机床摇块工艺与夹具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 I 目 录 1 引言 . 1 2 零件的分析 . 2 零件的作用和结构 . 2 零件的工艺分析 . 2 零件的生产纲领 . 3 3 机械加工工艺规程设计 . 3 零件表面加工方法的选择 . 4 制定机械加工工艺路线 . 4 工艺方案的比较与分析 . 5 工序尺 寸的确定 . 7 加工余量的确定 . 8 选择加工设备与工艺设备 . 9 切削用量及基本时间的确定 . 10 4 专用夹具介绍 . 28 问题的提出 . 28 夹具的特点 . 28 零件工艺性分析 . 29 定位误差分析 . 30 夹具设计及简要的说明 . 31 结束语 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 全套图纸加 Q 401339828买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 1 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 1。 自新中国成立以来，我国的制造技术与制造业得到了长足发展，一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来，我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源，有计划地推进企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化，为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高，但与工业发达国家相 比，仍存在阶段性差距。进入二十一世纪，我国发展经济的主导产业仍然是制造业，特别是在我国加入世贸组织后，世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，我国有廉价的劳动力和广大的消费市场，因此，我国工业要想发展，就需要有相应的技术和设备来支持 2。 工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量 3。 据资料所示，机床摇块是牛头刨床进给机构中的小零件 ，其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使机床摇块绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。 在设计 机床摇块 机械加工工艺过程时要 通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差， 合理选择 机床加工设备以及相应的 加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩 等用来 提高加工精度，保证 其 加工质量 4。 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，直到零件最后加工成型 5 本毕业设计的内容是 细讨论机床摇块从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结机床摇块零件的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对机床摇块零件的主要技术要求，设计钻孔夹具的专用夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 2 零件的分析 零件的作用和结构 该零件为 机床摇块 ，是牛头刨床进给机构中的零件， 32 装在进给丝杠轴，靠近 32 棘轮上方即为 16 16 从电动机创来的旋转运动，通过偏心轮杠杆使零件绕 32 时，拨动棘轮，使丝杠转动，实现工作台自动进给。 零件的工艺分析 由零件毛坯图 知，其材料为 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，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。零件的加工质量，要可靠地达到了图纸所提出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。机床摇块主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使机床摇块绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。 在设计 机床摇块 机械加工工艺过程时要 通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差， 合理选择 机床加工设备以及相应的 加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩 等用来 提高加工精度，保证 其 加工质量。 由零件图可知， 32 16 零件的主要加工面可分为两组： (1)32 这一组加工表面包括： 32 两个端面及孔和倒角 ， 16 两个端面及孔和倒角。 (2)以 16 这一组加工表面包括， 16 端面和倒角及内孔 10 内螺纹， 6 这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是： (1)32 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 (2)32 16 心线的距离为 12 零件毛坯图如图 263 2 5 2 . 55 0 2 . 543+0?35 零件毛坯图 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 2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。 零件的生产纲领 N=1+a+b） (其中，产品的年产量 Q=4000 台 /年，每台产品中该零件的数量 n=1 件 /台，零件备品率 a=4%，零件的废品率 b=1%。 N=4000 1（ 1+4%+1%） =4200件 / 年 从此结果可知，该零件为中批生产。 3 机械加工工 艺规程设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 零件表面加工方法的选择 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经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，应慎重决定。 基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基准的选择正确与合理，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，使生产无法进行。 基准的选择正确，可以使加工质量得到保证，否则，加工过程会出现很多问题，更有 甚者，还会造成零件批报废， 包括废品和撞刀等事故。粗基准是机械加工工序中的第一道工序中用未经加工过的毛坯作为定位基准，在随后的工序中，用加工过的表面作为定位基准，则成为精基准 7 (1)粗基准的选择 对于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，应选择这些不加工表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面时，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。 (2)精基准的选择 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 32 16 9 制定机械加工工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,应当是使零件的几何形状 、 尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用通用机床配以专用工夹具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降 11。 (1)工艺路 线方案一： 工序 I 粗铣 32 工序 铣 16 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 工序 铣 16 铣 32 工序 铣深 工序 铣 1 6 工序 钻 16 工序 钻、粗精铰 32 角 45 工序 钻、粗精铰 16 角 45 工序 丝锥攻丝 2)工艺路线方案二： 工序 I 粗铣 32 工序 铣 16 32 工序 铣 16 铣 32 工序 钻、粗精铰 32 角 45 工序 钻、粗精铰 16 角 45 工序 钻 16 ，钻 工序 铣 16 工序 钻 6 120 的锥孔 工序 铣深 工序 丝锥攻丝 以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡综合 片” 工艺方案的比较与分析 上述前两个工艺方案的特点在于：两个加工方案都是按先加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先钻 和钻、粗精铰 16 孔，然后以孔的中心线为基准距离 12精铰 32 角 45。而方案二却与此相反，先钻 32 角 45， 然后以孔的中心线为基准钻 16 种方案通过分析比较可以看出，先加工 32 孔，以孔作为基准加工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 16 后再以 32 16 时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二的加工孔是在钻床 加工的，这样避免了不必要的拆卸、搬动和装夹，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。 最后确定工艺方案如下表 表 加工工艺路线 工序号 工序内容 简要说明 10 一箱多件沙型铸造 20 进行人工时效处理 消除内应力 30 涂漆 防止生锈 40 粗铣 32 右端面 先加工面 50 铣 16 32 60 铣 16 铣 32 70 钻、粗精铰 32 角 45 80 钻、粗精铰 16 倒角 45 90 钻 1 16 ，钻底孔 100 铣 16下端面 110 钻 6 120 的锥孔 120 铣深 倒角 45 130 140 检验 150 入库 工序基准的选择 工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。所标定的位置尺寸和位置精度 分别称为工序尺寸和工序技术要求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。 工序基准的选择应注意以下几点： (1)选设计基准为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。 (2)当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切，应使工序基准与设计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 基准重合。 (3)对一次安装下所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。 工序尺寸的确定 根据加工长度为 50坯的余量为 4加工的余量 为 2据机械工艺手册表 工的长度为 50粗加工后的加工余量为 (1) 32 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册 钻孔： 31 2z=铰： 2z=铰： 322) 16 毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度 介于 机械工艺手册表 钻孔： 15 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 163) 16 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 机械工艺手册表 钻孔： 15 2z=铰： 2z=铰： 164)钻螺纹底孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 机械工艺 手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 精铰： 85)钻 6 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 机械工艺 手册表 钻孔： 2z=铰： 6加工余量的确定 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，产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于 32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。 根据零件图资料，分别确定各加工表面的机械余量及毛胚尺寸。 由参考文献可知，查得该铸件的尺寸公差等级 8 10 级，加工余量等级 级，故 0 级， 级。 用查表法确定各加工表面的总余量如表 表 加工表面的总余量表 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 27 的端面 92 H 面降一级，单侧加工 16 的孔 16 H 面，孔降一级，双侧加工 50 的外圆端面 45 G 侧加工（取下行值） 32 的孔 32 H 降一级，双侧加工 35 的两端面 20 G 侧加工（取下行值） 16 的孔 16 H 降一级，双侧加工 由参考文献 3可知，铸件主要尺寸的公差如表 表 尺寸的公差表 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 27 的端面 92 6 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 1 6的孔 16 6 10 50 的外圆端面 45 5 50 32 的孔 32 26 35 的两端面 20 5 25 16 的孔 16 6 10 选择加工设备与工艺设备 机床的选择 工序 40 粗 铣 32 考虑工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 式铣床，专用铣夹具和游标卡尺。 工序 50 铣 16 32 考虑工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，因定为基准相同，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 式铣床，专用铣夹具和游标卡尺。 工序 60 铣 16 右端面，精铣 32 右端面，宜采用卧铣，选择 用铣 夹具和游标卡尺。 工序 70 钻粗、精铰 32 角 45 。选择 用钻夹具和游标卡尺。 工序 80 钻粗、精铰 16 倒角 45 。选用 用钻夹具和内径千分尺 。 工序 90 钻 1 ，钻 16 ，钻 孔 用 床，专用钻夹具和游标卡尺。 工序 100 铣 16下端面。选用 式铣床，专用铣夹具和游标卡尺 。 工序 110 钻 120 的锥孔。选用 用钻夹具和游标卡尺。 工序 120 铣深 倒角 45 。选用 用铣夹具和游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 工序 130 锥攻丝，机用丝锥，选用量具为螺纹塞规。 夹具的 选择 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。 刀具的选择 (1)铣刀依据参考文献资料 1，选择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10，及直径为 d=50数 z=8及切槽刀直径 d=6 (2)钻 32 (3)钻 10，钻 16 用高速钢麻花钻钻头。 (4)钻 16 用选择高速钢麻花钻钻头， d= 16头采用双头刃磨法，后角0 120 ， 45车刀。 (5)攻丝 选用 量具的选择 本零件属于中批生产，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 游标卡尺测量，以及读数值为 量范围 10025 (2)选择加 工孔量具 因为孔的加工精度介于 选用读数值 量范围 5025 (3)选择加工槽所用量具 槽经粗铣、精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为 铣时，槽宽为 深为 可选用读数值为 量范围 0150 切削用量及基本时间的确定 工序的设计 本工序为粗铣 32 知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直 d=60数 10Z 。根据参考文献文献 1选择铣刀的基本形状 ,0 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 2 ， =45 已知铣削宽度 削深度 50 (1)确定每齿进给量 根据参考文献 文献 2资料所知， 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 mm/z z、现取 z。 (2)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献文献 2资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 D=60耐用度 T=180 (3)确定切削速度 根据参考文献文献 2资料所知，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度削深度 50用度 T=180查取98mm/s，39r/90mm/s。 根据 00r/75mm/s。 则实际切削： 0000 000 30060143 .=际进给量： ( 0300475=z (4)校验机床功率 根据参考文献 2资料所知，铣削时的功率（单位 :当 z, 50mm,90mm/s 时由切削功率的修正系数 ，则 根据 立式铣床说明书可知，机床主轴主电动机允许的功率 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 因此机床功率能满足要求。 (5)基本时间 tm=zc 2 (6050(2 = 工序的设计 本工序为铣 16 32 参考文献 1机械加工工艺手册表 0 ，铣刀齿数 8Z 。 (1)铣 16 (a)确定每齿进给量 根据参考文献文献 2资料所知，查得每齿进给量 mm/z z、现取 z。由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取铣削深度 (b)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献 2资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度T=180 (c)确定切削速度 根据参考文献 2资料所知，依据 上述参数，查取73mm/s，50r/90mm/s。 根据 50r/50mm/s。 则实际切削： 0000 000 15050143 .=际进给量： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 0150350=z (d)校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据参考文献 2资料所知，切削功率的修正系数，则 .8 (e)基本时间 tm=zc 2 203015(2 =4.3 2)铣 32 由参考文献 1机 械加工工艺手册表 ： 由铣刀直径 0 ，铣刀齿数 8Z 。 (a)确定每齿进给量 查阅查阅机械制造工艺设计简明手册，由选择高速钢圆柱铣刀直径 D=60数 8Z 。已知铣削宽度 机床选用 据参考文献文献 2资料所知，查得每齿进给量 mm/z z、现取 z。由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取铣削深度 (b)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献 2资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度T=90 (c)确定切削速度 根据 立式铣床主轴转速表查取，当 =608Z , 10 z时，4.5 m/50r/3 mm/ 各修正系数： M v 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 故 m/ (3 1 0 r/ (mm/ (按机床选取：75r/35mm/切削速度和每齿进给量为： 0 3 . 1 4 6 0 7 5 1 4 . 21 0 0 0 1 0 0 0c (m/ = 107535 = mm/z) (d)校验机床功率 根据切削用量简明手册表 27 mm/z z，10mm，132mm/得 据铣床 床主轴允许功率为： 此，所 选择的切削用量是可以采用的，即5mm/75r/ z。 (e)计算基本工时 fm (式中， 70l 切削用量简明手册表 12y 以， 827012 L ( 523582 工序的设计 本工序为铣 16 右端面 ,精铣 32 的右端面。已知工件材 料为 择高速钢圆柱铣刀直径 D=60数 10Z 。根据参考文献文献 1选择铣刀的基本形状 ,0 ， 2 ， =45 已知铣削宽度 削深度50机床选用 (1)铣 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 (a)确定每齿进给量 根据参考文献文献 2资料所知，查得每齿进给量 mm/z z，现取 z。由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取铣削深度 (b)选择铣刀磨损标准及耐用度 根据参考文献 2资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用 度T=180 (c)确定切削速度2资料所知，依据上述参数，查取73mm/s，50r/90mm/s。 根据 50r/50mm/s。 则实际 切削： 0000 000 15050143 .=际进给量： 0150350=z (d)校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据参考文献 2资料所知，切削功率的修正系数，则 .8 (e)基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： tm=zc 2 203015(2 =4.3 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 (2)精铣 32 查阅机械制造工艺设计简明手册，由铣削宽度择0d= 60圆柱铣刀，故齿数 10Z 。机床选择卧式铣床 加工，余量很小，故取 (a)每齿进 给量 查切削用量简明手册表 z z，故取 z。 (b)确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 铣刀直径0d= 60切削用量简明手册表 刀具磨钝寿命 T = 90 (c)切削速度削用量简明手册表 600 10z ，10 56300n r/59z。 各修正系数： 90 v Tv 故 m/ (2 1 68001903 0 0 .r/ (54280019059 .(mm/ (按机床选取：300r/39mm/切削速度和每齿进给量为： 3031000 c (m/ = 39300 10 = mm/z) (d)检验机床功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 根据切削用量简明手册表 3 mm/z z，10mm，132mm/得 据铣床 明书，机床主轴允许功率为： 此，所选择的切削用量是可以采用的，即 300r/303m/ z。 (e)计算基本工时 fm (式中， 120l 切削用量简明手册表 12y 以， 13212012 L ( fm 工序的设计 本工序为钻粗铰、精铰 32 ，倒角 45 。刀具选用高速钢复合钻头，直径 D=32用切削液，故选用 (1)确定进给量1机械加工工艺手册，由于孔径和深度都很大，查切削手册r/r/60700 ， 所以， 。 (2)选择钻头磨钝标准及耐用度 根据参考文献 1机械加工工艺手册表 5头后刀面最大磨损量为 用度 T=50 (3)确定切削速度 由表 5切削用量简明手册 10修正系数 0.1 =670 加工性为 5 类，根据表 5给量r， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 18 m 151 0 0 01 0 0 00vn s 查切削手册机床实际转速为 52 故实际的切削速度 0 00 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： d=31r, 52r/铰： d =r, 00r/铰： d =r, 30r/5m/4)校验扭矩功率 c 73 m 所以 M 验成立。 (5)钻、粗铰、精铰 32 (a)钻 3 2基本工时 根据参考文献资料所知高速钢复合钻头基本时间为： m 04022 nf m (b)粗铰孔基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k L=00r/0.4 mm/z,取 1l =32l =4m nf m (c)精铰孔基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k r, 30r/5m/l=文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 19 m m 30206 3 0 2452721 (工序的设计 本工序为钻、粗铰、精铰 16 角 45 。刀具：选铰刀选用 孔扩削用量，钻头采用双头刃磨法，后角 o 120 。 (1)确定进给量3表 出0.5 r/ 1.4 r/按该表注释取较小进给量，按按该表注释取较小进给量，按 .3 。查切削用量简明手册 r/r/60700 ， 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.3 ， 经校验m a F f ，校验成功。 (2)钻头磨钝标准及寿命 查切削用量简明手册，后刀面最大磨损限度为 0.5 命 。 (3)确定切削速度 r/14,切削速度的修正系数可按表 出，。 查切削用量简明手册 r/0修正系数 10 1 5 .