推动架及其加工夹具的设计.docx
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推动架及其加工夹具的设计
推动架及其加工夹具的设计
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，通过分析B6065刨床推动架，了解到推动架在B6065刨床加工中的作用。
运用机械制造技术及相关课程的一些知识，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，保证零件的加工质量。
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，制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。
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相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。
关键词：
机械加工工艺规程专用夹具推动架
Title
Abstract
Thedesignofthecontentcanbedividedintoapointoforderprocessingmachineryandmachinetoolsdesignedforthetwomostfixturedesign.Firstofall,throughthepromotionofB6065-planer,thatpromotetheB6065planer-processingrole.Useofmachinerymanufacturingtechnologyandrelatedprogrammesofknowledge,promotingthesolution-processinginthepositiontostepupandthelineofthearrangement,andsoonrelatedissues,establishingtheprocessandchooseasuitablesizeandmachinetools,sparepartsprocessingqualityassurance.Secondly,thebasisforpromotingtherough-piecesandproductionandprocessingrequirementsoftheProgrammeoftheprogramme,topromotethedevelopmentofapracticalpointoforder-processingline.Finally,inaccordancewiththerequirementsoftheprocessingpartsprocessing,machinetoolfixturedesignreferencemanualandrelatedaspectsofthebooks,useoffixturedesignofthebasicprinciplesandmethods,theprogrammedrawnupfixturedesign,designefficient,effort,economicandreasonabletoensurethequalityofprocessingFixture.
Keywords:
MachiningprocessplanningspecialfixtureTopromote
摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
引言…………………………………………………………………………………………Ⅳ
1机械加工工艺规程……………………………………………………………………
（1）
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……………………………………………………………………（3）
3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图………………………………………………（4）
3.1零件的结构与工艺分析……………………………………………………………（4）
3.2毛坯的选择…………………………………………………………………………（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）
4.2制定机械加工工艺路线……………………………………………………………（7）
4.3工艺方案的比较与分析……………………………………………………………（8）
4.4确定工艺过程方案…………………………………………………………………（8）
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…………………………………………………………（9）
5.2确定工序尺寸………………………………………………………………………（12）
6确定工序III切削用量及基本时间…………………………………………………（14）
6.1工序III切削用量………………………………………………………………（14）
6.2工序III时间计算………………………………………………………………（14）
7夹具设计………………………………………………………………………………（16）
7.1定位基准的选择…………………………………………………………………（16）
7.2切削力和卡紧力计算……………………………………………………………（16）
7.3定位误差分析……………………………………………………………………（17）
7.4夹具设计及操作的简要说明……………………………………………………（17）
结论……………………………………………………………………………………（17）
致谢………………………………………………………………………………………（18）
参考文献…………………………………………………………………………………（19）
附录
引言
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。
1机械加工工艺规程
1.1机械加工工艺规程制订
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。
是生产过程的一部分，是对零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。
工艺是使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程工艺过程。
在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。
1.3制订机械加工工艺规程的原始资料
1、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、机械加工工艺规程的作用、作用和格式
（1）工艺规程是生产计划、调度、工人操作、质量检查的依据。
（2）工艺规程是生产准备（包括技术准备）工作的基础。
包括技术关键分析与研究，专用工装设计和制造或采购，原材料及毛坯的供应，设备改造或新设备的购置或定做。
（3）工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础。
包括确定生产需要的机床种类和数量，确定机床布置和动力配置，确定车间面积，确定工人的工种和数量二、机械加工工艺规程的格式。
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
3.1零件的结构工艺性分析
是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性。
功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。
所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。
1、熟悉或确定毛坯
确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。
毛坯的种类：
铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等
2、拟订机械加工工艺路线
（1）定位基准的选择
（2）加工方法的确定
（3）加工顺序的安排
（4）热处理、检验及其他工序的安排
3、确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。
4、确定各主要工序的技术要求和检验方法
5、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差
6、确定切削用量
7、确定时间定额
8、填写工艺文件
3.2毛坯的选择
1、毛坯的类型和特点
（1）铸件常用作形状比较复杂的零件毛坯
（2）锻件两种：
自由锻件、模锻件
（3）型材两种：
热扎、冷拉
（4）形材焊接件根据需要将型材和钢板焊接成零件毛坯
2、毛坯选择的原则
（1）零件对材料的要求
（2）生产纲领的大小
（3）零件的结构形状和尺寸大小
（4）现有生产条件
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，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。
由参考文献可知，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
φ16
H
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
φ32
H
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
φ16
H
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如下表：
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
图3-1零件毛坯图
4选择加工方法，制定工艺路线
4.1机械加工工艺设计
1、基准的概念与分类
（1）设计基准：
设计基准是设计图样上所采用的基准。
（2）工艺基准：
零件在工艺过程中所采用的基准。
2、定位基准的选择
（1）粗基准的选择
粗基准：
未经机械加工的定位基准称为粗基准。
机械加工工艺规程中第一道加工工序所采用的定位基准都是粗基准。
1）保证相互位置精度要求的原则如要保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面为粗基准。
2）保证加工表面加工余量合理分配的原则
如要首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。
3）便于工件装夹的原则选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等。
这样要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，浇铸浇口，或其他缺陷。
4）粗基准一般不得重复使用的原则若能采用精基准定位，粗基准一般不应被重复的使用
（2）精基准的选择
精基准：
以机械加工过的表面作为定位基准。
2．出发点：
保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。
1）基准重合原则：
尽可能的选择被加工表面的设计（工序）基准为精基准
2）基准统一原则：
工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数或所有其他表面，则应尽可能的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。
3）互为基准原则
4）自为基准原则
5）便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。
3、在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：
（1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；
（2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；
（3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；
（4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。
4、采用统一基准原则好处：
（1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；
（2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。
★注意：
采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。
此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。
5、基准选择原则
（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。
（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。
（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
1、工艺路线方案一
工序
（1）车φ50左端，倒角1×45°；钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔。
至φ31.5；拉油槽至R（工艺要求）；精车φ32+0.027至图纸尺寸，
孔口倒角1×45°；
（2）掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°
工序
铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸
工序
钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×45°
工序
扩φ16+0.033至φ15.8×26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸
工序
钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸
工序
车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°
工序
铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸
工序
钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹
工序Ⅸ钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×45°.
2、工艺路线方案二
工序
（1）车φ50左端，倒角1×45°；钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔。
至φ31.5；拉油槽至R（工艺要求）；精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×45°；
（2）掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°
工序
铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸
工序
钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×45°
工序
钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸
工序
扩φ16+0.033至φ15.8×26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸
工序
车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°
工序
铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸
工序
钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹
工序Ⅸ钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×45°.
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
00
铸
一箱多件沙型铸造
05
热处理
退火
10
车
1.车φ50左端，倒角1×45°；钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔至φ31.5；拉油槽至R（工艺要求）；精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×45°；
2.掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°。
20
铣
铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸
30
钻
钻φ16至φ15.8，锪孔2-1×45°
40
钻
钻φ10孔至φ9.8，铰φ10孔至图纸尺寸
50
扩、铰
扩φ16至φ15.8×26，铰φ16孔至图纸尺寸
60
车
车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°
70
铣
铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸
80
钻
钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹
90
钻
钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×45°.
100
检验
110
清洗
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
1、选择机床，根据不同的工序选择机床
工序
（1）车φ50左端，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。
倒角1×45°；钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔至φ31.5，选用Z535立式钻床；拉油槽至R（工艺要求）选用专用拉床；精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×45°,选用Z535立式钻床；
（2）掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°，选择XA6132卧铣铣床。
工序
铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸，选择XA6132卧铣铣床
工序
钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×45°选用Z525立式钻床
工序
钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸，用Z535立式钻床加工。
工序
扩φ16+0.033至φ15.8×26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸，用Z535立式钻床加工。
工序
车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°，宜选用机床CA6140车床
工序
铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸由于定位基准的转换。
宜采用卧铣，选择XA6132卧式铣床。
工序
钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹，选用Z525立式钻床加
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