推动架其加工夹具毕业设计论文

目录

0 前言 (1)

1 机械加工工艺概要 (2)

1.1 机械加工工艺规程制订 (2)

1.2 机械加工工艺规程的种类 (2)

1.3 制订机械加工工艺规程的原始资料 (3)

2 零件的分析 (3)

2.1 零件的作用 (3)

2.2 零件的工艺分析 (4)

3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4)

4 选择加工方法，制定工艺路线 (6)

4.1 机械加工工艺设计 (6)

4.1.1 基面的选择 (6)

4.1.2 粗基面的选择 (7)

4.1.3 精基面的选择 (7)

4.2 制定机械加工工艺路线 (7)

4.2.1 工艺路线方案一 (7)

4.2.2 工艺路线方案二 (8)

4.3工艺方案的比较与分析 (8)

4.4 确定工艺过程方案 (9)

5 选择加工设备及刀具、夹具、量具 (9)

5.1 选择加工设备与工艺设备 (10)

5.1.1 选择机床，根据不同的工序选择机床 (10)

5.1.2 选择夹具 (11)

5.1.3 选择刀具，根据不同的工序选择刀具 (11)

5.1.4 选择量具 (11)

5.2 确定工序尺寸 (12)

5.2.1 面的加工（所有面） (12)

5.2.2 孔的加工 (12)

6 确定切削用量及基本时间 (14)

6.1 工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定 (14)

6.1.1 切削用量 (14)

6.1.2 基本时间 (15)

6.2 工序Ⅱ切削用量及基本时间的确定 (15)

6.2.1 切削用量 (15)

6.2.2 基本时间 (17)

6.3 工序Ⅲ切削用量及基本时间的确定 (17)

6.3.1 切削用量 (17)

6.3.2 基本时间 (18)

6.4 工序Ⅳ切削用量及基本时间的确定 (18)

6.4.1 切削用量的确定 (18)

6.4.2 基本时间 (19)

6.5 工序Ⅴ切削用量及基本时间的确定 (20)

6.5.1 切削用量 (20)

6.5.2 计算工时 (21)

6.6 工序Ⅵ的切削用量及基本时间的确定 (21)

6.6.1 切削用量 (21)

6.6.2 基本时间 (21)

6.7 工序Ⅷ的切削用量及基本时间的确定 (22)

6.7.1 切削用量 (22)

6.7.2 时间计算 (23)

6.8 工序Ⅸ的切削用量及基本时间的确定 (23)

6.8.1 切削用量 (23)

6.8.2 基本时间 (24)

6.9 工序Ⅹ的切削用量及基本时间的确定 (24)

6.9.1 切削用量 (24)

6.9.2 基本时间 (25)

7夹具设计 (25)

7.1 定位基准的选择 (25)

7.2 切削力和卡紧力计算 (25)

7.3 定位误差分析 (26)

7.4 夹具设计及操作的简要说明 (26)

8 结论 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

摘要

本文是有关推动架工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。

据资料所示，推动架是牛头刨床进给机构中的小零件，其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。在设计推动架机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。

关键词：机械加工；工艺；切削用量；夹具

0 前言

机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。

在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。

1 机械加工工艺概要

1.1 机械加工工艺规程制订

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。

机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程[1]。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。

规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：

1）机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

2）机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。

3）机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。

1.2机械加工工艺规程的种类

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床

调整卡片[2]。

机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。

机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

1.3制订机械加工工艺规程的原始资料

制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：

1）产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领[3]。

2）毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。

3）车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。

4）各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。

2零件的分析

2.1零件的作用

据资料所示，可知该零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，φ32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近φ32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即φ16mm孔装一棘爪，φ16mm孔通过销与杠连接杆，

把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕φ32mm轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。

2.2 零件的工艺分析

由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。

由零件图可知，φ32、φ16的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：

1）φ32mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ32mm的两个端面及孔和倒角，φ16mm的两个端面及孔和倒角。

2）以φ16mm孔为加工表面

这一组加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及内孔φ10mm、M8-6H的内螺纹，φ6mm的孔及120°倒角2mm的沟槽。

这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：

1）φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10；

2）φ32mm孔端面与φ16mm中心线的距离为12mm。

由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知[4]，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于

φ32mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。

选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

由参考文献可知[5]，差得该铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。

表3-1 用查表法确定各加工表面的总余量

加工表面基本尺

寸加工余量等

级

加工余量数

值

说明

φ27的端面92 H 4.0 顶面降一级，单侧加工φ16的孔φ16H 3.0 底面，孔降一级，双侧加

工

φ50的外圆端

面

45 G 2.5 双侧加工（取下行值）φ32的孔φ32H 3.0 孔降一级，双侧加工

φ35的两端面20 G 2.5 双侧加工（取下行值）φ16的孔φ16H 3.0 孔降一级，双侧加工

表3-2 由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差

主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT

φ27的端面92 4.0 96 3.2

φ16的孔φ16 6 φ10 2.2

φ50的外圆端面45 5 50 2.8

φ32的孔φ32 6.0 φ26 2.6

φ35的两端面20 5 25 2.4

φ16的孔φ16 6 φ10 2.2

图3-1 所示为本零件的毛坯图

4 选择加工方法，制定工艺路线

4.1 机械加工工艺设计

4.1.1 基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百

出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

4.1.2粗基面的选择

对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆作为粗基准。

4.1.3精基面的选择

精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择φ32的孔和φ16的孔作为精基准。

4.2 制定机械加工工艺路线

4.2.1 工艺路线方案一

工序I 铣φ32mm孔的端面

工序II 铣φ16mm孔的端面

工序III 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面

工序IV 铣深9.5mm宽6mm的槽

工序V 车φ10mm孔和φ16mm的基准面

工序VI 钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°。用Z525立式钻床加工。

工序VII 钻、扩、铰φ32mm，倒角45°。选用Z550立式钻床加工工序VIII 钻半、精铰、精铰φ16mm，倒角45°。选用Z525立式钻床工序Ⅸ钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工

工序Ⅹ钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。选用Z525立式钻床加工工序Ⅺ拉沟槽R3

4.2.2工艺路线方案二

工序I 铣φ32mm孔的端面

工序II 铣φ16mm孔的端面

工序III 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面

工序IV 铣深9.5mm宽6mm的槽

工序V 车φ10mm孔和φ16mm的基准面

工序VI 钻、扩、铰φ32mm，倒角45°。选用Z535立式钻床加工工序VII 钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式钻床加工

工序VIII 钻半、精铰、精铰φ16mm，倒角45°。选用Z525立式钻床工序Ⅸ钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工

工序Ⅹ钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。选用Z525立式钻床加工工序Ⅺ拉沟槽R3

4.3 工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按加工面再加工孔的原则

进行加工的。方案一是先加工钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm的孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm加工钻、扩、铰φ32mm，倒角45°，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰φ32mm，倒角45°，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻φ16mm的孔，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二加工孔是在同一钻床上加工的。因此，选择方案二是比较合理的。

4.4 确定工艺过程方案

表4-1拟定工艺过程

工序号工序内容简要说明

010 一箱多件沙型铸造

020 进行人工时效处理消除内应力

030 涂漆防止生锈

040 铣φ32mm孔的端面先加工面

050 铣φ16mm孔的端面

060 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面

070 铣深9.5mm宽6mm的槽

080 车φ10mm孔和φ16mm的基准面

090 钻、扩、铰φ32mm，倒角45°

0100 钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°

0110 钻半、精铰、精铰φ16mm，倒角45°

0120 钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H

0130 钻φ6mm的孔，锪120°的倒角后加工孔

0140 拉沟槽R3

0150 检验

0180 入库

5 选择加工设备及刀具、夹具、量具

由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产

线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。

5.1 选择加工设备与工艺设备

5.1.1 选择机床，根据不同的工序选择机床

工序040、050铣φ32mm孔的端面和铣φ16mm孔的端面，因定为基准相同。工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择XA6132卧铣铣床。

工序060铣φ32mm孔和铣φ16mm的孔在同一基准的两个端面，宜采用卧铣。选择XA6132卧式铣床。

工序070铣深9.5mm，宽6mm的槽，由于定位基准的转换。宜采用卧铣，选择XA6132卧式铣床。

工序080车φ10mm孔和φ16mm的基准面本工序为车端面，钻孔φ10mm，车孔φ16mm，孔口倒角。宜选用机床CA6140车床。

工序090 钻、扩、铰φ32mm，倒角45°。选用Z535立式钻床。

工序0100钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式钻床加工。

工序0110钻半、精铰、精铰φ16mm，倒角45°。选用Z525立式钻床。

工序0120钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工。

工序0130钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。选用Z525立式钻床加工。

工序0140 拉沟槽R3 选用专用拉床。

5.1.2 选择夹具

本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外[6]，其他各工序使用通用夹具即可。

5.1.3 选择刀具，根据不同的工序选择刀具

1）铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。

2）钻φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。

3）钻φ10mm和钻、半精铰φ16mm的孔。倒角45°，选用专用刀具。

4）车φ10mm孔和φ16mm的基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，d0=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角α0＝120°，45度车刀。

5）钻螺纹孔φ6mm。攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。

6）拉沟槽R3选用专用拉刀。

5.1.4 选择量具

本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料[7]，选择如下：

1）选择加工面的量具

用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。

2）选择加工孔量具

因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。

3）选择加工槽所用量具

槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选用读数值为0.02mm 测量范围0～150mm的游标卡尺进行测量。

5.2 确定工序尺寸

5.2.1 面的加工（所有面）

根据加工长度的为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。根据《机械工艺手册》表2.3-21加工的长度的为50mm、加工的宽度为50mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。

5.2.2 孔的加工

1）φ32mm。

毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。

钻孔：φ31mm2z=16.75mm

扩孔：φ31.75mm 2z=1.8mm

粗铰：φ31.93mm 2z=0.7mm

精铰：φ32H7

2）φ16mm。

毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。

钻孔：φ15mm2z=0.85mm

扩孔：φ15.85mm 2z=0.1mm

粗铰：φ15.95mm 2z=0.05mm

精铰：φ16H7

3）φ16mm的孔

毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。

钻孔：φ15mm 2z=0.95mm

粗铰：φ15.95mm 2z=0.05mm

精铰：φ16H8

4）钻螺纹孔φ8mm

毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。

钻孔：φ7.8mm 2z=0.02mm

精铰：φ8H7

5）钻φ6mm孔

毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。

钻孔：φ5.8mm 2z=0.02mm

精铰：φ6H7

6 确定切削用量及基本时间

6.1 工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定

6.1.1 切削用量

本工序为铣φ32mm 孔的端面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm ，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状，r n =10°，a 0=12°，β=45°已知铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深度a p =50mm 故机床选用XA6132卧式铣床。

1）确定每齿进给量f z

根据资料所知，XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw ，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f z =0.16～0.24mm/z 、现取f z =0.16mm/z 。

2）选择铣刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 1.5mm ，铣刀直径d=60mm ，耐用度T=180min 。

3）确定切削速度

根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm ，齿数z=10，铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深度a p =50mm ，耐用度T=180min 时查取V c ＝98mm/s ，n=439r/min ，V f =490mm/s 。

根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，n c =300r/min ，V fc =475mm/s 。 则实际切削：

V c =

10000c n d π V c =

10003006014.3??=56.52m/min