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1、四川职业技术学院前 言本文是对C6163摇杆和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺方案的设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计以后，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。据资料所示，摇杆是车床主轴箱结构中的一个小型零件，主要是起带动某些轴滑到相应的位置和一个拨叉带动零件摆动。设计C6163摇杆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，合理选择机床和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。机械制造
2、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。毕业设计是在学习完了机械制造工艺学和机床夹具设计等大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计
3、使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度的零件（C6163摇杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，立定夹具设计方案，完成夹具设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本能的一次实践机会，为今后所从事的工作打下良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多多指教。 目 录1. 零件的分析81.1零件的作用81.2零件的工艺分析82.工艺规程的设计82.1 毛坯的制造形式82.2 基面选择93 制定工艺路线94.选择加工设备，刀具，夹具，量
4、具115.机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定116.确定切削用量及基本加工工时126.1工序I 车端面。本工序采用计算法确定切削用量。126.2 工序II 钻n16H8孔至n15136.3工序III 粗精镗n16H8到尺寸136.4工序IV 上芯棒车右边二塔子保证尺寸14mm146.5工序V 钻 铰n12H8 钻M6147.夹具结构方案绘制及加紧方式157.1 确定夹具类型157.2 拟定定位-夹紧方案157.3加紧及加紧件的选择167.4确定加紧装置主要尺寸并计算定位误差167.5夹具设计及操作的简要说明19结束语20参考文献211. 零件的分析1.1零件的作用 题目所给的零件是C6163
5、普通数控车床的摇杆。它主要是带动某些轴来回的摆动达到所需要的运动。它是一个在车床里面起连接作用的零件，该零件上面有两个孔，一个是n16H8的孔和n12H8的孔。两孔之间有平行度要求在加工过程中必须保证其平行度要求不然会使摇杆扭断或使轴扭弯等事故，该零件不传递较大力矩。1.2零件的工艺分析 C6163摇杆的两个重要加工部位既是两孔，它们有平行度要求，现分析如下：1. n16H8孔为中心的加工表面有n16孔右边的塔子高度。2. 以n12孔为中心的加工表面有n12左边的塔子高度，还有在&12孔的垂直方向钻M6的螺纹孔。3.铣槽 铣尺寸为10的槽对n16H8的孔有平行度要求2.工艺规程的设计2.1 毛
6、坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到摇杆在车床中来回摆动和及时的反向的工作过程及受到冲击载荷因此应该选用锻件以便金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于该零件质量在3.5kg左右属于中批量生产，且轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。2.2 基面选择基面是选择工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择是否正确与合理可以使加工质量得到保证，故生产效率得以提高。否则，加工加工工艺过程中会问题百出，还会造成大批零零件报废，使生产无法进行，所以选择正确的基面在加工过程中尤为重要。1.粗基准的选择 针对本题所给的工件外形及粗加工工序分析，第一步是车&n16H8孔的右端面，并保证塔子高度2mm。故选择n1
7、2H8左端面为粗基准，如果n16H8左端面表面质量不好（有缺槽或凸起的部位）必然会引起加工精度。2. 精基准的选择 主要就是考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。该零件选择n16H8孔为精基准故符合了基准重合原则。3 制定工艺路线 制定工艺路线的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。在制定工艺路线时应考虑先基准面后基准孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原则。为了提高生产效率及产品的精度的情况下应考虑选用专用夹具。并使工序集中来提高生产效率。除此之外还应当考虑经济效果，以便使生产成本降低。1.工艺路线方案一工序I 铣&n1
8、6H8孔左端面保证塔子高度工序II 铣&n16H8孔右端面保证塔子高度工序III 钻扩铰&n16H8孔并倒角工序IV 钻扩铰&n12H8孔并倒角工序V 铣塔子顶面保证总长度工序VI 钻M6孔并攻丝工序VII 铣10槽的尺寸上诉方案遵循了工艺路线的一般原则，但是还存在某些方面的问题需要进行更深一步的分析与讨论。如工序III 钻扩铰&n16H8孔并倒角这到工序。&n16H8孔和n12H8孔要保证它们的同轴度要求，若第一步都没有保证&n 16孔与n32的同轴度要求则&n12孔与&n25的同轴度要求也改变了，都不符合要求后面加工出来的都是废品了。2.工艺路线方案二工序I 车n16H8孔右端面并保证塔子
9、高度2mm 工序II 钻n16H8孔至n15 工序III 粗精镗n16H8到尺寸工序IV 上芯棒车右边二塔子保证尺寸14工序V 钻 铰n12H8 钻M6 工序VI 铣槽至尺寸3.工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一 是利用n16H8孔左端面定位先加工出一个孔n16H8作为精基准然后以下工序都以n16H8孔为精基准。方案二也是利用n16H8左端面作为粗基准先加工出一个n16H8孔。不同点在于方案一是粗精加工一步到位，这样很难保证该孔的位置度要求，而方案二是先粗加工n16H8孔到n15然后在经过镗孔并保证其位置度要求，然后再以该孔作为精基准。这样便符合了加工要求，则选择方案二为加工该
10、零件的工艺过程工序I 车n16H8孔右端面并保证塔子高度2mm 工序II 钻n16H8孔至&n15工序III 粗精镗n16H8到尺寸 工序IV 上芯棒车右边二塔子保证尺寸14 工序V 钻 铰n12H8 钻M6 工序VI 铣槽至尺寸 需要说明的是在上述工序V中，是钻 铰n12H8 钻M6在一次装夹中来完成的，需要的是翻转式的转模板。这样在一次装夹下来完成两个工序这样减少了再装夹一次所用的时间。这样还可以由夹具来保证n12H8孔与M6的垂直度要求，虽然在加工的时候没有要求。4.选择加工设备，刀具，夹具，量具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主辅以少量专用机床的流水线工作在 机床上
11、的装卸及个机床间的传送均有工人来完成。车n16H8右端面，保证塔子高度2mm,采用卧式车床C6140选择普通外圆车刀，专用夹具和游标卡尺。钻n16H8孔至n15，采用立式转床Z525，直径为n15mm的标准麻花钻，专用夹具和游标卡尺。粗精镗n16H8至尺寸，专用镗床夹具 游标卡尺和塞规。车上芯棒车右边二塔子保证尺寸14mm 设备C6140，专用车床夹具，游标卡尺。钻 铰n12H8孔 钻M6孔，设备Z525摇臂钻床，装用钻床夹具，游标卡尺和塞规。铣尺寸为10mm的槽 刀具三面刃铣刀 专用铣床夹具 游标卡尺。5.机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定C6163摇杆零件材料为45钢硬度在207-241
12、HBS之间。生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯余量。毛坯尺寸如下：1.尺寸为14mm的塔子面两侧，查机械制造工艺设计手册 王紹俊 主编 26页。当尺寸小于等于18mm的时候取1.5mm；当尺寸在18mm到30mm之间的时候取1.5mm；当尺寸在大于30mm到50mm的时候取1.8mm。2. 钻n16H8和n12H8两孔 毛坯为实心件，没有冲出孔。两孔精度在IT7-IT8之间。参照工艺人员手册表2.3-9及表2.3-12确定工序尺寸余量为 钻孔n16H8 2Z=12mm 钻孔n12H8 2Z=12mm 镗孔n16（+0.
13、0210） 2z=0.01mm 参照机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学 王紹俊 主编 断面的加工余量表1-39零件长度尺寸在120260mm，宽度尺寸在到30mm时候取1mm的加工余量。宽度尺寸在30120mm时1.3mm的加工余量。所以塔子平面两侧加工余量2Z=2mm, 两圆柱侧面的加工余量为2Z=2.6mm。工序号工序名称工序尺寸余量 01车n16H8孔右端面并保证塔子高度2mm 12mm 02钻n16H8孔至n15 12mm 03粗精镗n16H8到尺寸 0.1mm 04上芯棒车右边二塔子保证尺寸14mm(单边)1mm6.确定切削用量及基本加工工时6.1 工序I 车端面。本工序采用计算法
14、确定切削用量。1)加工条件工件材料：45钢正火， 模锻。加工要求: 车n16H8孔右端面并保证塔子高度2mm 由于没有具体的公差要求可以一部到位。 刀具：刀片材料：YT15，刀杆尺寸16x25mm2 ，kr=900 ,r0=150 ,a0=120 。已知毛坯在长度方向的加工余量为3.5mm考虑该零件是模锻成型的有70的拔模斜度则该表面应该有的最大余量为Zmax=7mm。但是没有具体的加工精度在一次性铣削加工后就能达到加工要求所以实际加工余量为3.5mm。2）进给量f根据切削用量简明手册（第3版）（以下简称切削手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mmx25mm,ap3mm以及工件直径取 f=0.4-0.6mm/r 按CA6140车床说明书（见切削手册表1.30）取 F=0.4mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。 Vc=Cvkv/Tmapxfy(m/min)其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见切削手册表1.28，即 kMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97.所以 Vc=242X1.44X0.8X1
