推动架零件的加工工艺设计论文

目录 0 前言 . 1 1 机械加工工艺概要 . 2 械加工工艺规程制订 . 2 械加工工艺规程的种类 . 2 订机械加工工艺规程的原始资料 . 3 2 零件的分 析 . 3 件的作用 . 3 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 械加工工艺设计 . 6 面的选择 . 6 基面的选择 . 7 基面的选择 . 7 定机械加工工艺路线 . 7 艺路线方案一 . 7 艺路线方案二 . 8 艺方案的比较与分析 . 8 定工艺过程方案 . 9 5 选择加工设备及刀具、夹具、量具 . 9 择加工设备与工艺设备 . 10 择机床，根据不同的工序选择机床 . 10 择夹具 . 11 择刀具，根据不同的工序选择刀具 . 11 择量具 . 11 定工序尺寸 . 12 的加工（所有面） . 12 的加工 . 12 6 确定切削用量及基本时间 . 14 序 切削用量及基本时间的确定 . 14 削用量 . 14 本时间 . 15 序 切削用量及基本时间的确定 . 15 削用量 . 15 本时间 . 17 序 切削用量及基本时间的确定 . 17 削用量 . 17 本时间 . 18 序 切削用量及基本时间的确定 . 18 削用量的确定 . 18 本时间 . 19 序 切削用量及基本时间的确定 . 20 削用量 . 20 算工时 . 21 序 的切削用量及基本时间的确定 . 21 削用量 . 21 本时间 . 21 序 的切削用量及基本时间的确定 . 22 削用量 . 22 间计算 . 23 序 的切削用量及基本时间的确定 . 23 削用量 . 23 本时间 . 24 序 的切削用量及基本时间的确定 . 24 削用量 . 24 本时间 . 25 7 夹具设计 . 25 位基准的选择 . 25 削力和卡紧力计算 . 25 位误差分析 . 26 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 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 。 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。 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 零件的作用 据资料所示，可知该零件是 头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件， 32近 32棘轮上方即 1616把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕 32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。 零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 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， 32、 16 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） 32这一组加工表面包括： 32两个端面及孔和倒角， 16两个端面及孔和倒角。 2）以 16这一组加工表面包括， 1610内螺纹， 620倒角 2沟槽。 这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是： 1） 3216 2） 32162 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 产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于 32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 8 10 级，加工余量等级 G 级，故 0 级， G 级。 表 3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 27的端面 92 H 面降一级，单侧加工 16的孔 16 H 面，孔降一级，双侧加工 50 的外圆端面 45 G 侧加工（取下行值） 32的孔 32 H 降一级，双侧加工 35的两端面 20 G 侧加工（取下行值） 16的孔 16 H 降一级，双侧加工 表 3参考文献可知，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 27的端面 92 6 16的孔 16 6 10 50的外圆端面 45 5 50 32的孔 32 26 35的两端面 20 5 25 16的孔 16 6 10 图 3示为本零件的毛坯图 4 选择加工方法，制定工艺路线 机械加工工艺设计 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。 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， 床推动架以外圆作为粗基准。 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 32的孔和 16的孔作为精基准。 制定机械加工工艺路线 工艺路线方案一 工序 I 铣 32工序 铣 16工序 铣 3216工序 铣深 6槽 工序 V 车 1016工序 钻 10钻、半精铰、精铰 16，倒角 45。用式钻床加工。 工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻半、精铰、精铰 16倒角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工 工序 钻 6 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 工艺路线方案二 工序 I 铣 32工序 铣 16工序 铣 3216工序 铣深 6槽 工序 V 车 1016工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻 10钻、半精铰、精铰 16，倒角 45。用式钻床加工 工序 钻半、精铰、精铰 16倒角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6丝 用 式钻床加工 工序 钻 6 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 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 10精铰、精铰 16后以孔的中心线为基准距离 12工钻、扩、铰 32倒角 45，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰 32倒角 45，然后以孔的中心线为基准距离 12 16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。 确定工艺过程方案 表 4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 32先加工面 050 铣 16 060 铣 3216 070 铣深 6槽 080 车 1016 090 钻、扩、铰 32角 45 0100 钻 10精铰、 精铰 16角 45 0110 钻半、精铰、精铰 16倒角 45 0120 钻螺纹孔 6丝 0130 钻 6 120的倒角 后加工孔 0140 拉沟槽 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 。 选择加工设备与工艺 设备 选择机床，根据不同的工序选择机床 工序 040、 050 铣 3216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 铣铣床。 工序 060 铣 3216采用卧铣。选择 式铣床。 工序 070 铣深 6槽，由于定位基准的转换。宜采用卧铣，选择 式铣床。 工序 080车 1016孔 10孔 16口倒角。宜选用机床 床。 工序 090 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床。 工序 0100 钻 10精铰、精铰 16角 45。用 工序 0110 钻半、精铰、精铰 16倒角 45。选用 式钻床。 工序 0120 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工。 工序 0130 钻 6 120的倒角。选用 式钻床加工。 工序 0140 拉沟槽 用专用拉床 。 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。 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=60数 z=10，及直径为 d=50数 z=8 及切槽刀直径 d=6 2）钻 32 3）钻 10精铰 16角 45，选用专用刀具。 4）车 1016具：选择高速钢麻花钻，10头采用双头刃磨法，后角 0 120， 45 度车刀。 5）钻螺纹孔 6攻丝 锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 6）拉沟槽 用专用拉刀。 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 游标长尺测量，以及读数值为 量范围100125外径千分尺。 2）选择加工孔量具 因为孔的加工精度介于 间，可选用读数值 量范围 50125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 精铣时，槽宽为 深为 可选用读数值为 150游标卡尺进行测量。 确定工序尺寸 面的加工（所有面） 根据加工长度的为 50坯的余量为 4加工的量为 2据机械工艺手册表 工的长度的为 50工的宽度为 50粗加工后的加工余量为 精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 孔的加工 1） 32 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 31 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 32） 16 毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 15 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 16） 16毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 15 2z=铰： 2z=铰： 16）钻螺纹孔 8坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 8） 钻 6毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 66 确定切削用量及基本时间 工序切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为铣 32的端面。已知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10。根据资料选择铣刀的基本形状 ， 0，2， =45已知铣削宽度 削深度 0机床选用式铣床。 1）确定每齿进给量 据资料所知， 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 z、现取 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 刀直径d=60用度 T=180 3）确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径 d=60数 z=10，铣削宽度 削深度 0用度 T=180查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 立式铣床主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削： 10000 c=1000 =实际进给量： 10300475=z 4）校验机床功率 根据资料所知 8，铣削时的功率（单位 :当 z， 0mm， 90mm/s 时由切削功率的修正系数 ，则 .8 根据 立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求。 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： tm=zc 2 6050(2 =工序切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为铣 16的端面。选择高速钢圆柱铣刀直径 d=50数 z=8。已知铣削宽度 削深度 5机床选用 式铣床。 1）确定每齿进给量 据资料所知，查得每齿进给量 z、 现取 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 用度T=180 3）确定切削速度和每齿 进给量 据资料所知，依据上述参数，查取 73mm/s， n=350r/f=390mm/s。 根据 立式铣床主轴转速表查取， 50r/50mm/s。 则实际切削： 0000 c=1000 =际进给量： 0150350=z 4） 校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数 ，则 .8 知机床功率能够满足要求。 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： Tm=zc 2 203015(2 =4.3 工序切削用量及基本时间的 确定 切削用量 本工序为铣 3216选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为 d=60数 z=8。其他与上道工序类似。 1） 确定每次进给量 根据资料，查得每齿进给量 z，现取 z。 2） 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=180 3） 确定切削速度和每齿进给量 据资料所知，依据上述参数，查取 85mm/s， n=425r/f=438mm/s。 根据 立式铣床主轴转速表查取， 50r/00mm/s。 则实际切削： 10000 c=1000 =实际进给量： 8250400=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 ，则 .8 据上述校验方法可知机床功率能满足要求。 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： tm=zc 2 605035(2 =5.8 工序切削用量及基本时间的确定 切削用量的确定 本工序为铣深 宽 6槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6据资料选择 铣刀的基本形状 0， 0，已知铣削宽度削深度 机床选用 式铣床。 1） 确定每齿进给量 据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量 z、现取 z。 2） 选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知 9，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=60 3） 确定切削速度和每齿进给量 据资料所知，依据铣刀直径 d=6削宽度 削深度 9用度 T=60查取 98mm/s， n=439r/90mm/s。 根据 立式铣床主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削： 10000 c=1000 =际进给量： 10300475=z 4） 校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数 ，则 .8 知机床功率能满足要求。 基本时间 根据资料 10所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： tm=zc 2 627(4 =工序切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为车端面、钻孔 10、车孔 16、孔口倒角，加工条件为：工件材料为 选用 床。刀具 选择：选择高速钢麻花钻， 10头采用双头刃磨法，后角 o 120， 45 度车刀。 1） 钻孔切削用量 查切削手册 f=r， l/d=26/10=， 所以 f=r，按钻头强度选择 f=r， 按机床强度选择 f=r，最终决定选择机床已有的进给量 f=r， 经校验 085 2） 钻头磨钝标准及寿命： 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为 命 。 切削速度，查切削手册： 0mm/r， 修正系数 0， 故 5mm/r m 51 0 0 01 0 0 00vn s 查切削手册机床实际转速为 52/实际的切削速度 0 00 3） 校验扭矩功率 3所以 m， E， 故满足条件，校验成立 。 计算工时 m 2 1026 nf m 工序的切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为钻 32，刀具选用高速钢复合钻头，直径 d=32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， r。 2）选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表 51，钻头后刀面最大磨损量为 用度 T=50 3）确定切削速度 V 由表 5=670加工性为 5 类，根据表 5给量 f=r，由表 5查得 V=17m/n=1082r/据 基本时间 钻 325通孔，基本时间为 25s 工序的切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为钻、半精铰，精铰 16刀选用 ， ， 铰孔扩削用量： 1） 确定进给量 f 根据参考文献三表 出 f 表 =按该表注释取较小进给量，按 床说明书， 取 f= 2） 确定切削速度 v 和转速 n 根据表 V 表 =切削速度的修正系数可按表 出，。 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 4 故 =01 0 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表 根据 床说明书选择 n=275r/这时实际的铰孔速度 V 为： V= 0 1 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： 5f=r， n=400r/v=18m/精铰： f=r， n=574r/v=铰： f=r， n=275r/v=时间计算 1） 钻孔基本工时： 12l l l 式中， n=400， f=l=l1=m = 2 7 . 5 5 5 0 . 3 1 m i 0 0 . 3 2） 半精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k n=530r/f=取 2 7 . 5 3 4 0 . 1 2 6 m i 0 0 . 5 3） 精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k l=m= 2 7 . 5 4 2 0 . 1 8 5 m i 5 0 . 7 工序的切削用 量及基本时间的确定 切削用量 本工序为钻螺纹孔 6丝 具选用锥柄阶梯麻花钻，直径 d=6以及机用丝锥。钻床选用 式钻床，使用切削液。 1） 确定进给量 f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2） 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表 5头后到面最大磨损量为 用度 T=20 3） 确定切削速度 V 由表 5b =670 加工性为 5 类，根据表 5给量可取 f=r；由表 5查 V=13m/n=1063r/根据 基本时间 钻 6丝，基本时间为 45s。 工序的切削用量及基本时间的确定 本工序为钻 6 120倒角，选用 式钻床加工。 切削用量 刀具采用高速钢复合钻头，直径 d=6用切削液。 1） 确定进给量 f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给 2） 选用钻头磨钝标准及耐用度 根据表 5头后刀面最大磨损量为 用度为 15 3） 确定切削速度 V 由表 5b =670 加工性为 5 类，据表 5定进给量 f=r。由表 5查 v=16m/据 式钻床说明书选择主轴实际转速 n=1041r/ 基本时间 钻一个 6通孔