毕业设计（论文）-典型摇枕（70t）机加工艺设计.doc

毕毕 业业 设设 计计 典型摇枕（70t）机加工艺设计 及钻模设计 学生姓名学生姓名： 学号学号： 系系 部：部： 专专 业：业： 指导教师：指导教师： 二零一五 年 六 月 李锋 112011402 机械工程系 机械设计制造及其自动化 任艳红 诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的 指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参 考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计题目： 典型摇枕（70t）机加工艺设计及钻模设计 系部：机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化 学号：112011402 学生： 李锋 指导教师（含职称）： 任艳红（高工） 1课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解机 械加工工艺方案的选择、工艺方法的确定、加工过程设备选型等；及机械加工 过程中使用的专用夹具设计、夹具各零部件材料选择、性能参数确定、应力计 算方法等机械加工方面的设计规范、计算方法及设计思想等，为学生在毕业后 从事机械加工技术工作打好基础。 2主要任务 1）制定所提供零件的机械加工工艺流程，选择合适的工艺方法。 2）将确定的工艺方法按工艺流程分工序展开进行详细说明，包含设备选型、 加工基准选择、加工步骤描述、加工过程尺寸确定、所需工装需求、量具选择 等。 3）根据加工设备种类和零件定位、加工需要设计联合钻孔夹具（简称钻模） ，绘制该钻模的装配图及各零部件的分解图，并对设计过程和设计思路进行详 细介绍，包含各零部件的材料选定、直径或厚度确定、热处理参数等进行分步 骤详细阐述。 4）完成设计说明书一本，内容包括两部分：详细的机械加工工艺过程展开 说明；机加夹具装配图和零件图及设计说明。 3主要参考资料 1 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.-2 版.北京:机械工业出版社,2003.1. 2 任嘉卉.公差与配合手册. -2 版.北京: 机械工业出版社,2000.4. 3 李维荣.五金手册. -2 版.北京: 机械工业出版社,2002（2007.3 重印） . 4进度安排 设计各阶段名称起 止 日 期 1 根据提供的零件图纸及设计要求，确定加工 工艺方案和工艺流程 2015 年 3 月 3 日3 月 23 日 2 完成零件加工工艺过程的设计3 月 24 日4 月 13 日 3 设计机加夹具，确定机加夹具的总体结构及 零件结构，并进行强度和内力计算 4 月 14 日5 月 4 日 4 完成夹具的装配图及零件图绘制5 月 5 日6 月 1 日 5 完成毕业论文及答辩工作6 月 2 日6 月 22 日 审核人审核人： 年 月 日 典型摇枕（70t）机加工艺设计及钻模设计 摘 要：本设计主要研究如何设计典型摇枕(70t)的机械加工工艺和配套钻夹具。 该零件结构复杂，加工困难，经调查发现传统的生产工艺和钻夹具存在定位不 合理、结构设计不合理等缺点。针对这些问题，在仔细研究传统工艺和夹具的 基础上，经过查阅大量文献资料，与技术人员讨论，对摇枕的机加工艺进行改 进，并且对钻夹具的结构和工作原理也进行更合理的改进。最终设计出了新的 工艺方案和新型钻模。本设计内容经过多方论证，可以投入生产应用，对生产 设计有一定的实用价值和借鉴意义。 关键词：摇枕，机械加工工艺，钻夹具，设计 Typical Bolsters (70t) Machining Process And Jig Planning Abstract: This planning essentially studies how to draw up machining process of typical bolsters (70t) and design complete sets of jig. The part has complex structure, so the machining is difficult. After investigation, traditional machining process and jig exist that the allocation is unreasonable, the design of mechanisms have defect and so on. About these problems, on the basis of carefully studying traditional process and jig, by reading a large number documents and discussing with the technical staff, the bolster machining process was made better, the mechanisms and working principle become more reasonable. Finally, new machining process and jig were designed. After many arguments, this planning can is used to manufacture, and has some practical value and significance for the production design. Key words: bolsters; manufacturing process; jig; design I 目录目录 1.前言前言.1 2.零件分析零件分析.2 2.1.零件结构及作用零件结构及作用.2 2.2.零件工艺分析零件工艺分析.3 2.2.1. 下心盘下心盘.3 2.2.2. 旁承面旁承面.4 2.2.3. 旁承孔旁承孔.4 2.2.4. 侧面凸台侧面凸台.5 2.2.5. 凸台孔凸台孔.5 2.2.6. 长槽孔长槽孔.6 2.2.7. 凸耳凸耳.7 2.2.8. 凸耳孔凸耳孔.7 3.毛坯分析毛坯分析.8 4.机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定.8 4.1.表面加工方法的选择表面加工方法的选择.8 4.2.加工路线的安排加工路线的安排.10 4.3.最佳加工路线最佳加工路线.10 4.4.最佳机械加工工艺路线确定最佳机械加工工艺路线确定.10 5.工序设计工序设计.10 5.1.划线划线.10 5.1.1. 中心线的确定中心线的确定.11 5.1.2. 划线的目的划线的目的.11 5.2.加工心盘面加工心盘面.11 5.2.1. 定位基准定位基准.11 5.2.2. 工序内容工序内容.12 5.2.3. 加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定.12 5.2.4. 工艺装备选择工艺装备选择.12 5.3.加工两端旁承面及摇枕侧面三个平台加工两端旁承面及摇枕侧面三个平台.12 5.3.1. 定位基准定位基准.12 II 5.3.2. 工序内容工序内容.12 5.3.3. 工艺装备选择工艺装备选择.12 5.3.4. 加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定.13 5.4.加工旁承面四孔、摇枕侧面各孔和凸耳孔加工旁承面四孔、摇枕侧面各孔和凸耳孔.13 5.4.1. 定位基准定位基准.13 5.4.2. 工序内容工序内容.13 5.4.3. 加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定.14 5.4.4. 工艺装备选择工艺装备选择.14 5.5.打磨毛刺、擦拭切削液打磨毛刺、擦拭切削液.15 5.6.检验工序检验工序.15 6.最终工艺路线最终工艺路线.15 7.夹具的认识夹具的认识.17 8.问题的提出问题的提出.17 9.钻夹具的设计钻夹具的设计.18 9.1.设计方案的确定设计方案的确定.18 9.2.夹具整体结构及操作夹具整体结构及操作.18 9.3.钻套设计钻套设计.19 9.3.1. 钻套类型的选择钻套类型的选择.19 9.3.2. 钻套设计计算钻套设计计算.19 9.4.钻模板设计钻模板设计.21 9.4.1. 钻模板结构及设计原理钻模板结构及设计原理.21 9.4.2. 钻模板设计计算钻模板设计计算.22 9.4.3. 铰链联动机构设计铰链联动机构设计.23 9.5.零件的安放及夹紧设计零件的安放及夹紧设计.25 9.5.1. 零件的安放零件的安放.25 9.5.2. 切削力的计算切削力的计算.26 9.5.3. 夹紧力的计算夹紧力的计算.27 9.5.4. 选择螺栓选择螺栓.28 9.6.夹具体的设计夹具体的设计.28 9.7.分度装置的设计计算分度装置的设计计算.29 10.夹具设计和操作说明夹具设计和操作说明.30 III 11.结论结论.32 参考文献参考文献.33 致谢信致谢信 太原工业学院毕业设计 1 1. 前言前言 本毕业设计的论文题目是 70t 摇枕机加工艺设计及钻模设计，整个设计过 程涉及到了工艺设计中的解读、绘制工程图、零件结构工艺性分析、机床、刀 具等工艺装备的选择、以及钻夹具设计中的机械结构设计、机械原理设计、材 料的选择等专业知识，涵盖了大学所有的基础专业课，是一次综合能力提高。 同时，通过查阅大量文献资料、专业类书籍，可以发现现在的制造业发展迅速， 制造技术日新月异，出现了大量新型的特殊加工技术，以及柔性自动化和数字 控制技术等新型工艺技术，促进了机械加工工艺的发展，为零件的加工提了更 多、更合理的加工工艺; 通过关注国内外科学技术的发展，可以了解到随着科 学技术的发展，出现了成组技术、计算机辅助工艺过程设计等技术，使效率和 合理性都有很大的提高。同时也对夹具有了新要求。在夹具设计过程中，要求 夹具向着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展，提高零件的加工精 度，降低生产成本，缩短设计周期，提高生产率和利用率。而通过调查发现， 在现在的机械加工行业多数工厂依然采用的是传统的机械加工工艺和专用夹具， 生产率效率低，加工成本高。因此对摇枕机加工艺和钻夹具进行改进、设计很 有必要。通过本次毕业设计，不仅巩固了所学的专业知识，提高了设计能力， 而且结合已掌握的专业知识对现有的工艺和钻夹具进行合理改进，对降低生产 成本，提高生产效率有积极地意义。由于本人水平有限，设计中尚有不合理的 地方，请老师批评指正。 太原工业学院毕业设计 2 2. 零件分析零件分析 2.1. 零件结构及作用零件结构及作用 通过查找资料，结合零件图可知，摇枕是薄壁箱体零件，零件结构复杂。 它具有箱形断面，内部中空但在承重部分铸有加强钢筋，同时将其外形做 成鱼腹形，这既减轻了摇枕重量又保证了合理的受力，避免零件断裂。 摇枕中央有下心盘，通过上、下心盘配合和中心销的连接使车体和转向架 连接在一起，承受车体上的水平力和垂直力；摇枕两端各有一个下旁承面和两 个旁承孔，用于安装和固定下旁承以配合机车的上旁承。见图 1- 1 图 1- 1 在摇枕的两侧有三个凸台以及一个长槽孔和一个凸耳，主要用于安装和固 定转向架上其他结构。见图 1- 2 和图 1- 3 图 1- 2 太原工业学院毕业设计 3 图 1- 3 摇枕端部的下表面为平面，在横向中线位置有两个圆脐，在铸造车间已经 经过加工，其精度较高，主要用于摇枕后期机械加工的定位。 摇枕是转向架部件的重要组成部分，它的主要作用是直接支承车体，并将 车体的载荷传递给侧架或构架，缓和、减小车辆的振动，保证机车顺利通过曲 线。 2.2. 零件工艺分析零件工艺分析 2.2.1.下心盘下心盘 在加工过程中，保证心盘底面至弹簧承台面高度，心盘内径 150.8 0 6.4 420.70.8、高度、及圆角 R3R5、R6，保证心盘底面平面度0.5， 50.8 + 0.8 1.6 要求心盘加工表面应平滑、无凸起、无毛刺。见图 2- 1 太原工业学院毕业设计 4 图 2- 1 2.2.2.旁承面旁承面 加工两端旁承面时，保证旁承面至心盘底面高度尺寸 4.81.6，旁承面平面 度0.5，同时在加工旁承面时兼顾保证旁承面的最小壁厚，要求旁承加工表面 应光滑、无凸起、无毛刺。见图 2- 2 图 2- 2 太原工业学院毕业设计 5 2.2.3.旁承孔旁承孔 加工两端旁承面的四孔时，保证尺寸和 6351.5，要求旁承面 4 24 + 1 0 四孔孔边缘光滑、无毛刺，孔背面 64 凸台光滑、平整。见图 2- 3 图 2- 3 2.2.4.侧面凸台侧面凸台 加工三个凸台平面过程中，保证各平面与摇枕中心平面的对称性，保证尺 寸 368.33.2、，要求各凸台平面光滑、无毛刺。见图 2- 4 336.3 + 3.4 1.4 图 2- 4 2.2.5.凸台孔凸台孔 加工摇枕侧面凸台面各孔及固定杠杆支点座安装孔时，保证工艺图所示各 太原工业学院毕业设计 6 孔直径尺寸及定位尺寸，要求各孔孔边缘光滑、无毛刺，孔背面凸台光滑、平 整。见图 2- 5、图 2- 6 和图 2- 7 图 2- 5 图 2- 6 太原工业学院毕业设计 7 图 2- 4 2.2.6.长槽孔长槽孔 加工长槽孔时，保证尺寸 461.6、28.60.8 等要求，要求长槽孔孔边缘光 滑、无毛刺，加工面边缘光滑、平整。见图 2- 8 图 2- 5 2.2.7.凸耳凸耳 加工凸耳中间平面时，保证尺寸 461.6、28.60.8 等要求，要求凸耳平面 太原工业学院毕业设计 8 孔边缘光滑、无毛刺，加工面边缘光滑、平整。见图 2- 9 2.2.8.凸耳孔凸耳孔 钻、铰凸耳衬套孔时，保证尺寸，及 25.4， 2 37.846 0.018 0.034 428.6 + 1.6 3.2 要求凸耳衬套孔孔边缘光滑、无毛刺。见图 1- 12 图 2- 6 通过零件图的分析和指导老师的讲解，我知道了摇枕零件的重要性，明白 了在摇枕的机械加工过程中要保证零件的尺寸精度和形位精度，还要保证配合 表面的光整平滑。 3. 毛坯分析毛坯分析 通过车间观察零件毛坯和指导老师的讲解，了解到： 摇枕毛坯是由 B+级铸钢铸造成型，并经过后续工序对摇枕端部的底面-弹 簧承面进行加工，使其作为机械加工的定位基准； 其他非加工面和内腔精度较低，在铸造时就可保证尺寸精度和形位精度； 与其他型号摇枕相比，该摇枕结构更复杂，需要进行侧面的机械加工，因 此机加工过程更复杂。 4. 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 4.1. 表面加工方法的选择表面加工方法的选择 太原工业学院毕业设计 9 机械加工是质量、效率和成本的矛盾集合体，因此在选择选择加工方法的 时候，首先要充分考虑各种加工方法的工艺范围和加工经济精度。 通过查机械加工工艺手册 表 2.2-1、表 2.2-2、表 2.2-6 以及表 2.2-25， 针对摇枕的机械加工方法进行了整理，见表 1 在选择表面加工方法，根据零件的材质和技术要求，从车间设备条件出发， 选择与生产类型相适应的加工经济精度最佳的加工方法，即： 加工心盘面时，可以选择车或者铣； 加工旁承面、侧面凸台平面和凸耳中间平面时，可以选择铣、刨或者拉； 加工孔时，可以选择钻、扩、铰、镗。 表 1 摇枕机加工面的各种加工方法 主要加工面加工方法加工情况加工经济度 （IT） 表面粗糙度 Ra/m 粗车12131080 半精车10112.510 车 精车781.255 粗铣12131080 半精铣11122.510 铣 精铣891.255 粗磨891.2510 半精磨780.632.5 心盘加工面 磨 精磨670.161.25 心盘加工面、铣粗铣1113520 太原工业学院毕业设计 10 半精铣8112.510 精铣680.635 粗刨1113520 半精刨8112.510 刨、插 精刨680.635 粗拉1011510拉 精拉690.322.5 粗磨8101.2510 旁承面、侧面 凸台、凸耳中 间平面（平面 加工） 磨 半精磨890.632.5 15 以下 15 以上 1113 1012 520 2080 扩9131.2520 钻、扩、 铰 铰690.3210 粗拉9101.255 一次拉孔10110.322.5 拉 精拉790.160.63 粗镗1213520 半精镗10112.510 旁承孔、侧面 凸台孔、凸耳 孔（孔加工） 镗 精镗790.635 4.2. 加工路线的安排加工路线的安排 首先考虑加工顺序原则：先加工出工序基准，再加工其他表面。先加 工平面，再加工孔。先加工主要平面，再加工次要平面。 其次考虑加工成本。在满足加工要求情况下，选用车、铣和钻三种加工方 法； 因此制定了加工路线一和加工路线二。见表 2 表 2 摇枕加工路线 太原工业学院毕业设计 11 4.3. 最佳加工路线最佳加工路线 在上述的加工路线中，从机械加工效率角度考虑，选出最佳加工路线。 首先考虑机床的效率，由于上述的加工顺序选的机床类型基本相同，因此 差距不大。 其次考虑工序的分散和集中，为了使各工序加工时间分配合理，实现流水 线加工，降低操作工人的技术水平要求，应选择分散工序。 因此最终选择加工路线一。 4.4. 最佳机械加工工艺路线确定最佳机械加工工艺路线确定 根据各种辅助工序和加工工序最终安排出合理的工艺路线： 划线加工心盘面加工两端旁承面及摇枕侧面三个平台加工长槽孔及 凸耳中间平面加工旁承面四孔、摇枕侧面各孔和凸耳孔打磨毛刺、擦拭切 削液检验 5. 工序设计工序设计 5.1. 划线划线 5.1.1.中心线的确定中心线的确定 1）确定摇枕纵向中心线：摇枕两端弹簧承台中心的弹簧圆脐中心连线即为 摇枕纵向中心线； 2）确定摇枕横向中心线：以两端弹簧承台中心的弹簧圆脐中心连线的中点 垂直于摇枕纵向中心线的直线即为摇枕横向中心线。见图 5- 1 加工路线一 （1.车心盘面 （2.铣摇枕两端旁承面、侧面凸 台平面。 （3.铣凸耳中间平面以及长槽孔 （4.钻旁承孔、侧面凸台孔、固 定杠杆支点座安装孔以及钻、 扩凸耳孔 加工路线二 （1.铣摇枕心盘面、两端旁承面、 侧面凸台平面、凸耳中间平面 以及长槽孔。 （2.钻旁承孔、侧面凸台孔、固定 杠杆支点座安装孔以及钻、扩 凸耳孔 太原工业学院毕业设计 12 图 5- 1 5.1.2.划线的目的划线的目的 1）判断毛坯是符合各：以中心销孔为摇枕中心划横向和纵向中心线，并比 较该横纵向中心线与以弹簧承台圆脐为中心划出的摇枕横纵向中心线的偏差， 若偏差5mm，则毛坯合格，可进行后续加工；若偏差5mm，则毛坯不合格， 进行隔离操作。 （2）作为后续工序在装夹、找正操作中的参考，实现快速、准确装夹。 5.2. 加工心盘面加工心盘面 5.2.1.定位基准定位基准 因为摇枕外形复杂，精度低，只有弹簧承面和弹簧圆脐表面精度高，因此 以弹簧承面弹簧圆脐为定位基准，以摇枕中心销孔中心为工序基准，加工 心盘面。见图 5- 2 图 5- 2 5.2.2.工序内容工序内容 首先加工心盘内壁；然后换刀加工心盘底面；再次换刀加工心盘面中的圆 角；最后进行自检，保证零件符合加工要求。见图 2- 1 5.2.3.加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定 通过零件图分析可知心盘面加工要求较低，经过一次粗加工就可达到加工 太原工业学院毕业设计 13 要求，因此不需要尺寸计算。 5.2.4.工艺装备选择工艺装备选择 1）机床的选择 由于摇枕外形尺寸大，重达 700kg，因此选择车床时，优先考虑大型落地 车床，通过查机械加工工艺手册表表 3.1-15，选择机床型号：落地车床 C6016A。 2）刀具的选择 首先 YT 类硬质合金适合高速加工铸钢等钢料；其次含 Co 量多的适合零件 的粗加工。因此在加工心盘面时选择 YT15 为材质的内孔车刀、端面车刀和圆 弧车刀。 5.3. 加工两端旁承面及摇枕侧面三个平台加工两端旁承面及摇枕侧面三个平台 5.3.1.定位基准定位基准 本工序仍然以弹簧承面弹簧圆脐为定位基准，但以已加工心盘底面和 摇枕纵向中心平面为工序基准和测量基准进行加工、测量两端旁承面和三个凸 台平面。见图 4- 2 5.3.2.工序内容工序内容 加工摇枕两端旁承面，同时加工摇枕侧面三个平台，加工结束后，利用量 具自检，合格后送入下一道工序。见图 2- 2、图 2- 4 5.3.3.工艺装备选择工艺装备选择 1）机床的选择 因为考虑到同时铣削摇枕两端旁承面和侧面凸台，因此选用龙门铣床。 根据摇枕的尺寸，查机械加工工艺手册表表 3.1-72：选择机床型号： 龙门铣床 X2010C。 2）刀具的选择 由于铣刀形状复杂，因此选择综合性能较好，易于加工的高速钢刀具。同 时铣刀已标准化，因此可通过查表选择合适刀具。 通过查机械加工工艺手册表 4.4-4，铣刀分别选用 D80 GB1129- 85、D250 GB1129-85。 5.3.4.加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定 太原工业学院毕业设计 14 通过零件图分析可知该工序加工要求较低，经过一次粗加工就可达到加工 要求，因此不需要尺寸计算。 5.4. 加工旁承面四孔、摇枕侧面各孔和凸耳孔加工旁承面四孔、摇枕侧面各孔和凸耳孔 5.4.1.定位基准定位基准 摇枕的安装依然以弹簧承面弹簧圆脐为定位基准。但为了提高摇枕上 各孔的加工精度，通过设计钻夹具将孔的定位基准转移到加工后的摇枕心盘横、 纵向中心线及心盘下平面上，实现定位基准和工序基准的重合。见图 5- 3 图 5- 3 5.4.2.工序内容工序内容 本道工序中，要加工的孔类型和数量较多，因此在安排加工顺序时，要尽 可能减少换刀次数。因此加工内容安排如下：见图 2- 3、图 2- 5、图 2- 6 和图 2- 7、图 2- 9 1）加工两端旁承面上 24 的孔； 2）加工侧面固定杠杆支座安装孔 24； 3）加工该侧面 46 的孔； 4）加工该侧面 20 的孔； 5) 加工该侧面 27 的孔； 6) 加工另一侧面 27 的孔； 7）钻扩凸耳孔； 8）加工结束后检查零件是否合格； 5.4.3.加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定 通过零件图分析可知该工序，凸耳孔精度要求高，需要钻扩铰三次加 工，因此凸耳孔的加工需要工序尺寸的计算。其计算过程如下： 太原工业学院毕业设计 15 1）通过查机械加工工艺手册表 2.3-48：铰孔余量为 0.3mm，扩孔余量 为 1.923mm。 2）工序公称尺寸通过计算来获得，由最后一道工序开始向前依次推算，直 至毛坯为止，即可确定各工序尺寸。 计算工序尺寸： 铰孔 37.846mm-0.3mm2=37.246mm 扩孔 37.246mm-1.623mm2=34mm 钻孔 34mm 3）工序的加工经济度和表面粗糙度的确定，通过查机械加工工艺手册 表 2.2-2、表 2.2-25 得： 铰孔后为 IT6，Ra=0.8m；扩孔后为 IT8，Ra=1.25m 钻孔后选择 IT12，Ra=6.3m。 4）根据上述选择的公差等级查机械加工工艺手册表 1.4-1，并将公差 数值按“入体原则”标注在工序尺寸上。见表 3 表 3 工序的工序尺寸及其公差的计算 工序加工 名称 加工余 量/mm经济精度/mm表面粗糙度/m 工序基本尺 寸/mm 标注工序尺寸公 差/mm 铰孔0.3 R6( 0.018 0.034) 0.837.846 37.846( 0.018 0.034) 扩孔1.623 H8( + 0.039 0 ) 1.2537.246 37.246 ( + 0.039 0 ) 钻孔H12( + 0.25 0 ) 6.33434( + 0.25 0 ) 毛坯00 除了凸耳孔，其他孔加工要求较低，经过一次粗加工就可达到加工要求， 因此不需要尺寸计算。 5.4.4.工艺装备选择工艺装备选择 1）机床的选择 由于摇枕是大型零件，加工过程中零件移动不方便，因此选用摇臂钻床。 根据摇枕上孔径的大小，查机械加工工艺手册表表 3.1-30，选择机床 型号：摇臂钻床 Z35A。 2）刀具的选择 在选刀具时除了考虑加工要求，还要考虑材料性能及成本，因此尽可能选 太原工业学院毕业设计 16 择标准刀具。 通过查机械加工工艺手册表 4.3-9，钻头分别选用：D20.5 GB1438- 85、D24 GB1438-85、D27 GB1438-85、D34 GB1438-85、D46.5 GB1438-85； 查表 4.3-31，扩孔钻选用：D37.846 GB1141-84。 5.5. 打磨毛刺、擦拭切削液打磨毛刺、擦拭切削液 为了防止毛刺等影响装配甚至机器的性能，要将各加工面、各加工孔及孔 背面的毛刺打磨、清除干净，并将加工过程中飞溅、残留在摇枕表面的切削液 擦拭干净。 5.6. 检验工序检验工序 检查、检验工序是保证产品质量的关键工序之一，除了每个操作工人在操 作过程中和操作结束后自检外，在工艺过程最后阶段必须安排检验工序。在检 验平台上，利用专用量具和通用量具进行终检，发现不合格产品返修或报废， 保证加工质量 6. 最终工艺路线最终工艺路线 经过整个工艺的设计，现把工艺过程卡片写出，见表 4。 表 4 摇枕机械加工工艺过程 工序内容 工序号 工步号工步内容 定位基准设备简要说明 划线划线台检验毛坯 1车心盘内壁摇枕弹簧承车床 C6016A 太原工业学院毕业设计 17 2车心盘底面 3车圆角 4自检 面、弹簧圆 脐 1 铣摇枕两端旁承面、 侧面凸台平面 2自检 摇枕弹簧承 面、弹簧圆 脐 铣床 X2010C 测量时以工序基 准为测量基准 1铣凸耳中间平面 2铣长槽孔 3自检 摇枕弹簧承 面、弹簧圆 脐 铣床 X53T 测量时以工序基 准为测量基准 1钻旁承孔 24 2 钻侧面固定杠杆支 座安装孔 24 3钻侧面 46 的孔 4钻侧面 20 的孔 5钻侧面 27 的孔 6钻另一侧面 27 孔 7钻凸耳孔 8扩凸耳孔 9自检 已加工的摇 枕心盘、两 侧面已加工 的对称凸台 面 摇臂钻床 Z35A 打磨毛刺、擦拭切 削液 钳工工作台 检查、检验工序检验平台 太原工业学院毕业设计 18 7. 夹具的认识夹具的认识 夹具是使工件相对于其他工艺设备有一个正确位置并保持不变的设备，是 机械加工工艺装备中的重要组成部分。 首先夹具可以实现工件的精确定位；其次其操作简单、迅速，减少工序辅 助时间且易实现多工位、多工件加工，缩短加工时间，可以降低加工成本，提 高机床的生产效率；同时在加工过程中使用夹具可以避免划线、找正、对刀等 操作，大大降低工人的操作技术水平要求和劳动强度，改善了工人的工作环境； 最后，工艺人员可以设计夹具来扩大机床的加工工艺范围，提高机床的利用率。 因此设计夹具有很大的意义。夹具主要由定位装置、刀具导向装置、夹紧 装置、连接元件、夹具体及其他装置组成。见图 7- 1 定位装置用于保证工件在夹具上有相对正确的位置；刀具夹紧装置用于引 导刀具或调整刀具的相对位置；夹紧装置为工件提供夹紧力，用于固定工件； 连接元件用于确定工件相对于机床的位置，并将工件固定在机床上；夹具体是 夹具的基体，用于连接夹具各装置，使其成为整体；其他装置是夹具设计过程 中根据实际生产情况设计制造的专用装置，包含分度装置、防错装置等。 图 7- 1 太原工业学院毕业设计 19 8. 问题的提出问题的提出 通过分析分析摇枕的零件图等原始资料，结合之前设计的机械加工工艺流 程，可以知道： 摇枕是大批量生产的大型复杂零件，其毛坯是铸件，零件精度较低，需要 加工的表面较多。其中平面加工相对来说比较好加工，而孔加工则复杂很多。 首先看到在零件上分别有 2 个 20.6、6 个 24、6 个 27、1 个 37.846、1 个 46 的孔，总共 5 类 16 个孔；其次，这 16 个孔分别分布在零件 顶面和两侧面，这进一步增加了孔加工的难度。 因此为了保证加工质量，提高车间的生产效率，降低成本和劳动强度，经 过与指导老师协商，决定设计工序加工摇枕上各个孔的钻夹具。 9. 钻夹具的设计钻夹具的设计 9.1. 设计方案的确定设计方案的确定 根据零件的结构和加工工艺，在初期设计了方案： 在该方案中，夹具通过夹具体底面和摇臂钻床工作台采用 T 型螺栓连接， 确定夹具相对机床的位置；钻模板和支撑件直接相连，并通过组合和变形平面 定位元件、V 型铁以及侧面支撑钉实现零件在支撑件上的六点定位，以理论上 的摇枕横向、纵向中心线以及弹簧承面为定位基准，用于确定孔的加工位置； 其中钻模板由钻模板一和钻模板二组成，为了保证零件的安装顺利，钻模板一 是可拆卸的，当装载零件时，将该模板拆卸下来，零件安装完成后，再利用一 面二孔定位原理保证钻模板之间的相对位置并用螺旋夹紧元件固定钻模板二。 在操作时，工人只需要取下钻模板二，就可以实现零件的安装，操作简单、迅 速，降低了工人的强度。 后来通过与指导老师讨论，结合老师的工作经验，发现了初期方案中一些 不合理的地方，其中最主要的问题是定位基准选择过于理想，忽略了毛坯的误 差。由于零件毛坯是铸件，整体精度较低，无法保证加工精度，因此应采用已 加工表面为定位基准。为此对方案进行了改进，重新选择了定位基准，改变了 钻模板的结构。 9.2. 夹具整体结构及操作夹具整体结构及操作 本夹具主要由夹具体、定位元件、钻套、钻模板、螺旋夹紧装置、连接元 件、分度装置组成。见图 9- 1 太原工业学院毕业设计 20 在操作时，先通过 T 型螺栓将夹具固定在摇臂钻床上；其次将零件安放在 支撑件上，并通过组合和变形平面定位元件、V 型铁以及侧面支撑钉实现定位， 保证零件的相对位置；接着在零件的两端使用螺旋夹紧装置螺母夹紧固定 零件；然后安放钻模板，安放过程中，以已加工的摇枕心盘、两侧面已加工的 对称凸台面为定位面并用螺栓固定，保证钻模板相对零件的位置，确保加工精 度；最后开始加工零件，当加工完一个平面上的孔后，通过分度装置实现零件 的精