推动架课程设计说明书.doc

一、零件的分析1.1 零件的功用题目所给的零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即16mm孔装一棘爪，16mm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32mm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。1.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，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。由零件图可知，32mm、16mm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、32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：32mm的两个端面及孔和倒角，16mm的两个端面及孔和倒角。2、以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括，16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹，6mm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：1）32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10；2）32mm孔端面与16mm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。二、零件工艺规程设计2.1 确定零件的生产类型 根据要求，该零件为大批量生产2.2 确定毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为灰铸铁HT200，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于32mm的孔需要铸造出来，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。2.3 制定工艺路线2.3.1 定位基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。1. 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。2 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。为了使基准统一，先选择32孔和16孔作为基准.零件表面加工方法的选择2.4 零件表面加工方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。（1） 50mm的外圆两端面保证尺寸45mm，表面粗糙度6.3 粗铣（2） 35mm的外圆两端面保证尺寸20mm，表面粗糙度2.5 粗铣半精铣精铣（3） 粗铣深9.5mm宽6mm的槽。（4） 粗车27mm的端面。（5） 钻、扩、粗、精铰32mm的孔，倒角45。（6） 钻10mm的孔。（7） 钻、扩、粗铰、精铰16mm孔，倒角45。（8） 钻、精铰螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。（9） 钻、精铰6mm的孔，锪120的倒角。（10） 16mm的孔，采用先钻10的孔，然后反拉、扩、铰孔。（11） 拉沟槽R3。2.5 制定工艺路线工艺路线方案一工序1 备毛坯工序2 热处理工序3 铣32mm孔的端面工序4 铣16mm孔的端面工序5 铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面工序6 铣深9.5mm宽6mm的槽工序7 车10mm孔和16mm的基准面工序8 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。工序9 钻、扩、铰32mm，倒角45。工序10 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。工序11 钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。工序12 钻6mm的孔，锪120的倒角。工序13 拉沟槽R3工序14 检查工序15 入库工艺路线方案二工序1 备毛坯工序2 热处理工序3 铣32mm孔的端面工序4 铣16mm孔的端面工序5 铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面工序6 铣深9.5mm宽6mm的槽工序7 车10mm孔和16mm的基准面工序8 钻、扩、铰32mm，倒角45。工工序9 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。工序10 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。工序11 钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。工序12 钻6mm的孔，锪120的倒角。工序13 拉沟槽R3工序14 检查工序15 入库工艺路线方案三工序1 备毛坯工序2 热处理工序3 铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面工序4 铣32mm孔的端面、铣16mm孔的端面工序5 车27mm端面工序6 铣深9.5mm宽6mm的槽工序7 钻、扩、铰32mm，倒角45。工序8 钻、扩、粗铰、精铰16mm,倒角45。工序9 钻10mm的通孔和反拉、扩、粗铰、精铰16mm孔，45角；工序10 钻6mm的孔，锪120的倒角；钻工序11 螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。工序12 拉沟槽R3。工序13 钳工去毛刺工序14 终检工序15 入库 2.6 工艺方案的比较与分析上述三个工艺方案的特点在于：三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10mm和钻、半精铰、精铰16mm的孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm加工钻、扩、铰32mm,倒角45，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰32mm,倒角45，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻16mm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。而方案三先加工的是铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面，这样使两孔的另外端面加工精度更高，因此，选择方案三是比较合理的。2.7 工序设计1、选择加工设备与工艺装备 （1） 选择机床 根据不同的工序选择机床工序1、2、4是粗铣、半精铣。各工序的工步数不多，选用X6132万能铣床。工序3选用CA6140。工序5、6、7选用用Z535立式钻床。工序8选用L6110卧式拉床。（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。（3） 选择刀具，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32mm的孔选用锥柄麻花钻。3.钻6mm锪120的倒角和钻、半精铰16mm的孔。倒角45，选用专用刀具。4.车27mm的端面，10mm孔和16mm钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法，后角120，45度车刀。5.钻螺纹孔6mm.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。（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100mm125mm的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm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0150mm的游标卡尺进行测量。2、确定工序尺寸1）面的加工（所有面）根据加工长度的为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度的为50mm、加工的宽度为50mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。2、孔的加工1） 32mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：31mm. 2z=0.75mm扩孔：31.75mm 2z=0.18mm粗铰：31.93mm 2z=0.7mm精铰：32H72） 16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm. 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.1mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H73） 10、 16mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：10mm反拉孔：15mm 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.10mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H84） 钻螺纹孔M8毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：7.8mm 2z=0.16mm粗铰：7.96mm 2z=0.04mm精铰：8H75） 钻6mm孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：5.8mm 2z=0.02mm精铰：6H7三、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序应该是a、f，再确定v。工序3 切削用量及基本时间的确定1切削用量 本工序为铣32mm孔和16mm孔在同一基准上的两个端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=85mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每次进给量f 根据机械制造技术基础，表5-144查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=120min。（表5-149）3.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min 实际进给量： f=f=0.20mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5P= PP P=7.50.8=6P= 2.5kw可知机床功率能满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=8=0.725min 辅助工时 t=0.2 t=0.15min工序4 切削用量及基本时间的确定（1）铣32mm孔的端面。1 切削用量 已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm故机床选用XA6132卧式铣床。1）. 确定每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。根据机械制造技术基础，表5-144查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2）. 选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=120min。（表5-149）3）. 确定切削速度 根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4）. 校验机床功率 根据切削用量简明手册所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据XA6132型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此机床功率能满足要求。2 、基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=10=0.46min辅助工时 t=0.2 t=0.1min（2） 铣16mm孔的端面1 切削用量 选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=35mm故机床选用XA6132卧式铣床。1）.确定每齿进给量f根据机械制造技术基础，表5-144，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2）.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=120min。3）.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据上述参数，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。则实际切削：Vc =Vc=23.55m/min 实际进给量： f=f=0.23mm/z4）.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=8=0.54min辅助工时 t=0.2 t=0.11min工序5 切削用量及基本时间的确定1 切削用量的确定本工序为车27mm的端面。所选刀具为后角o120，45度车刀，选用CA6140车床。a: 粗加工切削用量的确定 背吃刀量 根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取：=(2/33/4)Z Z单边粗加工余量。因此可取=0.7Z 即：=0.7*4=2.8 。钻孔时背吃刀量的选择同上，可取=0.7Z=0.7*3=2.1进给量f 进给量f的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f = 0.4mm。切削速度 车削端面时：刀量确定后由公式可就算得切削速度。 计算公式为：= 。 公式中的系数查表可得：=189.8、T=360min、m=0.2 =0.7、 =0.15 =0.2 。则计算得：端面加工 = 42m/min主轴转速 n=189.5r/min2 基本时间粗车27端面 Tj1 = =0.675 min辅助工时 t=0.15min工序6 切削用量及基本时间的确定1切削用量的确定本工序为铣深9.5mm,宽6mm的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，z=10，已知铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f根据机械制造技术基础，表5-144，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.520.10mm/z、现取f=0.52mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm，耐用度T=60min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a=3mm，铣削深度a =9mm，耐用度T=60min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=8.49m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知机床功率能满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=10=0.275min辅助工时 t =0.1min工序7的切削用量及基本时间的确定1 切削用量 本工序为钻32mm孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=32mm，使用切削液1.确定进给量f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=0.20mm/r。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=50min。3.确定切削速度V 根据切削用量简明手册由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2 基本时间钻32mm深45mm的通孔，基本时间为25s 辅助工时 t=10s工序8的切削用量及基本时间的确定1 切削用量 本工序为钻、粗铰，精铰16mm的孔。铰刀选用15.95的标准高速钢铰刀，铰孔扩削用量：1. 确定进给量f 按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。2. 确定切削速度v和转速n 根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87 故V=14.20.871=12.35m/minN= 根据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 粗铰：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精铰：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min 2 时间计算：1.钻孔基本工时：T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 2.粗铰基本工时：l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3.精铰基本工时：l=取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mmT= 辅助工时 t=0.4 t=0.3min工序911切削用量及基本时间的确定（1） 钻孔10、反拉、扩、铰16、孔口倒角1 切削用量加工条件为：工件材料为HT200。钻床选用Z525立式钻床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。 1）.钻孔切削用量查切削手册 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2）.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命。 切削速度，查切削手册： 修正系数 故机床实际转速为 故实际的切削速度 3）.校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。2 计算工时：（2） 本工序为钻6mm的孔，锪120倒角，选用Z525立式钻床加工1 切削用量 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。2 基本时间 钻一个6mm深8mm的通孔，基本时间约为6s.（3） 钻螺纹孔6mm、攻丝M8-6H1 切削用量 刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525立式钻床，使用切削液。1）.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。2）.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。3）.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127进给量可取f=0.16mm/r；由表5-131可查V=13m/min,n=1063r/min,根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速。2 基本时间钻6mm螺纹孔，攻丝，基本时间为45s.辅助工时大约为 t=45s（注 辅助工时的确定根据金属加工工艺及工装设计表4-106确定的）四、夹具设计4.1 问题的提出根据设计要求，设计钻扩铰mm孔的专用夹具。观察零件图，可知该道工序主要考虑孔mm与孔mm之间的中心距60mm的保证，无其他位置公差要求，因此夹具设计只需考虑保证中心距60mm的精度要求。4.2 夹具总体设计4.2.1 定位方案由图分析可知，加工该孔必须将6个自由度全部限制。由于该工件属大批量生产，必须考虑加工效率与工件装卸的快速性，选择以mm的孔为定位基准，使用心轴定位，心轴限制工件的四个自由度，分别是沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动。心轴安装在夹具体上，夹具体与工件接触的平面限制了沿Z轴方向的移动。另外必须限制绕Z轴的转动，经分析比较，以mm孔的外圆，即mm外圆定位，使用一V形块即可限制该自由度。4.2.2 夹紧方案出于简化夹具结构的考虑，使用螺旋夹紧机构。对于mm孔的定位，使用螺母和螺纹的组合，对于mm外圆的定位，使用活动V形块与螺杆的组合。4.2.3 切削力和夹紧力计算本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。钻削轴向力 ：扭矩 夹紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际夹紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=16.77N使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。4.3 夹具主要零件的设计4.3.1 心轴的设计因工件必须在心轴上反复拆卸，因此心轴与工件定位孔mm之间为间隙配合，选用H7/g6的配合较为合理，而其与夹具体间的配合，必须考虑工件拆卸后，心轴的下落问题所带来的麻烦，因此为过盈配合。选用H7/r6的配合较为合理。心轴与夹具体和工件配合部分相距较近，而配合公差不同，为便于加工，两段间必须有退刀槽。使用螺旋机构紧固，需在心轴上加工出一定长度的螺纹，便于使用螺母夹紧。4.3.2 钻模板的设计钻模板是与夹具体相连的、加工目标孔的导向元件钻套及衬套安装的零件。所加工孔为mm的孔，查阅金属加工工艺及工装设