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推动架机械 加工工艺编制及钻夹具设计
摘要
机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分是我这次毕业设计的主要内容。本篇文章是有关推动架的工艺设计与编程,以及机床上钻夹具的设计方法和设计阐述。在设计推动架机械加工工艺的过程中,主要需要通过查阅机械相关表图、相关资料来准确的确定各表面的余量公差以及总余量,合理准确的选择机床加工设备以及相应的加工刀具,夹具,量具,进给量,切削速度、功率,扭矩等,以至于提高零件在加工过程中的加工精度和加工质量。通过查阅相关知识来进行零件设计,对推动架上的M8-6H螺纹孔进行专用钻夹具设计,来达到工艺要求以及精度要求等。在学习完机械制造与自动化相关专业后,我们可以通过运用所学知识对零件进行加工工艺规程的设计和钻夹具的设计。在学习完机械制造技术工艺学以及机床夹具设计后,在结合生产实习的基础上,综合运用所学的相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床钻夹具的设计,根据零件加工要求制定出可靠可行的工艺路线和合理的夹具方案,来确保零件的加工质量与要求。

关键词  推动架Drive plane   机械加工Maching  工艺编制
Process plan   专用钻夹具Special drill jig
目录
一、零件的分析
(一)零件的作用
(二)零件的工艺分析
(三)确定零件的生产类型
二、工艺规程设计
(一)选择毛坯
(二)定位基准的选择
(三)选择加工方法,制定工艺路线
(四)工艺方案的比较与分析
(五)机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸的确定
(六)确定切削用量以及基本工时
三、选择加工设备及夹具、刀具、量具
四、夹具设计
(一)定位基准的选择
(二)夹具定位的误差分析
(三)切削力以及夹紧力计算
(四)夹具总体、结构设计
(五)夹具的设计以及操作的简要说明
五、小结与致谢
参考文献
一、零件的分析
(一)零件的作用
本篇文章是有关推动架的工艺设计,以及机床的钻夹具设计方法的设计阐述。牛头刨床在工作过程中,进给机构中的推动架起到重要的作用,工作台进给丝杠轴安装在推动架的φ32mm孔上,在φ32mm孔左端有一个棘轮,棘轮上的φ16mm孔装一棘爪,用销与杠连接杆和φ16mm孔,通过偏心轮杠杆将从电动机传来的旋转运动力作用到推动架上,使推动架绕φ32mm轴心线摆动,并且拨动棘轮,转动动丝杠,完成工作台的自动进给。
(二)零件的工艺分析
根据分析零件图,这个推动架的材料为HT200,灰铸铁具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性的特点,适用于制作可以承受较大应力和耐磨的零件。
由零件图可知,φ32mm、φ16mm的中心线是主要的设计基准、加工基准。零件的主要加工面可分为两组:
1. 以φ32mm孔为中心的加工表面
这一组的主要加工表面有:φ32mm的两个端面、孔以及倒角,φ16mm的两个端面以及孔和倒角。
2. 以φ16mm孔为中心的加工表面
这一组的主要加工表面有,φ16mm的端面、倒角以及内孔φ10mm、M8-6H的内螺纹,φ6mm的孔以及120°倒角2mm的沟槽。
这两组的加工表面有着一定的位置要求,主要有以下两点:
(1)φ32mm孔内与φ16mm中心线的垂直度公差值为0.10;
(2)φ32mm孔的端面与φ16mm中心线的距离值为12mm。
根据上面的材料分析可以知道,先进行一组的加工,然后再进行另二组的加工,最后可以再借助生产专用夹具加工之前一组的表面,来保证它们之间的位置精度要求。
(三)确定零件生产类型
  生产纲领是企业在计划期间应生产的产品数量及进度计划。查【零件制造工艺与装备】,机器零件的生产纲领可以按下面的公式计算:
N=Q×n(1+α%+β%)
N-零件的生产纲领(件/年);Q-产品的年产量(台/年);n-每台产品含该零件的数量(件/台);α%-备品率;β%-废品率。
  因为推动架是牛头刨床进给机构的零件,需要承受较大应力和耐磨力,所以将推动架的年产量值定为Q=6000件/年。查询资料可以知道,这种生产为大批量的生产。
二、工艺规程设计
(一)选择毛坯,
牛头刨床在运转过程中,要求零件可以承受较大的应力,应该具有耐磨的
特点,因为推动架需要拨动棘轮,带动丝杠转动,来实现工作台的自动进给,所以推动架选用灰铸铁HT200的材料。
因为推动架的机构尺寸不是很大,并且需要大批量的生产,考虑到生产过程中的备品率以及加工的废品率,所以采用砂型铸造,这样有利于提高生产率和保证产品的加工质量。
(二)定位基准的选择
工艺规程设计中的重要工作之一就是定位基准的选择。零件的加工质量取
决于定位基准的选择保证,定位基准的选择制定的正确与合理对提高零件的生产率有很大的影响。不然,在加工工艺过程中,零件的生产问题就会出现很多,还会造成零件大批量报废的严重后果,让生产无法进行。
1、粗基准的选择
    以外圆表面作为粗基准对于一般轴类来讲是比较合理的。在本零件中,粗基准可以选用推动架的φ50mm外圆,要按照有关粗基准的选择原则(当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准;如果零件有若干个不加工表面时,则应当以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
精基准的选择主要是要考虑到基准重合和统一的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。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。采用的基准重合原则可以避免因为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就能可靠的得到保证。为了让基准统一,可以选择φ32mm的孔和φ16mm的孔作为精基准。
(三)确定加工方法,制定加工工艺路线
零件各个表面的加工方案和方法的选择,首先需要考虑到要保证各个加工表面的加工精度和表面粗糙度,还需要考虑到生产率和经济方面,在选择时,应当根据各种加工方法的特点以及其经济加工精度和表面粗糙度,并且结合零件的特点和技术要求,做出正确选择。对于推动架来说,需要加工的表面有:端面、内孔、槽、油槽、倒角,查阅【零件制造工艺与装备】可以知道,
(1)φ32mm孔的左端面:是零件的重要表面,可以用铣刀进行粗铣-半精铣来达到加工要求,这样做是因为左端面是定位基准面。
(2)φ32mm孔的右端面:是零件的重要表面,因为零件左处有个棘轮,在车床上面不方便夹持,不方便车削,所以用铣刀进行粗铣-半精铣,来达到产品加工要求。
(3)φ32mm孔:是零件的重要表面,可以通过钻-扩-铰方式来加工可以达到加工要求。
(4)φ16mm孔:由于孔的表面是重要表面,可以通过钻-扩-铰方式来达到加工要求。
(5)φ16mm孔的两端面:由于面的表面精度要求不高,铸造完,对其进行粗铣加工就可以满足加工要求。
(6)上部φ10mm孔:可以用钻加工来满足要求。
(7)上部φ16mm孔:由于其形状关系,加工位置不方便,可以选择从上部的φ10mm孔进入,用镗床进行镗孔,来达到加工要求。
(8)上端宽6mm深9.5mm的槽: 由于槽的表面精度要求不高,可以用铣刀粗加工,就能满零件的加工要求。
(9)φ32mm孔内R3沟槽:可以用拉床加工。
(10)φ32mm孔上的φ6mm滴油孔:可以用钻孔加工满足加工要求。
(11)圆角:因为零件中圆角的半径都是1mm,可以用立铣刀周铣出圆角。
(12)螺纹孔M8-6H:可以用钻床钻φ6mm的孔,最后采用攻丝M8-6H。
工艺路线的制订
(1)工艺加工方案一:
工序Ⅰ  铣φ32mm孔的右端面以及φ16mm孔的右端面,
工序Ⅱ  铣φ32mm孔和φ16mm孔在位于同一基准的端面,
工序Ⅲ  铣深9.5mm宽6mm的槽,
工序Ⅳ  车φ10mm孔和φ16mm孔的基准面,选用专用夹具,
工序Ⅴ  钻-扩-铰φ32mm孔,倒45°角,
工序Ⅵ  钻φ10mm孔和钻-半精铰-精铰φ16mm孔,倒45°角,
工序Ⅶ  钻-半精铰-精铰φ16mm,倒角45°,
工序Ⅷ  钻φ6mm的螺纹孔,攻丝M8-6H,
工序Ⅹ  钻φ6mm的孔,锪120°的倒角,
工序Ⅸ  拉沟槽R3,

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工艺加工方案二:
工序Ⅰ  铣φ32mm孔的右端面及φ16mm孔的右端面,
工序Ⅱ  铣φ32mm孔和φ16mm孔在位于同一基准的端面,
工序Ⅲ  铣深9.5mm宽6mm的槽,
工序Ⅳ  车φ10mm孔和φ16mm孔的基准面,专用夹具,
工序Ⅴ  钻φ10mm孔和钻-半精铰-精铰φ16mm孔,倒45°角,
工序Ⅵ  钻-扩-铰φ32mm孔,倒45°角,
工序Ⅶ  钻-半精铰-精铰φ16mm,倒角45°,
工序Ⅷ  钻φ6mm的螺纹孔,攻丝M8-6H,
工序Ⅹ  钻φ6mm的孔,锪120°的倒角,
工序Ⅸ  拉沟槽R3,
   (四)工艺方案的比较与分析
两个方案都是按照先加工面再加工孔的原则进行加工的。对于推动架来讲,两个工艺方案的区别在于:方案一是先进行钻-扩-铰φ32mm的孔,并且倒45°角,然后以φ32mm孔的中心线为基准,距离为12mm,钻φ16mm的孔,方案二是先钻φ10mm的孔和钻-半精铰-精铰φ16mm的孔,然后以孔的中心线为基准,距离为12mm,钻-扩-铰φ32mm的孔,并且倒角45°,但是方案一的垂直度容易得到保证,并且定位和装夹都很方便,而且方案一得加工孔是在同一钻床上加工的。所以,可以优先选择方案一。
推动架的工艺加工涉及到几个孔和面的加工工艺,由于工件的结构、加工的位置比较复杂,用车床或刨床加工的话会给加工带来不方便,所以铣面选用铣床来加工,孔选用镗床和钻床来加工,因此在加工时,尽量选用普通钻床进行加工,达到零件的加工要求。
参考文献
    【1】零件制造工艺与装备.吴慧媛 韩邦华.电子工业出版社.
【2】简明机械零件设计使用手册.胡家秀.机械工业出版社.
【3】互换性与测量技术.高晓康 陈于萍.高等教育出版社.
【4】金属机械加工工艺.赵如福.上海科学技术出版社.
【5】机械制造工艺与刀具.王平嶂.清华大学出版社.
【6】机械加工工艺手册.杨叔子.机械工业出版社.
【7】机械制造工艺装备.朱派龙.西安电子科技大学出版学.
【8】金属切削技术基础手册.陈宏钧. 机械工业出版社.
【9】机械制造工艺与夹具.周世学.北京理工大学出版社.
    


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