機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)論文劉祥平

畢業(yè)論文 題 目 推動架及其加工夾具的設計 學生姓名 劉祥平 年 級 機制一班 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 張玉蘭 2017 年 4 月 25 日 前 言 本文是有關推動架工藝步驟的說明和機床夾具設計方法的具體闡述。工藝設計是在學習機械制造技術工藝學及機床夾具設計后，在生產實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，根據零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量。 據資料所示，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量。 目 錄 摘要 (1) 關鍵詞 （1） 引言（或緒論）（2） 一、機械加工工藝規(guī)程 （2） （一） 、機械加工工藝規(guī)程制訂 （2） （二） 、機械加工工藝規(guī)程的種類（2） （三） 、制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料（3） 二、零件的分析（3） （一） 、零件的作用（3） （二） 、零件的工藝分析（3） 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖（4） （一） 、零件的結構與工藝分析 （4） （二） 、毛坯的選擇（4） 四、選擇加工方法，制定工藝路線（6） （一） 、機械加工工藝設計（6） （二） 、制定機械加工工藝路線 （7） （三） 、工藝方案的比較與分析 （8） 五、選擇加工設備及刀具、夾具、量具（9） （一） 、選擇加工設備與工藝設備（9） （二） 、確定工序尺寸 （12） 六、確定工序 III 切削用量及基本時間 （14） （一） 、工序 III 切削用量（14） （二） 、工序 III 時間計算（14） 七、夾具設計（16） （一） 、定位基準的選擇（16） （二） 、切削力和卡緊力計算（16） （三） 、定位誤差分析 （17） （四） 、夾具設計及操作的簡要說明（17） 結論 （17） 參考文獻（18） 致謝（19） 附圖 1 推動架及其加工夾具的設計 摘 要 本設計的內容可分為機械加工工藝規(guī)程設計和機床專用夾具設計兩大部分。首先，通過分析 B6065 刨床推動架，了解到推動架在 B6065 刨床加工中的作用。運用機械制造技術及相關課程的一些知識，解決推動架在加工中的定位、加緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質量。其次，依據推動架毛坯件和生產綱領的要求及各加工方案的比較，制定出切實可行的推動架加工工藝規(guī)程路線。最后，根據被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及相關方面的書籍，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計的方案，設計出高效、省力、經濟合理并且能保證加工質量的夾具。 關鍵詞 機械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 推動架 2 引 言 本文是有關推動架工藝步驟的說明和機床夾具設計方法的具體闡述。工藝設計是在學習機械制造技術工藝學及機床夾具設計后，在生產實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，根據零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量。 據資料所示，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量。 一、機械加工工藝規(guī)程 (一)機械加工工藝規(guī)程制訂 1、生產過程與機械加工工藝過程 生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。 機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。 機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。 規(guī)定產品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下： （1）機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。 （2）機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定進度計劃，實現優(yōu)質高產和低消耗。 （3）機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。 （二）機械加工工藝規(guī)程的種類 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。 機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。 機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。 是生產過程的一部分，是對零件采用各種加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學物理性能，使之成為合格零件的全部勞動過程。工藝是使各種原材料、3 半成品成為成品的方法和過程工藝過程。在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品和半成品的過程。 （三）制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 1、制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料： （1）產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。 （2）毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。 （3）車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。 （4）各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。 2、機械加工工藝規(guī)程的作用 、作用和格式 （1）工藝規(guī)程是生產計劃、調度、工人操作、質量檢查的依據。 （2）工藝規(guī)程是生產準備（包括技術準備）工作的基礎。 包括技術關鍵分析與研究，專用工裝設計和制造或采購，原材料及毛坯的供應，設備改造或新設備的購置或定做。 （3）工藝規(guī)程是設計新建和擴建車間（工廠）的基礎。 包括確定生產需要的機床種類和數量，確定機床布置和動力配置，確定車間面積，確定工人的工種和數量二、機械加工工藝規(guī)程的格式。 二、零件的分析 （一）零件的作用 據資料所示，可知該零件是 B6065 牛頭刨床推動架，是牛頭刨床進給機構的中小零件，32mm 孔用來安裝工作臺進給絲杠軸，靠近 32mm 孔左端處一棘輪，在棘輪上方即16mm 孔裝一棘爪，16mm 孔通過銷與杠連接桿，把從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪杠桿使推動架繞 32mm 軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉動，實現工作臺的自動進給。 （二）零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為 HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 由零件圖可知，32、16 的中心線是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組： 1、32mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：32mm 的兩個端面及孔和倒角，16mm 的兩個端面及孔和倒角。2、以 16mm 孔為加工表面 這一組加工表面包括，16mm 的端面和倒角及內孔 10mm、M8-6H 的內螺紋，6mm的孔及 120倒角 2mm 的溝槽。 4 這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是： 1、32mm 孔內與 16mm 中心線垂直度公差為 0.10。 2、32mm 孔端面與 16mm 中心線的距離為 12mm。 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有關面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 （一）零件的結構工藝性分析 是指在滿足使用要求的前提下制造該零件的可行性和經濟性。功能相同的零件，其結構工藝性可以有很大差異。所謂結構工藝性好，是指在現有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。 1、熟悉或確定毛坯 確定毛坯的主要依據是零件在產品中的作用和生產綱領以及零件本身的結構。 毛坯的種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件等 2、擬訂機械加工工藝路線 （1）定位基準的選擇 （2）加工方法的確定 （3）加工順序的安排 （4）熱處理、檢驗及其他工序的安排 3、確定滿足各工序要求的工藝裝備（機床、刀具、夾具、量具）對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備應提出具體的設計任務書。 4、確定各主要工序的技術要求和檢驗方法 5、確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差 6、確定切削用量 7、確定時間定額 8、填寫工藝文件 （二） 、毛坯的選擇 1、毛坯的類型和特點 （1）鑄件 常用作形狀比較復雜的零件毛坯 （2）鍛件 兩種：自由鍛件、模鍛件 （3）型材 兩種：熱扎、冷拉 （4）形材焊接件 根據需要將型材和鋼板焊接成零件毛坯 2、毛坯選擇的原則 （1）零件對材料的要求 （2）生產綱領的大小 （3）零件的結構形狀和尺寸大小 （4）現有生產條件 5 根據零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為 0.72kg。生產類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于 32mm 的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。 由參考文獻可知，差得該鑄件的尺寸公差等級 CT 為 810 級，加工余量等級 MA 為 G級，故 CT=10 級，MA 為 G 級。 表 3-1 用查表法確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數值 說明 27 的端面 92 H 4.0 頂面降一級，單側加工 16 的孔 16 H 3.0 底面，孔降一級，雙側加工 50 的外圓端面 45 G 2.5 雙側加工（取下行值） 32 的孔 32 H 3.0 孔降一級，雙側加工 35 的兩端面 20 G 2.5 雙側加工（取下行值） 16 的孔 16 H 3.0 孔降一級，雙側加工 表 3-2 由參考文獻可知，鑄件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 CT 27 的端面 92 4.0 96 3.2 16 的孔 16 6 10 2.2 50 的外圓端面 45 5 50 2.8 32 的孔 32 6.0 26 2.6 35 的兩端面 20 5 25 2.4 16 的孔 16 6 10 2.2 圖 3-1 所示為本零件的毛坯圖 6 263 25.502.43+.50 ?50?35 27R25815599.圖 3-1 零件毛坯圖 四、選擇加工方法，制定工藝路線 （一）機械加工工藝設計 1、基準的概念與分類 （1）設計基準：設計基準是設計圖樣上所采用的基準。 （2）工藝基準：零件在工藝過程中所采用的基準。 2、定位基準的選擇 （1） 粗基準的選擇 粗基準： 未經機械加工的定位基準稱為粗基準。機械加工工藝規(guī)程中第一道加工工序所采用的定位基準都是粗基準。 1）保證相互位置精度要求的原則如要保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，應以不加工面為粗基準。 2）保證加工表面加工余量合理分配的原則 如要首先保證工件某重要表面的余量均勻，應選擇該表面的毛坯面為粗基準。 3）便于工件裝夾的原則選擇粗基準時，必須考慮定位準確，夾緊可靠以及夾具結構簡單、操作方便等。這樣要求選用的粗基準盡可能平整、光潔和足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊，澆鑄澆口，或其他缺陷。 4）粗基準一般不得重復使用的原則若能采用精基準定位，粗基準一般不應被重復的使用 （2） 精基準的選擇 精基準：以機械加工過的表面作為定位基準。2出發(fā)點：保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。 1）基準重合原則： 7 盡可能的選擇被加工表面的設計（工序）基準為精基準 2）基準統(tǒng)一原則： 工件以某一精基準定位，可以比較方便的加工大多數或所有其他表面，則應盡可能的把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序均以它為精基準加工其他表面。3）互為基準原則 4）自為基準原則 5）便于裝夾原則所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。 3、在實際生產中，經常使用的統(tǒng)一基準形式有： （1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準； （2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準； （3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準； （4）套類零件用一長