推动架夹具设计说明书

绪论

本文是有关推动架工艺步骤的具体阐述。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，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线，以确保零件的加工质量。

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。

第1章 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。

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。

1.1机械加工工艺规程制订

1.1.1生产过程与机械加工工艺过程

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。

机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。

规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：

1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。

3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。

1.2机械加工工艺规程的种类

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。

机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。

机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

1.3制订机械加工工艺规程的原始资料

制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：

1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。

2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。

3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。

4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。

第2章 零件的分析

2.1零件的作用

据资料所示，可知该零件是B6065牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，φ32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近φ32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即φ16mm孔装一棘爪，φ16mm孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕φ32mm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。

2.2零件的工艺分析

推动架共有二组加工表面，其相互有一定关联要求。分析如下： 2.2.1 以φ32为中心的一组加工表面

这一组加工表面包括：45、60、φ16孔 2.2.2 是φ16孔为中心的一组加工表面

这一组加工表面包括：40、25、6x1槽、6x9槽孔、M8孔

经过分析，为了保证加工精度和降低加工成本，将φ32孔和φ16作为定位基准，以他为工艺基准能很好保证其他各个尺寸要求，完全可以达到图纸要求。

由上面分析可知，加工时应先加工第一组表面，再以第一组加工后表面为精基准加工另外一组加工面。

第3章 工艺规程设计

3.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑零件受冲击不大，零件结构又比较简单，故选

择铸件毛坯。

根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于φ32mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。

由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。

图3.1所示为本零件的毛坯图

3.5+图3.1 零件毛坯图

3.2 基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 3.2.1 粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

3.2.2 精基准的选择

主要应该考虑基准重合的问题。为了使基准统一，先选择φ32孔和φ16孔作为基准.

3.3 制定工艺路线

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。 3.3.1 工艺路线方案一

工序一 备毛坯 工序二 热处理

工序三 铣面A、B、C （见工艺卡片） 工序四 铣面E、F （见工艺卡片） 工序五 扩孔φ32，孔口倒角

工序六 车端面，钻孔φ10，车孔φ16，孔口倒角 工序七 钻扩铰φ16孔 工序八 钻孔φ6，锪孔

工序九 钻M8底孔φ6.6，攻M8孔 工序十 铣槽6x1、6x9 工序十一 检查 工序十二 入库 3.3.2 工艺路线方案二 工序一 备毛坯 工序二 热处理

工序三 铣面A、B、C （见工艺卡片）

工序四 铣面E、F （见工艺卡片） 工序五 扩孔φ32，孔口倒角

工序六 车端面，钻孔φ10，车孔φ16，孔口倒角 工序七 铣槽6x1、6x9 工序八 钻扩铰φ16孔

工序九 钻孔φ6，锪孔 工序十 钻M8底孔φ6.6，攻M8孔 工序十一 检查 工序十二 入库 3.3.3 工艺路线分析比较

工艺路线一与工艺路线二的差别在于对φ16销孔和铣槽6x1、6x9的加工安排的不同，工艺路线一将φ16销孔基准，加工槽6x1、6x9，准统一，能很好的保证槽6x1、6x9的精度要求，所以此次设计依据工艺路线一来开展设计。

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

推动架，零件材料为HT200，生产类型大批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

3.4.1 内孔和外圆的加工余量及公差

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ32内孔单边加工余量为2. 3.4.2 铣削加工余量为：

粗铣 1.5mm 精铣 0.5mm

3.4.3 其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

3.5确立切削用量及基本工时

3.5.1 工序三 铣面A、B、C （见工艺卡片） 3.5.1.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：XA6132卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》（后简

称《切削手册》）取刀具直径do=60mm。

3.5.1.2. 切削用量

铣削深度 因为切削量不大，故可以选择ap1=1.8mm，ap2=0.2mm，二次走刀即可完成所需尺寸。

每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*60*475/1000=119.3m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap1=1.8mm，ap2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s，

V c=119.3m/min，fz=0.16mm/z。 计算基本工时

tm＝2xL/ n*fz=2x(100+60)/475x0.16=4.2min。 3.5.2 工序四 铣面E、F （见工艺卡片） 3.5.2.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：XA6132卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》（后简

称《切削手册》）取刀具直径do=60mm。

3.5.2.2. 切削用量

铣削深度 因为切削量不大，故可以选择ap1=1.8mm，ap2=0.2mm，二次走刀即可完成所需尺寸。

每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*60*475/1000=119.3m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap1=1.8mm，ap2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s，

V c=119.3m/min，fz=0.16mm/z。 计算基本工时

tm＝2xL/ n*fz=2x(50+35+60)/475x0.16=3.8min。 3.5.3 工序五 扩孔φ32，孔口倒角 3.5.3.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：C6116车床。

刀具：扩孔麻花钻，倒角车刀. 3.5.3.2 车切削用量

查《切削手册》 f 0.70~0.86mm/r l 1.25 3 所以，

f 0.70mm/r

按钻头强度选择f 1.55mm/r 按机床强度选择f 0.63mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r 经校验

Ff 708 5Fma x校验成功。

钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm，寿命T 60min． 切削速度

查《切削手册》 vc 10mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMV 1.0 Ktv 1.0

Kxv 1.5 K1v 1.0 Kapv 10 故vc 15mm/r。

ns

1000v1000x15

530.7r/min d03.14x9

查《切削手册》机床实际转速为nc 452r/min

故实际的切削速度vc 校验扭矩功率

d0ns

1000

12.77mm/r

Mc 73Nm Mm 144.2Nm 所以Mc Mm Pc 1.7~2.0kw PE故满足条件，校验成立。

3.5.3.3计算工时

tm 2x

L l40 10

2x 0.3min nf452 0.7

3.5.4 工序六 车端面，钻孔φ10，车孔φ16，孔口倒角 3.5.4.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：CA6140车床。

刀具：选择高速钢麻花钻钻头， do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝120°，45度车刀。 3.5.4.2. 钻孔切削用量

查《切削手册》 f 0.70~0.86mm/r l 2.6 3 所以，

f 0.70mm/r

按钻头强度选择f 1.55mm/r 按机床强度选择f 0.63mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r 经校验

Ff 708 5Fma x校验成功。

钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm，寿命T 60min． 切削速度

查《切削手册》 vc 10mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMV 1.0 Ktv 1.0

Kxv 1.5 K1v 1.0 Kapv 10 故vc 15mm/r。

ns

1000v1000x15

530.7r/min d03.14x9

查《切削手册》机床实际转速为nc 452r/min 故实际的切削速度vc 校验扭矩功率

Mc 73Nm Mm 144.2Nm 所以Mc Mm Pc 1.7~2.0kw PE故满足条件，校验成立。

d0ns

1000

12.77mm/r

2.5.4.3计算工时

tm

L l26 10

0.14min nf452 0.7

3.5.5 工序七 钻扩铰φ16孔 2.5.5.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：Z5215A摇臂钻床

刀具：选择高速钢麻花钻钻头，φ14高速钢麻花钻、φ15.8高速钢扩孔钻、φ16高速钢标准铰刀，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝120°。 3.5.5.2. 切削用量

查《切削手册》 f 0.70~0.86mm/r l 1.25 3 所以，

f 0.70mm/r

按钻头强度选择f 1.55mm/r 按机床强度选择f 0.63mm/r

最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r 经校验

Ff 708 5Fma x校验成功。

钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm，寿命T 60min． 切削速度

查《切削手册》 vc 10mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMV 1.0 Ktv 1.0

Kxv 1.5 K1v 1.0 Kapv 10 故vc 15mm/r。

ns

1000v1000x15

530.7r/min d03.14x9

查《切削手册》机床实际转速为nc 452r/min 故实际的切削速度vc 校验扭矩功率

Mc 73Nm Mm 144.2Nm 所以Mc Mm Pc 1.7~2.0kw PE故满足条件，校验成立。

d0ns

1000

19.86mm/r

3.5.5.3计算工时

tm 3x

L l20 10

3x 0.26min nf452 0.7

3.5.6 工序八 钻孔φ6，锪孔 3.5.6.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：Z5215A摇臂钻床

刀具：选择高速钢麻花钻钻头，φ6高速钢麻花钻，钻头采用双头刃磨法，

后角αo＝120°。 3.5.6.2. 切削用量

查《切削手册》 f 0.70~0.86mm/r l 1.33 3 所以，

f 0.70mm/r

按钻头强度选择f 1.55mm/r 按机床强度选择f 0.63mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r 经校验

Ff 708 5Fma x校验成功。

钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm，寿命T 60min． 切削速度

查《切削手册》 vc 10mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMV 1.0 Ktv 1.0

Kxv 1.5 K1v 1.0 Kapv 10 故vc 15mm/r。

ns

1000v1000x15

530.7r/min d03.14x9

查《切削手册》机床实际转速为nc 452r/min 故实际的切削速度vc 校验扭矩功率

Mc 73Nm Mm 144.2Nm 所以Mc Mm Pc 1.7~2.0kw PE故满足条件，校验成立。

d0ns

1000

8.51mm/r

3.5.6.3计算工时

tm

L l10 10

0.06min nf452 0.7

3.5.7 工序九 钻M8底孔φ6.6，攻M8孔 3.5.7.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：Z5215A摇臂钻床

刀具：选择高速钢麻花钻钻头，φ6.6高速钢麻花钻，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝120°。 3.5.7.2. 切削用量

查《切削手册》 f 0.70~0.86mm/r l 9..6 1.39 3 所以，

f 0.70mm/r

按钻头强度选择f 1.55mm/r 按机床强度选择f 0.63mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r 经校验

Ff 708 5Fma x校验成功。

钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm，寿命T 60min． 切削速度

查《切削手册》 vc 10mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMV 1.0 Ktv 1.0

Kxv 1.5 K1v 1.0 Kapv 10 故vc 15mm/r。

ns

1000v1000x15

530.7r/min d03.14x9

查《切削手册》机床实际转速为nc 452r/min

故实际的切削速度vc 校验扭矩功率

d0ns

1000

9.36mm/r

Mc 73Nm Mm 144.2Nm 所以Mc Mm Pc 1.7~2.0kw PE故满足条件，校验成立。

3.5.7.3计算钻工时

tm

L l10 10

0.06min nf452 0.7

3.5.8 工序十 铣槽6x1、6x9 2.5.8.1. 加工条件 工件材料：HT200,铸造。 机床：X62A卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》（后简

称《切削手册》）取刀具直径do=6mm。

3.5.8.2. 切削用量

铣削深度 6x9槽，因为切削量不大，故可以选择ap=3mm，3次走刀即可完成所需尺寸。

6x1槽，因为切削量不大，故可以选择ap=1mm，1次走

刀即可完成所需尺寸。

每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*6*475/1000=8.49m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap=3mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=8.49m/min，

fz=0.16mm/z。

3.5.8.3 计算基本工时

tm＝4xL/ n*fz=4x(27+6)/475x0.16=1.73min。

第4章 夹具设计

经过与老师协商，决定设计第七、八、九、十共四道工序的工装夹具。

4.1 钻扩铰φ16孔的钻夹具

4.1.1问题的提出

在给定的零件中，对本序加工的主要考虑尺寸60，由于公差要求较低，因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。 4.1.2夹具设计

4.1.2.1 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择孔φ32和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 4.1.2.2 切削力和卡紧力计算

本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。

钻削轴向力 ：

Fi CFkFffd0zf 1000 1.0 0.20.7 801 2528N

y

扭矩

T CTd0ztfytkt 0.305 800.8 1.0 1.01 10 6N M

卡紧力为F

Ff

8.4N

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=16.77N

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

4.1.2.3 定位误差分析

本工序采用孔φ32和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，

能很好的保证定位的精度。 4.1.2.4 夹具设计及操作的简要说明

夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构。

4.2 钻孔φ6，锪孔的钻床夹具

4.2.1问题的提出

在给定的零件中，对本序加工的主要考虑孔φ6与孔φ32的端面的位置尺寸15. 4.2.2夹具设计

4.2.2．1 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔φ32以及φ16为定位基准，保证加工基准和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 4.2.2.2 切削力和加紧力的计算

本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ：

Fi CFkFffd0zf 1000 1.0 0.20.7 91 1021.5N

y

扭矩

T CTd0ztfytkt 0.305 80.8 1.0 0..92 10 6N M

卡紧力为F

Ff

14.1N

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=28.4N

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

4.2.2.3 定位误差分析

由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。 4.2.2.4 夹具设计及操作的简要说明

夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。

4.3 钻M8底孔φ6.6，攻M8孔的钻床夹具

4.3.1问题的提出

在给定的零件中，对本序加工的主要考虑M8x螺纹孔的位置相关尺寸。 4.3.2夹具设计

4.3.2.1 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔φ32和孔φ32为定位基准面，保证加工基准和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 4.3.2.2 切削力和卡紧力计算

本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ：

Fi CFkFffd0zf 600 1.0 0.20.7 111 1980N

y

扭矩

T CTd0ztfytkt 0.305 110.8 1.0 0.207 10 6N M

卡紧力为F

Ff

12.1N

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

4.3.2.3 定位误差分析

由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5ag4.html