牛頭刨床推動(dòng)架設(shè)計(jì)說明書

1、第1章零件的分析1.1. 算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型所給任務(wù)的零件（如附圖一）是牛頭刨床上的一個(gè)推動(dòng)架?，F(xiàn)假定該機(jī)器年產(chǎn)量為6000件/年。且每臺(tái)機(jī)器中僅有一件，若取具備品率為5%機(jī)械加工廢品率為2%則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Qn（1+5%+2%伊/年=6420件/年。由上式可知，該零件的年產(chǎn)量為6420件，由零件的特征可知，它屬于機(jī)體類小零件，因此，可以確定其生產(chǎn)類型為單件大批量生產(chǎn)。圖1.2. 零件的作用本設(shè)計(jì)任務(wù)給定的零件是牛頭刨床上的推動(dòng)架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中是零件32孔裝工件臺(tái)進(jìn)給絲杠，靠近32孔左端處裝一棘輪（與32孔軸線）。在棘輪上方，即16孔（與32孔軸線垂直）處裝一棘爪，把

2、運(yùn)動(dòng)傳到軸上并使軸單向旋轉(zhuǎn)。16孔通過銷和杠桿連接，從電動(dòng)機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過偏心輪，同時(shí)在杠桿的作用下推動(dòng)架繞32軸心線擺動(dòng)，同時(shí)，棘爪撥動(dòng)棘輪，使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給。其運(yùn)動(dòng)原理如圖二。1.3. 零件的工藝性分析和零件圖的審查該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的垂直度，某些地方需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。推動(dòng)架有三組加工表面，兩組之間有垂直度的要求?，F(xiàn)在分述如下：(1)以32為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個(gè)32的孔及其倒角，一個(gè)滴油孔和一個(gè)油槽及其兩個(gè)端

3、面，其中32.,孔及其端面為主要加工表面。(2)以16孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個(gè)16的孔及其倒角，一個(gè)M8-6H的螺紋孔。(3)以16為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個(gè)16的孔深度為24一個(gè)10的孔以及一個(gè)寬度為6,深度為9.5的槽。其中16孔軸線與32孔的軸線有個(gè)垂直度的要求。有以上分析可知，對(duì)于這三組加工表面而言，可以先對(duì)其中一組表面進(jìn)行加工，然后借助與專用夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度的要求。10第2章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1. 選擇毛坯推動(dòng)架是一個(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時(shí)要求強(qiáng)度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵

4、材料HT20Q鑄鐵材料是最常見的材料，具優(yōu)點(diǎn)是：容易成型，切削性能好，價(jià)格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強(qiáng)度和表面硬度，可在加工過程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時(shí)為了消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)效處理（如果需要的話）。由于零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進(jìn)行鑄造，結(jié)合零件和經(jīng)濟(jì)的考慮，最好用砂型鑄造的方法。毛坯如下圖三2.2. 定位基準(zhǔn)的選擇本零件是有精度較高要求的孔的零件，平面和孔是設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn)，在加工時(shí)，應(yīng)盡量以大平面為基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇：通過對(duì)零件的分析，選取50尺寸右側(cè)外壁為粗基準(zhǔn)，對(duì)32孔進(jìn)行加工。見圖二精基準(zhǔn)的選

5、擇：精基準(zhǔn)主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算，選擇孔32及其端面為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。如下圖三2.3. 零件加工方法的選擇本設(shè)計(jì)任務(wù)給的零件需要加工的表面有：端面、內(nèi)孔、槽、油槽、圓角等，其加工方法如下：(1)32孔左端面：是重要表面，有粗糙度要求，也是定位基準(zhǔn)面，先用銃刀進(jìn)行粗加工，再精加工以達(dá)要求。(2)32孔右端面：是重要表面，由于零件形狀不能有車削，也考慮用銃刀進(jìn)行粗精加工以達(dá)要求。(3)32孔：是重要表面，可通過鉆孔擴(kuò)孔再鎮(zhèn)孔加工達(dá)到要求。(4)16孔：表面粗糙度為3.2為重要表面，可鉆孔擴(kuò)孔較孔以達(dá)到要求。(5)16孔兩端面：不是重要表面，表面粗糙

6、度R25,只要鑄造完，再對(duì)其進(jìn)行粗加工即可。(6)上端10孔：表面粗糙度R12.5,不是重要表面，只需鉆孔加工即可(7)上端16孔：表面粗糙度R3.2,為重要表面，由于零件形狀關(guān)系，考慮對(duì)其不便加工原因，可選擇從上端10孔進(jìn)入用鏈床進(jìn)行鏈孔。(8)上端寬6深9.5的槽：不是重要表面，粗糙度要求為R12.5,用銃刀粗加工即可。(9)32孔內(nèi)高度為2的油槽：不是重要表面，用鉆頭進(jìn)行加工就可達(dá)到要求。(10)32孔上的滴油：不是重要表面，只需鉆孔即可。(11)圓角：只有R1的圓角，可用立銑刀周銑出圓角。2.4. 工藝路線的制訂由于是單件大批量生產(chǎn)，故加工工藝采用工序集中原則。工序1：鑄造，考慮到零件

7、形狀和經(jīng)濟(jì)性問題，采用組合砂型鑄造。工序2:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)，粗銃50尺寸左端面。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn),鉆擴(kuò)32孔。工序4:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)，加工32孔內(nèi)R=3的油槽。工序5:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)校下方16孔及倒角。工序6:以50尺寸左端為定位半精基準(zhǔn)，粗銃32孔右端面。工序7:以50尺寸左端為定位半精基準(zhǔn)，半精銃32孔右端面。工序8:鉆M8螺紋孔及較螺紋。工序9:鉆硝孔，鉆16孔，鉆10孔，擴(kuò)16孔，手錢孔工序10：銑深度為9.5寬為6的槽。工序11：沖箭頭。工序12:終檢。工序1：鑄造，考慮到零件形狀和經(jīng)濟(jì)性問題，采用砂型鑄造。工序2:以50尺

8、寸右端為定位粗基準(zhǔn)定位，車50尺寸左端面。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)32孔，先加工至30工序4:加工30孔內(nèi)R=3的油槽。工序5:擴(kuò)30的孔至32。工序5:鉆擴(kuò)錢16孔及倒角。工序6:粗銃32孔右端面。（不到尺寸）工序7：半精銃32孔右端面。工序8:鉆32孔內(nèi)6的油孔。工序9:鉆M8螺紋孔及較螺紋。工序10:鉆銷孔，鉆10的孔，鎮(zhèn)16的孔。工序11：銑深度為9.5寬為6的槽。工序12：沖箭頭。工序13：終檢。上述兩個(gè)工藝方案的不同之處在與：在加工上端16孔時(shí)用的加工方法不同，考慮到加工的方便性和加工的合格度，我們選取了第二種加工方案中的加工方法。經(jīng)過在分析和修改，我們最終確定的加

9、工方案如下：工序1：鑄造，考慮到零件形狀和經(jīng)濟(jì)性問題，采用砂型鑄造。工序2：時(shí)效處理。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)定位，車50尺寸左端面。選擇CA6140車床進(jìn)行車削加工。車端面并倒角。工序4:以50尺寸右端為定位粗基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)32孔，先加工至30。選才?CA6140車床進(jìn)行鉆削加工。工序5:取出工件用R=3的氈子加工孔內(nèi)R=3的油槽。工序6:加工30的孔至32,定位和車床選擇如前。工序7:粗銃32孔右端面。(不到尺寸)，采用專用夾具和X62W型萬能臥銃床。工序8:半精銃32孔右端面。使其粗糙度達(dá)到要求。工序9:鉆擴(kuò)錢16孔及倒角。以32孔和其右端面定位，選擇Z535立式鉆床進(jìn)行加工。工序

10、10:鉆32孔內(nèi)6的油孔，選用Z535立式鉆床及專用夾具。工序11:鉆M8螺紋孔及較螺紋。選用Z535立式鉆床及專用夾具，以兩孔一面定位(32孔和16孔和一個(gè)端面。)工序12:鉆銷孔，鉆10的孔，鎮(zhèn)16的孔。選用Z535立式鉆床及專用夾具，也以兩孔一面定位。工序13：銑深度為9.5寬為6的槽。選用立式銑床。工序14：沖箭頭。工序15：終檢。2.5. 工藝方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較本零件為推動(dòng)架，主要涉及幾個(gè)孔和面的加工工藝，而且對(duì)孔的加工精度要求不是很高，最高也只是達(dá)到R=3.2,由于工件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用車床或刨床加工的話會(huì)給加工帶來很大的困難，給工人增加很大的工作難度，如果用鏜床來鏜孔，也是可以的，

11、因此在加工時(shí)我們盡量選用了普通鉆床進(jìn)行加工，也可以達(dá)到指定的要求。2.6. 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇(a)工序3,4,6用的是CA6140a普通車床，分別進(jìn)行粗車，半精車端面。和鉆擴(kuò)校32的孔.(b)工序7和工序8是銃平面工序，分別是粗銃和半精銃。使用X62W型萬能臥銑床即可。(c)工序9,工序10,工序11和工序12加工一個(gè)32孔，1個(gè)10孔，一個(gè)16孔，一個(gè)6的孔采用花盤或螺栓加緊，在立式鉆床即可?？蛇x用Z535型立式鉆床。本零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，故加緊定位方案比較簡(jiǎn)單，可采用典型夾具進(jìn)行加緊，可采用類似與一面兩孔定位方案，用長(zhǎng)銷定位代替另外的一孔2.6.3選擇刀具(a)在工序7和工序8銃平面

12、時(shí)，銃刀可以選擇直齒或錯(cuò)齒的端銃刀和周銃刀，工序中有粗銃和精銃，在粗銃后，要留有一定的加工余量，供精銃工序加工。(b)鉆孔有32,16,10三種孔，需要留一定的加工余量，可用18,12麻花鉆直接鉆出來。(c)對(duì)于16的孔要用機(jī)用普通絞刀進(jìn)行加工。(d)鏈孔需要鏈一種孔16,有粗鏈和精鏈，粗加工可用YT15,精加工可用YT3Q(a)由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴(yán)格，其最小不確定度為0.027mm選用分度值為0.001mm測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了，因?yàn)槠洳淮_度為0.002mm顯然滿足要求。(b)選擇內(nèi)孔的量具：此零件對(duì)孔的精度要求較高，其中例如16孔的下偏差要求在0.

13、029之內(nèi)，故可選用分度值為0.001mm測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺，滿足測(cè)量精度的要求。工序加工尺寸尺寸公差使用量具1450.17分度值為0.02mm測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺220分度值為0.02mm測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺3320.027分度值為0.001mm，測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺160.029100.1分度值為0.02mm測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺注：本零件要求測(cè)量的尺寸并不是很復(fù)雜，故只要這兩種量具就足夠了2.7. 機(jī)械加工余量、工序尺寸和公差及切削用量的確定“推動(dòng)架”零件材料為HT20Q生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，采用鑄造生產(chǎn)毛坯。根據(jù)上

14、述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1)50外圓表面的長(zhǎng)度，考慮加工長(zhǎng)度為45mm表面粗糙度要求為R=6.3只需進(jìn)行粗銃再半精銃即可?，F(xiàn)直接取加工余量為5mm即2Z=10,毛坯長(zhǎng)度為55mm。(2)32孔毛坯為實(shí)心，不鑄出孔，32孔的精度要求界與IT8-IT9之間，參照工藝手冊(cè)表2.3-9及表2.3-12確定加工余量為鉆孑L:18mm鉆孑L:30mm2Z=12mm擴(kuò)孔：32mm2Z=2mm(3)10孔毛坯為實(shí)心，不鑄出孔，32孔的精度要求界與IT8-IT9之間，參照工藝手冊(cè)表2.3-9及表2.3-12確定加工余量為鉆孑L:9mm擴(kuò)孔：10mm2Z=

15、1mm(4)16孔毛坯為實(shí)心，不鑄出孔，32孔的精度要求界與IT8-IT9之間，參照工藝手冊(cè)表2.3-9及表2.3-12確定加工余量為鉆孑L:14mm擴(kuò)孔：15.75mm2Z=1.75mm絞孔：16mm2Z=0.25mm(5)6孔毛坯為實(shí)心，不鑄出孔，6孔的精度要求很低，只要直接鉆孔。鉆孑L:6mm(1)鉆孔6。確定進(jìn)給量f，根據(jù)切削手冊(cè)表2.7,d=D6時(shí)，f=0.610.75mm/r,由于l/d=20/14=1.6，修正系數(shù)kf=1,則f=(0.610.75)*1=0.610.75mm/r根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.70。切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13及表2.14,查得切削速度在

16、1417m/min.現(xiàn)取15m/min所以ns=1000vc/Tdw=356.9(r/min)根據(jù)機(jī)床說明書，取ns=275r/min,故實(shí)際切削速度的為Vc二dwn1000Vc=11.4m/min第3章專用夾具設(shè)計(jì)為了提高提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要專門設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過選擇和比較，決定設(shè)計(jì)第10道工序一一鉆6孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z535立式機(jī)床。刀具為高速鋼麻花鉆。3.1. 問題的提出本夾具主要用來鉆6的孔，這個(gè)孔技術(shù)要求比較低。但加工本道工序時(shí)，16mm?L尚未加工，本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2. 夾具設(shè)計(jì)由零件圖可知，可考慮采

17、用類似與一面兩孔的定位方案來進(jìn)行定位，其中用一個(gè)活動(dòng)V型塊代替另一個(gè)孔。夾具利用兩螺栓夾緊卡住固定工件，方便裝夾卸下，節(jié)約勞動(dòng)力和提高生產(chǎn)效率。夾緊時(shí)擰緊上螺母就直接固定工件，取出工件只需擰開上螺栓，而螺桿有階梯防止卸下的時(shí)候螺桿掉下。刀具：高速鋼麻花鉆，鉆刀直徑為6,則F=（查切削手冊(cè)）其中CF=390ZF=1.0YF=0.8（查切削手冊(cè)和機(jī)KF=1.33do=14mmf=0.72mm/r械制造工藝學(xué))WJF=390X14X0.72°.8X1.33=5839N安全系數(shù)：K=k1k2k3k4式中：ki基本安全系數(shù)，1.5;k2加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;k3刀具鈍化系數(shù)，1.1；k4斷續(xù)切

18、削系數(shù)，1.1。在計(jì)算切削力時(shí)必須考慮安全系數(shù)，查相關(guān)手冊(cè)可得安全系數(shù)為K=1.3X1.1X1.1X1.1=1.73所以力F=1.73X5839=9873.5N其應(yīng)力為F/（3.14XRb=9873.5/3.14X6.252=64.3<200（鑄鐵強(qiáng)度為200）轉(zhuǎn)矩：M=9.81CfdoXMfyMKm9.81X0.021X142X0.20.8X0.9415.8N.m由機(jī)械設(shè)計(jì)可得KsAF0-fziKs=1.2i=2f=0.15火緊螺栓足夠力了。3.2.3定位誤差的分析鉆孔的垂直度由底座凸臺(tái)來保證孔的軸線的誤差由一面和心軸定位。lDW=±arctan(D1max-d1min+D2

19、max-d2min)/2L式中，dw一定位誤差；Dmax一工件與圓柱銷和菱形銷配合時(shí)的最大直徑；dmin一夾具上菱形銷與圓柱銷的最小直徑；L一兩孔中心距。將數(shù)值帶入得，Dmax=32dmin=30將數(shù)值代入公式得DW=±6因?yàn)榭椎男挝还钜筝^寬松，盡管誤差存在，但影響較小，可以忽略不計(jì)，且油孔精度要求很低，故滿足要求假定該元件大批量生產(chǎn)，有資料1表9-1查得，應(yīng)選用快換鉆套(JB/T8045.2-1999)便于鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。鉆套高度H=(12.5)d=(12.5)*6=(615)mm取其值為12 mm1115（1）材料：d仁6nmT10AJS的規(guī)定；（2

20、）熱處理：TLCI自為兜飛4HRC（3）其他技術(shù)條件按m/TgtM47999的規(guī)定本設(shè)計(jì)中采用的鉆套標(biāo)記：12F7*18M6«16JB/T8045（2-99其采用的螂釘為比巾。45m-1雜MG結(jié)論為期兩周的機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，回想自己剛剛拿到題目的茫然到現(xiàn)在眼前這一大堆設(shè)計(jì)成果，心里還是很有成就感。當(dāng)初自己看見推動(dòng)架這個(gè)題目，說是在的，我之前都沒有聽說過這個(gè)零件，更沒有見過是個(gè)什么樣子，心里也暗自著急，為這次的設(shè)計(jì)，也為自己的學(xué)業(yè)。好在自己有著不服輸?shù)男愿瘢槐楸榈目粗蠋熃o我們的題目，看那個(gè)零件的PRO/E圖，和我們一組5個(gè)人慢慢按照設(shè)計(jì)手冊(cè)，照著題目一步一步，

21、竟然有了點(diǎn)眉目，在這里也不得不佩服我們組的羅意，平時(shí)看他學(xué)習(xí)不是很認(rèn)真的樣子，其實(shí)專業(yè)知識(shí)很扎實(shí)，做起設(shè)計(jì)來也比我們都快，我們有很多的問題自己解決不了都是問他。這時(shí)候自己也在責(zé)備自己為什么都是一樣的上課，一樣的老師自己學(xué)的東西就比別人少。還好是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，正是這樣，個(gè)人知識(shí)問題也就不是問題了，我們五個(gè)人經(jīng)常在一起討論，互相交換意見，把自己不懂的都說出來，大家一起討論，問題就迎刃而解了，像以往的設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)一樣，又一次感覺到了團(tuán)隊(duì)的力量。還有就是這次設(shè)計(jì)，用到了我們大學(xué)以來幾乎所學(xué)過的機(jī)械基礎(chǔ)的課程，畫法幾何，互換性，機(jī)械原理，金屬切割原理與刀具以及剛學(xué)過的機(jī)械制造工藝學(xué)?？傊@次設(shè)計(jì)就像一條線，把這些課程都串聯(lián)起來，讓我們很好的復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，也為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 陸劍中孫家寧主編，金屬切削原理與刀具（第四版）（M），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 紀(jì)名剛陳國定主編，機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）（M），北京：高等教育出版社，20063 李洪主編，機(jī)械加工工藝手冊(cè)（M），北京：北京出版社，19904 朱冬梅胥北瀾主編，畫法幾何及機(jī)械制圖（M），北京：高等教育出版社，20005 王先逵主編，機(jī)械制造工藝學(xué)（M），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20066 李益民