摘要 本设计的内容可分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先，通过分析X52K立式铣床推动架，了解到推动架在X52K立式铣床加工中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工质量。其次，依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。
关键词 机械加工、工艺规程、专用夹具、推动架
Promote the rack
Professional classes：Electromechanical W072 Student Name: Ye Qiaoyun
Instructor: Zhang Jing Position: Associate Professor
Abstract The design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. First of all, through the promotion of X52K Vertical Milling machines, that promote the X52K Vertical Milling machines-processing role. Use of machinery manufacturing technology and related programmes of knowledge, promoting the solution-processing in the position to step up and the line of the arrangement, and so on related issues, establishing the process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance . Secondly, the basis for promoting the rough-pieces and production and processing requirements of the Programme of the programme, to promote the development of a practical point of order-processing line. Finally, in accordance with the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing Fixture.
Key words Machining, process planning, special fixture, To promote
引 言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
第一章 机械加工工艺规程
1.1生产过程与机械加工工艺过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。
机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。
机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。
规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：
1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。
2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。
3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领,才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。
1.2机械加工工艺规程的种类
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。
机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。
机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。
1.3制订机械加工工艺规程的原始资料
制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：
1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。
2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。
3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。
4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
第二章 零件的分析
2.1零件的作用
据资料所示，可知该零件是X52K立式铣床推动架，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。
2.2零件的工艺分析
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，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：
1.φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10；
2.φ32mm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。
第三章 选择毛坯，确定毛坯尺寸
根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，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φ32mm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。
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 H 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 H 3.0 孔降一级，双侧加工
φ35的两端面 20 G 2.5 双侧加工（取下行值）
φ16的孔 φ16 H 3.0 孔降一级，双侧加工
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
φ27的端面 92 4.0 96 3.2
φ16的孔 φ16 6 φ10 2.2
φ50的外圆端面 45 5 50 2.8
φ32的孔 φ32 6.0 φ26 2.6
φ35的两端面 20 5 25 2.4
φ16的孔 φ16 6 φ10 2.2
第4章 选择加工方法，制定工艺路线
4.1机械加工工艺设计
4.1.1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。
4.1.2粗基面的选择
对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当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，从零件的分析得知，X52K立式铣床推动架以外圆作为粗基准。
4.1.3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φ32的孔和φ16的孔作为精基准。
4.2制定机械加工工艺路线
4.2.1工艺路线方案一
工序I 铣φ32mm孔的端面
工序II 铣φ16mm孔的端面
工序III 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面
工序IV 扩、铰φ32mm，倒角45°
工序V 铣深9.5mm宽6mm的槽
工序VI 车φ10mm孔和φ16mm的基准面
工序VII 钻φ10mm孔和扩、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°。
工序VIII 钻、精铰φ16mm,倒角45°。
工序Ⅸ 钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
工序Ⅹ 钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。
工序Ⅺ 拉沟槽R3
4.2.2工艺路线方案二
工序I 铣φ32mm孔的端面
工序II 铣φ16mm孔的端面
工序III 扩、铰φ32mm，倒角45°。选用Z535立式钻床加工
工序IV 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面
工序V 铣深9.5mm宽6mm的槽
工序VI 车φ10mm孔和φ16mm的基准面
工序VII 钻φ10mm孔和扩、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°。
用Z535 立式钻床加工
工序VIII 钻、精铰、φ16mm,倒角45°。
工序Ⅸ 钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
工序Ⅹ 钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。
工序Ⅺ 拉沟槽R3
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φ32mm孔和φ16mm孔的同一基准的两个端面，然后在钻、扩、铰φ32mm，倒角45°。而方案二则与其相反，先加工钻、扩、铰φ32mm，倒角45°，然后在加工φ32mm孔和φ16mm孔的同一基准的两个端面。这时的基准面精度容易保证 ，并且定位和装夹都很方便，因此，选择方案二是比较合理的。
4.4确定工艺过程方案
表 4.4.1 拟定工艺过程
工序号 工序内容 简要说明
010 一箱多件砂型铸造
020 进行人工时效处理 消除内应力
030 涂漆 防止生锈
040 铣φ32mm孔的端面 先加工面
050 铣φ16mm孔的端面
060 钻、扩、铰φ32mm，倒角45°
070 铣φ32mm孔和φ16mm孔在同一基准的两个端面
080 铣深9.5mm宽6mm的槽
090 车φ10mm孔和φ16mm的基准面
0100 钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°
0110 钻半、精铰、精铰φ16mm,倒角45°
0120 钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H
0130 钻φ6mm的孔，锪120°的倒角 后加工孔
0140 拉沟槽R3
0150 检验
0180 入库
第5章 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
5.1.1 选择机床，根据不同的工序选择机床
工序040、050铣φ32mm孔的端面和铣φ16mm孔的端面，因定为基准相同。工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用立铣，选择X52K立式铣床。
工序060扩、铰φ32mm，倒角45°。选用Z535立式钻床。
工序070铣φ32mm孔和铣φ16mm的孔在同一基准的两个端面，宜采用立铣。选择XA6132立式铣床。
工序080铣深9.5mm，宽6mm的槽，由于定位基准的转换。宜采用立铣，选择XA6132立式铣床。
工序090车φ10mm孔和φ16mm的基准面本工序为车端面，钻孔φ10mm，车孔φ16mm，孔口倒角。宜选用机床CA6140车床。
工序0100钻φ10mm孔和扩、半精铰、精铰φ16mm孔。用Z535立式钻床加工。
工序0110钻、精铰φ16mm,倒角45°。选用Z525立式钻床。
工序0120钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工。
工序0130钻φ6mm的孔，锪120°的倒角。选用Z525立式钻床加工。
工序0140 拉沟槽R3 选用专用拉床。
5.1.2 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。
5.1.3 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φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。
3.钻φ10mm孔和扩、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。
5.1.4 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
5.2.1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，粗加工一次就加工完。
5.2.2孔的加工
1. φ32mm.
毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：φ31mm. 2z=16.75mm
扩孔：φ31.75mm 2z=1.8mm
粗铰：φ31.93mm 2z=0.7mm
精铰：φ32H7
2. φ16mm.
毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：φ15mm. 2z=0.85mm
扩孔：φ15.85mm 2z=0.1mm
粗铰：φ15.95mm 2z=0.05mm
精铰：φ16H7
3. φ16mm的孔
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：φ15mm 2z=0.95mm
粗铰：φ15.95mm 2z=0.05mm
精铰：φ16H8
4.钻螺纹孔φ8mm
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺
手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：φ7.8mm 2z=0.02mm
精铰：φ8H7
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