工——辅助工序——入库。
3.5、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，下表列出了左摆动杠杆的工艺路线。
4、加工余量、工序尺寸和公差的确定
左摆动杠杆左端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆左端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铣： +0.035；粗铣：+0.087
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 97.73+0.198 粗铣前92.06+0.493
对上端面的影响是精铣前 30.4+0.035 粗铣前31.4+0.087
左摆动杠杆右端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆右端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；半精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为精铣： +0.030；粗铣：+0.074
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 57.03+0.014 粗铣前57.49+0.041。
对上端面的影响是精铣前 28.7+0.030 粗铣前29.7+0.074。
左摆动杠杆上端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆上端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；半精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：精铣： +0.021；粗铣：+0.052
铣削上端面，对上端面尺寸没有影响。对左端面和中端面有影响 对左端面的影响是 精铣前： 100.7+0.021；粗铣前：101.7+0.052 对中端面的影响是 精铣前： 55.7+0.021；粗铣前：56.7+0.052
钻-粗铰φ12孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.85mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，粗铰：0.043mm ；钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗铰：φ12+0.043mm；钻：φ11.85+0.18mm。
钻-铰φ12盲孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm; 钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
φ12.0+0.018mm；粗铰：φ11.95+0.043mm；钻：φ11.800+0.18mm。
钻-铰-精铰φ15孔
确定钻-铰-精铰φ15孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=14.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm; 钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ15.0+0.015mm；粗铰：φ14.95+0.058mm；钻：φ14.800+0.15mm。
钻M10孔φ9，攻螺纹M10。
确定钻-粗铰φ9孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=8.85mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，：0.036mm; 钻：0.15mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗铰：
φ9+0.036mm；钻：φ8.85+0.15mm。 然后攻螺纹M10mm 。
钻-铰φ12孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm ；钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ12.0+0.018mm；粗铰：φ11.95+0.043mm；钻：φ11.800+0.18mm。它们的相互关系如下图所示。
钻-铰-精铰φ6孔。
确定钻-铰-精铰φ6孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.04mm；粗铰余量Z 粗铰=0.1mm；钻孔余量Z 钻=5.86mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.012mm;
粗铰：0.048mm; 钻：0.12mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ6.0+0.012mm；粗铰：φ5.96+0.048mm；钻：φ5.86+0.12mm。
粗，精铣8mm 槽；粗，精铣2mm 槽。
确定粗、精铣8mm 和2mm 槽的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得；精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为精铣： +0.030；
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 7.3+0.03 粗铣前0。
铣2mm 槽，精铣前是1.7+0.03，粗铣前0。
5、切削用量、时间定额的计算
5.1铣左端面
5.1.1 粗铣工步
硬质合金端铣刀铣削用量选择 1．选择刀具
1）根据表4—75至表4—79，选择YG6硬质合金刀片。
根据表 4—76，铣削深度 ap ≤4mm 时，端铣刀直径d 0为 80mm,ae 为60mm 。但已知铣削宽度 ae 为 24mm，故应根据铣削宽度 ae ≤90mm ，选择d 0= 100mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。
2）铣刀几何形状（表3．2）：由于δb ≤800MPa ，故选择。k r =60°，k re =30°，k r ′＝5°，α0=8°, α0′=10°λs = -15°，γ0= -5°。 2．选择切削用量
1）决定铣削深度a p 由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p =h＝1mm
2）决定每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw 时，
fz = 0.09～ 0.18mm／z 但因采用不对称端铣，故取
fz = 0.18mm／z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；
由于铣刀直径d 0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表3．8）。
4）决定切削速度v c 。和每分钟进给量v f 切削速度v c 可根据表3．27中的公式计算，也可直接由表中查出。
根据表 3．13，当d 0= 100mm ， z＝ 10， ap ≤5mm ，f z ≤0.1mm ／z 时， vt = 124m ／min ，n t ＝395r ／min ，v ft ＝316mm ／min 。 各修正系数为： k MV =kMN ＝k Mv ＝1.25
k sv =ksn ＝ ksvf ＝ 0.8
故 vc =vt k v =124×1.25×0.8m/min＝124m/min n＝ nt k n = 395 ×1.25×0.8r ／min ＝ 395r／min
v f ＝ vft k vt ＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根据 X51型立铣说明书（表 3． 30）选择 nc＝380r ／min ，v fC ＝320mm ／min 因此实际切削速度和每齿进给量为
v c =f zc =
d 0n
= 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min 1000v fc
=320/380×10mm/z=0.08mm/z
n c z
5）校验机床功率根据表 3．23，当δb ＝ 560～ 1000MPa， ae ≤90mm ， ap ≤4mm ， d0＝100mm ， z=10， vf ＝320mm ／min ，近似为 Pcc ＝2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为
PcM ＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw 故P cc ＜P cM ，因此所选择的切削用量可以采用，即
ap=2mm ，v f ＝320mm ／min ，n=380r／min ，v c ＝119.3m ／min ，f z =0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）计算基本工时
t m =
L
v f
式中，L ＝ l＋ y十Δ， l＝ 100。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十Δ =40mm，则 L＝（40＋ 100）mm ＝140mm ，故
tm = 140/320=0.44min 5.1.2 精铣工步
硬质合金端铣刀铣削用量选择 1．选择刀具
1）根据表4—75至表4—79，选择YG6硬质合金刀片。
根据表4—76，铣削深度 ap ≤4mm 时，端铣刀直径d 0为 80mm,ae 为60mm 。但已知铣削宽度 ae 为 24mm，故应根据铣削宽度 ae ≤90mm ，选择d 0= 100mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。
2）铣刀几何形状（表3．2）：由于δb ≤800MPa ，故选择。k r =60°，k re =30°，k r ′＝5°，α0=8°, α0′=10°λs = -15°，γ0= -5°。 2．选择切削用量
1）决定铣削深度a p 由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p =h＝2mm
2）决定每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw 时，
fz = 0.09～ 0.18mm／z 但因采用不对称端铣，故取
fz = 0.18mm／z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；
由于铣刀直径d 0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表3．8）。
4）决定切削速度v c 。和每分钟进给量v f 切削速度v c 可根据表3．27中的公式计算，也可直接由表中查出。
根据表 3．13，当d 0= 100mm ， z＝ 10， ap ≤5mm ，f z ≤0.1mm ／z 时， vt = 124m ／min ，n t ＝395r ／min ，v ft ＝316mm ／min 。
各修正系数为： k MV =kMN ＝k Mv ＝1.25
k sv =ksn ＝ ksvf ＝ 0.8
故 vc =vt k v =124×1.25×0.8m/min＝124m/min n＝ nt k n = 395 ×1.25×0.8r ／min ＝ 395r／min
v f ＝ vft k vt ＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根据 X51型立铣说明书（表 3． 30）选择 nc＝380r ／min ，v fC ＝320mm ／min 因此实际切削速度和每齿进给量为
v c =f zc =
5）校验机床功率根据表 3．23，当δb ＝ 560～ 1000MPa， ae ≤90mm ， ap ≤4mm ， d0＝100mm ， z=10， vf ＝320mm ／min ，近似为 Pcc ＝2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为
PcM ＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw 故P cc ＜P cM ，因此所选择的切削用量可以采用，即
ap=2mm ，v f ＝320mm ／min ，n=380r／min ，v c ＝119.3m ／min ，f z =0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）计算基本工时
t m =
d 0n
= 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min 1000v fc
=320/380×10mm/z=0.08mm/z
n c z
L
v f
式中，L ＝ l＋ y十Δ， l＝ 86。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十Δ =40mm，则 L＝（40＋ 100）mm ＝140mm ，故
tm = 140/320=0.44min
（粗，精铣其他面与上述计算类似）。
5.2钻-铰-精铰φ12孔 5.2.1、切削用量的计算
5.2.1.1、钻孔工步
1）背吃刀量的确定 取ap=11.8mm.
2) 进给量的确定 由表4-64，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
3）切削速度的计算 由表4-46，切削速度v 选取为22m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=897.6 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=25.6 m/min。 5.2.1.2、 粗铰工步
1）背吃刀量的确定 取ap=0.15mm。
2) 进给量的确定 由表4-70，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
3）切削速度的计算 由表4-70，切削速度v 选取为2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=53 r/min , 参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.7 m/min。 5.2.1.3、精铰工步
1）背吃刀量的确定 取ap=0.05mm。
2) 进给量的确定 由表4-70，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
3） 切削速度的计算 由表4-70，切削速度v 选取为4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=106.2r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=5.3m/min。
5.2.2、时间定额的计算 5.2.2.1、基本时间tj 的计算
（1） 钻孔工步
根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得tj =
式中l=18mm；l2=0mm；
l1=D/2*cotkr+(1~2)=11.8/2*cot54+1mm=5.3mm；
f=0.1mm/r；n=680mm/r。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间为20.6s 。
（2） 粗铰工步 根据表
5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj
=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d ）/2=（11.95-11.8）/2=0.075的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基
本
时
间
tj=(12mm+0.37mm+15mm)
/(0.4mm/min
x
97r/min)=0.7min=42s。
（3） 精铰工步
同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d ）/2=（15-14.95）/2=0.025的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。 5.2.2.2、辅助时间ta 的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间ta 与基本时间tj 之间的关系为ta=(0.15~0.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：
钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x20s=3.0s; 粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s; 精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s;
5.2.2.3、其他时间的计算
除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于左摆动杠杆的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb 是作业时间的2%~7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2%~4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：
钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s; 粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s; 精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s; 5.2.2.4、单件时间tdj 的计算
这里的各工序的单件时间分别为：
钻孔工步tdj 钻=20s+3.0s+1.38s=24.38s; 粗铰工步tdj 粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s; 精铰工步tdj 精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s;
因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。
将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
（加工其他孔的时间与上述计算类似）
6、夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
6.1、提出问题
（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，一个短销限制2个自由度，一个支撑钉限制1个自由度。
（2）怎样夹紧；设计夹具由手动螺旋快速夹紧机构和固定手柄压
紧螺钉夹紧工件。
（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻套与工件之间的间隙排削。
（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
6.2、设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对φ12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra12.5，钻、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
6.3、夹具设计
6.3.1、定位分析
（1）定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工φ12孔时，采用左摆动杠杆左端面和φ15孔内圆柱面作为定位基准。
（2）定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
△j=（TD+T d+△S ）/2 TD =0.050mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0355mm
6.3.2、切削力及夹紧力的计算
刀具：Φ11.8的麻花钻，Φ12铰刀。
①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计
算公式：
0. 90. 6P =70. 6∙D ∙S ∙HB
式中 P ───钻削力
t ───钻削深度：18mm
S ───每转进给量： 0.1mm
D ───麻花钻直径： Φ11.8mm
HB ───布氏硬度：55HRC
所以
P =70. 6∙D ∙S ∙HB 0. 90. 6
=720（N ）
钻孔的扭矩： 0. 9420. 6M =0. 014∙D ∙S ∙HB
式中 S ───每转进给量, 0.1mm
D ───麻花钻直径, Φ11.8mm
HB ───布氏硬度，55HRC 0. 9420. 6M =0. 014∙D ∙S ∙HB
=2478(N·M)
②铰孔时的切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式： 1. 20. 40. 6P =9. 1∙t ∙S ∙HB
式中 P ───切削力
t ───钻削深度： 18mm
S ───每转进给量： 0.4mm
D ───铰孔钻直径： Φ12mm
HB ───布氏硬度：55HRC
所以
铰孔的扭矩：
式中 t ───钻削深度： 18mm
S ───每转进给量： 0.4mm
P =9. 1∙t ∙S 1. 20. 4∙HB 0. 6 = 5.0（N ） P =0. 031∙t 0. 75∙S 0. 6∙HB ∙D 0. 4
D ───铰刀直径： Φ12mm
HB ───布氏硬度：55HRC 0. 750. 60. 4P =0. 031∙t ∙S ∙HB ∙D
=9.3（N ·M ）
③钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以2Q ∙L W =一个面2力计算公式： d z ∙t g (α+φ) +3∙f ∙d 1
式中 φ───螺纹摩擦角
d
d f 1───平头螺杆端的直径 ───工件与夹紧元件之间的摩擦系数：0.16
z ───螺杆直径
α ───螺纹升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄长度 2Q ∙L W =则2d z ∙t g (α+φ) +3∙f ∙d 1
=766（N ）
其他两个孔的相关计算以此类推。
根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。
6.3.3．夹具装配图
6.3.4、夹具操作说明
此次设计的夹具夹紧原理为：左端面为定位基准，和三个支撑钉构成六点定位，为在加工中稳定，在两个方向用螺栓手柄压紧操作简单，用钻套引导刀具进行加工。
定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。
6.3.5、确定导向装置
本工序要求对被加工的三个孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=2d=3×12=36mm，排泄空间h （1）=20mm；h （2）=15， h （2）=15。
7、体会与展望
通过将近两个星期的学习，通过老师的指导和自己的努力，终于完成了这个项目，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及
零件结构设计等方面的知识。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。
通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
8、参考文献
马兰主编，机械制图，机械工业出版社
王伯平主编，互换性与测量技术基础，机械工业出版社
于骏一，邹青主编，机械制造技术基础
张莉英主编，机械制造技术基础课程设计指导书
题目：
学生姓名： 学 号： 班 级： 系 别： 专 业： 指导教师： 成 绩：
摘 要 . ............................................................ 1
1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 . .................. - 1 -
1.1、左摆动杠杆的用途 .................................... - 1 - 1.2、左摆动杠杆的技术要求： ............................. - 2 - 1.3、审查左摆动杠杆的工艺性 ............................. - 2 - 1.4、确定左摆动杠杆的生产类型 . .......................... - 3 - 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 ................................... - 3 -
2.1、选择毛胚 ............................................. - 3 - 2.2、确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 ................. - 3 -
2.2.1、公差等级.......................................... - 3 - 2.2.2、左摆动杠杆锻造毛坯尺寸工差及加工余量.............. - 3 - 2.2.3、绘制左摆动杠杆毛坯简图............................ - 4 -
3、拟定左摆动杠杆工艺路线 ................................... - 4 -
3.1、定位基准的选择 ...................................... - 4 -
3.1.1、精基准的选择...................................... - 4 - 3.2.2、粗基准的选择...................................... - 5 - 3.2 、表面加工方法的确定 ................................ - 5 - 3.3、加工阶段的划分 ......................... 错误！未定义书签。 3.4、工序的集中与分散 .................................... - 5 - 3.5、工序顺序的安排 ...................................... - 5 -
3.5.1、机械加工工序...................................... - 5 - 3.5.2、热处理工序........................................ - 6 - 3.6、确定工艺路线 ........................................ - 6 - 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . ......................... - 7 - 5、切削用量、时间定额的计算 ................................ - 9 -
5.1、切削用量的计算 ..................................... - 14 -
5.1.1、钻孔工步......................................... - 14 - 5.1.2、 粗铰工步........................................ - 14 - 5.1.3、精铰工步......................................... - 14 - 5.2、时间定额的计算 ..................................... - 15 -
5.2.1、基本时间tj 的计算................................ - 15 - 5.2.2、辅助时间ta 的计算................................ - 15 - 5.2.3、其他时间的计算................................... - 16 - 5.2.4、单件时间tdj 的计算............................... - 16 -
6、夹具设计 .................................................. - 16 -
6.1、提出问题 ............................................ - 16 - 6.2、设计思想 ............................................ - 17 - 6.3、夹具设计 ............................................ - 17 -
6.3.1、定位分析......................................... - 17 - 6.3.2、切削力及夹紧力的计算............................. - 17 - 6.3.3、夹具操作说明..................................... - 20 - 6.3.4、确定导向装置..................................... - 20 -
7、体会与展望 . ............................................... - 20 - 8、参考文献 .................................................. - 21 -
摘 要
这次设计的是左摆动杠杆。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定左摆动杠杆的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的. 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练, 因此, 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
1、左摆动杠杆的工艺分析及生产类型的确定 左摆动杠杆零件图
1.1、左摆动杠杆的用途
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（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1• L1=F2•L2。式中，F1表示动力，L1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：
该左摆动杠杆的各项技术要求如下表所示：
1.3、审查左摆动杠杆的工艺性
该左摆动杠杆结构简单，形状普通，属一般的杠杆类零件。主要加工表面有左摆动杠杆左、右端面，上端面，其次就是φ15孔及φ12孔和φ6孔，φ15、φ12、φ6孔的加工端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻
床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。
1.4、确定左摆动杠杆的生产类型
依设计题目知：Q=3000件/年，m=1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=3000台/年*1件/台*（1+3%+0.5%）=3105
左摆动杠杆重量为1.2kg ，可知，左摆动杠杆属轻型零件；由表
4-2知，此左摆动杠杆的生产类型为中批生产。
2、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1、选择毛坯
左摆动杠杆在工作过程中承受冲击载荷及各种应力，毛坯需选用锻件才满足工作要求。该左摆动杠杆的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用模锻。
2.2、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表4-1至表4-3可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 2.2.1、公差等级
由左摆动杠杆的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。
2.2.2、左摆动杠杆锻造毛坯尺寸，机械加工余量及公差
2.2.3、绘制左摆动杠杆毛坯简图
3、拟定左摆动杠杆工艺路线
3.1、定位基准的选择
3.1.1、精基准的选择
根据该左摆动杠杆零件的技术要求，选择左摆动杠杆左端面和
φ15孔作为精基准。
3.2.2、粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择左摆动杠杆左中上三个端面作为基准，使用专用夹具加工直径15,12,6的要求较高的三个孔，以提高效率。采用左摆动杠杆右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2 、表面加工方法的确定
根据左摆动杠杆零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙
3.3、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排左摆动杠杆的加工工序。该左摆动杠杆
的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.4、工序顺序的安排
3.4.1、机械加工工序
（1）“先基准后其他”
（2）“先粗后精” （3）“先面后孔”
3.4.2、热处理工序
加工之前进行时效处理。
3.4.3、辅助工序
在基本型面工序加工完后，安排去毛刺、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：锻件毛坯——实效处理——基准加工——粗精加工——辅助工序——入库。
3.5、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，下表列出了左摆动杠杆的工艺路线。
4、加工余量、工序尺寸和公差的确定
左摆动杠杆左端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆左端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铣： +0.035；粗铣：+0.087
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 97.73+0.198 粗铣前92.06+0.493
对上端面的影响是精铣前 30.4+0.035 粗铣前31.4+0.087
左摆动杠杆右端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆右端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；半精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为精铣： +0.030；粗铣：+0.074
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 57.03+0.014 粗铣前57.49+0.041。
对上端面的影响是精铣前 28.7+0.030 粗铣前29.7+0.074。
左摆动杠杆上端面。
确定粗、精铣左摆动杠杆上端面的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得粗铣的加工余量是1.0mm ；半精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：精铣： +0.021；粗铣：+0.052
铣削上端面，对上端面尺寸没有影响。对左端面和中端面有影响 对左端面的影响是 精铣前： 100.7+0.021；粗铣前：101.7+0.052 对中端面的影响是 精铣前： 55.7+0.021；粗铣前：56.7+0.052
钻-粗铰φ12孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.85mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，粗铰：0.043mm ；钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗铰：φ12+0.043mm；钻：φ11.85+0.18mm。
钻-铰φ12盲孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm; 钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
φ12.0+0.018mm；粗铰：φ11.95+0.043mm；钻：φ11.800+0.18mm。
钻-铰-精铰φ15孔
确定钻-铰-精铰φ15孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=14.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm; 钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ15.0+0.015mm；粗铰：φ14.95+0.058mm；钻：φ14.800+0.15mm。
钻M10孔φ9，攻螺纹M10。
确定钻-粗铰φ9孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=8.85mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，：0.036mm; 钻：0.15mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗铰：
φ9+0.036mm；钻：φ8.85+0.15mm。 然后攻螺纹M10mm 。
钻-铰φ12孔。
确定钻-铰-精铰φ12孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量Z 钻=11.8mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT9；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm; 粗铰：0.043mm ；钻：0.18mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ12.0+0.018mm；粗铰：φ11.95+0.043mm；钻：φ11.800+0.18mm。它们的相互关系如下图所示。
钻-铰-精铰φ6孔。
确定钻-铰-精铰φ6孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表4-27可查得，精铰余量Z 精铰=0.04mm；粗铰余量Z 粗铰=0.1mm；钻孔余量Z 钻=5.86mm。查表4-5可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.012mm;
粗铰：0.048mm; 钻：0.12mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ6.0+0.012mm；粗铰：φ5.96+0.048mm；钻：φ5.86+0.12mm。
粗，精铣8mm 槽；粗，精铣2mm 槽。
确定粗、精铣8mm 和2mm 槽的加工余量、工序尺寸和公差 由表4-32可查得；精铣的的加工余量是0.7mm ；查表4-7可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：粗铣IT9，精铣IT7。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为精铣： +0.030；
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铣前 7.3+0.03 粗铣前0。
铣2mm 槽，精铣前是1.7+0.03，粗铣前0。
5、切削用量、时间定额的计算
5.1铣左端面
5.1.1 粗铣工步
硬质合金端铣刀铣削用量选择 1．选择刀具
1）根据表4—75至表4—79，选择YG6硬质合金刀片。
根据表 4—76，铣削深度 ap ≤4mm 时，端铣刀直径d 0为 80mm,ae 为60mm 。但已知铣削宽度 ae 为 24mm，故应根据铣削宽度 ae ≤90mm ，选择d 0= 100mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。
2）铣刀几何形状（表3．2）：由于δb ≤800MPa ，故选择。k r =60°，k re =30°，k r ′＝5°，α0=8°, α0′=10°λs = -15°，γ0= -5°。 2．选择切削用量
1）决定铣削深度a p 由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p =h＝1mm
2）决定每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw 时，
fz = 0.09～ 0.18mm／z 但因采用不对称端铣，故取
fz = 0.18mm／z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；
由于铣刀直径d 0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表3．8）。
4）决定切削速度v c 。和每分钟进给量v f 切削速度v c 可根据表3．27中的公式计算，也可直接由表中查出。
根据表 3．13，当d 0= 100mm ， z＝ 10， ap ≤5mm ，f z ≤0.1mm ／z 时， vt = 124m ／min ，n t ＝395r ／min ，v ft ＝316mm ／min 。 各修正系数为： k MV =kMN ＝k Mv ＝1.25
k sv =ksn ＝ ksvf ＝ 0.8
故 vc =vt k v =124×1.25×0.8m/min＝124m/min n＝ nt k n = 395 ×1.25×0.8r ／min ＝ 395r／min
v f ＝ vft k vt ＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根据 X51型立铣说明书（表 3． 30）选择 nc＝380r ／min ，v fC ＝320mm ／min 因此实际切削速度和每齿进给量为
v c =f zc =
d 0n
= 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min 1000v fc
=320/380×10mm/z=0.08mm/z
n c z
5）校验机床功率根据表 3．23，当δb ＝ 560～ 1000MPa， ae ≤90mm ， ap ≤4mm ， d0＝100mm ， z=10， vf ＝320mm ／min ，近似为 Pcc ＝2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为
PcM ＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw 故P cc ＜P cM ，因此所选择的切削用量可以采用，即
ap=2mm ，v f ＝320mm ／min ，n=380r／min ，v c ＝119.3m ／min ，f z =0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）计算基本工时
t m =
L
v f
式中，L ＝ l＋ y十Δ， l＝ 100。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十Δ =40mm，则 L＝（40＋ 100）mm ＝140mm ，故
tm = 140/320=0.44min 5.1.2 精铣工步
硬质合金端铣刀铣削用量选择 1．选择刀具
1）根据表4—75至表4—79，选择YG6硬质合金刀片。
根据表4—76，铣削深度 ap ≤4mm 时，端铣刀直径d 0为 80mm,ae 为60mm 。但已知铣削宽度 ae 为 24mm，故应根据铣削宽度 ae ≤90mm ，选择d 0= 100mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16）。
2）铣刀几何形状（表3．2）：由于δb ≤800MPa ，故选择。k r =60°，k re =30°，k r ′＝5°，α0=8°, α0′=10°λs = -15°，γ0= -5°。 2．选择切削用量
1）决定铣削深度a p 由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p =h＝2mm
2）决定每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw 时，
fz = 0.09～ 0.18mm／z 但因采用不对称端铣，故取
fz = 0.18mm／z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；
由于铣刀直径d 0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表3．8）。
4）决定切削速度v c 。和每分钟进给量v f 切削速度v c 可根据表3．27中的公式计算，也可直接由表中查出。
根据表 3．13，当d 0= 100mm ， z＝ 10， ap ≤5mm ，f z ≤0.1mm ／z 时， vt = 124m ／min ，n t ＝395r ／min ，v ft ＝316mm ／min 。
各修正系数为： k MV =kMN ＝k Mv ＝1.25
k sv =ksn ＝ ksvf ＝ 0.8
故 vc =vt k v =124×1.25×0.8m/min＝124m/min n＝ nt k n = 395 ×1.25×0.8r ／min ＝ 395r／min
v f ＝ vft k vt ＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min
根据 X51型立铣说明书（表 3． 30）选择 nc＝380r ／min ，v fC ＝320mm ／min 因此实际切削速度和每齿进给量为
v c =f zc =
5）校验机床功率根据表 3．23，当δb ＝ 560～ 1000MPa， ae ≤90mm ， ap ≤4mm ， d0＝100mm ， z=10， vf ＝320mm ／min ，近似为 Pcc ＝2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为
PcM ＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw 故P cc ＜P cM ，因此所选择的切削用量可以采用，即
ap=2mm ，v f ＝320mm ／min ，n=380r／min ，v c ＝119.3m ／min ，f z =0.08mm／z, f=0.8mm/r。
6）计算基本工时
t m =
d 0n
= 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min 1000v fc
=320/380×10mm/z=0.08mm/z
n c z
L
v f
式中，L ＝ l＋ y十Δ， l＝ 86。不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十Δ =40mm，则 L＝（40＋ 100）mm ＝140mm ，故
tm = 140/320=0.44min
（粗，精铣其他面与上述计算类似）。
5.2钻-铰-精铰φ12孔 5.2.1、切削用量的计算
5.2.1.1、钻孔工步
1）背吃刀量的确定 取ap=11.8mm.
2) 进给量的确定 由表4-64，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
3）切削速度的计算 由表4-46，切削速度v 选取为22m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=897.6 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=25.6 m/min。 5.2.1.2、 粗铰工步
1）背吃刀量的确定 取ap=0.15mm。
2) 进给量的确定 由表4-70，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
3）切削速度的计算 由表4-70，切削速度v 选取为2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=53 r/min , 参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.7 m/min。 5.2.1.3、精铰工步
1）背吃刀量的确定 取ap=0.05mm。
2) 进给量的确定 由表4-70，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
3） 切削速度的计算 由表4-70，切削速度v 选取为4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=106.2r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=5.3m/min。
5.2.2、时间定额的计算 5.2.2.1、基本时间tj 的计算
（1） 钻孔工步
根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得tj =
式中l=18mm；l2=0mm；
l1=D/2*cotkr+(1~2)=11.8/2*cot54+1mm=5.3mm；
f=0.1mm/r；n=680mm/r。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间为20.6s 。
（2） 粗铰工步 根据表
5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj
=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d ）/2=（11.95-11.8）/2=0.075的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基
本
时
间
tj=(12mm+0.37mm+15mm)
/(0.4mm/min
x
97r/min)=0.7min=42s。
（3） 精铰工步
同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d ）/2=（15-14.95）/2=0.025的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.4 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。 5.2.2.2、辅助时间ta 的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间ta 与基本时间tj 之间的关系为ta=(0.15~0.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：
钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x20s=3.0s; 粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s; 精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s;
5.2.2.3、其他时间的计算
除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于左摆动杠杆的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb 是作业时间的2%~7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2%~4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：
钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(20s+3.0s)=1.38s; 粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s; 精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s; 5.2.2.4、单件时间tdj 的计算
这里的各工序的单件时间分别为：
钻孔工步tdj 钻=20s+3.0s+1.38s=24.38s; 粗铰工步tdj 粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s; 精铰工步tdj 精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s;
因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=24.38s+51.20s+43.88s=119.46s。
将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
（加工其他孔的时间与上述计算类似）
6、夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
6.1、提出问题
（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，一个短销限制2个自由度，一个支撑钉限制1个自由度。
（2）怎样夹紧；设计夹具由手动螺旋快速夹紧机构和固定手柄压
紧螺钉夹紧工件。
（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻套与工件之间的间隙排削。
（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
6.2、设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对φ12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra12.5，钻、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
6.3、夹具设计
6.3.1、定位分析
（1）定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工φ12孔时，采用左摆动杠杆左端面和φ15孔内圆柱面作为定位基准。
（2）定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
△j=（TD+T d+△S ）/2 TD =0.050mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0355mm
6.3.2、切削力及夹紧力的计算
刀具：Φ11.8的麻花钻，Φ12铰刀。
①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计
算公式：
0. 90. 6P =70. 6∙D ∙S ∙HB
式中 P ───钻削力
t ───钻削深度：18mm
S ───每转进给量： 0.1mm
D ───麻花钻直径： Φ11.8mm
HB ───布氏硬度：55HRC
所以
P =70. 6∙D ∙S ∙HB 0. 90. 6
=720（N ）
钻孔的扭矩： 0. 9420. 6M =0. 014∙D ∙S ∙HB
式中 S ───每转进给量, 0.1mm
D ───麻花钻直径, Φ11.8mm
HB ───布氏硬度，55HRC 0. 9420. 6M =0. 014∙D ∙S ∙HB
=2478(N·M)
②铰孔时的切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式： 1. 20. 40. 6P =9. 1∙t ∙S ∙HB
式中 P ───切削力
t ───钻削深度： 18mm
S ───每转进给量： 0.4mm
D ───铰孔钻直径： Φ12mm
HB ───布氏硬度：55HRC
所以
铰孔的扭矩：
式中 t ───钻削深度： 18mm
S ───每转进给量： 0.4mm
P =9. 1∙t ∙S 1. 20. 4∙HB 0. 6 = 5.0（N ） P =0. 031∙t 0. 75∙S 0. 6∙HB ∙D 0. 4
D ───铰刀直径： Φ12mm
HB ───布氏硬度：55HRC 0. 750. 60. 4P =0. 031∙t ∙S ∙HB ∙D
=9.3（N ·M ）
③钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以2Q ∙L W =一个面2力计算公式： d z ∙t g (α+φ) +3∙f ∙d 1
式中 φ───螺纹摩擦角
d
d f 1───平头螺杆端的直径 ───工件与夹紧元件之间的摩擦系数：0.16
z ───螺杆直径
α ───螺纹升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄长度 2Q ∙L W =则2d z ∙t g (α+φ) +3∙f ∙d 1
=766（N ）
其他两个孔的相关计算以此类推。
根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。
6.3.3．夹具装配图
6.3.4、夹具操作说明
此次设计的夹具夹紧原理为：左端面为定位基准，和三个支撑钉构成六点定位，为在加工中稳定，在两个方向用螺栓手柄压紧操作简单，用钻套引导刀具进行加工。
定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。
6.3.5、确定导向装置
本工序要求对被加工的三个孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=2d=3×12=36mm，排泄空间h （1）=20mm；h （2）=15， h （2）=15。
7、体会与展望
通过将近两个星期的学习，通过老师的指导和自己的努力，终于完成了这个项目，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及
零件结构设计等方面的知识。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。
通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
8、参考文献
马兰主编，机械制图，机械工业出版社
王伯平主编，互换性与测量技术基础，机械工业出版社
于骏一，邹青主编，机械制造技术基础
张莉英主编，机械制造技术基础课程设计指导书