推動架及其加工夾具設計

《推動架及其加工夾具設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《推動架及其加工夾具設計（30頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

畢業(yè)設計 （論文）任務書 設計題目： 推動架及其加工夾具設計 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械制造與設計 班 級： 161 姓 名： 學 號： 指導教師： 2018年6月 摘 要 本設計的內容可分為機械加工工藝規(guī)程設計和機床專用夾具設計兩大部分。首先，通過對牛頭刨床推動架的分析，了解推動架在牛頭刨床加工中的作用。運用機械制造設計技術及相關課程的知識，解決推動架在加工中的定位、加緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件加工質量。其次，依據推動架毛坯件和生產綱領的要求及各加工方案的比較，制定切實可行的推動架加工工藝規(guī)程路線。最后，根據被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及有關方面的書籍，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，設計出省力、高效、經濟合理并且能夠保證加工質量的夾具。 關鍵詞:推動架、機械加工、夾具設計 Abstract The design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. By analyzing the B6065 planer promote the planes, that promote the shaping machine in the role of processing. According to promote the rough-and production program of the requirements, develop shaping machine to promote the processing line, a point of order. At the same time in accordance with the requirements of the processing parts processing, use of fixture design the basic principles and methods of preparation fixture design of the programme, designed efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing the fixture. Key words :machining, process planning, for promoting the fixture 目 錄 第一章 緒 論 1 1.1 機械制造概述及設計目的 1 1.2 推動架的作用 2 1.3 機械制造技術課程實踐目的 2 第二章 機械加工工藝規(guī)程 4 2.1 機械加工工藝規(guī)程制訂 4 生產過程與機械加工工藝過程 4 2.2 機械加工工藝規(guī)程的種類 4 2.3 制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 5 第三章 零件的分析 6 3.1 零件的作用 6 3.2 零件的工藝分析 6 第四章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 7 4.1 零件的結構工藝性分析 7 4.2毛坯的選擇 7 4.2.1 毛坯的類型和特點 7 4.2.2 毛坯選擇的原則 8 第五章 選擇加工方法，制定工藝路線 10 5.1 機械加工工藝設計 10 5.2 制定機械加工工藝路線 12 5.2.1 工藝路線方案一 12 5.2.2 工藝路線方案二 12 5.3 工藝方案的比較與分析 13 5.4 確定工藝過程方案 13 第六章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 15 6.1 選擇加工設備與工藝設備 15 6.2 確定工序尺寸 18 6.2.1 基準重合時工序尺寸與公差的確定 18 6.2.2 工藝尺寸鏈 19 6.2.3 特點 19 6.2.4 作法 19 6.2.5 尺寸鏈基本計算 19 6.2.6 偏差確定 20 6.2.7 加工的選擇 20 第七章 確定工序III切削用量及基本時間 22 7.1 工序III的切削用量 22 7.1.1 確定進給量f 22 7.1.2 確定切削速度v和轉速n 22 7.2 工序III的時間計算 23 7.2.1 時間定額 23 7.2.2 提高勞動生產效率的方法 24 7.3 計算過程 25 第八章 夾具設計 26 8.1 定位基準的選擇 26 8.2 切削力和卡緊力計算 26 8.3 定位誤差分析 26 8.4 夾具設計及操作的簡要說明 27 結 論 28 參考文獻 30 第一章 緒 論 1.1 機械制造概述及設計目的 機械制造技術基礎課程設計是我們在做大學畢業(yè)設計時最重要的一門課程，是對所學專業(yè)課知識的一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。所以作為機械專業(yè)的學生，我們應該做好這樣的設計。 本次設計中我的題目是推動架的加工工藝規(guī)程及其上兩孔的工裝夾具設計，是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次課程設計是我們在畢業(yè)設計前一次重要的實踐設計，對所學的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課能很好的進行系統(tǒng)的復習，也是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。 在些次設計中我們主要是以推動架的加工工藝及其夾具設計為目的。 在設計期間查閱了大量的資料，并且得到了有關老師的指點。 機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變人們的生產方式、生活方式、經營管理模式甚至正改變著當今社會的組織機構和文化。生產的發(fā)展和產品更新?lián)Q代速度的加快，對生產效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了更高的要求。 1.2 推動架的作用 在實際生產中，由于零件的生產類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床用某一種加工方法就能完成的，而是需要經過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據具體的零件要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步步把零件加工出來。 本次畢業(yè)設計是推動架零件的加工工藝及其夾具設計，推動架是工業(yè)中應用廣泛的零件之一，生產量較大。為保障產品質量，提高加工效益，需要對其加工工藝進行優(yōu)化設計，并在關鍵工序使用專用機床進行加工，以保障質量。 據資料顯示，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備及相應的加工刀具、進給量、切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量。 1.3 機械制造技術課程實踐目的 機械制造技術課程設計是在學完了機械制造技術學和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件(推動架)的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運用有關手冊，圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會,也為今后畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應 性訓練，從中鍛煉白已分析問題、解決問題的能力。 機械制造工藝學是以機械制造中的工藝問題為研究對象，實踐性較強的一門學科，學生在學完了工藝課后并完成了生產實習的基礎上，還應通過課程設計受到一次理論聯(lián)系實際的綜合訓練，培養(yǎng)運用所學知識分析和解決機械制造工藝技術問題的能力。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位。夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 2.提高結構設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經濟合理又能保證加工質量的夾具的能力。 3.學會使用手冊及圖表資料。 4.能具備一定創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 第二章 機械加工工藝規(guī)程 2.1 機械加工工藝規(guī)程制訂 生產過程與機械加工工藝過程 生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。 機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。 機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。 規(guī)定產品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下： （1）機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。 （2）機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定進度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質高產和低消耗。 （3）機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。 2.2 機械加工工藝規(guī)程的種類 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。 機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。 機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。 是生產過程的一部分，是對零件采用各種加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學物理性能，使之成為合格零件的全部勞動過程。工藝是使各種原材料、半成品成為成品的方法和過程工藝過程。在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品和半成品的過程。 2.3 制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料： （1）產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。 （2）毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。 （3）車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。 （4）各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。 機械加工工藝規(guī)程的作用 、作用和格式： （1）工藝規(guī)程是生產計劃、調度、工人操作、質量檢查的依據。 （2）工藝規(guī)程是生產準備（包括技術準備）工作的基礎。 包括技術關鍵分析與研究，專用工裝設計和制造或采購，原材料及毛坯的供應，設備改造或新設備的購置或定做。 （3）工藝規(guī)程是設計新建和擴建車間（工廠）的基礎。 包括確定生產需要的機床種類和數量，確定機床布置和動力配置，確定車間面積，確定工人的工種和數量二、機械加工工藝規(guī)程的格式。 第三章 零件的分析 3.1 零件的作用 據資料所示，可知該零件是B6065牛頭刨床推動架，是牛頭刨床進給機構的中小零件，φ32mm孔用來安裝工作臺進給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處一棘輪，在棘輪上方即φ16mm孔裝一棘爪，φ16mm孔通過銷與杠連接桿，把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞φ32mm軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。 3.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 由零件圖可知，φ32、φ16的中心線是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組： 以φ32mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。 以φ16mm孔為加工表面 這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內孔φ10mm、M8-6H的內螺紋，φ6mm的孔及120倒角2mm的溝槽。 這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是： 1、φ32mm孔內與φ16mm中心線垂直度公差為0.10。 2、φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有關面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 第四章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 4.1 零件的結構工藝性分析 是指在滿足使用要求的前提下制造該零件的可行性和經濟性。功能相同的零件，其結構工藝性可以有很大差異。所謂結構工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。 1、熟悉或確定毛坯 確定毛坯的主要依據是零件在產品中的作用和生產綱領以及零件本身的結構。 毛坯的種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件等 2、擬訂機械加工工藝路線 （1）定位基準的選擇 （2）加工方法的確定 （3）加工順序的安排 （4）熱處理、檢驗及其他工序的安排 3、確定滿足各工序要求的工藝裝備（機床、刀具、夾具、量具）對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備應提出具體的設計任務書。 4、確定各主要工序的技術要求和檢驗方法 5、確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差 6、確定切削用量 7、確定時間定額 8、填寫工藝文件 4.2毛坯的選擇 4.2.1 毛坯的類型和特點 鑄件 常用作形狀比較復雜的零件毛坯 鍛件 兩種：自由鍛件、模鍛件 型材 兩種：熱扎、冷拉 形材焊接件 根據需要將型材和鋼板焊接成零件毛坯 4.2.2 毛坯選擇的原則 （1）零件對材料的要求 （2）生產綱領的大小 （3）零件的結構形狀和尺寸大小 （4）現(xiàn)有生產條件 根據零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。 由表參考文獻可知，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。 表4-1用查表法確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數值 說明 φ27的端面 92 H 4.0 頂面降一級，單側加工 φ16的孔 φ16 H 3.0 底面，孔降一級，雙側加工 φ50的外圓端面 45 G 2.5 雙側加工（取下行值） φ32的孔 φ32 H 3.0 孔降一級，雙側加工 φ35的兩端面 20 G 2.5 雙側加工（取下行值） φ16的孔 φ16 H 3.0 孔降一級，雙側加工 表4-2由參考文獻可知，鑄件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 總余量 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的外圓端面 45 5 50 2.8 φ32的孔 φ32 6.0 φ26 2.6 φ35的兩端面 20 5 25 2.4 φ16的孔 φ16 6 φ10 2.2 圖4-3所示為本零件的毛坯圖 圖4-3 零件毛坯圖 第五章 選擇加工方法，制定工藝路線 5.1 機械加工工藝設計 1.基準的概念與分類 設計基準：設計基準是設計圖樣上所采用的基準。 工藝基準：零件在工藝過程中所采用的基準。 2.定位基準的選擇 粗基準的選擇 粗基準： 未經機械加工的定位基準稱為粗基準。機械加工工藝規(guī)程中第一道加工工序所采用的定位基準都是粗基準。 1）保證相互位置精度要求的原則如要保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，應以不加工面為粗基準。 2）保證加工表面加工余量合理分配的原則，如要首先保證工件某重要表面的余量均勻，應選擇該表面的毛坯面為粗基準。 3）便于工件裝夾的原則選擇粗基準時，必須考慮定位準確，夾緊可靠以及夾具結構簡單、操作方便等。這樣要求選用的粗基準盡可能平整、光潔和足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊，澆鑄澆口，或其他缺陷。 4）粗基準一般不得重復使用的原則若能采用精基準定位，粗基準一般不應被重復的使用 精基準的選擇 精基準：以機械加工過的表面作為定位基準。2．出發(fā)點：保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。 1）基準重合原則： 盡可能的選擇被加工表面的設計（工序）基準為精基準 2）基準統(tǒng)一原則： 工件以某一精基準定位，可以比較方便的加工大多數或所有其他表面，則應盡可能的把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序均以它為精基準加工其他表面。 3）互為基準原則 4）自為基準原則 5）便于裝夾原則——所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。 在實際生產中，經常使用的統(tǒng)一基準形式： （1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準； （2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準； （3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準； （4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準。 采用統(tǒng)一基準原則好處： （1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； （2）可以簡化夾具設計，減少工件搬動和翻轉次數。 ★注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題。此時，需針對具體問題進行具體分析，根據實際情況選擇精基準。 3.基準選擇原則 （1）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 （2）粗基面的選擇 對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，B6065刨床推動架以外圓作為粗基準。 （3）精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇φ32的孔和φ16的孔作為精基準。 5.2 制定機械加工工藝路線 5.2.1 工藝路線方案一 工序I （1）車φ50左端，倒角145；鉆φ32+0.027孔至φ28，擴孔。 至φ31.5；拉油槽至R（工藝要求）；精車φ32+0.027至圖紙尺寸， 孔口倒角145； （2）掉頭車右端面至圖紙要求尺寸，倒角145，孔口倒角145 工序II 銑下部兩端面尺寸20至圖紙尺寸 工序III 鉆φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-145 工序IV 擴φ16+0.033至φ15.826，鉸φ16+0.033孔至圖紙尺寸 工序V 鉆φ10+0.10孔至φ9.8，鉸φ10+0.10孔至圖紙尺寸 工序VI 車至φ27及其端面至圖紙尺寸，端面倒角145 工序VII 銑槽69.5，銑槽61均至圖示尺寸 工序VIII 鉆M8-6H螺紋孔至底徑，孔口倒角0.545，攻M8-6H螺紋 工序Ⅸ 鉆φ6孔至圖紙尺寸，孔口倒角0.545。 5.2.2 工藝路線方案二 工序I （1）車φ50左端，倒角145；鉆φ32+0.027孔至φ28，擴孔。 至φ31.5；拉油槽至R（工藝要求）；精車φ32+0.027至圖紙尺寸，孔口倒角145。 （2）掉頭車右端面至圖紙要求尺寸，倒角145，孔口倒角145。 工序II 銑下部兩端面尺寸20至圖紙尺寸。 工序III 鉆φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-145。 工序IV 鉆φ10+0.10孔至φ9.8，鉸φ10+0.10孔至圖紙尺寸。 工序V 擴φ16+0.033至φ15.826，鉸φ16+0.033孔至圖紙尺寸。 工序VI 車至φ27及其端面至圖紙尺寸，端面倒角145。 工序VII 銑槽69.5，銑槽61均至圖示尺寸。 工序VIII 鉆M8-6H螺紋孔至底徑，孔口倒角0.545，攻M8-6H螺紋。 工序Ⅸ 鉆φ6孔至圖紙尺寸，孔口倒角0.545。 5.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一是先加工鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm的孔，然后以孔的中心線為基準距離12mm加工鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45，而方案二則與此相反，先鉆、擴、鉸φ32mm,倒角45，然后以孔的中心線為基準距離12mm鉆φ16mm的孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便，并且方案二加工孔是在同一鉆床上加工的。因此，選擇方案二是比較合理的。 5.4 確定工藝過程方案 表 5-1 擬定工藝過程 工序號 工序內容 簡要說明 00 鑄 一箱多件沙型鑄造 05 熱處理 退火 10 車 1. 車φ50左端，倒角145；鉆φ32+0.027孔至φ28，擴孔至φ31.5；拉油槽至R（工藝要求）；精車φ32+0.027至圖紙尺寸，孔口倒角145； 2. 掉頭車右端面至圖紙要求尺寸，倒角145，孔口倒角145。 20 銑 銑下部兩端面尺寸20至圖紙尺寸 30 鉆 鉆φ16至φ15.8，锪孔2-145 40 鉆 鉆φ10孔至φ9.8，鉸φ10孔至圖紙尺寸 50 擴、鉸 擴φ16至φ15.826，鉸φ16孔至圖紙尺寸 60 車 車至φ27及其端面至圖紙尺寸，端面倒角145 70 銑 銑槽69.5，銑槽61均至圖示尺寸 80 鉆 鉆M8-6H螺紋孔至底徑，孔口倒角0.545，攻M8-6H螺紋 90 鉆 鉆φ6孔至圖紙尺寸，孔口倒角0.545. 100 檢驗 110 清洗 第六章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 由于生產類型為中小批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 6.1 選擇加工設備與工藝設備 1.選擇機床，根據不同的工序選擇機床 工序I （1）車φ50左端，工序的工步數不多，成批生產要求不高的生產效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥銑銑床。倒角145；鉆φ32+0.027 孔 至φ28，擴孔 至φ31.5，選用Z535立式鉆床；拉油槽至R（工藝要求）選用專用拉床；精車φ32+0.027至圖紙尺寸，孔口倒角145,選用Z535立式鉆床； （2） 掉頭車右端面至圖紙要求尺寸，倒角145，孔口倒角145，選擇XA6132臥銑銑床。 工序II 銑下部兩端面尺寸20至圖紙尺寸，選擇XA6132臥銑銑床 工序III 鉆φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-145選用Z525立式鉆床 工序IV 鉆φ10+0.10孔至φ9.8，鉸φ10+0.10孔至圖紙尺寸，用Z535立式鉆床加工。 工序V 擴φ16+0.033至φ15.826，鉸φ16+0.033孔至圖紙尺寸，用Z535立式鉆床加工。 工序VI 車至φ27及其端面至圖紙尺寸，端面倒角145，宜選用機床CA6140車床 工序VII 銑槽69.5，銑槽61均至圖示尺寸由于定位基準的轉換。宜采用臥銑，選擇XA6132臥式銑床。 工序VIII 鉆M8-6H螺紋孔至底徑，孔口倒角0.545，攻M8-6H螺紋，選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅸ 鉆φ6孔至圖紙尺寸，孔口倒角0.545. 選用Z525立式鉆床加工 2.選擇夾具 （1）機床夾具概述 機床夾具的概念，機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 機床夾具的分類，機床夾具可根據其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調夾具和成組夾具等類型。機床夾具還可按其所使用的機床和產生加緊力的動力源等進行分類。根據所使用的機床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模）、鏜床夾具（鏜模）、磨床夾具和齒輪機床夾具等，根據產生加緊力的動力源可將夾具分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等。 機床夾具的組成：定位元件、夾緊裝置、對刀、引導元件或裝置、連接元件、夾具體、 其它元件及裝置。 定位基準：基準是用以確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的點，線，面。在加工中用以定位的基準稱為定位基準。有時，作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心線和對稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內孔圓柱面）體現(xiàn)的，體現(xiàn)基準作用的表面稱為基面。 （2）對機床夾具的基本要求： 穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高機械加工的勞動生產率；結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件；應能降低工件的制造成本。 （3）夾具設計的工作步驟： 研究原始資料，明確設計任務；考慮和確定夾具的結構方案，繪制結構草圖；繪制夾具總圖；確定并標注有關尺寸和夾具技術要求；繪制夾具零件圖。 本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 3.選擇刀具，根據不同的工序選擇刀具 刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質量。由于數控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。數控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機床選用刀具的剛性。應考慮以下方面： （1）根據零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。 （2）根據零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。 （3）根據加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數也不要超過4齒。 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質量上還是在加工效率上都遠遠優(yōu)于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，盡量選擇端銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。 根據不同的工序選擇刀具： （1）銑刀依據資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數z=10，及直徑為 d=50mm，齒數z=8及切槽刀直徑d=6mm。 （2）鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。 （3）鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角45，選用專用刀具。 （4）車φ10mm孔和φ16mm的基準面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆， do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120，45度車刀。 （5）鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。 （6）拉溝槽R3選用專用拉刀。 4.選擇量具 本零件屬于成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下： 選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 選擇加工孔量具 因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內徑千分尺即可。 選擇加工槽所用量具 槽經粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數值為0.02mm測量范圍0～150mm的游標卡尺進行測量。 6.2 確定工序尺寸 6.2.1 基準重合時工序尺寸與公差的確定 （1）確定各加工工序的加工余量 （2）從最后工序開始，即從設計尺寸開始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，得各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸）。 (3)除最后工序，其余工序按各自所采用加工方法的加工精度確定工序尺寸公差。 (4)按入體原則標注工序尺寸 6.2.2 工藝尺寸鏈 尺寸鏈：將相互關聯(lián)的尺寸按一定的順序聯(lián)接成首尾相接的封閉圖形。 工藝尺寸鏈：由單個零件在工藝過程中形成的有關尺寸的尺寸鏈。 尺寸鏈的組成 環(huán)：組成尺寸鏈的每個尺寸A1 、A2、 、A3 封閉環(huán)：在加工過程中間接得到的尺寸A2。 組成環(huán)：在加工過程中直接得到的尺寸A1 、A3。 增環(huán)：其余各組成環(huán)不變，此環(huán)增大使封閉環(huán)增大者。 減環(huán)：其余各組成環(huán)不變，此環(huán)增大使封閉環(huán)減少者。 具體判斷：給封閉環(huán)任選一個方向，沿此方向轉一圈，在每個環(huán)上加方向，與封閉環(huán)方向相同者為減環(huán)，相反者為增環(huán)。 6.2.3 特點 寸鏈必須封閉；尺寸鏈只有一個封閉環(huán)；封閉環(huán)的精度低于組成環(huán)精度；封閉環(huán)隨組成環(huán)變動而變動。 6.2.4 作法 找出封閉環(huán)，從封閉環(huán)起，按工件表面上關系依次畫出組成環(huán)，直到尺寸回到封閉環(huán)起，形成一個封閉圖形，組成尺寸鏈的組成環(huán)環(huán)數應是最少的。相接原則，確定增環(huán)、減環(huán)。 6.2.5 尺寸鏈基本計算 （1）封閉環(huán)的基本尺寸=各組成環(huán)的基本尺寸的代數和-增環(huán)的基本尺寸之和-減環(huán)的基本尺寸之和 （2）封閉環(huán)的最大極限尺寸=所有增環(huán)的最大極限尺寸—所有減環(huán)的最小極限尺寸 （3）封閉環(huán)最小極限尺寸=所有增環(huán)的最小極限尺寸—所有減環(huán)的最大極限尺寸 （4）封閉環(huán)的上偏差=所有增環(huán)的上偏差之和—所有減環(huán)的下偏差之和 （5）封閉環(huán)的下偏差=所有增環(huán)的下偏差之和—所有減環(huán)的上偏差之和 （6）封閉環(huán)的公差=封閉環(huán)的最大極限尺寸—封閉環(huán)的最小極限尺寸 =封閉環(huán)的上偏差—封閉環(huán)的下偏差 =增環(huán)的公差之和+減環(huán)的公差之和 =所有組成環(huán)的公差之和 6.2.6 偏差確定：一般根據“入體”原則 （1）組成環(huán)為包容面時，下偏差為0，上偏差=公差 （2）組成環(huán)為被包容面時，上偏差為0，下偏差=公差 6.2.7 加工的選擇 面的加工（所有面） 根據加工長度的為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據《機械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為50mm、加工的寬度為50mm，經粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 孔的加工 1） φ32mm. 毛坯為空心，通孔，孔內要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ31mm. 2z=16.75mm 擴孔：φ31.75mm 2z=1.8mm 粗鉸：φ31.93mm 2z=0.7mm 精鉸：φ32H7 2） φ16mm. 毛坯為實心，不沖孔，孔內要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ15mm. 2z=0.85mm 擴孔：φ15.85mm 2z=0.1mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H7 3） φ16mm的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ15mm 2z=0.95mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H8 4）鉆螺紋孔φ8mm 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ7.8mm 2z=0.02mm 精鉸：φ8H7 5）鉆φ6mm孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ5.8mm 2z=0.02mm 第七章 確定工序III切削用量及基本時間 7.1 工序III的切削用量 本工序為鉆、半精鉸，精鉸φ16mm的孔。鉸刀選用φ15.95的標準高速鋼鉸刀，r0=0,a0=8,kr=5鉸孔擴削用量，锪孔倒角2-145，采用45度車刀。 7.1.1 確定進給量f 根據參考文獻三表10.4-7查出f表=0.65～1.4.按該表注釋取較小進給量，按Z525機床說明書，取f=0.72。 7.1.2 確定切削速度v和轉速n 根據表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系數可按表10.4-10查出，kmv=1。 故K=0.87 故V’=14.20.871=12.35m/min N’= 根據Z525機床說明書選擇n=275r/min.這時實際的鉸孔速度V為： V= 根據以上計算確定切削用量如下： 鉆孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 半精鉸：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精鉸：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min 7.2 工序III的時間計算 7.2.1 時間定額 定義： 在一定生產條件下，生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。 組成： 基本時間t基：直接改變生產對象的性質，使其成為合格產品或達到工序要求所需時間（包括切入、切出時間）。 輔助時間t輔：為實現(xiàn)工藝過程必須進行的各種輔助動作時間，如裝卸工件、啟停機床、改變切削用量及進退刀等。 布置工作地時間t布置：為使加工正常進行，工人照管工作地所消耗的時間（包括更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）。 休息和生理需要時間t休：工人在工作班內，為恢復體力和滿足生理需要所需時間。 準備終結時間t準終：工人為了生產一批產品和零部件，進行準備和結束工作所消耗的時間，包括：熟悉工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、發(fā)送成品等。 單件時間與單件工時定額計算: 單件時間：T單件= t基+t輔+t布置+t休 單件工時定額：T定額= t基+t輔+t布置+t休+ t準終/n 式中 t基——基本時間 t輔——輔助時間 t布置——布置工作地時間 t休——休息和生理需要時間 t準終——準備終結時間 n——批量 7.2.2 提高勞動生產效率的方法 縮短基本時間 1） 提高切削用量,主要是進行新型刀具材料的研制和開發(fā)或在刀具的幾何參數方面深入研究。 碳素工具鋼 高速鋼 硬質合金 立方氮化硼 人造金剛石 高速磨 彈力磨 砂帶磨 2）采用復合工步縮短基本時間：復合工步的幾個加工表面的基本時間重疊，從而節(jié)約基本時間。 采用多刀多刃進行加工（如以銑削代替刨削，采用組合刀具等）；采用復合工步，使多個表面加工基本時間重合（如多刀加工，多件加工等）。 縮短輔助時間和輔助時間與基本時間重疊 (1) 減少輔助時間 采用先進夾具或自動上、下料裝置減少卸工件時間 提高機床操作的機械化、自動化水平、實現(xiàn)集中控制、自動調整與變速地縮短，開、停機床改變切削用量的時間。 （2）使輔助時間與基本時間重疊 采用可換夾具或可換工作臺，在機床外裝夾工件，可使裝夾工件地時間與基本時間重疊；采用轉位夾具或轉位工作臺，可在加工中完成工件的裝卸；采用回轉夾具或回轉工作臺進行連續(xù)加工；采用在線檢測的方法來控制加工過程中的尺寸，使測量時間與基本時間重疊。 （3）縮短布置工作地時間： 主要是減少換刀時間和調刀時間； 采用自動換刀裝置或快速換刀裝置；使用不重磨刀具；采用樣板或對刀塊對刀； 采用新型刀具材料以提高刀具耐用度。 （4）縮短準備終結時間： 在中小批量生產中采用成組工藝和成組夾具；在數控加工中，采用離線編程及加工過程仿真技術。 （5）采用先進的工藝方法 在毛坯制造中采用新工藝；采用少無切削工藝；改進加工方法；應用特種加工新工藝。 7.3 計算過程 鉆孔基本工時 T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 半精鉸基本工時 l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 精鉸基本工時 l= 取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mm T= 第八章 夾具設計 經過與老師協(xié)商，決定設計第III道工序的工裝夾具，在給定的零件中，對本序價格的主要要求考慮尺寸60，由于公差要求較低，因此本步的重點應在加緊的方便與快速性上。 8.1 定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔φ32mm和端面為基準定位，側面加定位銷輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。 8.2 切削力和卡緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 ： 卡緊力： 取系數 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1S2S3S4F=16.77N 使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 8.3 定位誤差分析 本工序采用孔φ32和端面為基準定位，使加工基準和設計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 一批工件逐個在夾具上定位時，由于工件及定位元件存在公差，使各個工件所占據的位置不完全一致即定位不準確，加工后形成加工尺寸的不一致，形成加工誤差。 這種只與工件定位有關的加工誤差，稱為定位誤差，用△D表示。 定位誤差：設計基準在工序尺寸方向上的最大位置變動量。 造成定位誤差的原因有兩個: 1、定位基準與設計基準不重合，產生基準不重合誤差△不。 2、定位基準與限位基準不重合，產生基準位移誤差△基（也叫定位副制造不準確誤差）。 8.4 夾具設計及操作的簡要說明 夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用螺紋卡緊機構，本次設計中還按老師的要求畫出了夾具體的零件圖，具體結構可參見附圖。 結 論 本次課程設計是我們一次重要的實踐設計，對所學的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課能很好的進行系統(tǒng)的復習，也是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。 通過對推動架零件圖的技術進行詳細分析以及推動架在牛頭刨床加工中的作用，運用機械制造設計技術及相關課程的知識，解決推動架在加工中的定位、加緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，進行綜合考慮選合適的加工工藝和夾具設計，使整個設計合理、高效、經濟效益最好。然后運用CAD軟件繪圖功能和PRO/E軟件三維造型功能將零件的二維圖形和三維實體圖充分表示出來。 根據推動架工藝規(guī)程及夾具設計要求，在本設計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質量，可靠的達到了圖紙所提出的技術要求，并盡量提高生產率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。同時依據夾具設計原理和相關資料可以了解到該設計中的夾具也是合理可行的，該夾具確保了工件加工質量，不僅工藝性好結構簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準確，提高生產率，降低制造成本。因此，這個設計是可行成功的。 通過此次課程設計讓我對機械設計技術基礎所學的理論知識有了一個更加深刻和具體的了解。以前對于定位和夾緊這兩個名詞只有一個很抽象的概念，要具體去分析，去應用難度是非常大的，但是經過這次課程設計后我已經對于定位和夾緊有了一個比較直觀的認識了。所以通過此次課程設計讓我深刻的明白了像我們學機械的光有理論還遠遠不夠，必須多動手，多實踐才能起到效果。 這次課程設計由于理論知識的缺乏，實際經驗的不足難免會存在很多不足和錯誤。在以后的學習中我會更加注重實踐，及時將所學知識與實際結合起來提高自己的動手能力。 本次課程設計主要經歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 經過這次的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。讓我們對機械制造的知識有了更加全方位的了解，也讓我們充分認識到了自己的不足，在有些數據的查找與使用方面略顯不足，而且對于有些公式中的未知量也不是很熟悉，在以后的學習中，我會倍加努力。 參考文獻 1王少懷《機械設計師手冊》電子工業(yè)出版社 2006 2 張益芳《金屬切削手冊》上?？茖W技術出版社 2011 3 王光斗 王春福 燕山大學 洛陽工學院 長春汽車工業(yè)《機床夾具設計手冊》 上?？茖W技術出版社 2000 4 劉文劍《夾具工程師手冊》哈爾濱黑龍江科技出版社1987 5 陳家芳《實用金屬切削加工工藝手冊》（第三版）上?？茖W技術出版社 2011 6 胡家秀《機械零件設計實用手》.北京機械工業(yè)出版社1999 7 李益民《機械制造工藝設計手冊》北京機械工業(yè)出版社1995