推动架零件机械加工工艺规程及工艺装备设计说明书

推动架零件机械加工工艺规程

及工艺装备设计说明书

作者:

口期:

个人收集整理勿做商业用途

机械制造工艺学课程设计实例

机械制造工艺学

课程设计说明书

设计题目设计“推动架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备

生产纲领为中小批量生产。

设计者:__________

指导老师：XXX

XX师范大学

教研室

2009年1月4日

3

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目录

序言..................................................................4

零件的分析

1零件的作用..........................................................4

2零件的工艺分析......................................................4

二.毛坯制造

1确定毛坯的制造形式.................................................5

--工艺规程设计

1基面的选择..........................................................5

2制定机械加工工艺路线...............................................5

四.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

lo面的加工（所有面）.................................................7

2.孔的加工...........................................................7

五.确定切削用量及基本工时

1.工序I切削用量及基本时间的确定....................................9

2.工序H切削用量及基本时间的确定..................................10

3.工序in切削用量及基本时间的确定..................................11

4.工序IV切削用量及基本时间的确定...................................12

5.V切削用量及基本时间的确定......................................13

6o工序VI的切削用量及基本时间的确定.................................14

7.工序VIII的切削用量及基本时间的确定................................15

8.工序IX的切削用量及基本时间的确定.................................16

9.工序X的切削用量及基本时间的确定................................16

六.夹具的选择与设计..................................................16

1.夹具的选择......................................................17

2.夹具的设计.......................................................17

七.选择加工设备

1.选择机床，根据不同的工序选择机床。................................

18

八.选择刀具

1.选择刀具，根据不同的工序选择刀具.................................18

九.选择量具

1.选择加工面的量具.................................................19

2.选择加工孔量具...................................................19

5

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3.选择加工槽所用量具...............................................19

参考文献.............................................................19

序言

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.

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给定的零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零

件,①32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴,靠近（p32mm孔左端处一棘轮，在棘轮

上方即（pl6mm孔装一棘爪，（pl6mm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（P32mm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。

（二）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，（p32、（pl6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：

1o甲32mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括:（p32mm的两个端面及孔和倒角，（pl6mm的两个端面

及孔和倒角。

2。以（pl6mm孔为加工表面

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这一组加工表面包括，(pl6mm的端面和倒角及内孔(plOmm、M8—6H的内

螺纹，(p6mm的孔及12()。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)(p32mm孔内与(p!6mm中心线垂直度公差为0.10；

(2)<p32mm孔端面与(pl6mm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，

然后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

二、毛坯的制造

1.确定毛坯的制造形式

根据零件材料HT200,确定毛坯为灰铸铁，生产类型为中小批量，可采用一

箱多件砂型铸造毛坯。由于(p32mm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。

三、工艺规程设计

(一)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。

(1)粗基面的选择

对般的轴类零件来说，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大

的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆作为粗

基准.

(2)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632的孔和(pl6的孔作为精基准。

(二)制定机械加工工艺路线

(1)工艺路线方案一

工序I铳(p32mm孔的端面

T.序II铳初6mm孔的端面

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工序III铳（p32mm孔和（pl6mm孔在同一基准的两个端面

工序IV铳深9。5mm宽6mm的槽

工序V车（plOmm孔和（p16mm的基准面

工序VI钻和钻、半精较、精较（p16mm孔，倒角45°.用

Z525立式钻床加工。

工序VII钻、扩、较（p32mm,倒角45。。选用Z550立式钻床加工

工序VIII钻半、精较、精较（pl6mm，倒角45°.选用Z525立式钻床

工序IX钻螺纹孔（p6mm的孔，攻丝M8-6H.选用Z525立式钻床加工

工序X钻（p6mm的孔，钩120。的倒角。选用Z525立式钻床加工

工序XI拉沟槽R3

（2）工艺路线方案二

工序I铳（p32mm孔的端面

工序n铳（pl6mm孔的端面

工序III铳（p32mm孔和（pl6mm孔在同一基准的两个端面

工序IV铳深9。5mm宽6mm的槽

工序V车（plOmm孔和（pl6mm的基准面

工序VI钻、扩、较（p32mm，倒角45。。选用Z535立式钻床加工

工序VII钻（plOmm和钻、半精较、精―（pl6mm孔,倒角45。。用

Z535立式钻床加工

工序VIII钻半、精较、精较（pl6mm，倒角45。。选用Z525立式钻床

工序IX钻螺纹孔甲6mm的孔,攻丝M8-6H,选用7525立式钻床加工

工序X钻（p6mm的孔，钩120。的倒角。选用Z525立式钻床加工

工序XI拉沟槽R3

（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。方案一是先加工钻（plOmm和钻、半精较、精较（pl6mm的孔，然后以

孔的中心线为基准距离12mm加工钻、扩、较（p32mm，倒角45。,而方案二则与

此相反，先钻、扩、钦（p32mm，倒角45。，然后以孔的中心线为基准距离12mm

钻（pl6mm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。因此,选择方案二是比较合理的.

（4）确定工艺过程方案

表3.1拟定工艺过程

工序号工序内容简要说明

010一箱多件沙型铸造

020进行人工时效处理消除内应力

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030涂漆防止生锈

040铳（p32mm孔的端面先加工面

050铳（pl6mm孔的端面

060铳（P32mm孔和（p16mm孔在同一基准的两个端面

070铳深9。5mm宽6mm的槽

080车（pl0mm孔和（pl6mm的基准面

090钻、扩、铁中32mm,倒角45。

0100钻（plOmm和钻、半精较、精较6mm孔，倒角45。

0110钻半、精铁、精被（pl6mm，倒角45。

0120钻螺纹孔（p6mm的孔，攻丝M8-6H

0130钻（p6mm的孔，B120。的倒角后加工孔

0140拉沟槽R3

0150检验

0180入库

四.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“推动架”零件材料为灰铸铁HT200,毛坯重量约为0.72kg.生产类型为中

小批量，可用采一箱多件砂型铸造毛坯。

根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸

及毛坯尺寸如下：

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2mme根据《机

械加工工艺手册》表2.3—5加工的长度的为50mm、加工的宽度为5（）mm,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）（p32mmo

毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7〜IT8之间.查《机械加

工工艺手册》表2.3—48确定工序尺寸及余量。

钻孔：31mm。2z=16.75mm

扩孑L:o31.75mm2z=lo8mm

粗较：（p31.93mm2z=0o7mm

精钱:o32H7

（2）（pl6mm.

毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7〜IT8之间.查《机械加工

工艺手册》表2.3-48确定工序尺寸及余量。

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钻孔：（pl5mm.2z=0o85mm

扩孔:（pl5。85mm2z=0.1mm

粗钱:（p15.95mm2z=0.05mm

精较：（pl6H7

（3）（p16mm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

加工工艺手册》表2。3-48确定工序尺寸及余量。

钻孔：（pI5mm2z=0.95mm

粗钱：（pl5o95mm2z=0o05mm

精较：（p!6H8

（4）钻螺纹孔（p8mm

毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8〜IT9之间。查《机

械加工工艺手册》表2。3-48确定工序尺寸及余量.

钻孔：＜p7.8mtn2z=0.02mm

精钱：（p8H7

（5）钻（p6mm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

加工工艺手册》表2。3-48确定工序尺寸及余量。

钻孔：q）5o8mm2z=0.02mm

精校:（p6H7

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4.1用查表法确定各加工表面的总余量

加工表面基本加工余加工余量说明

尺寸量等级数值

（p27的端面92H4.0顶面降一级，单侧加工

（P16的孔0)16H3.0底面，孔降一级，双侧加工

（p50的外圆端面45G2.5双侧加工（取下行值）

（p32的孔①32H3o0孔降一级，双侧加工

（p35的两端面20G2.5双侧加工（取下行值）

（p16的孔①16H3o0孔降一级，双侧加工

表4。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

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(p27的端面•92-4.0963o2

<pl6的孔①166(pl02.2

(p50的外圆端面455502.8

(p32的孔032600(p262。6

(p35的两端面205252o4

(p16的孔①166(pl02.2

图4.1所示为本零件的毛坯图

图4.1零件毛坯图

五.确定切削用量及基本工时

1.T序【切削用量及基本时间的确定

(1)切削用量

本工序为铳(p32mm孔的端面。已知工件材料为HT200,选择高速钢圆柱铳

刀直径d=60mm,齿数z=10。根据资料选择铳刀的基本形状，rn=10°,a0=12°,

B=45。已知铳削宽度a^=2.5mm,铳削深度a尸=50mm故机床选用XA6132卦式

铳床。

1)确定每齿进给量f2

根据资料所知，XA6132型卧式铳床的功率为7.5kw,工艺系统刚

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性为中等。查得每齿进给量fz=0.16~0.24mm/z、现取fz=0.16mm/z<）

2）选择铳刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为lo5mm,铳刀直

径d=60mm,耐用度T=180min。

3）确定切削速度

根据资料所知，依据铳刀直径d=60mm,齿数z=10,铳削宽度a,二2。

5mm，铳削深度ar=50mm,耐用度T=180min时查取Vc=98mm/s,

n=439r/min,Vf=490mm/so

根据XA6132型立式铳床主轴转速表查取,nc=300r/min,VfC=475mm/So

则实际切削：

v_叫黑

3.14x60x3。。=56。52m/min

1000

实际进给量:

f=X

1zc

4Z

475

f..=-----------=0o16mm/z

t300x10

4）校验机床功率

根据资料所知,铳削时的功率（单位kw）为：当tz=0ol6mm/z,ap=5（Jmm,

3^=2.5111171,Vr=490mm/s时由切削功率的修正系数=Pt.t.=3.5kw,

P,尸0.8kwo

根据XA6132型立式铳床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率

PCJP.XP”

PCW1=7o5X0o8=6>Pcr=3o5kw

因此机床功率能满足要求。

⑵基本时间

根据资料所知高速钢圆柱铳刀铳面基本时间为：

2x1

tnt

2x(504-60)

=4.6min

300x0.16

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2.工序II切削用量及基本时间的确定

(1)切削用量

本工序为铳(p16mm孔的端面。选择高速钢圆柱铳刀直径d=50mm,

齿数z=8o已知铳削宽度ae=2.5mm,铳削深度aP=35mm故机床选用

XA6I32卧式铳床。

1)确定每齿进给量fz

根据资料所知，查得每齿进给量fz=0・20~0.30mm/z、现取

fz=0.20mm/Zo

2)选择铳刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm,耐用度

T=180mino

3)确定切削速度和每齿进给量f:c

根据资料所知，依据上述参数，查取Vc=73mm/s,

n=350r/min,VF390n)m/s.

根据XA6132型立式铳床主轴转速表查取，nc=150i7inin,Vfc=350min/s。

则实际切削：

VL皿

1000

3.14x50x150/.

V=--------------------=23.55m/min

L1000

实际进给量：

35()

“150x10

4)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〃*=l，则P,,二2。3kw,P，,=0.8kw,PE=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铳刀铳面基本时间为：

2x/

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2x(15+30+20)

二4。3min

150x0.20

3.工序UI切削用量及基本时间的确定

(1)切削用量

本工序为铳(p32mm孔和(p16mm孔在同一基准上的两个端面，所选刀具

为高速钢圆柱铳刀其直径为d=6()mm,齿数z=8o其他与上道工序类似。

1)确定每次进给量fz

根据资料，查得每齿进给量fz=U。2。〜现取fz二。。

20mm/Zo

2)选择铳刀磨钝标准及耐用度

根据资料，铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为0o8mm,耐用度

T=180mino

3)确定切削速度和每齿进给量f

根据资料所知，依据上述参数，查取Vc=85mm/S,

n=425r/min,Vr=438inm/so

根据XA6132型立式铳床主轴转速表查

取,nc=250r/min,Vlc=400mm/s.

则实际切削：

_矶0

Vvc-7W

V=3.14X60X250=47O5/崂

1000

实际进给量:

fZC

ncz

400

=0.2mm/z

250x8

4)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〃g=1,

则P-2o5kw,Pc/=0.8kw,P.=7.5,依据上述校验方法可知机

床功率能满足要求。

(2)基本时间

根据资料所知高速钢圆柱铳刀铳面基本时间为：

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2x/

(xf:

2x(35+50+60)

二5.8min

250x0.20

4.工序IV切削用量及基本时间的确定

(I)切削用量的确定

本工序为铳深9.5mm,宽6mm的槽。所选刀具为切槽铳刀，铳刀直径d=6mm,

根据资料选择铳刀的基本形状=ao=2O°,己知铳削宽度a,=3mm,铳削深

度aP=9mm故机床选用XA6132卧式铳床。

1)确定每齿进给量f2

根据资料所知，用切槽铳刀加工铸铁，查得每齿进给量fz=()o

52〜0.10mm/z、现取fz=O。52mm/z.

2)选择铳刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，用切槽铳刀加工铸铁，铳刀刀齿后刀面的最大磨损

量为0.20mm,耐用度T=60mino

3)确定切削速度和每齿进给量Q

根据资料所知，依据铳刀直径d=6mm,铳削宽度a«=3mm,铳削深

度aP=9mm,耐用度T=60min时查取Vc=98mm/s,n=439r/inin,

Vf=490inm/so

根据XA6132型立式铳床主轴转速表查取,nc=300r/min,Vfc=475mn/so

则实际切削：

也叫

1000

3.14x6x475

=8o49m/min

1000

实际进给量:

16mm/z

300x10

4)机床功率

据资料可知，切削功率的修正系数k“二l,则PTZWkwP/O。

8kw,可知机床功率能满足要求。

(2)时间

根据资料所知高速钢圆柱铳刀铳面基本时间为:

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2x/

&x工

4x(27+6)

二2。75min

300x0.16

5.V切削用量及基本时间的确定

（1沏削用量

本工序为车端面、钻孔（pl（）、车孔（pl6、孔口倒角，加工条件为：工件材

料为HT200,选用CA6140车床。刀具选择:选择高速钢麻花钻，do=（pl0mm,钻

头采用双头刃磨法，后角ao=120。，45度车刀。

1）钻孔切削用量

查《切削用量手册》/=0.70~0.86〃%〃/〃

%=2%=2.6<3所以/=0.70加机"，按钻头强度选择

f=].55mm/r按机床强度选择f=0.63〃〃刀〃，最终决定选

择机床已有的进给量/=0.48mm”经校验&=7085<F,nax

校验成功.

2）钻头磨钝标准及寿命：

后刀面最大磨损限度（查《切削用量手册》）为Oo5〜0.8mm,寿命

T=60min.

切削速度，查《切削用量手册》：

.lOmm/r修正系数K7V=1.0KMV=1.0右=1.0

Kxv=\.5Ky=1.0Kapv=10故匕=15〃制〃

1000v_1000x15

n==530.7r/min

s3.14x9

查《切削用量手册》机床实际转速为支=452"min

故实际的切削速度匕.=空空=12.776〃2/〃

1000

3）校验扭矩功率

M,=13NmMm=144.2Nm所以M,<Mm

乙=1.7~2.04卬〈已故满足条件，校验成立.

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（2）计算工时:

£1/=261lL=0I4n.n

mnf452x0.7

6。工序VI的切削用量及基本时间的确定

（1）切削用量

本工序为钻（P32mm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=（）o20mm/ro

2）选择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0o8mm,耐用度

T=50mino

3）确定切削速度V

由表5—132,c=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/min0根据Z535立式钻床说明书选择主轴实

际转速.

（2）基本时间

钻（p32mm深45mm的通孔，基本时间为25s

7.工序VIII的切削用量及基本时间的确定

（1）切削用量

本工序为钻、半精较，精较（pl6mm的孔。较刀选用（pl5o95的标准高速

钢钱刀,ro=O,ao=8°,k「=5°较孔扩削用量:

1）确定进给量f

根据参考文献三表2。4—3查出f表=0.65〜1。4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2.4—20取V表=14。2,切削速度的修正系数可按表

2.4-20查出，kmv=lo

生=681-15=3.89

at12x0-0.104

故K加=0.87

故V表'=14。2X0o87X1=12.35m/min

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1000/表1000x12.35

=248.6/7min

;rdo乃x15.81

根据Z525机床说明书选择n=275r/min,这时实际的较孔速度V为:

4办〃_乃x15.81x275

=13.65/min

1()00—100()

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

半精较：d()=15。85mm,f=0.5min/r,n=574r/min,v=25。8m/min

精较：d行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：

/_/+/+/2

T

小时

式中，n=400,f=0.3J=27o5mm,li=12=5mm

27.5+5+5

=0.31min

400x0.3

2）半精较基本工时:

11=ctgkr+(1~2)=685T5*45。+(1~2)=1.75~2.75

L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取li=3mm,12=4mm,

27.5+3+4

=0.126min

530x0.5

3）精锐基本工时:

iD-cl115.85—15.85._..___「__

11=------ctgkr-}-(1~2)=------------c/g45n+(1~2)=2.77~3.77

取h=4mm,12=2mm。1=27.5mm

27.5+4+2

Tj=0.185min

275x0.7

8.工序IX的切削用量及基本时间的确定

（1）切削用量

本工序为钻螺纹孔（P6mm、攻丝M8—611,刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径

d二6mm,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

查表得，钻头后到面最大磨损量为0。6nlm，耐用度T=20min。

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3）确定切削适度V・J，一

查表得，c=670MPa的HT200的加工性为5类，进给量可取

f=0.16mm/r；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e6mm螺纹孔,攻丝，基本时间为45s。

9。工序X的切削用量及基本时间的确定

本工序为钻（p6mm的孔，钩120°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=6mnb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

查表得，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

查表得，6二670MPa的HT200的加工性为5类,暂定进给量-0。

16mm/ro查得v=16m/min。根据Z523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（p6mm深8mm的通孔,基本时间约为6s。

最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，

一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表.

六.夹具的选择与设计

1O夹具的选择.

本零件除粗铳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。

2.夹具的设计

（1）定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择孔（P32mm和端面为基准定位，侧面加定

位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。

（2）切削力和卡紧力计算

本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。

钻削轴向力：

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耳=CFkFf/d^=1000x1.Ox0.2°X80=2528N

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扭矩

y,08-6

T=CTd^fk,=0.305x80xl.0=1.01xION・M

卡紧力为E=%^=8.4N

取系数Sl=1.5S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为F=S