B6065刨床推动架和夹具的设计要点Word文档下载推荐.docx
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包括技术关键分析与研究，专用工装设计和制造或采购，原材料及毛坯的供应，设备改造或新设备的购置或定做。
③工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础。
包括确定生产需要的机床种类和数量，确定机床布置和动力配置，确定车间面积，确定工人的工种和数量二、机械加工工艺规程的格式。
2零件的分析
2.1绘制零件图
零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，φ32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近φ32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即φ16mm孔装一棘爪，φ16mm孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕φ32mm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。
图2-1：
零件图
2.2零件的工艺分析
据零件图可得，其材料为HT200，该材料为球头铸铁，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。
（零件图见附图1）
此外，φ32、φ16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：
①φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10。
②φ32mm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。
3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
3.1零件的结构工艺性分析
是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性。
功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。
所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。
（1）熟悉或确定毛坯
确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。
毛坯的种类：
铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等
（2）拟订机械加工工艺路线
①定位基准的选择
②加工方法的确定
③加工顺序的安排
④热处理、检验及其他工序的安排
（3）确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。
（4）确定各主要工序的技术要求和检验方法
（5）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差
（6）确定切削用量
（7）确定时间定额
（8）填写工艺文件
3.2毛坯的选择
（1）毛坯的类型和特点
①铸件常用作形状比较复杂的零件毛坯
②锻件两种：
自由锻件、模锻件
③型材两种：
热扎、冷拉
④形材焊接件根据需要将型材和钢板焊接成零件毛坯
（2）毛坯选择的原则
①零件对材料的要求
②生产纲领的大小
③零件的结构形状和尺寸大小
④现有生产条件
零件材料现在确定为毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.73kg。
生产类型为中小批量，应该采用一箱多件砂型铸造毛坯。
由于φ32mm的孔需要进行铸造，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。
由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。
表3-1用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
φ27的端面
92
H
4.0
顶面降一级，单侧加工
φ16的孔
φ16
3.0
底面，孔降一级，双侧加工
φ50的外圆端面
45
G
2.5
双侧加工（取下行值）
φ32的孔
φ32
孔降一级，双侧加工
φ35的两端面
20
表3-2由参考文献可知，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CT
96
3.2
6
φ10
2.2
5
50
2.8
6.0
φ26
2.6
25
2.4
图3-1零件毛坯图
4选择加工方法，制定工艺路线
4.1机械加工工艺设计
（1）基准的概念与分类
①设计基准：
设计基准是设计图样上所采用的基准。
②工艺基准：
零件在工艺过程中所采用的基准。
（2）定位基准的选择
①粗基准的选择
粗基准：
未经机械加工的定位基准称为粗基准。
机械加工工艺规程中第一道加工工序所采用的定位基准都是粗基准。
a保证相互位置精度要求的原则如要保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面为粗基准。
b保证加工表面加工余量合理分配的原则，如要首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。
c便于工件装夹的原则选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等。
这样要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，浇铸浇口，或其他缺陷。
d粗基准一般不得重复使用的原则若能采用精基准定位，粗基准一般不应被重复的使用
②精基准的选择
精基准：
以机械加工过的表面作为定位基准。
2．出发点：
保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。
a基准重合原则：
尽可能的选择被加工表面的设计（工序）基准为精基准
b基准统一原则：
工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数或所有其他表面，则应尽可能的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。
c互为基准原则
d自为基准原则
e便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。
③在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：
a轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；
b箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准;
c盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；
d套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。
④采用统一基准原则好处：
a有利于保证各加工表面之间的位置精度；
b可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。
注意：
采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。
此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。
（3）基准选择原则
①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。
②粗基面的选择
一般对轴类零件来讲，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则：
当零件有不加工表面的情况时，应选择以不加工的表面作为粗基准，当零件中多个不加工表面的时候，而应该选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，根据零件图的分析，B6065刨床推动架以外圆φ50mm作为粗基准。
③精基面的选择
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φ32mm的孔和φ16mm的孔作为精基准。
④零件表面加工方法的选择
零件各表面的加工方法和方案选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还要考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。
4.2制定机械加工工艺路线
（1）工艺路线方案一
工序1①车φ50左端，倒角1×
45°
；
钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔。
至φ31.5；
拉油槽至R（工艺要求）；
精车φ32+0.027至图纸尺寸，
孔口倒角1×
②掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×
，孔口倒角1×
工序2铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸
工序3钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×
工序4扩φ16+0.033至φ15.8×
26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸
工序5钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸
工序6车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×
工序7铣槽6×
9.5，铣槽6×
1均至图示尺寸
工序8钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×
，攻M8-6H螺纹
工序9钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×
（2）工艺路线方案二
工序1①车φ50左端，倒角1×
至φ31.5；
精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×
②掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×
工序4钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸
工序5扩φ16+0.033至φ15.8×
工序9钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×
.
4.3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φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm的孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm加工钻、扩、铰φ32mm,倒角45°
，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰φ32mm,倒角45°
，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻φ16mm的孔，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。
4.4确定工艺过程方案
表4-1拟定工艺过程
工序号
工序内容
简要说明
00
铸
一箱多件沙型铸造
05
热处理
退火
10
车
1.车φ50左端，倒角1×
钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔至φ31.5；
2.掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×
。
铣
铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸
30
钻
钻φ16至φ15.8，锪孔2-1×
40
钻φ10孔至φ9.8，铰φ10孔至图纸尺寸
扩、铰
扩φ16至φ15.8×
26，铰φ16孔至图纸尺寸
60
车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×
70
铣槽6×
80
钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×
90
钻φ6孔至图纸尺寸，孔口倒角0.5×
100
检验
110
清洗
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.
5.1选择加工设备与工艺设备
（1）选择机床，根据不同的工序选择机床
工序1①车φ50左端，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XA6132卧铣铣床。
倒角1×
钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔
至φ31.5，选用Z535立式钻床；
拉油槽至R（工艺要求）选用专用拉床；
精车
φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×
选用Z535立式钻床；
，选择XA6132
卧铣铣床。
工序2铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸，选择XA6132卧铣铣床
选用Z525立式钻床
工序4钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸，用Z535立式钻床加工。
26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸，用Z535立式钻床加工。
，宜选用机床CA6140车床
1均至图示尺寸由于定位基准的转换。
宜采用卧铣，选
择XA6132卧式铣床。
，攻M8-6H螺纹，选用Z525立
式钻床加工
.选用Z525立式钻床加工
（2）选择夹具
①机床夹具概述
机床夹具的概念，机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
机床夹具的分类，机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。
机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。
根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
机床夹具的组成：
定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、夹具体、
其它元件及装置。
定位基准：
基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。
在加工中用以定位的基准称为定位基准。
有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。
②对机床夹具的基本要求：
稳定地保证工件的加工精度；
提高机械加工的劳动生产率；
结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件；
应能降低工件的制造成本。
③夹具设计的工作步骤：
研究原始资料，明确设计任务；
考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图；
绘制夹具总图；
确定并标注有关尺寸和夹具技术要求；
绘制夹具零件图。
本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
（3）选择刀具，根据不同的工序选择刀具
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。
由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。
这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。
数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
应考虑以下方面：
①根据零件材料的切削性能选择刀具。
如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。
②根据零件的加工阶段选择刀具。
即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。
③根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；
铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；
加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；
加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；
对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。
而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。
另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
（4）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=60mm，齿数z=10，及直径为
d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。
②钻φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。
③钻φ10mm和钻、半精铰φ16mm的孔。
倒角45°
，选用专用刀具。
④车φ10mm孔和φ16mm的基准面并钻孔。
刀具：
选择高速钢麻花钻，
do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角
＝120°
，45度车刀。
⑤钻螺纹孔φ6mm.攻丝M8-6H用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。
⑥拉沟槽R3选用专用拉刀。
（5）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，选择如下：
①选择加工面的量具
用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。
②选择加工孔量具
因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。
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IT14;
半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。
故可选用读数值为0.02mm测量范围0～150mm的游标卡尺进行测量。
5.2确定工序尺寸
（1）基准重合时工序尺寸与公差的确定
①确定各加工工序的加工余量
②从最后工序开始，即从设计尺寸开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确定工序尺寸公差。
④按入体原则标注工序尺寸
（2）工艺尺寸链
尺寸链：
将相互关联的尺寸按一定的顺序联接成首尾相接的封闭图形。
工艺尺寸链：
由单个零件在工艺过程中形成的有关尺寸的尺寸链。
尺寸链的组成
①环：
组成尺寸链的每个尺寸A1、A2、、A3
②封闭环：
在加工过程中间接得到的尺寸A2。
③组成环：
在加工过程中直接得到的尺寸A1、A3。
增环：
其余各组成环不变，此环增大使封闭环增大者。
减环：
其余各组成环不变，此环增大使封闭环减少者。
具体判断：
给封闭环任选一个方向，沿此方向转一圈，在每个环上加方向，与封闭环方向相同者为减环，相反者为增环。
（3）特点：
寸链必须封闭；
尺寸链只有一个封闭环；
封闭环的精度低于组成环精度；
封闭环随组成环变动而变动。
（4）作法：
找出封闭环，从封闭环起，按工件表面上关系依次画出组成环，直到尺寸回到封闭环起，形成一个封闭图形，组成尺寸链的组成环环数应是最少的。
相接原则，确定增环、减环。
（5）尺寸链基本计算
①封闭环的基本尺寸=各组成环的基本尺寸的代数和-增环的基本尺寸之和-减环的基本尺寸之和
②封闭环的最大极限尺寸=所有增环的最大极限尺寸—所有减环的最小极限尺寸
③封闭环最小极限尺寸=所有增环的最小极限尺寸—所有减环的最大极限尺寸
④封闭环的上偏差=所有增环的上偏差之和—所有减环的下偏差之和
⑤封闭环的下偏差=所有增环的下偏差之和—所有减环的上偏差之和
⑥封闭环的公差=封闭环的最大极限尺寸—封闭环的最小极限尺寸
=封闭环的上偏差—封闭环的下偏差
=增环的公差之和+减环的公差之和
=所有组成环的公差之和
（6）偏差确定：
一般根据“入体”原则
①组成环为包容面时，下偏差为0，上偏差=公差
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