1、第1章零件的分析1.1. 算生產綱領，確定生產類型所給任務的零件（如附圖一）是牛頭刨床上的一個推動架。現假定該機器年產量為6000件/年。且每臺機器中僅有一件，若取具備品率為5%機械加工廢品率為2%則該零件的年生產綱領為：N=Qn（1+5%+2%伊/年=6420件/年。由上式可知，該零件的年產量為6420件，由零件的特征可知，它屬于機體類小零件，因此，可以確定其生產類型為單件大批量生產。圖1.2. 零件的作用本設計任務給定的零件是牛頭刨床上的推動架，是牛頭刨床進給機構中是零件32孔裝工件臺進給絲杠，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、運動傳到軸上并使軸單向旋轉。16孔通過銷和杠桿連接，從電動機傳來的旋轉運動通過偏心輪，同時在杠桿的作用下推動架繞32軸心線擺動，同時，棘爪撥動棘輪，使杠桿轉動，實現工作臺的自動進給。其運動原理如圖二。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。否則會影響機器設備的性能和精度。推動架有三組加工表面，兩組之間有垂直度的要求。現在分述如下：(1)以32為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個32的孔及其倒角，一個滴油孔和一個油槽及其兩個端

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16的孔及其倒角，一個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16的孔深度為24一個10的孔以及一個寬度為6,深度為9.5的槽。其中16孔軸線與32孔的軸線有個垂直度的要求。有以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先對其中一組表面進行加工，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章工藝規程設計2.1. 選擇毛坯推動架是一個結構較復雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，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，具優點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調質處理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當的人工時效處理（如果需要的話）。由于零件的結構簡單，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據零件圖，做出鑄模，進行鑄造，結合零件和經濟的考慮，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，平面和孔是設計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應盡量以大平面為基準。粗基準的選擇：通過對零件的分析，選取50尺寸右側外壁為粗基準，對32孔進行加工。見圖二精基準的選

5、擇：精基準主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應進行尺寸換算，選擇孔32及其端面為精基準進行加工。如下圖三2.3. 零件加工方法的選擇本設計任務給的零件需要加工的表面有：端面、內孔、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，也是定位基準面，先用銃刀進行粗加工，再精加工以達要求。(2)32孔右端面：是重要表面，由于零件形狀不能有車削，也考慮用銃刀進行粗精加工以達要求。(3)32孔：是重要表面，可通過鉆孔擴孔再鎮孔加工達到要求。(4)16孔：表面粗糙度為3.2為重要表面，可鉆孔擴孔較孔以達到要求。(5)16孔兩端面：不是重要表面，表面粗糙

6、度R25,只要鑄造完，再對其進行粗加工即可。(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，由于零件形狀關系，考慮對其不便加工原因，可選擇從上端10孔進入用鏈床進行鏈孔。(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孔內高度為2的油槽：不是重要表面，用鉆頭進行加工就可達到要求。(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，故加工工藝采用工序集中原則。工序1：鑄造，考慮到零件

7、形狀和經濟性問題，采用組合砂型鑄造。工序2:以50尺寸右端為定位粗基準，粗銃50尺寸左端面。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準,鉆擴32孔。工序4:以50尺寸右端為定位粗基準，加工32孔內R=3的油槽。工序5:以50尺寸右端為定位粗基準，鉆擴校下方16孔及倒角。工序6:以50尺寸左端為定位半精基準，粗銃32孔右端面。工序7:以50尺寸左端為定位半精基準，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濟性問題，采用砂型鑄造。工序2:以50尺

8、寸右端為定位粗基準定位，車50尺寸左端面。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準，鉆擴32孔，先加工至30工序4:加工30孔內R=3的油槽。工序5:擴30的孔至32。工序5:鉆擴錢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。上述兩個工藝方案的不同之處在與：在加工上端16孔時用的加工方法不同，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濟性問題，采用砂型鑄造。工序2：時效處理。工序3:以50尺寸右端為定位粗基準定位，車50尺寸左端面。選擇CA6140車床進行車削加工。車端面并倒角。工序4:以50尺寸右端為定位粗基準，鉆擴32孔，先加工至30。選才?CA6140車床進行鉆削加工。工序5:取出工件用R=3的氈子加工孔內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。使其粗糙度達到要求。工序9:鉆擴錢16孔及倒角。以32孔和其右端面定位，選擇Z535立式鉆床進行加工。工序

10、10:鉆32孔內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孔和一個端面。)工序12:鉆銷孔，鉆10的孔，鎮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. 工藝方案的經濟技術比較本零件為推動架，主要涉及幾個孔和面的加工工藝，而且對孔的加工精度要求不是很高，最高也只是達到R=3.2,由于工件的結構較復雜，用車床或刨床加工的話會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、因此在加工時我們盡量選用了普通鉆床進行加工，也可以達到指定的要求。2.6. 加工設備和工藝裝備的選擇(a)工序3,4,6用的是CA6140a普通車床，分別進行粗車，半精車端面。和鉆擴校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32孔，1個10孔，一個16孔，一個6的孔采用花盤或螺栓加緊，在立式鉆床即可。可選用Z535型立式鉆床。本零件結構比較簡單，故加緊定位方案比較簡單，可采用典型夾具進行加緊，可采用類似與一面兩孔定位方案，用長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，銃刀可以選擇直齒或錯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)對于16的孔要用機用普通絞刀進行加工。(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格，其最小不確定度為0.027mm選用分度值為0.001mm測量范圍為0-150mm的游標卡尺就行了，因為其不確度為0.002mm顯然滿足要求。(b)選擇內孔的量具：此零件對孔的精度要求較高，其中例如16孔的下偏差要求在0.

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

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

15、1mm(4)16孔毛坯為實心，不鑄出孔，32孔的精度要求界與IT8-IT9之間，參照工藝手冊表2.3-9及表2.3-12確定加工余量為鉆孑L:14mm擴孔：15.75mm2Z=1.75mm絞孔：16mm2Z=0.25mm(5)6孔毛坯為實心，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。確定進給量f，根據切削手冊表2.7,d=D6時，f=0.610.75mm/r,由于l/d=20/14=1.6，修正系數kf=1,則f=(0.610.75)*1=0.610.75mm/r根據Z535機床說明書，現取f=0.70。切削速度：根據切削手冊表2.13及表2.14,查得切削速度在

16、1417m/min.現取15m/min所以ns=1000vc/Tdw=356.9(r/min)根據機床說明書，取ns=275r/min,故實際切削速度的為Vc二dwn1000Vc=11.4m/min第3章專用夾具設計為了提高提高勞動生產效率，保證加工質量，降低勞動強度，需要專門設計專用夾具。經過選擇和比較，決定設計第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，這個孔技術要求比較低。但加工本道工序時，16mm?L尚未加工，本工序加工時要考慮如何提高勞動生產效率，降低勞動強度。3.2. 夾具設計由零件圖可知，可考慮采

17、用類似與一面兩孔的定位方案來進行定位，其中用一個活動V型塊代替另一個孔。夾具利用兩螺栓夾緊卡住固定工件，方便裝夾卸下，節約勞動力和提高生產效率。夾緊時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）其中CF=390ZF=1.0YF=0.8（查切削手冊和機KF=1.33do=14mmf=0.72mm/r械制造工藝學)WJF=390X14X0.72°.8X1.33=5839N安全系數：K=k1k2k3k4式中：ki基本安全系數，1.5;k2加工性質系數，1.1;k3刀具鈍化系數，1.1；k4斷續切

18、削系數，1.1。在計算切削力時必須考慮安全系數，查相關手冊可得安全系數為K=1.3X1.1X1.1X1.1=1.73所以力F=1.73X5839=9873.5N其應力為F/（3.14XRb=9873.5/3.14X6.252=64.3<200（鑄鐵強度為200）轉矩：M=9.81CfdoXMfyMKm9.81X0.021X142X0.20.8X0.9415.8N.m由機械設計可得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。將數值帶入得，Dmax=32dmin=30將數值代入公式得DW=±6因為孔的形位公差要求較寬松，盡管誤差存在，但影響較小，可以忽略不計，且油孔精度要求很低，故滿足要求假定該元件大批量生產，有資料1表9-1查得，應選用快換鉆套(JB/T8045.2-1999)便于鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產。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的規定；（2

20、）熱處理：TLCI自為兜飛4HRC（3）其他技術條件按m/TgtM47999的規定本設計中采用的鉆套標記：12F7*18M6«16JB/T8045（2-99其采用的螂釘為比巾。45m-1雜MG結論為期兩周的機械制造工藝及專用夾具設計很快就結束了，回想自己剛剛拿到題目的茫然到現在眼前這一大堆設計成果，心里還是很有成就感。當初自己看見推動架這個題目，說是在的，我之前都沒有聽說過這個零件，更沒有見過是個什么樣子，心里也暗自著急，為這次的設計，也為自己的學業。好在自己有著不服輸的性格，一遍遍的看著老師給我們的題目，看那個零件的PRO/E圖，和我們一組5個人慢慢按照設計手冊，照著題目一步一步，

21、竟然有了點眉目，在這里也不得不佩服我們組的羅意，平時看他學習不是很認真的樣子，其實專業知識很扎實，做起設計來也比我們都快，我們有很多的問題自己解決不了都是問他。這時候自己也在責備自己為什么都是一樣的上課，一樣的老師自己學的東西就比別人少。還好是一個團隊，正是這樣，個人知識問題也就不是問題了，我們五個人經常在一起討論，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，像以往的設計實習一樣，又一次感覺到了團隊的力量。還有就是這次設計，用到了我們大學以來幾乎所學過的機械基礎的課程，畫法幾何，互換性，機械原理，金屬切割原理與刀具以及剛學過的機械制造工藝學。總之這次設計就像一條線，把這些課程都串聯起來，讓我們很好的復習了以前的知識，也為以后畢業設計打下堅實的基礎。參考文獻1 陸劍中孫家寧主編，金屬切削原理與刀具（第四版）（M），北京：機械工業出版社，20082 紀名剛陳國定主編，機械設計（第八版）（M），北京：高等教育出版社，20063 李洪主編，機械加工工藝手冊（M），北京：北京出版社，19904 朱冬梅胥北瀾主編，畫法幾何及機械制圖（M），北京：高等教育出版社，20005 王先逵主編，機械制造工藝學（M），北京：機械工業出版社，20066 李益民