B6065刨床推动架工艺规程及夹具设计

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，推动架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推动架绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。在设计推动架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[5-6]。本毕业设计的内容是B6065刨床推动架工艺规程及特定钻夹具设计，详细讨论推动架从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结推动架零件的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对推动架零件的主要技术要求，设计钻孔夹具的专用夹具。2零件的分析2.1零件的作用和结构该零件为B6050刨床推动架，是牛头刨床进给机构中的零件，φ32 0.027 0+mm孔安装在进给丝杠轴，靠近φ32 0.027 0+mm孔左端处装一棘轮。在棘轮上方即为φ16 0.033 0+mm孔装棘爪。φ16 0.033 0+mm孔通过销与杠连接。把从电动机创来的旋转运动，通过偏心轮杠杆使零件绕φ32 0.027 0+mm轴心线摆动。同时，拨动棘轮，使丝杠转动，实现工作台自动进给。2.2零件的工艺分析由零件毛坯图2.1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，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。推动架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推动架绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。在设计推动架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，φ32 0.027 0+mm、φ16 0.033 0+mm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：(1)φ32 0.027 0+mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ32 0.027 0+mm的两个端面及孔和倒角，φ16 0.019 0+mm的两个端面及孔和倒角。(2)以φ16 0.019 0+mm孔为加工表面这一组加工表面包括，φ16 0.019 0+mm的端面和倒角及内孔φ10 0.1 0+mm、M8-6H的内螺纹，φ6.6mm的孔。这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：(1)φ32 0.027 0+mm孔内与φ16 0.033 0+mm中心线垂直度公差为0.10；(2)φ32 0.027 0+mm孔端面与φ16 0.033 0+mm中心线的距离为12mm。零件毛坯图如图2.1所示φ26±3φ25±2.550±2.543+3.50?50?35φ27R24R34R5R815560959.5图2.1零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。2.3零件的生产纲领N=Qn（1+a+b）(2.1)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3.1零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。3.1.1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[7-8]。(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φ32mm的孔和φ16mm的孔作为精基准[9-10]。3.2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φ32 0.027 0+mm孔右端面工序Ⅱ铣φ16 0.019 0+mm孔左端面，铣φ32 0.027 0+mm孔左端面工序Ⅲ铣φ16 0.019 0+mm孔右端面，精铣φ32 0.027 0+mm右端面工序Ⅳ铣深9.5mm宽6mm的槽工序Ⅴ铣φ16 0.033 0+mm孔下端面工序Ⅵ钻φ10 0.1 0+mm孔，钻φ16 0.033 0+mm孔，钻φ6.6mm底孔工序Ⅶ钻、粗精铰φ32 0.027 0+mm孔，倒角45°工序Ⅷ钻、粗精铰φ16 0.019 0+mm,倒角45°工序Ⅸ丝锥攻丝M8-6H(2)工艺路线方案二：工序I粗铣φ32 0.027 0+mm右端面工序Ⅱ铣φ16 0.019 0+mm孔左端面，φ32 0.027 0+mm孔左端面工序Ⅲ铣φ16 0.019 0+mm孔右端面，精铣φ32 0.027 0+mm右端面工序Ⅳ钻、粗精铰φ32 0.027 0+mm孔，倒角45°工序Ⅴ钻、粗精铰φ16 0.019 0+mm,倒角45°工序Ⅵ钻φ10 0.1 0+mm孔和φ16 0.033 0+孔，钻φ6.6mm底孔工序Ⅶ铣φ16 0.033 0+mm孔下端面工序Ⅷ钻φ6mm的孔，锪120°的锥孔工序Ⅸ铣深9.5mm宽6mm的槽工序Ⅹ丝锥攻丝M8-6H以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡综合片”3.3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Φ10 0.1 0+mm孔和钻、粗精铰Φ16 0.019 0+mm的孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻、粗精铰Φ32 0.027 0+mm的孔，倒角45°。而方案二却与此相反，先钻Φ32 0.027 0+mm的孔，倒角45°，然后以孔的中心线为基准钻φ16 0.019 0+mm孔，两种方案通过分析比较可以看出，先加工Φ32 0.027 0+mm的孔，以孔作为基准加工φ16 0.019 0+mm的孔，然后再以Φ32 0.027 0+mm的孔作定位基准加工Φ10 0.1 0+mm孔，Φ16 0.033 0+mm孔和钻φ6.6mm的底孔，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二的加工孔是在钻床Z535上加工的，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3.1:表3.1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φ32 0.027 0+mmm孔右端面先加工面50铣φ16 0.019 0+mm孔左端面，铣φ32 0.027 0+mm孔左端面60铣φ16 0.019 0+mm孔右端面，精铣32 0.027 0+mmm孔右端面70钻、粗精铰φ32 0.027 0+mm孔，倒角45°80钻、粗精铰φ16 0.019 0+mm孔,倒角45°90钻φ10 0.1 0+mm孔，钻φ16 0.033 0+mm孔，钻底孔φ6.6mm100铣16mm 0.033 0+孔下端面110钻φ6mm的孔，锪120°的锥孔120铣深9.5mm宽6mm的槽,倒角45°130M8丝锥攻丝140检验150入库3.3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。3.4工序尺寸的确定根据加工长度为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的余量为2mm。根据《机械工艺手册》表2.3-21加工的长度为50mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。(1)φ32 0.027 0+mm的孔毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：φ31mm.2z=0.85mm粗铰：φ31.85mm2z=0.15mm精铰：φ32H7(2)φ16 0.019 0+mm的孔毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：φ15mm.2z=0.85mm扩孔：φ15.85mm2z=0.1mm粗铰：φ15.95mm2z=0.05mm精铰：φ16H7(3)φ16 0.033 0+mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：φ15mm2z=0.95mm粗铰：φ15.95