推动架零件的加工工艺及加工φ33孔专用夹具设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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推动
推进
零件
加工
工艺
33
专用
夹具
设计
全套
cad
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1.1 推动架的作用
该零件为B6050刨床推动架，是牛头刨床进给机构中的零件（如附图1），Φ32+0.0270孔安装在进给丝杠轴，靠近Φ32+0.0270孔左端处装一棘轮。在棘轮上方即为Φ160+0.033孔装棘轮。Φ160+0.033孔通过销与杠连接。把从电动机创来的旋转运动，通过偏心轮杠杆使零件绕Φ32+0.0270轴心线摆动。同时，棘轮拨动棘轮，使丝杠转动，实现工作台自动进给。
1.3推动架工艺分析
分析可知本零件材料为灰口铸铁，HT200。该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。刨床推动架具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。
由零件图可知，φ32+0.027 0、φ16+0.019 0孔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。另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。
- 内容简介：
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1 1 1 推动架的工艺分析及生产类型的确定 动架的作用 该零件为 床推动架，是牛头刨床进给机构中的零件（如附图 1）， 32+安装在进给丝杠轴，靠近 32+左端处装一棘轮。在棘轮上方即为 160+装棘轮。 160+通过销与杠连接。把从电动机创来的旋转运动，通过偏心轮杠杆使零件绕32+心线摆动。同时，棘轮拨动棘轮，使丝杠转动，实现工作台自动进给。 （附图 1 零件图） 2 2 动架的技术要求 推动架的技术要求见表 动架技术要求 加工表面 偏差 差及精度等级 粗糙度 m 形位公差 /27的端面 16的孔 + 50的外圆端面 32的孔 + 35的两端面 5 16的孔 + 动架工艺分析 分析可知本零件材料为灰 口铸铁， 零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。刨床推动架具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。 由零件图可知， 32+0 、 16+0 孔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： 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 32两个端面及孔和倒角， 16 16为加工表面 这一组加工表面包括， 16端面和倒角及内孔 10 6孔及 120 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： 内与 16心线垂直度公差为 端面与 16心线的距离为 12 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 3 3 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。另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。 2 确定毛坯 、绘制毛坯简图 择毛坯 根据零件差资料知：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 产类型为中小批量，可采用金属型铸造毛坯。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。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 零件基本尺寸在 100 160 之间，由表 2知，差得该铸件的尺寸公差等级 8 10 级。由表 2知，加工余量等级 G 级，故 0 级， G 级 。 表 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 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 27 的端面 92 6 16 的孔 16 6 10 50 的外圆端面 45 5 50 4 4 32 的孔 32 26 35 的两端面 20 5 25 16 的孔 16 6 10 制推动架毛胚的铸造简图 由表 得结果，绘制毛坯简图如图 示。 （图 零件的毛坯图 ） 3、拟定推动架工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理 ， 可以使加工质 量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中 会 问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废， 使生产无法正常进行。 5 5 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 32 的孔和16 的孔作为精基准 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， 床推动架以外圆作为粗基准。 面、孔加工方法的确定 根据推动架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表 表 动架各 表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等级 粗糙度 加工方案 备注 27的端面 铣 表 116的孔 铰 - 表 150的外圆端面 铣 表 132的孔 铰 表 135的两端面 5 粗铣 表 116的孔 铰 表 16 的孔 5 钻 表 18 螺纹孔 （公差带5 螺纹 表 1 6槽 铣 表 1沟槽 25 拉 6 6 工阶段的划分 该推动架的加工质量要求较高，可将 加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。 加工过程中，首先加工面，然后加工各空，最后加工各细节部分（攻丝、拉槽等） 序的集中与分散 该零件选用工序集中原则安排推动架的加工工序。该推动架的生产类型是中、小批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 械加工工序 遵循“先基准后其他”原则 、“先粗后精”原则、“先主后次”原 则、 “先面后孔”原则。制定机械加工工序如下： 工序 I 铣 32的端面 工序 铣 16的端面 工序 铣 32和 16在同一基准的两个端面 工序 铣深 6槽 工序 V 铣 10和 16基准面 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 半、精铰、精铰 16角 45 度 。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孔，锪 120 的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 处理工序 加工之前进行时效处理 。 助工序 在 半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该推动架工序的安排顺序为：热处理（时效处理） 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次 7 7 要表面加工 主要表面精加工。 定加工路线 在综合考虑上述工序安排的原则基础上，由表 出推动架的工艺路线 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 热 处 理 （ 时效处理） 2 铣 32的端面 式升降铣床 立铣刀 游标卡尺 3 铣 16的端面 铣 立铣刀 游标 卡尺 4 铣 32 16在同 一 基 准 上的两个端面 铣 立铣刀 游标卡尺 5 铣 10 16的两个端面 能铣 立铣刀 游标卡尺 6 铣深 6槽 铣 立铣刀 游标卡尺 7 钻 、 扩 、 铰 32，倒角 45 钻 麻花钻、 套式扩孔钻、套式铰刀 内径千分尺 8 钻 10 精 铰 ， 精铰 16孔，倒角 45 钻 麻花钻、直柄机用铰刀 内径千分尺 9 钻，半精铰，精铰 16 倒 角45 钻 麻花钻、直柄机用铰刀 内径千分尺 10 钻 螺 纹 孔 6攻丝525 立钻 麻花钻、机 用丝锥 内径千分尺 螺纹塞规 11 钻 6孔，锪 120倒角 钻 麻花钻、高速钢莫氏锥锪钻 内径千分尺 12 拉沟槽 拉刀 内径千分尺 8 8 13 清洗 清洗机 14 终检 卡尺、塞规、百分表 4 机床设备及工艺装备的选用 床设备的选用 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通 用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合机床”。主要以由表 出。 艺装备的选用 工艺装配主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。 刀具、量具以在 出。该零件的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。 5 加工余量、工序尺寸和公差的确定 此处只对对第七道工序进行相关计算。 毛坯为空心，通孔，孔内要求尺寸精度等级介于 间，由表2查得工序尺寸及余量： 钻孔： 30 2z=孔 : 2z=铰孔： 2z=铰： 32 表 1以依次确定精度等级为：精铰： 铰： 孔： ： 据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰： 粗铰： 扩孔： ： 以上均为孔的上偏差，下偏差均为零。 9 9 6 切削用量、时间定额的计算 削用量的计算 计算 工序 钻、扩、铰 32 孔工步 1） 背刀吃量 p 的选择定 p= 2） 进给量的确定 由表 5取该工步得进量 f=r。 3） 切削速度的计算 由表 5工件材料为铸铁的条件选取，切削速度 v=20m/取。由公式 n=1000v/ d 可求得该工序钻头钻速n=212r/根据表 4 立式钻床得主轴转速，取转速n=195r/将此转速代入公式 v=n d/1000= 孔 工步 1） 背吃刀量的确定 取 双边被迟到量 p= 2） 进给量的确定 由表 5表 4取该工步的每转的进给量 f =r。 3） 切削速度的计算 由查手册表 按工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为 18m/公式（ 5 1000 /n v d 可求得该工序钻头转速 n =照表 4列 立式 钻床的主轴转速，取转速 n =195r/将此转速带入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度 / 1000v n d =195r/ 000= 铰 工步 1)背吃刀量的确定 取 双面 被吃刀量 p= 进给量的确定 2)由表 5表 4取该工步的每转的进给量 f =r。 3)切削速度的计算 由查手册表 按工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为 4m/公式（ 5 1000 /n v d 可求得该工序钻头转速 n =照表 4列 立式钻床的 主轴转速，取转速 n =68r/将此转速带入公式（ 5可求出该工序的实际 10 10 钻削速度 / 1000v n d =68r/ 000= 铰 工步 1) 背吃刀量的确定 取 双面被吃刀量 p= 2) 进给量的确定 由表 5表 4取 该工步的每转进给量 f =r。 3) 切削速度的计算 由表 5工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度 v 可以取为3m/公式（ 5 1000 /n v d 可求得该工序钻头转速n =照表 4列 立式钻床 的主轴转速，取转速n =68r/将此转速带入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度 / 1000v n d =68r/ 32000= 间定额的计算 本时间 计算 1） 钻孔工步 根据表 5孔的基本时间可由公式 12t = / ( ) /L fn l l l 求得。l =50, 11 c o t (1 2 )2 rD =2 2l ; f=r;n=195r/该工步的基本时间 t=(50+)/r / 195r/） 扩孔 工步 根据表 5工序时间可由公式 j 1 2( ) /L f n l f nt l l 求得。式中l =502l =2411 c o t (1 2 )2 rD ，取 r = 54 ， 1l l =4 0 /f m m r ； n=195r/上述结果带入公式，则该工 序的基本时间 t=(50+)/r / 195r/） 粗铰 工步 根据表 5圆柱孔的基本时间可由公式 j 1 2( ) /L fn l l l 求得。式中 1l 、 2l 由表 5 r =15 、 p=(2=件查得 11 11 1l =2l =15 l =500 /f m m r ； n=68r/上述结果代入公式，则该工序的基本时间 t=(50+5)/r / 68r/ 4） 精铰 工步 根据表 5圆柱孔的基本时间可由公式 j 1 2( ) /L f n l f nt l l 求得。式中 1l 、 2l 由表 5 r =15 、 p=(2=件查得1l =2l =13 l =500 /f m m r ； n=68r/上述结果代入公式，则该工序的基本时间 t=(50+3)/r / 68r/ 助时间 计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为(该零件取 则该工序的辅助时间为： 工序 孔工步的辅助时间： 工序 孔 孔工步的辅助时间： 工序 铰 孔工步的辅助时间： 工序 铰 工步的辅助时间： 他时间的计算 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该推动架的生产类型大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可以忽略不计；布置工作地时间 作业时间的2% 7%，休息与生理需要时间 作业时间的 2% 4%,本 工件均取 3%，则各工序的其他时间（ 可按关系式（ 3%+3%） （ 计算，他们分别为： 工序 孔工步的其他时间： 6% （ = 工序 孔 孔工步的其他时间： 6% （ = 12 12 工序 铰 孔工步的其他时间： 6% （ = 工序 铰 工步的其他时间： 6% （ = 件时间 计算 工序 单件时间 三个工步单价时间的和，其中 钻孔工步 镗 =7s； 扩孔 工步 镗 = 粗铰 工步 镗 =3s； 精铰 工步 因此，工序 单件时间 镗 + 镗 + 37+3+ 将上述零件的工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 7 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。根据老师给定的题目，设计工序 钻、扩、铰 32 孔。本专用夹具将用于 式钻床的加工。刀具为麻花钻、套式机用铰刀等，制造夹具体毛坯的材料为 过铸造得到。 题的提出 本夹具主要用来工序 钻、扩、铰 32 孔 。由于工序较多，工艺要求相对较高，加工相对复杂。本夹具的设计工程中应 主要考虑如何定位， 使用六点定位原理限制六个自由度。同时由于加工过程中受力较大，受力方向较多，还应考虑如何才能实现很好的夹紧，以便进行相应的机械加工。其次还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。本 专用夹具将用于 式钻床的加工。 13 13 具设计 位方案 工件以 50 外圆及端面为定位基准， 采用 V 型块与平面组合定位方案。其中平面限制工件三个自由度， V 型块限制两个自由度。定位后只有 Z 轴的转动无法限制，但是由于本工件夹紧部分为圆柱形，因此无需对该自由度进行限制。综上，该定位方案可行。 紧机构 采用螺旋推动 V 型块夹紧机构，通过拧紧右端 C 型固定手柄压紧螺钉，推动活动 V 型块压紧工件实现夹紧。同时辅助以 U 型压板，进行辅助夹紧。 具与机床联接元件 采用两个标准定为键，固定在夹 具体底面同一条直线位置的键槽中，用于确定机床夹具相对于机床进给方向的正确位置。要保证定位键的宽度与机床工作台 T 型槽相匹配的要求。定位键可以承受一定的铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程的稳定性。 位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为三个支承钉和一个 V 形块，定为基准与工序基准相重合，所以基准不重合误差b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 由表 2件尺寸公差，基准位移误差为 。所以定位误差 。 削力及夹紧力的计算 各工序中，钻孔过程受力最大，所以只计算该工序切削力即可。 钻孔切削力：查机床夹具设计手册 3钻削力计算公式： P 式中 P钻削力 t钻削深度 , 45每转进给量 , 14 14 D麻花钻直径 , 30B布氏硬度， 140所以 P =968（ N） 钻孔的扭矩： 20 1 式中 S每转进给量 , 麻花钻直径 , 30B布氏硬度， 14020 1 =232 140 =1840(N M) 根据手册查得该夹紧 力满足要求，故此夹具可以安全工作。 15 15 8 设计体会 很快结束了两周左右的课程设计阶段。期间，在老师的的辛勤指导下，取得了一定的成绩，课程设计是机械制造基础课程的一个重要环节。本次设计通过理论与实践的结合，加深了我们对理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 这次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 回顾起此次 推动架的课程设计 ，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践
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