浅论机械设计中推动架及其加工夹的设计

刘新成

【摘 要】 本设计主要分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具。首先，在分析B6065刨床推动架基础上，充分了解到推动架在B6065刨床加工中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工质量。其次，依据推动架毛坯件和生产纲领的要求，制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。最后，根据本设计的加工要求，参考阅读机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。

【关键词】 机械加工 工艺规程 专用夹具 推动架

引 言

本文具体阐述了有关推动架工艺步骤的说明和机床夹具设计方法。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。

一、机械加工工艺规程

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。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。

二、零件的分析

（一）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，φ32.00mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近φ32.00mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即φ16.00mm 孔装一棘爪，φ1.006mm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。

（二）零件的工艺分析

其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，φ32、φ16的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：

1、φ32.00mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ32.00mm的两个端面及孔和倒角，φ16.00mm的两个端面及孔和倒角。

2、以φ16.00mm孔为加工表面

这一组加工表面包括，φ1.006mm的端面和倒角及内孔φ1.000mm、M8-6H的内螺纹，φ6.00mm 的孔及120°倒角2.00mm的沟槽。

这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：

1、φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10。2、φ32mm孔端面与φ16mm中心线的距离为12mm。

由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

（一）、毛坯的选择

1、毛坯的类型和特点

（1）铸件常用作形状比较复杂的零件毛坯

（2）锻件两种：自由锻件、模锻件

（3）型材两种：热扎、冷拉

2、毛坯选择的原则

（1）零件对材料的要求

（2）生产纲领的大小

（3）零件的结构形状和尺寸大小

（4）现有生产条件

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，故还需要安放型芯。

四、选择加工方法，制定工艺路线

（一）工藝路线方案一

工序I

（1）车φ50左端，倒角1×45°;钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔。至φ31.5;拉油槽至R（工艺要求）;精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×45°;

（2）掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°

（3）工序II   铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸

工序III  钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×45°

工序IV   扩φ16+0.033至φ15.8×26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸

工序V    钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸

工序VI   车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°

工序VII  铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸

工序VIII 钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹.

（二）工艺路线方案二

工序I

（1）车φ50左端，倒角1×45°;钻φ32+0.027孔至φ28，扩孔。至φ31.5;拉油槽至R（工艺要求）;精车φ32+0.027至图纸尺寸，孔口倒角1×45°;

（2）掉头车右端面至图纸要求尺寸，倒角1×45°，孔口倒角1×45°

工序II    铣下部两端面尺寸20至图纸尺寸

工序III   钻φ16+0.019至φ15.8，锪孔2-1×45°

工序IV    钻φ10+0.10孔至φ9.8，铰φ10+0.10孔至图纸尺寸

工序V     扩φ16+0.033至φ15.8×26，铰φ16+0.033孔至图纸尺寸

工序VI    车至φ27及其端面至图纸尺寸，端面倒角1×45°

工序VII   铣槽6×9.5，铣槽6×1均至图示尺寸工序VIII  钻M8-6H螺纹孔至底径，孔口倒角0.5×45°，攻M8-6H螺纹

方案二则与此相反，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二加工孔是在同一钻床上加工的.因此，选择方案二是比较合理的。

五、夹具设计

在给定的零件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸60，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。

（一）定位基准的选择

出于定位簡单和快速的考虑，选择孔φ32mm 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。

（二）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。

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，即可指定可靠的卡紧力。

（三）定位误差分析

定位误差：设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量。

造成定位误差的原因有两个：

1、定位基准与设计基准不重合，产生基准不重合误差△不。

2、定位基准与限位基准不重合，产生基准位移误差△基（也叫定位副制造不准确误差）。

结 论

根据推动架工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提出的技术条件，尽量降低工人的劳动强度。该夹具确保了工件的加工质量，不仅工艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效，同时定位及夹紧快速准确，提高了生产率，降低了制造成本。

【参考文献】

[1] 徐灏.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995.

[2] 胡家秀.机械零件设计实用手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

[3] 李益民.机械制造工艺设计手册[M].北京：机械工业出版社，1995.

[4] 刘文剑，曹天河，赵维缘.夹具工程师手册[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987.