設計“推動架”零件機械加工工藝規(guī)程及加工φ32孔專用夾具設計說明書

機械制造技術基礎課程設計題目設計“推動架”零件機械加工工藝規(guī)程及加工32孔專用夾具設計班級機械112班完成日期2014624任務書一、設計題目設計“雙聯齒輪”零件機械加工工藝規(guī)程及拉32花鍵專用夾具設計二、原始資料1被加工零件的零件草圖1張2生產類型50000件/年三、上交材料1所加工的零件圖1張2毛坯圖1張3編制機械加工工藝過程卡片1套4編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片1套5繪制夾具裝配圖（A0或A1）1張6繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。1張7課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約50008000字）1份四、進度安排參考本課程設計要求在3周內完成。1第L2天查資料，繪制零件圖。2第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。3第810天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。4第1113天，完成夾具裝配圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設計說明書的編寫。7第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。8第2021天，答辯五、指導教師評語該生設計的過程中表現，設計內容反映的基本概念及計算，設計方案，圖紙表達，說明書撰寫。綜合評定成績指導教師日期摘要本文是有關推動架工藝步驟的說明和機床夾具設計方法的具體闡述。工藝設計是在學習機械制造技術工藝學及機床夾具設計后，在生產實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，根據零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量。據資料所示，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以及相應的加工刀具，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。關鍵詞機械加工、工藝規(guī)程、專用夾具、推動架ABSTRACTTHEDESIGNOFTHECONTENTCANBEDIVIDEDINTOAPOINTOFORDERPROCESSINGMACHINERYANDMACHINETOOLSDESIGNEDFORTHETWOMOSTFIXTUREDESIGNFIRSTOFALL,THROUGHTHEPROMOTIONOFB6065PLANER,THATPROMOTETHEB6065PLANERPROCESSINGROLEUSEOFMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDRELATEDPROGRAMMESOFKNOWLEDGE,PROMOTINGTHESOLUTIONPROCESSINGINTHEPOSITIONTOSTEPUPANDTHELINEOFTHEARRANGEMENT,ANDSOONRELATEDISSUES,ESTABLISHINGTHEPROCESSANDCHOOSEASUITABLESIZEANDMACHINETOOLS,SPAREPARTSPROCESSINGQUALITYASSURANCESECONDLY,THEBASISFORPROMOTINGTHEROUGHPIECESANDPRODUCTIONANDPROCESSINGREQUIREMENTSOFTHEPROGRAMMEOFTHEPROGRAMME,TOPROMOTETHEDEVELOPMENTOFAPRACTICALPOINTOFORDERPROCESSINGLINEFINALLY,INACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSOFTHEPROCESSINGPARTSPROCESSING,MACHINETOOLFIXTUREDESIGNREFERENCEMANUALANDRELATEDASPECTSOFTHEBOOKS,USEOFFIXTUREDESIGNOFTHEBASICPRINCIPLESANDMETHODS,THEPROGRAMMEDRAWNUPFIXTUREDESIGN,DESIGNEFFICIENT,EFFORT,ECONOMICANDREASONABLETOENSURETHEQUALITYOFPROCESSINGFIXTUREKEYWORDSMACHINING,PROCESSPLANNING,SPECIALFIXTURE,TOPROMOTE目錄1推動架的工藝分析及生產類型的確定111推動架的作用112推動架的技術要求213推動架工藝分析22確定毛坯、繪制毛坯簡圖321選擇毛坯322確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量323繪制推動架毛胚的鑄造簡圖43擬定推動架工藝路線431、定位基準的選擇4311精基準的選擇5312粗基準的選擇532各面、孔加工方法的確定533加工階段的劃分634工序的集中與分散635工序順序的安排6351機械加工工序6352熱處理工序6353輔助工序636確定加工路線74機床設備及工藝裝備的選用841機床設備的選用842工藝裝備的選用85加工余量、工序尺寸和公差的確定86切削用量、時間定額的計算861切削用量的計算8611鉆孔工步9612擴孔工步9613粗鉸工步9614精鉸工步962時間定額的計算10621基本時間JT的計算10622輔助時間F的計算11623其他時間的計算11624單件時間DJT的計算127夾具設計1271問題的提出1272夾具設計12721定位方案12722夾緊機構13723夾具與機床聯接元件13724定位誤差分析13725切削力及夾緊力的計算138設計體會159參考文獻161推動架的工藝分析及生產類型的確定11推動架的作用該零件為B6050刨床推動架，是牛頭刨床進給機構中的零件（如附圖1），3200270孔安裝在進給絲杠軸，靠近3200270孔左端處裝一棘輪。在棘輪上方即為1600033孔裝棘輪。1600033孔通過銷與杠連接。把從電動機創(chuàng)來的旋轉運動，通過偏心輪杠桿使零件繞3200270軸心線擺動。同時，棘輪撥動棘輪，使絲杠轉動，實現工作臺自動進給。（附圖1零件圖）12推動架的技術要求推動架的技術要求見表11表11推動架技術要求加工表面偏差MM公差及精度等級粗糙度RAM形位公差/MM27的端面IT1312501A16的孔00290IT6IT93250的外圓端面IT7IT96332的孔00270IT7IT86335的兩端面IT132516的孔00290IT6IT93213推動架工藝分析分析可知本零件材料為灰口鑄鐵，HT200。該零件具有較高的強度，耐磨性，耐熱性，減震性，適應于承受較大的應力，要求耐磨的零件。刨床推動架具有兩組工作表面，他們之間有一定的位置要求。由零件圖可知，3200270、1600190孔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132MM孔為中心的加工表面這一組加工表面包括32MM的兩個端面及孔和倒角，16MM的兩個端面及孔和倒角。2以16MM孔為加工表面這一組加工表面包括，16MM的端面和倒角及內孔10MM、M86H的內螺紋，6MM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132MM孔內與16MM中心線垂直度公差為010；232MM孔端面與16MM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。另外考慮到零件的精度不高可以在普通機床上加工。2確定毛坯、繪制毛坯簡圖21選擇毛坯根據零件差資料知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072KG。生產類型為中小批量，可采用金屬型鑄造毛坯。由于32MM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。22確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量零件基本尺寸在100160之間，由表21可知，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為810級。由表25可知，加工余量等級MA為G級，故CT10級，MA為G級。表21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27的端面92H40頂面降一級，單側加工16的孔16H30底面，孔降一級，雙側加工50的外圓端面45G25雙側加工（取下行值）32的孔32H30孔降一級，雙側加工35的兩端面20G25雙側加工（取下行值）16的孔16H30孔降一級，雙側加工表32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CT27的端面9240963216的孔166102250的外圓端面455502832的孔3260262635的兩端面205252416的孔166102223繪制推動架毛胚的鑄造簡圖由表21所得結果，繪制毛坯簡圖如圖22所示。（圖22零件的毛坯圖）3、擬定推動架工藝路線31、定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。311精基準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。為使基準統一，先選擇32的孔和16的孔作為精基準312粗基準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。32各面、孔加工方法的確定根據推動架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表31表31推動架各表面加工方案主要加工表面尺寸精度等級粗糙度加工方案備注27的端面IT13125粗銑表1816的孔IT6IT932鉆擴鉸表1950的外圓端面IT7IT963粗銑精銑表1832的孔IT7IT863鉆擴鉸表1935的兩端面IT1325粗銑表1816的孔IT6IT932鉆擴鉸表196的孔IT11IT1225鉆表198螺紋孔（公差帶5H7H）63鉆螺紋表110寬6MM的槽IT11IT13125粗銑表18拉溝槽R325拉33加工階段的劃分該推動架的加工質量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩個階段。加工過程中，首先加工面，然后加工各空，最后加工各細節(jié)部分（攻絲、拉槽等）34工序的集中與分散該零件選用工序集中原則安排推動架的加工工序。該推動架的生產類型是中、小批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。35工序順序的安排351機械加工工序遵循“先基準后其他”原則、“先粗后精”原則、“先主后次”原則、“先面后孔”原則。制定機械加工工序如下工序I銑32MM孔的端面工序II銑16MM孔的端面工序III銑32MM孔和16MM孔在同一基準的兩個端面工序IV銑深95MM寬6MM的槽工序V銑10MM孔和16MM的基準面工序VI鉆、擴、鉸32MM，倒角45。選用Z535立式鉆床加工工序VII鉆10MM和鉆、半精鉸、精鉸16MM孔，倒角45。用Z535立式鉆床加工工序VIII鉆半、精鉸、精鉸16MM,倒角45度。選用Z525立式鉆床工序鉆螺紋孔6MM的孔，攻絲M86H。選用Z525立式鉆床加工工序鉆6MM的孔，锪120的倒角。選用Z525立式鉆床加工工序拉溝槽R3352熱處理工序加工之前進行時效處理。353輔助工序在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該推動架工序的安排順序為熱處理（時效處理）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要表面加工主要表面精加工。36確定加工路線在綜合考慮上述工序安排的原則基礎上，由表32列出推動架的工藝路線工序號工序名稱機床設備刀具量具1熱處理（時效處理）2銑32MM孔的端面X52K立式升降銑床立銑刀游標卡尺3銑16MM孔的端面X52K立銑立銑刀游標卡尺4銑32MM和16MM孔在同一基準上的兩個端面X52K立銑立銑刀游標卡尺5銑10MM和16MM孔的兩個端面X62W萬能銑立銑刀游標卡尺6銑深95MM，寬6MM的槽X52K立銑立銑刀游標卡尺7鉆、擴、鉸32MM孔，倒角45Z535立鉆麻花鉆、套式擴孔鉆、套式鉸刀內徑千分尺8鉆10MM，半精鉸，精鉸16MM的孔，倒角45Z535立鉆麻花鉆、直柄機用鉸刀內徑千分尺9鉆，半精鉸，精鉸16MM孔，倒角45Z525立鉆麻花鉆、直柄機用鉸刀內徑千分尺10鉆螺紋孔6MM，攻絲M86HZ525立鉆麻花鉆、機用絲錐內徑千分尺螺紋塞規(guī)11鉆6MM的孔，锪120倒角Z525立鉆麻花鉆、高速鋼莫氏錐锪鉆內徑千分尺12拉溝槽R3L515A拉刀內徑千分尺13清洗清洗機14終檢卡尺、塞規(guī)、百分表4機床設備及工藝裝備的選用41機床設備的選用在大批生產條件下，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可選用通用設備。所選用的通用設備應提出機床型號，所選用的組合機床應提出機床特征，如“四面組合機床”。主要以由表32給出。42工藝裝備的選用工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應簡要寫出它們的名稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車床夾具”等。刀具、量具以在32給出。該零件的生產類型為大批生產，所選用的夾具均為專用夾具。5加工余量、工序尺寸和公差的確定此處只對對第七道工序進行相關計算。毛坯為空心，通孔，孔內要求尺寸精度等級介于IT7IT8之間，由表28可查得工序尺寸及余量鉆孔302Z175MM擴孔31752Z18MM粗鉸孔31932Z007MM精鉸32H7由表120可以依次確定精度等級為精鉸IT7粗鉸IT10擴孔IT10鉆IT12。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸0025MM粗鉸01MM擴孔01MM鉆025MM。以上均為孔的上偏差，下偏差均為零。6切削用量、時間定額的計算61切削用量的計算計算工序VI鉆、擴、鉸32MM。611鉆孔工步1）背刀吃量P的選擇定P40MM。2）進給量的確定由表522，選取該工步得進量F05MM/R。3）切削速度的計算由表531，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度V20M/MIN選取。由公式N1000V/D可求得該工序鉆頭鉆速N212R/MIN,根據表49查Z535型立式鉆床得主軸轉速，取轉速N195R/MIN。再將此轉速代入公式VND/1000184M/MIN。612擴孔工步1）背吃刀量的確定取雙邊被遲到量P175MM。2）進給量的確定由表523和表47，選取該工步的每轉的進給量090MM/R。F3）切削速度的計算由查手冊表2453（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為18M/MIN。由公式（51）可求得該工序鉆/NVD頭轉速1791R/MIN,參照表46所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，N取轉速195R/MIN。再將此轉速帶入公式（51），可求出該工序的實際鉆削速度195R/MIN3175MM/1000194M/MIN。0VD613粗鉸工步1背吃刀量的確定取雙面被吃刀量P18MM。進給量的確定2由表523和表47，選取該工步的每轉的進給量090MM/R。F3切削速度的計算由查手冊表2453（P562），按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為4M/MIN。由公式（51）可求得該工序鉆頭轉0/NVD速400R/MIN,參照表46所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉N速68R/MIN。再將此轉速帶入公式（51），可求出該工序的實際鉆削速度68R/MIN3193MM/100068M/MIN。1VD614精鉸工步1背吃刀量的確定取雙面被吃刀量P007MM。2進給量的確定由表531和表47，選取該工步的每轉進給量090MM/R。F3切削速度的計算由表531，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為V3M/MIN。由公式（51）可求得該工序鉆頭轉速0/NVD300R/MIN,參照表46所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速68R/MIN。再將此轉速帶入公式（51），可求出該工序的實際鉆削速度68R/MIN32MM/100068M/MIN。VD62時間定額的計算621基本時間的計算JT1）鉆孔工步根據表541，鉆孔的基本時間可由公式求得。12T/LFNLFN50,24，F05MM/RN195R/MIN。則LCOT12RDD2L該工步的基本時間T50242/05MM/R/195R/MIN304S2）擴孔工步根據表541，本工序時間可由公式求得。式中J12LFNLFT50MM；24MM；，取，24MM；LL11CO22RDLR1L4MM；2；N195R/MIN。將上述結果帶入公式，則該工序的基本時9/FR間T50244/09MM/R/195R/MIN175S3）粗鉸工步根據表541，鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得。式中、由表542按J2/LFNLFNT1L2、PDD/2009條件查得037MM；15MM；而RL50MM；N68R/MIN。將上述結果代入公式，則該工序的L9F基本時間T5003715/09MM/R/68R/MIN642S。4）精鉸工步根據表541，鉸圓柱孔的基本時間可由公式求J12/LFNLFNT得。式中、由表542按、PDD/20035條件查得L2R1019MM；13MM；而50MM；N68R/MIN。將上述LL9F結果代入公式，則該工序的基本時間T5001913/09MM/R/68R/MIN620S。622輔助時間的計算FT根據第五章第二節(jié)所述，輔助時間與基本時間之間的關系為FTJT01502，該零件取015,則該工序的輔助時間為FTJTFTJ工序VI鉆孔工步的輔助時間01530445S；F工序VI擴孔孔工步的輔助時間01517526S；FT工序VI粗鉸孔工步的輔助時間01564296S；F工序VI精鉸工步的輔助時間01562293S；FT623其他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于該推動架的生產類型大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可以忽略不計；布置工作地時間是作業(yè)時間的27，休息與生理BT需要時間是作業(yè)時間的24,本工件均取3，則各工序的其他時XT間（）可按關系式（33）（）計算，他們分別為BJTF工序VI鉆孔工步的其他時間6（30445）21S；BX工序VI擴孔孔工步的其他時間6（17526）12S；T工序VI粗鉸孔工步的其他時間6（59296）42S；BX工序VI精鉸工步的其他時間6（57193）40S；T624單件時間的計算DJT工序VI的單件時間為三個工步單價時間的和，其中DJ鉆孔工步304452137S；DJT粗鏜擴孔工步1752612213S；J粗鏜粗鉸工步592964273S；DJT精鏜精鉸工步5719340704S；J鉸因此，工序VI的單件時間37213737042017S。DJTJ粗鏜DJT精鏜J鉸將上述零件的工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。7夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。根據老師給定的題目，設計工序VI鉆、擴、鉸32孔。本專用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。刀具為麻花鉆、套式機用鉸刀等，制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過鑄造得到。71問題的提出本夾具主要用來工序VI鉆、擴、鉸32孔。由于工序較多，工藝要求相對較高，加工相對復雜。本夾具的設計工程中應主要考慮如何定位，使用六點定位原理限制六個自由度。同時由于加工過程中受力較大，受力方向較多，還應考慮如何才能實現很好的夾緊，以便進行相應的機械加工。其次還應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。本專用夾具將用于Z525立式鉆床的加工。72夾具設計721定位方案工件以50外圓及端面為定位基準，采用V型塊與平面組合定位方案。其中平面限制工件三個自由度，V型塊限制兩個自由度。定位后只有Z軸的轉動無法限制，但是由于本工件夾緊部分為圓柱形，因此無需對該自由度進行限制。綜上，該定位方案可行。722夾緊機構采用螺旋推動V型塊夾緊機構，通過擰緊右端內六角圓柱螺釘，推動活動V型塊壓緊工件實現夾緊。同時輔助以移動壓板，進行輔助夾緊。723夾具與機床聯接元件采用兩個標準定位鍵，固定在夾具體底面同一條直線位置的鍵槽中，用于確定機床夾具相對于機床進給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機床工作臺T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機床的負荷，加強夾具加工過程的穩(wěn)定性。724定位誤差分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為三個支承釘和一個V形塊，定為基準與工序基準相重合，所以基準不重合誤差B0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。由表23鑄件尺寸公差，基準位移誤差為。所MJ412/8以定位誤差。MBJD41725切削力及夾緊力的計算各工序中，鉆孔過程受力最大，所以只計算該工序切削力即可。鉆孔切削力查機床夾具設計手冊P70表36，得鉆削力計算公式HBDSP609067式中P鉆削力T鉆削深度,45MMS每轉進給量,05MMD麻花鉆直徑,30MMHB布氏硬度，140HBS所以P69067968（N）鉆孔的扭矩M6094021式中S每轉進給量,05MMD麻花鉆直徑,30MMHB布氏硬度，140HBSDM60940200143251840NM根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。8設計體會課程