08级推动架课程设计说明书Word下载.docx

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精基准主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，选择孔Φ32及其端面为精基准进行加工。

2.3零件加工方法的选择

本设计任务给的零件需要加工的表面有：

端面、内孔、圆角等，其加工方法如下：

（1）Φ32孔左端面：

是重要表面，有一定粗糙度要求，也是定位基准面，但由于零件构造为非规则回转体的原因，该端面不适合于车加工，故采用铣削方式进行加工，又根据其尺寸精度可知，左右两端面间尺寸公差等级为IT11，故每边只需一次铣削加工即可；

（2）Φ32孔右端面：

是重要表面，且零件结构条件适合于车削加工，但考虑该端面的加工可以和Φ16孔的右端面加工可以合并为一个工序，而Φ16的右端面加工只适合于铣削加工，故也采用铣削方式进行加工；

（3）Φ32孔：

是重要工作配合部分，其尺寸公差等级为IT7可通过钻孔、扩孔、铰孔达到要求；

（4）Φ16孔：

表面粗糙度为3.2为重要工作配合部分,其尺寸公差等级为IT7，故可通过钻孔、扩孔、铰孔，达到要求；

（5）Φ16孔两端面：

不是重要表面，表面粗糙度R25，只要铸造完对其粗加工即可；

（6）上端Φ10孔：

表面粗糙度为R12.5，尺寸精度不高，且不是重要工作配合部分,故只需一次钻孔加工即可；

（7）上端Φ16孔：

表面粗糙度R3.2，为重要工作配合部分，由于零件形状关系,考虑到不方便对其加工，故选择从下端用手铰的方式加工该孔；

（8）上端宽6深9.5的槽：

不是重要工作配合部分,粗糙度要求为R12.5，故用铣刀粗加工即可；

（9）Φ32孔内R3的油槽：

不是重要工作配合部分，通过一次拉削加工即可达到要求；

（10）Φ32孔上的滴油孔：

不是重要工作配合部分，通过一次钻削加工即可达到要求；

（11）最上端宽6的槽：

不是重要工作配合部分，通过一次铣削加工即可达到要求。

2.4制定机械加工工艺路线

由于是大批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。

（1）工艺加工方案一：

工序1：

铸造毛坯，考虑到零件形状和经济性方面，采用砂型铸造；

工序2：

时效处理

工序3：

铣Φ50右端面，倒角45°

；

工序4：

铣Φ35右端面；

工序5：

铣Φ50和Φ35左端面，倒角45°

工序6：

铣Φ27圆拄上端面，倒角45°

工序7：

钻上端Φ10的孔；

工序8：

手铰Φ16孔；

工序9：

钻扩铰Φ32孔，倒角45°

工序10：

钻扩铰下端Φ16孔，倒角45°

工序11：

钻Φ10油孔，锪120°

的倒角；

工序12：

钻M8螺纹孔，攻丝M8-6H；

工序13：

拉R3的油沟；

工序14：

铣深9.5宽6mm的槽;

工序15：

终检；

工序16：

入库。

（2）工艺加工方案二：

钻、扩、铰Φ16孔；

铣深9.5宽6mm的槽；

（3）工艺加工方案三：

工序2:

时效处理；

铣Φ50的右端面，倒角45°

铣Φ35的右端面，倒角45°

铣Φ32孔和Φ16孔在同一基准的两个端面；

车Φ10孔和Φ16的基准面；

钻Φ10和钻、半精铰、精铰Φ16孔，倒角45°

钻、扩、铰Φ32孔，倒角45°

钻螺纹孔Φ6的孔，攻丝M8-6H；

钻Φ10的孔，锪120°

入库；

（3）工艺方案的比较与分析。

上述三个工艺方案的特点在于：

都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。

方案一和方案三是先加工上端Φ10的孔和手铰Φ16孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻扩铰Φ32孔，而方案二则与此相反，先钻扩铰Φ32孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻φ10mm和手铰Φ16孔，两相比较可以看出，先加工φ32mm的孔，以孔作为基准加工φ10mm和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铣床上加工的。

避免了不必要的搬动及装假，节约了工时，提高了生产效率。

因此，选用方案二是比较合理的。

2.5工艺方案的经济技术比较

本零件为大批量生产的中小型零件推动架，根据《机械加工工艺手册》可知采用湿型砂型铸造，有不用烘干、粉尘少、可用机器造型、容易实现机械化自动化、采用膨润土活化砂及高压造型、可以得到强度高透气性较好的铸件的特点。

该零件主要涉及几个孔和面的加工工艺，由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度，如果用镗床来镗孔，也是可以的，但考虑到经济性原则，在加工时我们尽量选用了普通钻床进行加工，也可以达到指定的要求。

2.6加工设备和工艺装备的选择

2.6.1机床的选择

（a）工序2，3，4，5，6，7，是铣平面工序，用的是X62W型万能卧铣床；

（b）工序8，9，10，11，12，13，是孔加工工序，选用Z535型立式钻床；

（c）工序14，是拉削加工，用L515A立式内拉床加工。

2.6.2选择夹具

本零件结构比较简单，故加紧定位方案比较简单，可采用典型夹具进行加紧，可采用一面两孔定位方案,用个活动V型块代替另一个孔进行定位。

2.6.3选择刀具

（1）在工序2，3，4，5，6，7，铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀；

（2）钻孔有Φ32,Φ16,Φ10三种孔，需要留一定的加工余量，Φ32孔可用Φ18,Φ30麻花钻钻加工，Φ16孔可用Φ14麻花钻钻加工，Φ10孔可用Φ10麻花钻钻加工；

（3）对于工序8，9，对Φ16和Φ32的孔要用机用高速钢机用铰刀及直柄扩孔钻进行加工；

（4）对于工序11，可用套式手铰刀进行铰孔；

（5）对于工序13，拉沟槽，用专用拉刀。

（6）对于工序3，5，有倒角的加工，可选用CA6140进行加工。

（7）钻螺纹孔Φ6mm，攻丝M8-H6用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。

2.6.4选择量具

（a）由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.027mm，选用分度值为0.001mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.002mm，显然满足要求。

（b）选择内孔的量具：

此零件对孔的精度要求较高，其中例如Φ16孔的下偏差要求在0.029之内，故可选用分度值为0.001mm，测量范围为0-150mm的内径千分尺，，满足测量精度的要求。

工序

加工尺寸

尺寸公差

使用量具

１

45mm

0.17mm

分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺

２

20mm

---

3

Φ32mm

0.027mm

分度值为0.001mm，测量范围为0-150mm的内径千分尺

Φ16mm

0.029mm

Φ10mm

0.1mm

注：

本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。

2.7机械加工余量、工序尺寸和公差及切削用量的确定

2.7.1“推动架”零件材料为HT200，生产类型为大量生产，采用铸造生产毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

砂型机械造型及壳型的尺寸公差等级为8~10；

根据《机械加工工艺手册》，查表《3.1-26铸铁件机械加工余量》，加工余量为5.0mm.

工序间加工余量的计算：

（1）Φ50外圆表面的长度，考虑加工长度为45mm，表面粗糙度要求为R6.3

只需进行左右两端面粗铣即可。

现根据《机械加工工艺手册》取加工余量为1.0mm,即2Z=2.0mm，厚度偏差为-0.25~--0.39mm；

（2）Φ35外圆表面的长度，考虑加工长度为20mm，表面粗糙度要求为R25

现根据《机械加工工艺手册》取加工余量为1.0mm,即2Z=2.0，毛坯长度为22mm，厚度偏差为-0.21~-0.33mm；

（3）Φ27圆拄上端面，Φ27外圆表面的长度，考虑加工长度约为43mm，表面粗糙度要求为R6。

只需进行上端面粗铣即可。

现根据《机械加工工艺手册》取加工余量为1.0mm；

厚度偏差为-0.25~-0.39mm

（4）Φ32孔

毛坯为实心，不铸出孔，Φ32孔的精度要求界与IT7-IT8之间，参照《工艺手册》表2.3-9及表2.3-12确定加工余量为

第一次钻孔：

Φ15mm2Z=17mm

第二次钻孔Φ30mm2Z=2mm

扩孔：

Φ31.75mm2Z=0.25mm

铰孔：

Φ32mm2Z=0.027mm

（5）下端Φ16孔

毛坯为实心，不铸出孔，Φ16孔的精度要求界与IT7-IT8之间，参照《工艺手册》表2.3-9及表2.3-12确定加工余量为

钻孔：

Φ15mm2Z=1mm

Φ15.85mm2Z=0.15mm

Φ16mm2Z=0.033mm

（6）Φ10孔

毛坯为实心，不铸出孔，Φ10孔的精度要求界与IT10-IT11之间，参照《工艺手册》表2.3-9及表2.3-12确定加工余量为

Φ9.8mm2Z=0.2mm

2.7.2确定工序9的切削用量

钻上端Φ10孔

（1）钻孔Φ10。

确定进给量f，根据《切削手册》表2.7，d=Φ10时，f=0.10～0.28mm/r,由于l/d=13/10=1.3，修正系数kf=1,则

f=（0.10～0.28）*1=0.10~0.28mm/r

根据Z535机床说明书，现取f=0.15。

切削速度：

根据《切削手册》表2.13及表2.14，查得切削速度在10～14m/min.现取12m/min

所以ns=1000vc/πdw=325.6（r/min）

根据机床说明书，取ns=275r/min，故实际切削速度的为

Vc=11.48m/min

2.8机械加工工艺过程综合卡

长沙大学

机电工程系

机械加工

工艺过程卡片

产品型号

零件图号

共1页

产品名称

推动架

零件名称

第1页

材料牌号

HT200

毛坯种类

铸件

毛坯外形尺寸

每毛坯件数

1

每份件数

备注

工序号

名称

工序内容

设备

工艺设备

（夹具，刀具）

工时

准终

单件

铸造

采用砂型铸造

2

热处理

铣Φ50尺寸右端面

铣右端面至50

X62W型万能卧铣床

直齿端铣刀

4

倒角

CA6140

硬质合金弯头刀

5

铣Φ35尺寸右端面

铣右端面至25

6

铣Φ50尺寸左端面

铣左端面至45

7

8

铣Φ35尺寸左端面

铣左端面至20

9

铣宽6深9.5槽

在Ф27端铣出深度为9.5,宽度为6的槽

10

直齿周铣刀

11

铣Φ27圆拄上端面

铣上端面至40

12

13

钻、扩、铰Ф32

钻孔至Ф30，扩孔至Ф31.75，铰孔至Ф32

Z535

莫氏锥柄麻花钻直柄扩孔钻高速钢机用铰刀内径千分尺

14

15

钻、扩、铰Ф16

钻孔至Ф14，扩孔至Ф15.75，铰孔至Ф16

Z525

16

17

钻Φ10的孔

钻孔至10

高速钢麻花钻、细柄机用丝锥游标卡尺、螺纹塞规

18

扩、铰Φ16的孔

扩、铰至Φ16

套式手铰刀、细柄机用丝锥游标卡尺

19

钻M8螺纹孔及铰螺纹

钻孔至Ф6.5mm，攻螺纹至M8-6H钻孔至Φ10

20

钻Φ10的油孔孔，锪120°

的倒角

钻孔至10，锪120°

21

铣槽

22

去毛刺

平锉

23

清洗

清洗机

24

终检

塞规百分表卡尺

2.9工序9的机械加工工序卡

工序卡片

产品名称及型号

工序名称

第页

牛头刨床

钻孔

共页

车间

工段

材料名称

力学性能

灰口铸铁

２００

同时加工件数

每料件数

技术等级

单位时间/min

准备—终结时间/min

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

工作液

钻床

Ｚ535

专用夹具

更改内容

工步号

工步内容

计算数据/mm

切削用量

工作定额/min

刀具量具及辅助工具

直径或长度

进给长度

单边余量

背吃刀量/mm

进给量/（mm./r或/mm./min）

切削速度/（r/min或双行程数/n/min）

切削速度/（m/min）

基本时间

辅助时间

工作地点服务时间

规格

编号

数量

Φ=14

mm

0.72

高速麻花钻

编制

陈辉

抄写

校对

审核

批准

第3章夹具设计

为了提高提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要专门设计专用夹具。

经过选择和比较，决定设计第9道工序——钻Φ10孔的钻床夹具。

本夹具将用于Z535立式机床。

刀具为高速钢麻花钻。

3.1提出问题

本夹具主要用来钻Φ10的孔，这个孔有一定的技术要求。

但加工本道工序时，Φ10mm孔尚未加工，本工序加工时要考虑如何提高劳动生产效率，降低劳动强度。

3.2夹具的设计

3.2.1定位基准的选择。

由零件图可知，可考虑采用类似与一面两孔的定位方案来进行定位。

用一个心轴和棱形销定位。

3.2.2切削力及夹紧力的计算。

刀具：

高速钢麻花钻，钻刀直径为Φ10，

（查《切削手册》）得：

其中CF=420ZF=1.0YF=0.8

KF=1.33do=14mmf=0.72mm/r　　　　　

（查《切削手册》和《机械制造工艺学》）

则　Ｆ=４２０×

１0×

０.72０.８　×

1..33＝4022Ｎ

安全系数：

K=

式中：

——基本安全系数，1.5；

——加工性质系数，1.1；

——刀具钝化系数，1.1；

——断续切削系数，1.1。

在计算切削力时必须考虑安全系数，查相关手册可得安全系数为

Ｋ＝1.３×

１.１×

１.１＝１.７３

所以力Ｆ＝１.７３×

4022＝6958Ｎ

其应力为Ｆ／（３.１４×

Ｒ2）＝6958／３.１４×

52

＝87﹤２００（铸铁强度为２００）

转矩：

Ｍ＝9.81CFdoＸＭfyＭ　　ＫＭ

　＝９.８１×

０.０２１×

１42×

0.２0.8×

０.９４

＝15.8Ｎ.m

强度够了。

3.2.3定位误差的分析

钻孔的垂直度由钻套来保证。

孔的轴线的误差由一面和心轴加和棱形销定位来保证。

3.2.4钻套的设计钻（d=10mm）

假定该元件大批量生产，有资料1表9-1查得，应选用快换钻套（JB/T8045.2-1999），该钻套1装在衬套2中，而衬套则是压配在夹具体或钻模3中。

钻套由螺钉4固定，以防止它转动。

钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合。

便于钻套磨损后，可以迅速更换。

适于大批量生产。

钻套高度H=（1~2.5）10=（1~2.5）*10=（10~25）mm取其值为15mm

钻套位置尺寸L以工件平均尺寸为基准尺寸，取公差取工件相应公差的（1/5~1/2），偏差对称标注。

Lg=（20±

0.1）mm,L=20mm,

3.2.5夹具的设计及操作的简要说明，如前所述，为了提高劳动生产率，应首先招眼于机动夹，本道工序的钻床夹具就选择了活动V形块进行夹紧。

钻床夹具的装配图及夹具具体的零件图分别见附图。

结论

1设计出、了牛头刨床零件-推动架，加工第9道工序加工的专用夹具。

该机器年产量为6000件。

且每台机器中仅有一件，若取其备品率为10%，机械加工废品率为2%。

2、采用心轴和棱形销为定位元件，螺纹夹紧机构夹紧。

3、在这套方案中夹具的设计，能较好的满足零件加工的效率、形位公差以及经济性。

该夹具是一个结构简单，易于制造的专用夹具，能利用简单、典型的定位原理实现工件的定位、完成该工序的加工任务。

课程设计心得

又一次将理论与实际结合的课程设计。

在两周的时间里，我们从零件加工工艺到最后的夹具设计及成型遇到了很多的困难。

通过反复查找资料、和同学一起讨论、老师的指教，这加深巩固了我们所学的知识，让我们得到了锻炼。

我在这次的夹具课程设计中的任务是设计推动架Ф10的孔，想过多种定位方式，最终确定采用心轴和棱形销定位。

确定了夹具的原理，但各种零件要如何配合，通过查找各种资料才找出合理的方案。

夹具结构设计确定好了，但CAD和PROE又有难题了，CAD很久没用了相当不熟练，而PROE我们到目前还没学过。

所以还要自学一点简单的PROE的操作。

在设计过程中，我们还要用到之前学过的很多知识，例如《画法几何》，《互换性》，《机械制造装备》等。

能顺利完成这次课程设计，要感谢老师的指导和同学的帮助。

参考文献

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机械工业出版社,2005

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机械工业出版社，1994

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北京出版社，1990

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高等教育出版社，2000

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机械工业出版社，2006

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机械工业出版社，1999

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高等教育出版社，2003

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机械工业出