推动架的数控工艺及钻孔夹具的设计.docx

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1、说明书题 目 推动架的数控工艺及钻孔夹具的设计第一章审查零件图样的工艺性工序V：以。32乎mm孔和050mm端面及。16m孔定位,钻。期打0nlm的 孔，加工。1633廊的孔，采用钻、扩、较。工序VI：以0321027耐孔和。50nmi端面及。16产9mm的孔定位，铳槽9X9. 5。工序VII：以。32；0027 mm孑L和。50nmi端面及。167tH9 nmi的孑I定位，拉R3的槽。工序皿：以。321027mm孔和。50nlm端面定位，攻M8-6H的螺纹。工序IX：以。32/27nm孔和。50mni端面定位，钻。10的孔及120度倒角。工序X：钳工去毛刺。工序XI：终检。第二章毛坯尺寸设计

2、及毛坯图，确定机械加工余量2.1 毛坯尺寸零件选择金属铸造的方法，原因是成批量生产，简单中小型铸件，尺寸精度 CT7-CT9,加工余量等级在F级，根据机械制造设计工工艺简明手册3. 1-20 可知。铸件尺寸公差及选用，根据表2.2-1铸件尺寸公差数值的选用，尺寸公差 数值为2. 0mm。查表2.2-4铸件机械加工余量知,单边加工余量为2.5 mm。毛坯结构及工艺要求（1） .牛头刨床推动架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、 并便于起模。、加强肋的厚度和

3、分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求（2） .设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少 加工余量，提高才料的利用率，降低加工本钱，但这样可能导致毛坯制造困难， 需要采用昂贵的毛坏制造设备，增加毛坏的制造本钱。因此，毛坯的种类形状及 尺寸确实定一定要考虑零件本钱的问题但要保证零件的使用性能。在毛坏的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛

4、坯图。第二章毛坯尺寸的设计0100a2.2确定机械加工余量根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工外表的机械加工余量、工序 尺寸及偏差如下： .确定050mm端面的工序尺寸及余量根据机械加工工艺手册表1.4-1得至IJ：。50mm端面要求公差等级为IT11。 外表粗糙度为6. 3,需粗车。50nmi的两端面就可以到达要求，一端面的加工余量 为 Z=2. 5mmo.确定。35 nun端面的工序尺寸及余量根据零件图上可以知，035 mm两端面的公差等级要求不是很高，在这里不 考虑了，外表粗糙度为25,需粗车一道就可以了。 .确定孔。32；g四的工序尺寸及余量毛坯铸造出的孔为。27：mm,孔的要求

5、精度在IT7,根据机械制造设计工工艺简明手册表2. 2-4铸件机械加工余量知：精徵 。3227 mm2Z = 1.5mm粗徵粗徵030. 5：黑 mm2Z = 3. 5mm .确定。161e9 nlm的工序尺寸及加工余量毛坯为实心，孔的精度要求7级，根据机械制造设计工工艺简明手册表2. 3-9铸件加工余量：精锐：16j00l9mm2Z =0. 1mm粗钱：015. 9 喘黑 mm2Z = 0. 2mm扩孑L：015. 7：器;mm2Z = 0. 7mm钻：。15mm .确定。161033mm的工序尺寸及加工余量毛坯为实心，内孔的精度要求8级，根据机械制造设计工工艺简明手册 表2. 3-9铸件加

6、工余量：钱:0 161033 mm2Z = 0. 2mm扩孔：0 15. 8：黑 mm2Z = 0. 8mm钻：0 10； mm第三章切削用量及基本时间第三章确定切削用量及基本时间3.1 选择加工设备与工艺装备.机床选用 .工序I、H、HI是粗车、粗镶和半粗车、半粗镣。各工序的工步数不 多，成批量生产，不要求很高的生产率，应选用卧式车床就能满足要求。本零 件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的C 6 2 0 - 1型卧式车床。 参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4. 2-7。 .工序【V、V是钻孔，选用Z 3 0 8 0 X 2 5摇臂钻床。 .工序VI、VH粗铳槽和拉R3的半圆槽

7、,这两道工序的精度和粗糙度都不很 高,从经济角度看,采用X62型卧式铳床和C 6 2 0 - 1型卧式车床。.工序皿、IX是钻孔。6nlm的小孔和攻M8-6H的螺纹,选用Z525立式钻床。(1) .选用夹具本零件除钻。16泮叫曲的孔、铳R3的半圆槽等工序需要专用夹具外,其它的 各工序使用通用夹具即可,三爪自定心卡盘，心轴等。(2) .选择刀具 .在车床上加工的工序，一般选用硬质合金车刀和镶刀。加工铸铁零件用 YG6类硬质合金车刀。为提高生产率及经济性，可选用可转位车刀 (GB5343. 1-85, GB5343. 2-85) 0 .钻孔时选用高速钢麻花钻,在钩。15. 8mm的沉头孔时，选用自

8、制惚刀，材 料为%8心/, 6=15, 4)=15.8X10,参考机械加工工艺手册主编 孟少农, 第二卷表10. 21-47及表10. 2-53可得到所有参数。 .拉刀的选用：加工槽时，所选用刀具为拉刀，根据切削用量简明手册 第三局部表3. 2选择拉刀的几何形状。加工R3的半圆槽时，选用自制拉刀。 .钻。10的小孔，由于带有120的倒角，可采用复合钻头一次钻出。(3) .选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一 是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其 中的一种方法即可。3.2 确定切削用量及基本时间（机动时间）切削用量一般包括切

9、削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定 切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版， 艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量 所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。I .工序【（粗车左050mm端面，016；9 mm的左端面，粗镣032mm，倒角） 粗车左。50mm端面，016；19mm的左端面）切削用量及基本时间确实定。 确定进给量本工序为粗车。加工材料为灰铸铁，铸件，有表皮；机床为C620T型卧式 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗车左端面的切削用量所选用刀具为YG6的硬质合金可转位车刀。根据切

10、削用量简明手册，由于C620-1机床的中心高为20。01口，应选刀杆尺寸 为BXH=16mmX25mni,刀片厚度为4. 5mm,选择车刀几何形状为卷,槽带倒棱型前 刀面，前角后角为ct=6,主偏角为Ku=90,副偏角K； = 10,刃倾角 A0,刀尖圆弧半径为OWmnu 确定切削速度由于单边余量为2. 5丽，假设要考虑铸件的公差，其最大单边余量为5nm1, 可在一次走到内完成，故：a = 50-45 = 2. 5 mm 2定切削深度a,根据机械加工简明实用手册可知：表8-50,刀杆尺寸为BXH=16nlm X25mm, a,3 mm,工件直径为40mm60mm时,进给量为/ = 0.40.

11、7mm. r 。按照C620-1机床进给量（表4.2-9）在机械制造设计工工艺简明手册 可知：f = 0.65 mm. r-1确定的进给量尚需满足机床进机构强度的要求，故需要进行校验，根据表 1.3*, C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N,根据表1.21*,当硬度 在 174 207HBs 之间时，a,W2.8 mm, f =0.75 mm. r T，k ,=45 ,进给力为第三章切削用量及基本时间Ff=950No的修正系数为k,0 =1.0,1石尸产1.0,七/1.17（表1.29-2）,故实 际进给为 F , =950 X 1. 17=1111. 5No由于切削时的进

12、给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f =0.65 mm. 可用。选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1. 9车刀后刀面最大磨损量取为1. 5mm,可转位车刀耐用度T=30min。确定切削速度v切削速度可根据公式计算，也可以直接有表中查出。现采用查表法确定切削 速度：根据表1.11* ,当采用YG6的硬质合金可转位车刀加工时，硬度在 200219HBs 铸料，二4nim, / W0.75 nlm. ，切削速度 三63%达。切削速度的修正系数为 K” = 1. 15, Kmv=0. 89, Kw=0. 84, K/v=1.0, K,n=0. 73故:V=63 X1. 15 X 0. 89 X 0

13、. 84 X 1. 0 X 0. 73=40./ minn=lOOP 二 1000x40 = 254.7 inin我/ x5O按C620T机床的转速（表4.2-8）,选择：n = 230 r/ min =3. 8r/ s那么实际切削速度v=50%皿。校验机床功率由表 1.25”,硬度在 160245HBS, aSmm, f0.75 mm. r-1 ,切削速度 v W50%in 时，Pc=1.7KW。切削功率的修正系数 Kh“=0.73, Kro“=K”=0.90 , K=1.0, KSPC=0.8, KJ. 07（表1.28*）,故实际切削时的功率为：Pc=O. 96KW根据1.30,当n=2

14、30 min时，机床主轴允许功率%=5. 9KW。Pc 1, =8mm, 12 =4mm,自制刀具的图如下:其余;号以上锐钻尺寸和标注，参考机械加工工艺手册孟少农 主编，第二卷 表10.21-47,带可换导柱锥柄平底 钻形式和尺寸，以及表10.2-53导柱形式 和尺寸GB4266-84可得：16切削深度为 a, = (15. 7-10)/2=2. 85mm确定进给量查机械加工工艺手册李洪主编；表(2.4-6) 钻端面的进给量及其切削速度可得：/ = 0.10-0. 15/?/r确定切削速度查机械加工工艺手册李洪 主编；表2. 4-6可知：切削速度为 = 0.20 0.41/zi/ s,参考表3

15、. 1-32摇臂钻床主轴进给量取为：/ = ().13加，而切削速度取为：V = 0.3/72/5 = 18/72, nin ,那么转速为:=232/min1000V_ 180007id 乃 x 24.7查机械加工工艺手册李洪 主编；表3. 1-3摇臂钻床主轴转速与232 r/min相 近的有200 min和250 min ,取 = 250 min,那么实际切削速度为：v = n7id 250x；rxl5.8 , * _ . .v 实=13.5 ?/ min确定切削时间确定切削时间10001000查机械加工工艺手册李洪 主编；表2. 5-7钻削机动时间的计算那么:I = L = + 6= 1

16、2 mm 取 2 mmfa a26 + 2-0.13x25026 + 2-0.13x250= ().862min=51.69s/IX 40.0335.3较削以。mm的孔确定进给量选用Z3080x25摇臂钻床，参考机械加工工艺手册孟少农 主编，表 10. 2-64硬质合金锥柄机用较刀形式和尺寸可得。162小mm , L = 21()/机/ = 25皿72,莫氏锥柄号2 ,硬质合金刀片型号E522 , ap =10, / = 0.1-0. 25, Z = 6,查机械加工工艺手册李洪 主编，表3. 1-32,摇臂 钻床的主轴进给量可取：f = 0.20 nvn/r确定切削速度参考机械加工工艺手册孟少

17、农 主编，表10. 4-41硬质合金钱刀较孔的 切削用量可得，切削速度为815/n/min ,由于注示说：粗较(Ra3. 21. 6。加) 钢和灰铸铁时切削速度也可增到6070z/min那么取60/n/min。17第三章切削用量及基本时间1000x60zn = 1193.8r/minxl6查机械加工工艺手册李洪主编，表3. 1-31摇臂钻床的主轴进给量可，与 1193.8r/min 相近的转速有 800 r/min 和 1250 r/min ,取 1250 dmin ,假设取 800min那么速度损失过大。那么实际切削速度为唳=1250x4x4 = 1250x4x16 = 62.83,/min

18、10001000确定切削时间参考机械加工工艺手册孟少农 主编，表10. 4-43,钻、扩、较孔时 机加工时间计算公式：_ +）+/I -加其中较盲孔时 /=（）d -d 品4飞0次=f 216-15.8 ,一=1.726+1.7 =oumin=7s1250x0.26 .工序VI 铳槽（粗槽9X9.5）切削用量及基本时间确实定确定切削用量所选用刀具为高速钢错齿三面刃铳刀。铳刀直径为d=63mm，宽度L=6mm,齿 数片10,根据切削用量简明手册第三局部表3. 2*,选择铳刀的几何形状。 由于加工铸料的硬度在150HBS,应选用前角r0=15,后角为a=12 （周齿）, 即=6 （端齿）。铳削宽度

19、铳削深度为a。=9. 5mm ,机床选用为X62 型卧式铳床。根据表3. 3，决定每齿进给量工的选用，X62型卧式铳床的功率为7. 5KW （表4.2-38）,工艺系统刚性为中等，细齿盘铳刀加工铸料，查得每齿进给量 =0. 20. 3/ z,现取力=0.25/ z o选择铳刀磨钝标准及耐用度，根据3.7”,用高速钢铳刀加工铸料时，铳刀 刀齿后刀面最大磨损量为0. 8mm,耐用度为T=120min （表3. 8 ）。确定切削速度决定切削速度和工作台每分钟进给量，二，根据表3. 27,中公式计算:18u K、T a；,f心 EP、.式中：Cv = 48 , dv = 0.25 , pY = 0.1

20、, 机=0.2, ae = 6mm ,E=10,Xv. =0.1, Yv = 0.4 , 匕=0.3T = 120min , ap = 6.9nvn , fE = 0.25 z , d = 63, kY = 1.048x63 025 12002 x 6.91 x O.2504 x 63 x 201=32.20 /n/minn=1000x32.20 = 1627r/min4x63根据X62型卧式铳床主轴转速（表4. 2-39）,选择:n = 150 /7 min = 2.5 r/s实际切削速度为：v = 0.495 m/s实际工作台每分钟进给量为：fm. =0.25 x 20 x 60 = 30

21、0 mm/ min根据X62型卧式铳床工作台进给量（表4. 2-40）,选择：ftn: = 300 zww/ min 那么实际的每齿进给量：校验机床功率：根据3. 28,的计算公式,片蒜二25如 铳削时功率（单位KW）为:= Fy_Pe 1000C&Ff：FFZd(lFnwF Fc式中：C, =650, xF = 1.0,y f =0. 72,尸=0.86, WF=0,ap = 9.67? , fE = 0.25 nun/z ,ae = 6nun , Z= 20 n = 15 r/min , Kfc=0. 63qF = 0.86d = 63mmFc650 x 96 x 0.25075 x 68

22、6 x 2()63%x60=3836Nx0.63v = 0.495 m/s19第三章切削用量及基本时间p =3836x0.495 = 89KW c 1000X62型卧式铳床主电动机上午功率为7. 5KW,故所选用切削用量可采用所确 定切削用量为：fE = 0.25nvn/z , fniz = 300nvn/min , /? = 150 r/min = 2.5r/s, v = 0.495 m/s 0 确定本工序的基本时间：根据表6.2-7,三面刃铳刀铳槽的基本时间为：T J + 4 + 4 j九式中：/ = 27， 4）+ （1-3）, ae = Gimn , d = 63mm,4= 20.49

23、， I? =3mm , fm. = 300 nun/ min, z = 220.49 + 27 + 320.49 + 27 + 3300=0.34 min = 20s.工序VII （拉R3的槽）切削用量及基本时间确实定本道工序拉R3的槽要用自制刀具，所选用刀具材料为YT5硬质合金，分析 本工序可以知道，R3的槽是油槽，它的粗糙度低，只要用刀拉一下就可以，但 是加工过程比拟难，需要自己设计刀具和夹具。设计本刀具就是把一把车刀垂直 装在一个刀杆上就可以了。切削用量确实定与由于槽深只有2，即可以一刀完成，切削深度为与二2。确定进给量/根据切削用量简明手册表1.4*,刀杆尺寸为1672 x70?m,时

24、，/ = 0.15 0.3/ r按C620T机床的进给量（表4.2-9）,选择/ =0. 15 mm/r根据L 307 C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax = 3530N .根据1.23,当灰铸铁的硬度N210/78S, Ap 2nmi, fl.2mHi时,进给 力 Ff =950N .由于切削是进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选用的 f = 0.15 nvn/r。20确定切削速度p切削速度可以根据公式计算，也可以直接查表查出来。现在采用查表来确定 切削速度。根据表1.10,当用硬质合金车刀加工铸铁时，/ = 0.15 nvn/ r , ap 3nun , 切削速度u为u =

25、 31.5z/min。确定机动时间T根据机械制造工艺设计简明手册，表6. 2T5拉削机动时间计算公式：1(XX) v/, =5-10；/p为拉刀工作局部长度；/为工件拉削外表长度T = 3 + 36 + 8 = 0 094s1000x0.528 .工序VIII （攻M8-6H的螺纹）切削用量及基本时间确实定钻螺纹底孔06. 7 nun确定进给量f根据切削手册表2. 7可以查到：f = 0.2 x 0.50 = 0.1 nun/ r确定切削速度v根据切削手册表2.13及表3.14可知：v = 30 m/ min根据公式：n= U”可以算出1000x20/ .n = 950 r/minx6.7故

26、u = 20.2/w/min7 = 12按机床取n = 960 r/nin , 确定机动时间TI = 19mm ,/二119 + 3+%6Gx0.1 = 24而=14.45倒角仍取 = 960min。手动进给。攻螺纹M8-6H21第三章切削用量及基本时间由于公制螺纹M8与锥螺纹Rq/8外径相差无几，故切削用量一律按加工 M8选取确定切削速度-v = 0.1 m/ 5 = 6 m/ nin/.n = 238 “ min按机床选取 n = 195 /-/min ,那么 v = 4.9 m/nin。机动时间/ = 19mm ,/( = 3nvn ,Z2=3 mmTfr k(q JI t (/ + /

27、|+，2)2 (19 + 3 + 3)x 2攻 M8 孔 T = !zJ = = 0.255 min = 15.3snf195 x 19 .工序IX (钻010)切削用量及基本时间确实定确定进给量查机械加工工艺手册孟少农主编，第二卷表10. 4高速钢钻头钻孔的 进给量为了=0. 25-0. 65/z ,根据表4. 13 中可知，进给量取f=0. 30加 确定切削速度查机械加工工艺手册孟少农 主编，表10.477高速钢钻头在灰铸铁 (190HBS)上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，v=12ni/ nin ,参考机 械加工工艺手册孟少农主编，表10. 4T0钻扩较孔条件改变时切削速度修 正系数

28、 Km,=LO 30.85。v= 12x0.85=10. 32/w/ min贝ijn = 1000x10.32 =358 min万xlO查表 4.2-12* 可知，取 n = 315 nin那么实际切削速度，实二就二 315x3.14x1 二d9 何 min 10001000确定切削时间的计算：查机械加工工艺手册孟少农主编，表10. 4-43,钻扩较孔时加工机 动时间计算公式：T = 4 + / + A其中 1 f - d,n /2 x cot Kr1H, =9mm二23mm22那么:t=9 + 3 + 5.7 =o. i7min315x0.3第四章工序V的工装夹具设计4.1 夹具设计在本次夹

29、具设计中，专为010；。这个孔设计的，这类夹具的特点是： 针对性强，结构简单，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位 精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费 用叫高。1 .1.1定位分析在工件的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圆 孔定位，工件以外圆定位，工件以锥孔定位等。在本工序以前加工的外表有：。50的端面和。32/27的孔。因此我们 可以选择以平面定位或以工件圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定 位基准，以便减小加工误差。所以在这道设计中采用以。50的端面和 0 32产7的轴心线为定位基准。4 . 1. 2选择定位

30、元件心轴定位的选择心轴有：圆柱心轴和圆锥心轴，圆锥心轴是高精度定心，锥度越小定心精度 越高，但是过长会影响心轴的刚度，为了防止心轴过长，可进行分组。此种心轴 适用于定位孔长度与孔径之比为0.251.5的短工件。在定位过程中，圆锥心轴 与圆柱心轴限制的自由度都是一样的。由于圆锥心轴加工较难工艺性较圆柱心轴 差。因此选用圆柱心轴。采用分角式安装，从工艺性的角度来说，零件的加工表 面比拟多，要求也比拟高，但是都好加工。在安装的过程中，会有安装误差，使 零件的加工误差增大，技术要求见金属切削机床夹具设计手册浦林祥，第23在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状 态发生直接变化

31、的过程叫工艺过程，如毛坏制造，机械加工，热处理，装配等都 称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的 工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该 工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时 间，辅助时间和工作地服务时间。关键词 工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力第四章夹具设计2版小37页。心轴的选择：心轴尺寸参考金属切削机床夹具设计手册浦林祥，第2 版24页，基孔制优先，常用配合表。那么我们取IT10心轴尺寸为032/7,高度H 参考机床夹具设计手册，当。 30到4（加z,高度d = 32：歌， L=

32、 42/nm, h = 2nvn , B=D-5。材料的选择当D 18按GB699-65优质碳素结 构钢钢号和一般技术条件。圆柱销的选择如下列图所示： _ 4至箕余守_ 4至箕余守选择削边削：参考机床夹具设计手册，选择。12到1877, d = 162OO1 , D = 22, L = 30/n/nJt = Oiwn, B = D - 2 o 削边削的选择图所示：审支承钉的选择A型为平头支承钉，主要用于已加工平面的定位，B型为球头支承钉主要用 于未加工外表的定位，C型为网纹顶面支承钉主要用于摩擦力较大的工件侧平面24定位，本次夹具设计是以未加工平面定位，可以选择B型。参考机床夹具设计 手册页，

33、材料：T8按GB1298-77碳素工具技术条件，热处理5560HRC。 其它技术要求条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记为: D =H = 3 的 B 型支承钉：支承钉 B6x3G&2226-80。4.123辅助支承的选择机械加工中，辅助支承是起提高工件的支承刚度，提高工件的定位稳定性和 安装固定，并不需要加所限制的自由度时，常选用辅助支承来实现。辅助支承有四钟结构：螺旋式辅助支承；自引式辅助支承；开托式辅助支承 又叫推引式辅助支承；直接锁紧和液压锁紧式辅助支承。在本次夹具设计中我选 择了推引式辅助支承，本辅助支承适用于工件较重，垂直切削力较大的场合，斜 面角为810,支承销的高度低于主要支承，当工件装在主要支承上后，推动 手柄是支承销与工件接触，然后在转动手柄迫使两半圆块向外扩张，锁紧斜块。参考机床夹具设计手册，推引式辅助支承如下列图所示：25第四章夹具设计4.L3夹紧元件的选择工件在夹紧过程中应防止夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程 中即使有很小的加紧力也可以产生很大的应力，由定加工过程产生的误差在加紧上 经常会出现点接触的情况，但是后面还要考虑液压缸的工作杆与工作台的相对位 置安装误差，必须进行自位平衡，那么压板和液压工作杆之间采用跤链连接，以使 压板形成自位平衡。本次设计中压板采用自制压板，材料为45钢，