推动架零件的机械加工工艺规程及典型夹具的设计课程设计说明

1、机械制造技术根底课程设计设计题目：推动架零件的机械加工工艺规程及典型夹具的设计专业班级：机械四班 学生姓名：程百洋 学生学号：10140402 指导教师：史红哈尔滨理工远东学院机械制造技术根底课程设计任务书设计题目：推动架零件的机械加工工艺规程及典型夹具的设计设计内容:1 .绘制零件图一张.2 .编写零件加工工艺过程,并填写加工工艺过程卡及工序卡 套.3 .设计指定工序的夹具,绘制夹具装配总图一套.4 .绘制夹具的非标零件图一张.5 .编辑说明书一份.指导教师：史红2021 年3月4日、设计题目设计推动架零件加工工艺规程及加工.32孔专用夹具 二、原始资料被加工零件的零件图草图1张生产类型：中

2、批或大批大量生产三、上交材料被加工工件的零件图1张毛坯图1张机械加工工艺过程综合卡片1张与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张夹具装配图1张5夹具体零件图1张6 课程设计说明书5000字左右1份四、进度安排参考熟悉零件,画零件图2天选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天工艺装备设计画夹具装配图及夹具体图9天编写说明书3天5准备及辩论2天五、指导教师评语成绩：指导教师日 期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,在生产实习的根底上,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

3、,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 通过查表法准确确实定各外表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,扭矩等用来提升加工精度,保证其加工质量.关键词：机械加工、工艺规程、专用夹具、推动架目录1推动架的工艺分析及生产类型确实定 81.1 推动架的作用 81.2 推动架的技术要求 91.3

4、推动架工艺分析 92确定毛坯、绘制毛坯简图 112.1 选择毛坯 112.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 112.3 绘制推动架毛胚的铸造简图 123.拟定推动架工艺路线 133.1 定位基准的选择 133.1.1 精基准的选择 133.1.2 粗基准的选择 133.2 各面、孔加工方法确实定 133.3 加工阶段的划分 143.4 工序的集中与分散 143.5 工序顺序的安排 143.5.1 机械加工工序 143.5.2 热处理工序 163.5.3 辅助工序 163.6 确定加工路线 164机床设备及工艺装备的选用 184.1 机床设备的选用 184.2 工艺装备的选用 185加工余量

5、、工序 尺寸和公差确实定 196切削用量、时间 定额的计算.错误！未定义书签.6.1 切削用量的计算 错误！未定义书签.6.1.1 钻孔工步错误！未定义书签.6.1.2 扩孔工步错误！未定义书签.6.1.3 粗较工步错误！未定义书签.6.1.4 精较工步错误！未定义书签.6.2 时间定额的计算 错误6.2.1 根本时间tj的计算.错误6.2.2 辅助时间tf的计算.错误6.2.3 其他时间的计算.错误6.2.4 单件时间tdj的计算.错误未定义书签 未定义书签 未定义书签 未定义书签 未定义书签7夹具设计 227.1 问题的提出 227.2 夹具设计 227.2.1 定位方案 227.2.2

6、夹紧机构 227.2.3 夹具与机床联接元件 227.2.4 定位误差分析 237.2.5 切削力及夹紧 力的计算 238设计体会 249参考文献 281推动架的工艺分析及生产类型确实定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1,32+0.0270孔安装在进给丝杠轴,靠近32+0.0270孔左端处装 一棘轮.在棘轮上方即为16.033孔装棘轮.160+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 32+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.图1-11.2 推动架的技术要求推动架

7、的技术要求见表1-1表1-1推动架技术要求加工外表偏差mm公差及精 度等级粗糙度Raa m形位公差/mm小27的端面IT1312.5_L | 0.1A小16的孔+0.0290IT6-IT93.2小50的外圆端 面IT7-IT96.3小32的孔+0.0270IT7-IT86.3小35的两端面IT1325小16的孔+0.029 0IT6-IT93.21.3 推动架工艺分析分析可知本零件材料为灰口铸铁,HT200 0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外表,他们之间有一定的位置要 求.由零件图 可知,小32+0.0270、小1

8、6+0.0190孔的中央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 .小32mm孔为中央的加工外表这一组加工外表包括：小32mm的两个端面及孔和倒角,小16mm 的两个端面及孔和倒角.2 .以小16mm孔为加工外表这一组加工外表包括,|16mm的端面和倒角及内孔 小10mm M8-6H的内螺纹,小6mm的孔及120°倒 角2mm的沟槽.这两组的加工外表有着一定的位置要求,主要是：1 .小32mm孔内与 小16mm中央线垂直度公差为0.10 ;2 .小32mm孔端面与 小16mm中央线的距离为12mm由以上分析可知,对这两组加工外表而言,先加工第一组,冉 加工第二组

9、.由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能到达的 位置精度可知,上述技术要求是可以到达的,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2.1 选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0.72kg.生产类型为中小批量,可采 用金属型铸造毛坯.由于小32mm的孔需要铸造出来,故还需要安放 型心.此外,为消除剩余应力,铸造后应安排人工时效进行处理.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量零件根本尺寸在100 160之间,由表2-1可知,差得该铸件的 尺寸公差等级CT为810级.由表2-5可知,加

10、工余量等级MA为G 级,故CT=10级,MA为G级.表2-1用查表法确定各加工外表的总余量加工外表根本 尺寸加工余量等级加工余量数值说明小27的端面92H4.0顶面降一级,单侧加工小16的孔小16H3.0底面,孔降一级,双侧加 工小50的外圆端 面45G2.5双侧加工取下行值小32的孔小32H3.0孔降一级,双侧加工小35的两端面20G2.5双侧加工取下行值小16的孔小16H3.0孔降一级,双侧加工表2-2由参考文献可知,铸件主要尺寸的公差如下表:主要加工外表零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT小27的端面924.0963.2小16的孔小166小102.2小50的外圆端 面455502.8小32的孔

11、小326.0小262.6小35的两端面205252.4小16的孔小166小102.22.3 绘制推动架毛胚的铸造简图由表2-1所得结果,绘制毛坯简图如图2-2所示图2-23 .拟定推动架工艺路线3.1 定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,生产率得以提升.否那么,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.3.1.1 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题.选择加工外表的设计 基准为定位基准,称为基准重合的原那么.采

12、用基准重合原那么可以防止 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 小32的孔 和小16的孔作为精基准.3.1.2 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,根据有关零 件的粗基准的选择原那么：当零件有不加工外表时,应选择这些不加工 的外表作为粗基准,当零件有很多个不加工外表的时候,那么应中选择 与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作为粗基准,从零件 的分析得知,B6065刨床推动架以外圆作为粗基准.3.2 各面、孔加工方法确实定根据推动架零件图上各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度,确定 加工件各外表的

13、加工方法,如表3-1 :表3-1 推动架各外表加工方案主要加工外表尺寸精度等 级粗糙度加工方案备注27的端面IT1312.5粗铳表1-816的孔IT6-IT93.2钻-扩-钱-表1-950的外圆端 面IT7-IT96.3粗铳-精铳表1-832的孔IT7-IT86.3钻-扩-饺表1-935的两端面IT1325粗铳表1-816的孔IT6-IT93.2钻-扩-饺表1-96的孔IT11-IT1225钻表1-98螺纹孔公差带5H-7H 6.3钻螺纹表 1-10宽6mm的槽IT11-IT1312.5粗铳表1-8拉沟槽R325拉3.3 加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

14、加工两个阶段.加工过程中,首先加工面,然后加工各空,最后加工各细节局部 (攻丝、拉槽等)3.4 工序的集中与分散该零件选用工序集中原那么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 提升生产率；而且运用工序集中原那么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外表,有利于保证各 加工外表之间的相对位置精度要求.3.5 工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序(1)方案一：工序I铳小32mm孔的端面工序II铳小16mm孔的端面工序III铳小32mm孔和小16mm孔在同一基准的两个端面工序IV 铳深9.5mm宽6mm的槽

15、工序V 铳 小10mm孔和 小16mm的 基准面工序VI 钻、扩、较小32mm,倒角45°.选用Z535立式钻床加工 工序VII 钻小10mm和钻、半精较、精较小16mm孔,倒角45°.用 Z535立式钻床加工工序VIII 钻半、精较、精较 小16mm,倒角45度.选用Z525立式钻 床工序IX 钻螺纹孔 小6mm的孔,攻丝M8-6H.选用Z525立式钻床加 工工序X 钻 小6mm的孔,锦120°的 倒角.选用Z525立式钻床加工 工序XI 拉沟槽R3(2)方案二：工序I 铳 小32mm孔和 小16mm孔在同一基准的两个端面工序II铳小32mm孔的端面工序III铳

16、小16mm孔的端面工序IV 钻、扩、较 小32mm,倒 角45°.选用Z535立式钻床加工 工序V 钻半、精较、精较 小16mm,倒角45度.选用Z525立式钻 床工序VI 铳 小10mm孔和 小16mm的 基准面工序VII 铳深9.5mm宽6mm的槽工序VIII 钻 小10mm和钻、半精较、精较 小16mm孔,倒角45°.用Z535立式钻床加工工序IX 钻螺纹孔 小6mm的孔,攻丝M8-6H.选用Z525立式钻床加 工工序X 钻 小6mm的孔,锦120°的 倒角.选用Z525立式钻床加工 工序XI 拉沟槽R3由于设计加工方案时要遵循“先基准后其他原那么、“先粗后

17、精 原那么、“先主后次原那么、“先面后孔原那么.制定机械加工工序如下： 工序I铳小32mm孔的端面工序II铳小16mm孔的端面工序III 铳小32mm孔和小16mm孔在同一基准的两个端面工序IV铳深9.5mm宽6mm的槽工序V铳小10mm孔和 小16mm的 基准面工序VI 钻、扩、较小32mm,倒角45°.选用Z535立式钻床加工 工序VII 钻小10mm和钻、半精较、精较小16mm孔,倒角45°.用 Z535立式钻床加工工序VIII 钻半、精较、精较 小16mm,倒角45度.选用Z525立式钻 床工序IX 钻螺纹孔 小6mm的孔,攻丝M8-6H.选用Z525立式钻床加 工

18、工序X 钻 小6mm的孔,锦120°的 倒角.选用Z525立式钻床加工 工序XI 拉沟槽R33.5.2 热处理工序加工之前进行时效处理.3.5.3 辅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：热处理时效处理一 一主要外表粗加工及一些余量大的外表粗加工主要外表半精加工和次要外表加工主要外表精加工.3.6 确定加工路线在综合考虑上述工序安排的原那么根底上,由表3-2列出推动架的工艺 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铳32mm孔 的端面X52K立式升降铳床立铳刀游标卡尺3铳16mm孔 的端

19、面X52K立铳立铳刀游标卡尺4铳32mm和 16mm孔在 同一基准上 的两个端面X52K立铳立铳刀游标卡尺5铳10mm和X62W万能铳立铳刀游标卡尺16mm孔的 两个端面6铳深9.5mm, 宽6mm的槽X52K立铳立铳刀游标卡尺7钻、扩、饺 32mm孔, 倒角45 0Z535立钻麻花钻、套 式扩孔钻、套式较刀内径千分尺8钻10mm, 半精钱,精 钱16mm的 孔,倒角45Z535立钻麻花钻、直 柄机用钱刀内径千分尺9钻,半精钱, 精钱16mm 孔,倒角45 0Z525立钻麻花钻、直 柄机用钱刀内径千分尺10钻螺纹孔6mm, 攻丝M8-6HZ525立钻麻花钻、机 用丝锥内径千分尺 螺纹塞规11钻

20、6mm的孔,物120 0 倒角Z525立钻麻花钻、rlj 速钢莫氏锥 物钻内径千分尺12拉沟槽R3L515A拉刀内径千分尺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4.1 机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3.2给出.4.2 工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3.2给出.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

21、加工余量、工序尺寸和公差确实定根据锻件质量、零件外表粗糙度和形状复杂系数查表4.9 ,可得锻件的单边余量厚度方向在1.7-2.2mm,水平方向亦为 1.7-2.2mm .查表4.32的凹槽的加工余量粗铳后半精铳宽度余量为1.5mm,宽度偏差为+0.12-+0.18mm .6切削用量及根本时间确实认此处只对第六步铳6毫米深槽说明.1切削用量.本工序为粗铳槽后精铳槽,所选刀具为立铳刀, 铳刀直径为6毫米总长为13mm,刃长为57mm齿数为2,根据工艺手 册的相关内容选择铳刀的根本形状.由于加工钢料的rb=600 700Mpa,应选用前角r= 15o,后角a=12o 周齿,a=6o 端齿,以知 铳削

22、宽度为6mm 铳削深度为13mm 机床选用K52X立式铳床,共铳 一个深槽.确定每齿的进给量？z,查阅工艺手册中圆柱铳刀,高速钢端铳 刀和盘铳刀加工时进给量相关内容,X52立式铳床的加工功率为7.5KW 查表4.48,工艺系统刚性为中等,立铳刀加工钢料,查的每齿进 给量？z=0.06 ?0.1mm/HZ.现取？z=0.07mm/Z .选择铳刀磨钝标准及耐用度.查阅工艺手册中铳刀磨钝标准的 相关规定,用铳刀加工钢料,铳刀刀齿最大磨损量为0.06mm；铳刀直 径为6mm确定切削速度和工作台每分钟进给量？mz.根据公式参见工艺 手册中铳C$岫切削速度的计算相关内容计算切削速度为丫 =; i kTma

23、p-£y % zpv式中Cv=48,qv=0.25,xv =0.1, yv -0.2,uv -0.3, pv -0.1,m-0.2,T -120min,ap -13mm, fz = 0.07mm/z,ae =13mm, z = 20,d =6mm, kv =1.0,那么那么 结果为 16.5v/ r/min 根据 想x52型立式铳床主轴转速表,选择60r/min,那么实际切削速度v=0.93m/s ,工作台每分钟进给量为fMmm/min =84根据X52立式铳床工作台进给量表fm =75mm/min,那么实际每齿进给量为 fz =0.06 3n/z.效验机床功率.给据计算公式铳削时的

24、功率为xF yF yFnFv、匚Cf3p fz ae zkpc = / c,Fc =TqF-wFkFc1000d nCF =650,xF =0.10, yF =0.72,uF =0.86,wF =0式中,qF =0.86,ap =9.5, fz = 0.063mm/z, ae =6m n z = 20d =2,d =6,n =60r/min, fF =0.63那么 cFC / N = 6009.2X52铳床主电机功率为7.5KW ,故所选取的切削用量可以采用.所确定的切削用量 fz=0.063nm, fM =75mm/min, n = 60r/min,v = 0.39m/s.(2)根本时间.根

25、据表4.147根本时间公式为：1 ll 12TjM zl =7.5mm,= Jae(d -ae) +(1 到3), ae = 13mmd = 6m m, 12 = 4mm, fMz = 75m m/ min, i = 4,那么式中 Tj /S =90.57夹具设计为了提升劳动生产率,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,设计工序铳宽为6深为9.5的槽. 本专用夹具将用于KX52立式铳床的加工.刀具为铳刀等,制造夹具 体毛坯的材料为HT200.通过铸造得到.7.1 问题的提出本夹具主要用来工序铳宽6深9.5的槽.由于工序较多,工艺要 求相对较高,加工相对复杂.本夹具

26、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火紧,以便进行相 应的机械加工.其次还应考虑如何提升劳动生产率,降低劳动强度. 本专用夹具将用于X52K立式钻床的加工.7.2 夹具设计7.2.1 定位方案工件以50外圆及端面为定位基准,采用定位销与心轴组合定位 方案.其中平面限制工件三个自由度,定位销限制两个自由度,活动 两个定位销限制一个自由度.综上,该定位方案可行.7.2.2 夹紧机构采用心轴手动夹紧,通过拧紧上螺母使工件固定.7.2.3 夹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

27、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 铳削扭矩,减轻夹紧螺栓、火具体与机床的负荷,增强夹具加工过程 的稳定性.7.2.4 定位误差分析定位元件尺寸及公差确实定.夹具的主要定位元件为三个支承钉 和一个V形块,定位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2-3铸件尺寸公差,基准位移误差为2.6/2所以定位 误差为1.8mm.7.2.5 切削力及夹紧力的计算各工序中,铳削过程受力最大,所以只计算该工序切削力即可.钻孔切削力：查

28、?机床夹具设计手册?P70表3-6,得铳削力计 算公式：-0.90.6P =70.6 D *S HB式中P 钻肖|力t钻削深度,45mmS每转进给量,0.5mmD麻花钻直径,14mmHB布氏硬度,140HBS0.90.6所以 P =70 .6 *D *S *HB=451.7 (N)20 .940 .6钻孔的扭矩：M =0.014 'D *SHB式中 S 每转进给量,0.5mmD麻花钻直径,14mmHB布氏硬度,140HBS20 .940 .6M =0.014 d *S HB20.940.6=14 X 0.014 X 0.25X 140=681.7(N - M)根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以平安工作8设计体会三周的课程设计结束了.在老师的的耐心指导下,我们学到许多 东西.本次设计通过理论与实践的结合,加深了