推动架说明书.docx
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推动架说明书
长 沙 学 院
CHANGSHAUNIVERSITY
课程设计
设计题目:
推动架机械加工工艺及其第9工
序夹具设计（年产量6000件）
姓 名 朱龙
学 号2009011304
同组者杨雄伟谢鸿登潘虹兵
系部机电工程系
专业班级 机械设计制造及自动化3班
指导教师张志强
起止时间 2012-6-11－－2012—6-29
长沙学院课程设计鉴定表
姓名
朱龙
学号
2009011304
专业
机械设计制造
班级
3
设计题目
推动架机械加工工艺及
其第9工序夹具设计
指导教师
张志强
指导教师意见：
该同学在设计过程中，工作态度（好，良好，中，差）
设计工作量（饱满，基本符合要求，未达到设计要求）
工艺设计（很好，合理，基本合理，不符合要求）
夹具设计（很好,合理,基本合理，不符合要求）
工作图纸和共有卡质量（很好，基本符合要求，差）
其效果图和动画（很好，基本符合要求,差）
自评分互评分老师评分
评定等级:
教师签名：
日期：
答辩小组意见:
评定等级：
答辩小组长签名:
日期:
教研室意见：
教研室主任签名:
日期：
系（部）意见:
系主任签名:
日期：
说明
课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格"四类；
机械制造技术基础
课程设计任务书
题目：
设计推动架零件的机械加工工艺规程
及第9工序的专用机床夹具。
设计要求:
熟练使用计算机辅助（软件自选）,独立完成
（1）毛坯图、零件－毛坯合图各一张（3或4号图CAD出图，手工图为2号）
（2）关键工序机械加工工艺规程卡片一张（4号图，CAPP出图）
（3）指定工序夹具装配图一张（2或3号图，CAD出图可拼接）
（4）夹具部分零件图1~2张（图幅自定）
（5）设计说明书（一份，>10页,正文五号字,含插图）
（6）夹具3D装配效果图一张（3或4号图，可渲染）
以上均需输出，以书面交设计资料，保留软盘待查。
原始资料：
零件图样，生产纲领，每月班次、生产条件等。
班级机本3班
学生朱龙
指导教师张志强
2012年06月29
摘要
通过几个月的学习后，我们了解了机械设计技术基础的相关知识，而本次课程设计是我们在毕业设计前一次重要的实践设计，对所学的基础课、技术基础课和专业课能很好的进行系统的复习，也是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化"建设打下一个良好的基础.
在些次设计中我们主要是设计推动架的加工工艺和工艺夹具.在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。
在设计期间查阅了大量的资料，并且得到了老师的指点和大力帮助，在此表示感谢!
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导.
关键词：
推动架、基础、资料
2.1确定毛胚的制造形式。
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2.2确定毛坯公差等级.。
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2.3确定表面余量...。
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2。
3绘制毛配图。
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第3章定位基准的选择。
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3.1粗基准的选择.....。
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3.2精基准的选择。
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4。
3工艺方案的比较与分析。
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16
第5章工序设计。
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5。
1机床的选择...。
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....215。
2夹具的选择。
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3根据不同的工序选择刀具.........。
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4量具的选择...。
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5.5主要加工工序尺寸的确定。
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第6章确立工序9的切削用量和基本工时。
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6.1切削用量.。
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6.2时间计算.。
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第7章夹具总体方案设计。
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7。
1夹具定位基准.。
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2夹具定位方案。
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7.3夹具工作原理。
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4夹具定位误差分析。
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7.5切削力夹紧力的计算..。
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第8章夹具结构设计.。
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8.1支撑钉的设计.。
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8.2夹具体的设计.。
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8.3夹紧机构。
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8.4钻套..。
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8。
5刀具的选择.。
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附表1机械加工工艺过程卡片.....。
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第1章推动架零件的分析
1.1推动架零件的作用
我们这次课程设计所加工的零件为牛头刨床上的推动架（如下图），是牛头刨床进给机构中是零件Φ
mm孔装工件台进给丝杠，靠近Φ32mm孔左端处装一棘轮，在棘轮上方即Φ16mm孔处装一棘爪,Φ16mm孔通过销和杠杆连接，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮.杠杆使该零件绕Φ32mm轴心线摆动，同时，棘爪拨动棘轮,使杠杆转动，实现工作台的自动进给。
图１.１推动架工件
1.2推动架零件的生产类型
根据设计而设定：
年生产量为Q=6000件
结合生产实际，备品率α和废品率β分别取8％和2%
再根据年生产纲领公式N=Q（1+α％+β％）
可得:
N=6000（1+8％+2％）=6600件/年
再根据如下各种生产类型规范表:
可知零件为轻型机械而采用大批量生产方式。
1.3推动架零件的工艺分析
从零件图可知,该零件的加工过程，需要有较高的垂直度，某些地方需要较高的表面粗糙度，各装配基准面要求有一定的尺寸精度和平行度。
否则会影响机器设备的性能和精度.
推动架有三组加工表面，一组之间有垂直度的要求。
现在分述如下：
（1）以Φ32为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：
一个Φ32的孔及其倒角,一个滴油孔和一个油槽及其两个端面,其中Φ32。
，孔及其端面为主要加工表面.
（2）以Φ16孔为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：
一个Φ16的孔及其倒角，一个M8—6H的螺纹孔。
（3）以Φ16为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：
一个Φ16的孔深度为24，一个Φ10的孔，一个宽度为6、深度为1的槽以及一个宽度为6、深度为9。
5的槽。
其中Φ16孔轴线与Φ32孔的轴线有个垂直度的要求。
有以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先对其中一组表面进行加工，然后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度的要求.
第2章毛坯的制造
2。
1确定毛坯的制造形式
推动架是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用灰铸铁材料HT200，其具有较高强度，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。
可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。
2.2选择毛坯公差等级：
根据《机械加工工艺手册》表2.3—6成批和大批量生产的铸件机械加工余量等级，可选择砂型机器造型的公差等级为：
CT8—10，选定为CT10，MA-—H。
2.3表面余量查表：
加工余量查《机械加工工艺手册》表2.3-5铸件机械加工余量得：
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
Φ50的两端面
45
G
3.5
双侧加工
Φ35的两端面
20
G
3.5
双侧加工
Φ32的孔
Φ32
H
3
双侧加工
Φ27的上端面
92
H
3
单侧加工
砂型制造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量需降一级选用，故Φ50的两端面和Φ35的两端面选用MA—-G。
毛坯尺寸公差查《机械加工工艺手册》表2。
3—9铸件尺寸公差得:
加工表面
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
尺寸公差
Φ50的两端面
45
7
52
2.8
Φ35的两端面
20
6
26
2。
4
Φ32的孔
Φ32
6
26
2。
6
Φ27的上端面
92
3.5
95.5
3.2
2。
4绘制毛坯图
图2.1毛坯零件图
第3章定位基准的选择
在推动架零件中，首先选择定位基准为铸造而得到的Φ50外圆表面，此时这未经加工的基准为粗基准，用以上粗基准定位加工出Φ50和Φ35左右的光洁表面和Φ32的孔以后，再用加工过的孔做以后工序的定位面，此时的定位基准为精基准，否则就会使加工过程出现问题,报废率高。
3.1粗基准的选择
粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要影响。
通过对零件的分析,应选取Φ50外圆为粗基准,对Φ16的左端面和Φ32的左端面及孔进行加工。
3.2精基准的选择
精基准的选择时，应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便,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，可以方便地在各工序中加工出大多数其他表面，符合基准统一的原则，可避免因基准转换而产生的误差，保证各表面之间的位置精度。
第4章制定工艺路线
4.1确定各加工面的加工方法
根据各加工面的加工精度要求与表面粗糙度的要求，选定如下加工方法：
1、Φ50的左右两端面距离
采用铣方法，经过粗铣、半精铣可达到要求。
2、Φ35的左右两端面距离20采用铣方法，经过粗铣可达到要求。
3、
的孔采用扩、铰方法，经扩孔和铰孔后可达到要求。
4、
的孔采用钻、扩、铰方法可达到要求。
5、
上表面采用铣方法，铣上表面据
中心92mm，再铣宽6mm,深9mm的槽可达到要求。
6、M8的螺纹孔采用钻、攻方法，钻孔后攻M8的螺纹可达到要求。
7、
的孔采用钻、锪方法，钻通孔后锪
沉头孔可达到要求
4。
2拟定加工工艺路线
由于是大批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。
根据我们选择的定位基准以及确定的表面加工方法，我们拟定了两种工艺路线,具体如下：
（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左端面，倒角45°；
工序4:
铣Φ35左端面；
工序5：
铣Φ50和Φ35右端面，倒角45°；
工序6:
车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Φ6。
5孔，攻丝M8-6H；
工序13：
拉R3的沟槽;
工序14：
铣槽
工序15：
；终检;
工序16：
入库。
（2）工艺加工方案二：
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和Φ35左端面；
工序4：
倒角45°；
工序5:
铣Φ50和Φ35右端面:
；
工序6：
倒角45°；
工序7：
钻、扩、铰Φ32孔；
工序8：
倒角45°；
工序：
9：
钻、扩、铰下端Φ16孔;
工序10：
倒角45°；
工序：
11：
车Φ27圆柱上端面；
工序12：
倒角45°；
工序：
13：
铣宽为6mm，深为9.5mm的槽；
工序14：
钻上端Φ10的孔;
工序15：
手铰上端Φ16孔；
工序16:
钻Φ6.5孔，攻丝M8—6H；
工序17：
钻Φ6油孔，锪120°的倒角；
工序18:
拉R3的沟槽;
工序19：
终检；
工序20:
入库.
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：
都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。
方案一是先加工上端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.
第5章工序设计
5。
1机床的选择
工序3、5、13是粗铣、半精铣.各工序的工步数不多，选用X6132万能铣床。
工序18选用L6110卧式拉床。
工序7、9、14、16、17选用用Z535立式钻床.工序11选用CA6140卧式车床。
5.2选择夹具
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.
5。
3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φ6mm锪120°的倒角和钻、半精铰φ16
mm的孔.倒角45°，选用直柄小麻花钻。
（4）钻螺纹孔φ6mm。
攻丝M8—6H用锥柄阶梯麻花钻,机用丝锥。
（5）拉沟槽R3选用专用拉刀。
5.4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0mm~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IT8～IT9之间，可选用读数值0.01mm测量范围0mm~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。
5.5主要加工工序尺寸的确定
（1）φ32mm。
毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间.查文献［4］表2。
3—8确定工序尺寸及余量.
钻孔：
φ31mm.2z=0。
75mm
扩孔：
φ31.75mm2z=0.18mm
粗铰：
φ31。
93mm2z=0.7mm
精铰：
φ32H7
（2）φ16
mm.
毛坯为实心,不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。
查文献[4]表2.3—8确定工序尺寸及余量。
钻孔:
φ15mm。
2z=0。
85mm
扩孔：
φ15。
85mm2z=0.1mm
粗铰：
φ15.95mm2z=0。
05mm
精铰：
φ16H7
（3）φ10、φ16
mm的孔
毛坯为实心、不冲出孔,孔内要求精度介于IT8～IT9之间。
查文献[4］表2。
3-8确定工序尺寸及余量.
钻孔：
φ10mm
反拉孔：
φ15mm2z=0。
85mm
扩孔：
φ15。
85mm2z=0。
10mm
粗铰：
φ15.95mm2z=0。
05mm
精铰：
φ16H8
（4）钻螺纹孔M8
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8~IT9之间。
查文献［4］表2。
3—8确定工序尺寸及余量.
钻孔：
φ7。
8mm2z=0。
16mm
粗铰：
φ7。
96mm2z=0.04mm
精铰：
φ8H7
（5）钻φ6mm孔
毛坯为实心、不冲出孔,孔内要求精度介于IT8~IT9之间。
查文献[4]表2.3—8确定工序尺寸及余量.
钻孔:
φ5。
8mm2z=0。
02mm
精铰：
φ6H7
第6章确立工序17的切削用量和基本工时
6.1切削余量
刀具采用高速钢复合钻头,直径d=6mm，使用切削液。
（1）确定进给量f
由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给
（2）选用钻头磨钝标准及耐用度
根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0。
8mm，耐用度为15min。
（3）确定切削速度V
由文献[6]表5—132,
=670MPa的HT200的加工性为5类，据表5—127，暂定进给量f=0.16mm/r。
由表5—131，可查v=16m/min.根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速n=1041r/min.
6。
2时间计算
钻一个φ6mm深8mm的通孔,基本时间为6s。
第7章夹具总体方案设计
7.1夹具定位基准
出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔φ32以及φ16为定位基准，保证加工基准和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧.
7.2夹具定位方案
方案1：
如图所示φ32孔限制4个自由度，φ32的断面限制1个自由度，φ16的孔限制一个自由度
。
方案2：
φ32的孔限制限制两个自由度，φ32的孔限制三个自由度，φ16的孔限制一个自由度。
分析：
比较上面两个方案，再根据工件要求，应选择第一种方案,他不但能很好的保证φ32端面和上端φ16孔的位置度要求，而且能保证φ32轴线和上端φ16孔的垂直度.
7.3夹具工作原理
两销一面夹紧
7.4夹具定位误差分析
由于加工基准和设计基准重合,所以能很好的保证了加工精度。
7。
5切削力夹紧力的计算
本步加工按钻削估算卡紧力。
实际效果可以保证可靠的卡紧.
钻削轴向力：
扭矩：
卡紧力为
取系数S1=1.5，S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为F’=S1*S2*S3＊S4
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