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大连交通大学2011届本科生毕业设计
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。
CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。
1.2零件的工艺分析
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：
1）小头钻Φ 以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔； 2）钻Φ 锥孔及铣Φ 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 这一组加工表面包括：Φ 的孔、杠杆下表面 2）以Φ 的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ 锥孔及Φ 锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ 锥孔平台。
按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的组件可以划分为以下几类: (1)定位组件及定位装置；
(2)夹紧组件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；
(4)对刀,引导组件及装置(包括刀具导向组件,对刀装置及靠模装置等)；
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(5)动力装置； (6)分度,对定装置；
(7)其它的组件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；
每个夹具不一定所有的各类组件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向组件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。
专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他组件及装置的设计。
杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工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 。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。
本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。工件以 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 。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。
本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以 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。
在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级的工人、不延长加工时间），所能保证的加工精度和表面粗糙度是零件加工经济精度稍显要考虑的前提，在此前提下要注意加工经济精度和成本的关系。总而言之，就是以最低的成本创造出最高质量的产品。
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第二章 工艺规程设计
2.1毛坯的制造形式
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基准面的选择
基准面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
2.2.1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。
2.2.2精基准的选择
精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则：
1.“基准重合”原则
为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。
2.“基准统一”原则
当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。采用“基准统一”原则可保证同轴度和垂直度等，减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。
3.精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。
对于本零件，有中心孔，中心孔是其设计基准又是定位基准，而且以中心孔为精基准可以加工多个面。故可以以中心孔作为统一的基准，但是随着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：
当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2mm的锥面来代替中
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心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。
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。
2.3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
表2.1工艺路线方案一 工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 粗精铣Φ25孔下表面 ?0.023钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm 粗精铣宽度为30mm的下平台 钻Ф12.7的锥孔 加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔 粗精铣2-M6上端面 钻2-M6螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6 检查
表2.2工艺路线方案二
工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 粗精铣Ф25孔下表面 ?0.023钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm 粗精铣宽度为30mm的下平台 钻Ф12.7的锥孔 粗精铣2-M6上端面 钻2-Ф5孔，加工螺纹孔2-M6 续表2.2
工序7 工序8
加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔 检查 工艺路线的比较与分析：
第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。
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