推动架夹具设计.doc

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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕业设计（论文）题 目 推动架加工工艺及夹具设计班 级 机械设计与制造xxx班 姓 名 xxx 指导教师 xxxx 摘 要 本设计的内容可分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先，通过对牛头刨床推动架的分析，了解推动架在牛头刨床加工中的作用。运用机械制造设计技术及相关课程的知识，解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件加工质量。其次，依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定切实可行的推动架加工工艺

2、规程路线。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及有关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出省力、高效、经济合理并且能保证加工质量的夹具。关键词：推动架 机械加工 夹具设计Abstract :The design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. By analyzing the B6065 planer promote

3、the planes, that promote the shaping machine in the role of processing. According to promote the rough-and production program of the requirements, develop shaping machine to promote the processing line, a point of order. At the same time in accordance with the requirements of the processing parts pr

4、ocessing, use of fixture design the basic principles and methods of preparation fixture design of the programme, designed efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing the fixture. Key words :machining, process planning, for promoting the fixture 目 录摘 要. I1绪论.(1)1.1机

5、械制造的概述和设计目的.21.2机械加工工艺规程制订.32零件的分析.32.1零件的功用.32.2零件的技术要求.42.3零件的工艺分析.52.4确定零件生产类型.53选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.63.1选择毛坯.63.2确定加工余量、毛坯尺寸和尺寸.63.3零件的毛坯图.74选择加工方法，制定工艺路线.84.1基准选择.84.2零件加工方法的选择.84.3工艺路线的制订.94.4工艺方案的比较与分析。.104.5工艺方案的经济技术比较.115选择加工设备及刀具、夹具、量具.115.1选择加工设备与工艺装备.115.2确定工序尺寸.126确定切削用量及基本时间.136.1工序4切削用量

6、及基本时间的确定.136.2工序5和6 的切削用量及基本时间的确定.146.3工序7切削用量及基本时间的确定.156.4工序8的切削用量及基本时间的确定.166.5工序9切削用量及基本时间的确定.176.6工序10切削用量及基本时间的确定.176.7工序11切削用量及基本时间的确定.186.8工序12切削用量及基本时间的确定.196.9工序13切削用量及基本时间的确定.207夹具设计.217.1钻32mm孔的钻床夹具.217.2 钻孔6mm锪孔的钻床夹具.237.3 钻M8底孔6.6，攻M8孔的钻床夹具.247.4 铣槽6x9.5铣床夹具.248 结论.25致谢.26参考文献.27毕业设计任务

7、书 .(32)1 绪 论1.1机械制造的概述和设计目的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，一步步把零件加工出来。本次毕业设计是推动架零件的加工工艺及夹具设计，推动架是工业中

8、应用广泛的零件之一，生产量比较大，为保障产品质量，提高加工效益，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用专用机床进行加工。工艺设计以保障质量稳定、生产可靠为原则。对工件进行加工时，为保证加工要求，首先要使工件相对刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力而变动，为此，在加工过程之前，首先将工件装夹好，用夹具装夹有下列优点：能稳定的保证工件的加工精度，能扩大机床的使用范围，能降低成本。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

9、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。1.2机械加工工艺规程制订1.2.1生产过程与机械加工工艺过程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、保管与准备，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。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

10、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。1.2.2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

11、卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。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，用于大批量生产和成批生产零件的重要文件。1.2.3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。（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。（3）各种技术资料。包括有

12、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2.1零件的功用题目所给的零件是牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构中的中小零件，32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即16mm孔装一棘爪，16mm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32mm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。推动架零件图如下：图212.2零件的技术要求 推动架的技术要求看下表21表21推动架技术要求加工表面偏差mm公差及精度等级粗糙度RaUm形位公差27mm的端面IT1312.50.1A16mm的孔+0.0330IT693.2

13、50mm的外圆端面IT796.332mm的孔+0.0270IT896.335mm的端面IT132516mm的孔+0.0190IT693.22.3零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，32mm、16mm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）32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：32mm的两个端面及孔和倒角，16mm的两个端面及孔和倒角。（2）以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括，16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹，6m

14、m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）32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10；（2）32mm孔端面与16mm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。2.4确定零件生产类型零件的生产纲领 N=Qm（1+a）*（1+b）因为推动架是牛头刨床进给机构的零件，需要承受较大应力和耐磨，这里假设产品的年产量Q=5000台/年，每台产品中该零件的数量m=1件/台，零件备品率a=3%，零件的废品

15、率b=0.5%。Q=50001（1+3%）（1+0.5%）=5176件/ 年由结果查表可知，该零件为大批量生产。图223选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1选择毛坯推动架是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。由于零件的结构简单，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，

16、结合零件和经济的考虑，最好用砂型铸造的方法。3.2确定加工余量、毛坯尺寸和尺寸由文献2表2-1可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为812级，取CT=10级。查文献2表1-7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27的端面92H4.0单侧加工50的外圆端面45G2.5双侧加工32的孔32H3.0双侧加工35的两端面20G2.5双侧加工 由表1-5可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸尺寸公差27的端面924.0963.250的外圆端面455502.832的孔32单侧3.0262.635的两端面205252.43.3零件的毛坯图： 图314选

17、择加工方法，制定工艺路线4.1基准选择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粗基准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，牛头刨床推动架以外圆50mm作为粗基准。4.1.3精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合

18、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32mm的孔和16的孔作为精基准。4.1.4零件表面加工方法的选择零件各表面的加工方法和方案选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还要考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。4.2零件加工方法的选择本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面、内孔、槽、油槽、圆角等，其加工方法如下：（1）32mm孔

19、左端面：是重要表面，有粗糙度要求，也是定位基准面，先用铣刀进行粗加工，再精加工以达要求。（2）32mm孔右端面：是重要表面，由于零件形状不能有车削，也考虑用铣刀进行粗精加工以达要求。（3）32mm孔：是重要表面，可通过钻孔扩孔再镗孔加工达到要求。（4）16mm孔：表面粗糙度为3.2为重要表面,可钻孔扩孔铰孔以达到要求。（5）16mm孔两端面：不是重要表面，表面粗糙度R25，只要铸造完，再对其进行粗加工即可。（6）上端10mm孔：表面粗糙度R12.5，不是重要表面,只需钻孔加工即可（7）上端16mm孔：表面粗糙度R3.2，为重要表面，由于零件形状关系,考虑对其不便加工原因，可选择从上端10孔进入

20、用镗床进行镗孔。（8）上端宽6mm深9.5mm的槽:不是重要表面,粗糙度要求为R12.5，用铣刀粗加工即可。（9）32mm孔内高度为2mm的油槽：不是重要表面，用钻头进行加工就可达到要求。（10）32mm孔上的滴油：不是重要表面，只需钻孔即可。 （11）圆角：只有R1的圆角，可用立铣刀周铣出圆角。4.3工艺路线的制订由于是单件大批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。4.3.1工艺加工方案一：工序1：铸造，考虑到零件形状和经济性问题，采用组合砂型铸造。工序2：以50mm尺寸右端为定位粗基准，粗铣50mm尺寸左端面。工序3：以50mm尺寸右端为定位粗基准，钻扩32mm孔。工序4：以50mm尺寸右端

21、为定位粗基准，加工32mm孔内R=3mm的油槽。工序5：以50mm尺寸右端为定位粗基准，钻扩铰下方1mm6孔及倒角。工序6：以50mm尺寸左端为定位半精基准，粗铣32mm孔右端面。工序7：以50mm尺寸左端为定位半精基准，半精铣32mm孔右端面。工序8：钻M8螺纹孔及铰螺纹。工序9：钻硝孔,钻16mm孔，钻10mm孔，扩16mm孔，手铰孔。工序10：车27mm端面。工序11：铣深度为9.5mm宽为6mm的槽。工序12：车27mm端面。工序13：去毛刺。工序14: 终检。工序15：入库。4.3.2工艺加工方案二：工序1：铸造，考虑到零件形状和经济性问题，采用砂型铸造。工序2：以50mm尺寸右端为

22、定位粗基准定位，车50mm尺寸左端面。工序3：以50mm尺寸右端为定位粗基准，钻扩32mm孔，先加工至30mm。工序4：加工30mm孔内R=3mm的油槽。工序5：扩30mm的孔至32mm。工序6：钻、扩、铰16mm孔及倒角。工序7：粗铣、半精铣32mm孔右端面。工序8：钻32mm孔内6mm的油孔。工序9：钻M8螺纹孔及铰螺纹。工序10：钻销孔，钻10mm的孔，镗16mm的孔。工序11：铣深度为9.5mm宽为6mm的槽。工序12：车27mm端面。工序13：去毛刺。工序14：终检。工序15：入库。44工艺方案的比较与分析。上述两个工艺方案各有不同之处：两个不同在于加工上端16mm孔时用的加工方法不

23、同，第一种方案对零件的垂直度不容易保证，所以综合考虑到加工的方便性和加工的合格度，我们选取了第二种加工方案中的加工方法。经过在分析和修改，我们最终确定的加工方案如下：工序1：铸造，考虑到零件形状和经济性问题，采用砂型铸造。工序2：时效处理。工序3：以50mm尺寸右端为定位粗基准定位，车50mm尺寸左端面。选择CA6140车床进行车削加工。车端面并倒角。工序4：钻扩32mm孔，先加工至30mm。选择CA6140车床进行钻削加工。工序5：取出工件用R=3mm的毡子加工孔内R=3mm的油槽。工序6：加工30mm的孔至32mm，定位和车床选择如前。工序7：粗铣、半精铣32mm孔右端面。采用专用夹具和X

24、62W型万能卧铣床，使其粗糙度达到要求。工序8：钻扩铰16mm孔及倒角。以32mm孔和其右端面定位，选择Z535立式钻床进行加工。工序9：钻32mm孔内6mm的油孔，选用Z535立式钻床及专用夹具。工序10：钻M8螺纹孔及铰螺纹。选用Z535立式钻床及专用夹具，以两孔一面定位（32孔和16孔和一个端面。）工序11：钻销孔，钻10mm的孔，镗16mm的孔。选用Z535立式钻床及专用夹具，也以两孔一面定位。工序12：铣深度为9.5mm宽为6mm的槽及。选用立式铣床。工序13：车27mm的端面。选用CA6140车床。工序14：去毛刺。工序15：终检。工序16：入库。4.5工艺方案的经济技术比较本零件

25、为推动架，主要涉及几个孔和面的加工工艺，而且对孔的加工精度要求不是很高，最高也只是达到R=3.2，由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度，如果用镗床来镗孔，也是可以的，因此在加工时我们尽量选用了普通钻床进行加工，也可以达到指定的要求。5选择加工设备及刀具、夹具、量具51选择加工设备与工艺装备5.1.1 选择机床 根据不同的工序选择机床工序3、7是粗铣、半精铣。各工序的工步数不多，选用X6132万能铣床。工序5选用L6110卧式拉床。工序4、6、8、9、10、11选用用Z535立式钻床。工序13选用CA6140。5.1.2 选择夹具本零件除粗铣

26、及钻孔等工序需要专用夹具外，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32mm的孔选用锥柄麻花钻。（3）钻6mm锪120的倒角和钻、半精铰16mm的孔。倒角45，选用专用刀具。（4）车27mm的端面，10mm孔和16mm钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法，后角120，45度车刀。（5）钻螺纹孔6mm.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

27、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，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100mm125mm的外径千分尺。（2）选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT8IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm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0150mm的游标卡尺进行测量。5.2确定工序尺寸5.2.1面的加

28、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。文献4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） 32mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查文献4表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：31mm. 2z=0.75mm扩孔：31.75mm 2z=0.18mm粗铰：31.93mm 2z=0.7mm精铰：32H7（2） 16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查文献4表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：1

29、5mm. 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.1mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H7（3）10、 16mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查文献4表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：10mm反拉孔：15mm 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.10mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H8（4）钻螺纹孔M8毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查文献4表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：7.8mm 2z=0.16mm粗铰：7.96mm 2z=0.04mm精铰：8H7（5）钻6mm

30、孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查文献4表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：5.8mm 2z=0.02mm精铰：6H76确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序应该是a、f，再确定切削速度v。6.1工序3切削用量及基本时间的确定6.1.1切削用量 本工序为铣32mm孔左端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=85mm故机床选用XA6132卧式铣床。(1)确定每次进给量f 根据文献5，表5-144查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。

31、2)选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据文献5，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=120min。（表5-149）（3）确定切削速度和每齿进给量fzc根据文献6所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min 实际进给量： f=f=0.20mm/z(4)校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5P= PP P=7.50.8=

32、6P= 2.5kw可知机床功率能满足要求。6.1.2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=8=0.725min 根据文献7查的辅助工时 t=0.2 t=0.15min6.2工序4和6 的切削用量及基本时间的确定6.2.1 切削用量 本工序为钻32mm孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=32mm，使用切削液(1)确定进给量f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=0.20mm/r。(2)选择钻头磨钝标准及耐用度 根据文献6表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=50min。(3)确定切削速度V 根据文献6由表5-132，=670MPa的HT20

33、0的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.6.2.2 基本时间钻32mm深45mm的通孔，基本时间为25s 根据文献7查的辅助工时 t=10s6.3工序7切削用量及基本时间的确定6.3.1切削用量 本工序为铣32mm孔右端面，因为与16mm孔在同一基准上，又16mm孔的端面要求不高，故可以一起加工，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=85mm故机床选用XA6132卧式铣床。(1)确定每次进给量f 根据文献3表5-144查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。(2)选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据文献3表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=120min。（表5-149）（3）确定切削速度和每齿进给量fzc根据文献6所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=