机械零件制造的设计毕业论文文档格式.docx
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能稳定的保证工件的加工精度，能扩大机床的使用围，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。
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。
1.2.2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。
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。
1.2.3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。
包括有关的手册、标准、以及国外先进的工艺技术等。
[1]
第2章零件的分析
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。
推动架零件图如下：
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
mm、φ16
mm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）φ32
mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
φ32
mm的两个端面及孔和倒角，φ16
mm的两个端面及孔和倒角。
（2）以φ16
mm孔为加工表面
这一组加工表面包括，φ16
mm的端面和倒角及孔φ10
mm、M8-6H的螺纹，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：
mm孔与φ16
mm中心线垂直度公差为0.10；
（2）φ32
mm孔端面与φ16
mm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。
2.3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，这里产品的年产量Q=4000件/年。
由结果查表可知，该零件为大批量生产。
第3章选择毛坯，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，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8～12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
φ27的端面
92
H
4.0
单侧加工
φ50的外圆端面
45
G
2.5
双侧加工
φ32的孔
3.0
φ35的两端面
20
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
96
3.2
5
50
2.8
单侧3.0
φ26
2.6
25
2.4
3.3零件的毛坯图：
第4章选择加工方法，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φ50mm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φ32mm的孔和φ16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、孔、槽、油槽、圆角等，其加工方法如下：
（1）Φ32mm孔左端面：
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）Φ32mm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）Φ32mm孔：
是重要表面，可通过钻孔扩孔再镗孔加工达到要求。
（4）Φ16mm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）Φ16mm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Φ10mm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Φ16mm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Φ10孔进入用镗床进行镗孔。
（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）Φ32mm孔高度为2mm的油槽：
不是重要表面，用钻头进行加工就可达到要求。
（10）Φ32mm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0：
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5：
以Φ50mm尺寸右端为定位粗基准，粗铣Φ50mm尺寸左端面。
工序10：
以Φ50mm尺寸右端为定位粗基准，钻扩Φ32mm孔。
工序15：
以Φ50mm尺寸右端为定位粗基准，加工Φ32mm孔R=3mm的油槽。
工序20：
以Φ50mm尺寸右端为定位粗基准，钻扩铰下方Φ1mm6孔及倒角。
工序25：
以Φ50mm尺寸左端为定位半精基准，粗铣Φ32mm孔右端面。
工序30：
以Φ50mm尺寸左端为定位半精基准，半精铣Φ32mm孔右端面。
工序35：
钻M8螺纹孔及铰螺纹。
工序40：
钻硝孔,钻Φ16mm孔，钻Φ10mm孔，扩Φ16mm孔，手铰孔。
工序45：
车Φ27mm端面。
工序50：
铣深度为9.5mm宽为6mm的槽。
工序55：
车φ27mm端面。
工序60：
去毛刺。
工序65:
终检。
工序70：
入库。
4.3.2工艺加工方案二：
铸造，考虑到零件形状和经济性问题，采用砂型铸造。
以Φ50mm尺寸右端为定位粗基准定位，铣Φ50mm尺寸左端面及Φ35端面。
以Φ50mm尺寸左端为定位半精基准，铣Φ50mm尺寸右端面及Φ35端面。
以Φ50mm尺寸右端为定位半精基准，钻扩Φ32mm孔，拉R3油槽。
以Φ50mm尺寸右端为定位半精基准，拉R3油槽。
车端面到Φ40mm，扩孔Φ10mm，车孔Φ16x26mm及倒角。
钻孔Φ14mm，扩孔Φ15.8mm，铰孔Φ16mm，倒角1x45°
。
钻通孔Φ6锪120°
锥孔。
钻φ6。
6mm底孔M8丝锥攻丝。
铣槽宽6x1mm，铣槽宽6x9.5mm。
工序50:
去毛刺，锐边倒角。
工序55:
工序60:
入库。
4．4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Φ16mm孔时用的加工方法不同，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：
时效处理。
选择XA6132铣床进行铣削加工。
以Φ50mm尺寸右端为定位半精基准，钻扩Φ32mm孔及1x45°
倒角。
工序25:
以Φ50mm尺寸右端为定位半精基准，拉R3油槽，选用L6110卧式拉床。
以Φ50mm尺寸右端为定位半精基准，车端面到Φ40mm，扩孔Φ10mm，车孔Φ16x26mm及1X45°
倒角，选择XA6132铣床进行铣削加工。
钻孔至Φ15mm，扩孔Φ15.85mm，粗铰Φ15.95mm，精铰Φ16mm，倒角1x45°
，选择Z535钻床进行钻削加工。
钻通孔Φ6，锪120°
钳工，去毛刺，锐边倒角。
终检。
4.5工艺方案的经济技术比较
本零件为推动架，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。
第5章选择加工设备及刀具、夹具、量具
5．1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φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。
（3）钻φ6mm锪120°
的倒角和钻、半精铰φ16
mm的孔。
倒角45°
，选用专用刀具。
（4）车φ27mm的端面，φ10mm孔和φ16
mm钻孔。
刀具：
选择高速钢麻花钻，
do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角
＝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，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IT8～IT9之间，可选用读数值0.01mm测量围50mm～125mm的径千分尺即可。
（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。
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
（3）φ160.0320mm的孔
毛坯为实心、不冲出孔，孔要求精度介于IT8～IT9之间。
查文献[4]表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ10mm
反拉孔：
φ15mm2z=0.85mm
扩孔：
φ15.85mm2z=0.10mm
粗铰：
φ15.95mm2z=0.05mm
精铰：
φ16H8
第6章工序8的切削用量及基本时间的确定
6.1切削用量的确定
本工序为钻、粗铰，精铰φ16mm的孔。
铰刀选用φ15.95的标准高速钢铰刀，铰孔扩削用量：
（1）确定进给量f
按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。
（2）确定切削速度v和转速n
根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。
故K
=0.87
故V
’=14.2×
0.87×
1=12.35m/min
N’=
根据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：
V=
根据以上计算确定切削用量如下：
钻孔：
d0=15mm,f=0.3mm/r,n=400r/min,v=18m/min
粗铰：
d0=15.85mm,f=0.5mm/r,n=574r/min,v=25.8m/min
精铰：
d0=15.95mm,f=0.72mm/r,n=275r/min,v=13.65m/min
（3）背吃刀量ap:
根据加工余量确定。
由资料可知端面加工时一般可取：
ap=（2/3～3/4）z
因此可取:
ap=0.7z钻孔:
ap=0.7*0.43=0.301mm
粗铰:
ap=0.7*0.05=0.035mm
精铰:
ap=0.7*0.03=0.021mm
6.2时间计算：
（1）钻孔基本工时：
T
=
式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm
=
（2）粗铰基本工时：
l
=
L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm,l2=4mm,
（3）精铰基本工时：
取l1=4mm,l2=2mm.l=27.5mm
根据文献[7]查的辅助工时t=0.4
第7章夹具设计
零件加工过程所需要的夹具体的二维图形，如下页图7—1
7.1钻φ16mm孔的钻床夹具
7.1.1问题的提出
在给定的零件中，对本序加工的主要考虑尺寸60，由于公差要求较低，因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。
7.1.2卡具设计
7.1.2.1定位基准的选择
出于定位简单和快速的考虑，选择孔φ16和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位。
再使用V型块紧机构进行卡紧。
7.2切削力和卡紧力计算
本步加工按钻削估算卡紧力。
实际效果可以保证可靠的卡紧。
钻削轴向力：
扭矩：
卡紧力为
取系数S1=1.5，S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为F’=S1*S2*S3*S4*F=16.77N
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。
7.2.1定位误差分析
本工序采用孔φ32和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。
7.2.2卡具设计及操作的简要说明
卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。
为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构。
和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。
第8章结论
通过对推动架零件图的技术进行详细分析以及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，进行综合考虑选合适的加工工艺和夹具设计，使整个设计合理、高效、经济效益最好。
然后运用CAD软件绘图功能和PRO/E软件三维造型功能将零件的二维图形和三维实体图充分表示出来。
根据推动架工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠的达到了图纸所提出的技术要求，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。
同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中的夹具也是合理可行的，该夹具确保了工件加工质量，不仅工艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效，同时定位及夹紧快速准确，提高生产率，降低制造成本。
因此，这个设计是可行成功的。
参考文献
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[8]宏钧.实用机械加工工艺手册-2版[M]，2003.1
致谢
本课题从选题、开题、设计资料的收集，到论文的撰写、修改无不饱含着导师王嘉良老师的智慧和心血。
这期间，导师在学术上给了我热情的指导和关心，其广
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