设计C6163摇杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备.docx

1、设计C6163摇杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备 前言纵观历史，制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济实力的体现，是国家工业化和支柱产业的关键。工艺技术是制造技术的重要组成部分，提高工艺技术水平是提升机械产品质量增强市场竞争力的有力措施。同样的设计可以通过不同的工艺方法来实现，不同的工艺所使用的加工设备、工艺装备也就不同，其质量和生产率也会有差别。工艺是生产中最活跃的因素。通常有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现。反过来这些工具和设备的发展又提高了该工艺方法的技术性能和水平，扩大了其应用范围。本次毕业设计我的设计题目正是解决一个中等复杂程度零件的机械

2、加工的工艺问题。本次设计的零件是C6163摇杆。该零件的机械加工综合运用了车、铣、镗、钻、绞、攻丝等常用手段。能够很好的对我们所学过的知识进行概括和总结。本次设计的内容主要分3个方面：1.零件的机械加工工艺分析，确定最终加工方案；合理的选择机床，确定各工序的定位方式；选择或设计相应的工装，合理选择刀具、量具；确定各工步的切削用量，并拟定机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.设计专用夹具并绘制夹具装配图和重要的夹具零件图。合理限制自由度，正确计算夹紧力。恰当的设计选用合适的零件。准确的绘制夹具装配图和零件图。本次设计的零件图和夹具装配图通过在AutoCAD绘制，使零件的结构形状表达得更为清

3、楚明了。3.编写设计说明书，整个设计过程有一个明确的主线，结构充实而明确。内容翔实，标准符合国家最新，参考文献权威实用。由于近年来制造工艺技术的发展，工艺内容有了很大的扩展，工艺技术水平也有了很大的提高。加上计算机技术、数控技术的发展更给制造工艺技术提出了新的要求，也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。本次设计能使我更好的掌握“机械制造工艺学”“金属切削机床”“金属切削原理与刀具”“机床夹具设计”等各门学科的重点内容。把它们综合的运用来，解决生产实际中的问题并使这些理论知识得到升华。为学习和研究更先进的加工工艺手段打下良好的基础。也为走上工作岗位，为社会主义现代化建设做出应有的贡献

4、做好准备。由于能力有限，经验不足，设计中不足之处在所难免。恳请各位老师、同行给予指正。1.零件的分析1.1零件的作用C6163摇杆是C6163卧式车床上变速机构中的一零件，通过16H8孔绕摇杆轴转动使拨叉拨动相应零件从而实现变速。其功用比较简单，承载较小的间歇性冲击力和一定的滑动摩擦。1.2零件的工艺分析由零件图（附图1）知该零件的材料为球墨铸铁，它的力学性能接近与钢，并具有良好的减震性能和耐磨性能。适宜制造该零件。该零件上的主要加工表面有32右端面、16H8孔、12H8孔 槽32右端面相对于A基准有0.03mm的端面圆跳动公差要求。该端面可采用卧式车床粗车、半精车。16H8孔和12H8孔是零

5、件上两个较重要的配合表面，其制造公差为IT8，表面粗糙度值为3.2。16H8孔采用钻、半精镗、精镗的加工方法，各工序都可以在车床上加工。12H8孔较小相对于A基准有0.08mm的平行度公差，可采用钻、绞的加工方法来保证加工要求 。 槽要求相对于A基准有0.08mm的对称度公差。它的内侧为圆弧槽，因此可考虑使用专用圆弧槽铣刀或立铣刀加工。即可以比较容易的保证加工要求又可以提高加工效率。 由参考文献1第2卷中有关孔和面的加工经济度等级及机床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。2.确定毛胚，画毛胚图（附图2）零件材料为球墨铸铁，确定其毛胚为铸件。根据零件的用途结

6、合参考文献4表7.2，确定其牌号为QT500-7。零件的生产批量为大批量生产。通过计算，该零件的质量约为0.42kg。毛胚的铸造方法选用砂型铸造机器造型。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效处理。由参考文献1第1卷表3.1-24查得该铸件的尺寸公差等级CT为8-12级。加工余量等级MA为E-G级。取CT为9级，MA为G级。根据铸件浇铸位置的选定原则选择该铸件毛胚的分型面通过32轴线和25轴线的平面。浇、冒口位置分别位于32圆柱右端的上下位置。根据参考文献1第一卷表3.1-33确定铸造拔模斜度为10根据参考文献1第一卷表3.1-27确定各加工表面的总余量如表2.1所示 ，由参考文献1第一卷表3.

7、1-21可得铸件的主要尺寸及公差表2.2所示：表2.1：各加工表面总余量 单位(mm)加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明32圆柱右端14G2.5侧面，单侧加工零件左侧二搭子14G2.5侧面，单侧加工表2.2：毛胚主要尺寸及公差 单位(mm)主要面零件尺寸总余量毛胚尺寸公差值32圆柱右端到左侧二搭子142.5+2.5191.7零件总长（最大轮廓尺寸）1601602.532圆柱与25圆柱中心线的尺寸6262232圆柱左端到25圆柱右端的尺寸484823.工艺规程设计3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择 根据零件图可知12H8孔相对于16H8孔轴线A基准有0.08mm的平行度公差要求

8、。 槽相对于16H8孔轴线所在平面有0.08mm的对称度要求，且R13凸台和R5圆弧槽的设计尺寸都是16H8孔轴线。因此结合精基准的选择原则选定16H8孔轴线即A基准为定位精基准。3.1.2粗基准的选择 由于A基准为精基准，根据基准先行原则应首先加工32圆柱右端面，再加工16H8孔底孔。则选择32轴线和左侧搭子平面为粗基准。但考虑到左侧搭子平面现为待加工的毛胚面，定位误差大，为保证不加工表面与加工表面有正确的位置关系根据粗基准的选择原则改选32轴线和10mm板左侧做为定位粗基准。3.1.3确定初加工的定位方案 方案1：用一个V型块卡住32外圆再以两支承板靠住10mm板左侧并向支承板侧夹紧。V型

9、块限制了32外圆径向的两个移动自由度，两支承板限制了径向的一转动自由度和轴向的移动自由度，与V型块共同作用限制了径向的另一转动自由度。共限制了五个自由度。 方案2. 用一V型块和一压板夹紧32外圆在10mm板左侧上下各设一支承板并设置防转销钉。V型块限制32径向的两个移动自由度。两支承板限制32轴向的移动自由度和一个转动自由度，与V型块共同作用限制了径向的另一转动自由度。防转销钉可限制轴向的转动自由度。该自由度从定位原理上来讲是可以不限制的。但零件的形状不规则为提高零件装夹刚性限制了这个自由度。该方案的定为属于完全定位。 两方案在定位上都可以达到要求。定位原理也基本一致，主要区别在夹紧力的施加

10、方向和夹具结构的复杂程度。方案1，定位夹紧可靠，要向支承板方向夹紧就要在靠近加工表面的一侧多出两块压板。装夹工件时需两次扳动夹紧螺母。考虑到25圆柱的存在已给加工造成不便，再加上这样复杂的夹具就更给操作者增加了难度。方案2夹具结构简单装夹方便快捷只需一次动作。由于是初加工，32圆柱的刚性足够，可以施加较大的夹紧力，以确保夹紧牢靠。综合比较两方案，选择方案2。3.2制定工艺路线 根据各表面的加工要求和各种加工方法能够达到的经济度，确定各表面加工方法如表3.2.1所示：表3.2.1 ：各加工表面的加工方法加工表面加工要求加工方法32右端面端面圆跳动公差0.03mm粗车半精车16H8孔IT8级公差，

11、表面粗糙度值为3.2钻半精镗精镗左侧二搭子表面粗糙度值为6.3粗车半精车12H8孔IT8级公差，表面粗糙度值为3.2钻绞M6螺纹螺距为1钻攻丝 槽对称度公差值为0.08mm铣根据先面后孔，先粗后精先主要表面后次要表面的加工原则初步拟定加工工艺艺路线如表3.2.2所示：表3.2.2 ：加工工艺路线工序号工序内容铸造人工时效处理10车32右端面20钻16H8孔至1530半精镗精镗16H8孔40车左边二搭子50钻铰12H8孔60钻M6螺纹孔底孔70攻M6螺纹孔80铣 槽90检验100入库上述方案遵循了工艺路线制定的一般原则，但有些问题值得近一步讨论。16H8孔的轴线作为重要的精基准，最好能使粗、精加

12、工工序分开。该工件形状不规则。在卧式车床上镗孔时适合将工件固定在中托板上，刀具安装在主轴上。这也要求粗、精加工工序分开进行。因此把半精镗精镗16H8孔工序划分为两个工序。16H8孔和12H8孔左右都要求倒1X45角。应在精镗16H8孔工序前和钻铰12H8孔后设置倒角工序。一来可以保证后续加工不受毛刺的干扰，能正确定位。二来可以保证工艺要求。由于是大批量生产，钻铰12H8孔、钻M6螺纹孔底孔这两个工序若采用组合机床一次加工完成，将较大程度提高生产效率。故可考虑将这两个工序合并，并采用组合机床加工。故修改后的工艺路线如表3.2.3所示：表3.2.3 ：最终确定的加工工艺路线工序号工序内容简要说明铸

13、造人工时效处理消除内应力10粗车、半精车32右端面保证搭子高度2mm 20钻16H8孔至15先面后孔30半精镗16H8孔、倒左端孔口角提高工艺基准精度，留精镗余量4016右端孔口倒角、去毛刺消除不利影响50精镗16H8孔至尺寸进行精加工60车左边二搭子70钻、铰12H8孔，钻M6底孔工序集中，提高效率8012H8孔口倒角90攻M6螺纹孔100铣 槽110检验120入库3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为大批量生产故加工设备宜选用专用机床，以及使用通用机床辅以专用夹具和专用刀具。故生产方式以通用机床辅以专用夹具或专用刀具为主，重点工序采用专用机床的流水线式生产。工件在各机床上的装卸

14、及机床间的传递均由人工完成。由于该零件的外廓尺寸不大，精度要求也不特别高，故对机床的要求不高。在选择机床时主要考虑机床的实用性和经济性。选择刀具时尽量使用标准刀具。在车床上加工的工序都使用YG类硬质合金的刀具，粗加工和半精加工时使用YG6，精加工时使用YG3X 。麻花钻、铣刀等刀具使用高速钢材料的。由于该零件的生产批量为大批量生产，为提高生产率大量采用专用夹具以配合通用机床。部分工序采用专用机床和专用刀具。根据各工序的尺寸及公差要求，一般工序都采用通用量具。部分尺寸精度要求较高和不便使用通用量具的工序都采用专用量具。根据工序内容及要求所选择的加工设备及刀夹量具如表3.3所示：表3.3：各工序加工设备及刀、夹、量具工序加工设备刀具夹具量具10C616卧式车床硬质合金右偏端面车刀（纵向进刀，横向走刀）车右端面夹具夹具（专用）游标卡尺20Z5140A立式钻床15高速钢麻花钻(GB/T6135.3-1996)钻15夹具（专用）游标卡尺30C616卧式车床硬质合金双刃内孔镗刀半精镗夹具（专用）游标卡尺40Z525立式钻床900直柄锥面锪钻d=20 (GB/T4258-2004)倒角夹具1（专用）游标卡尺50C616卧式车床硬质合金内孔镗刀精镗夹具（专用）游标卡尺