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XX 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 機(jī)油泵泵體加工工藝及 鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造 所屬班級 學(xué) 　號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 目 錄 前 言 1 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 3 1.1零件的用途 3 1.2零件的工藝分析 4 1.3零件的生產(chǎn)類型 4 2確定毛坯種類，繪制毛坯圖 4 2.1確定毛坯種類 4 2.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 4 2.3 設(shè)計毛坯圖 5 3選擇加工方法，制定工藝路線 6 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 6 3.2 零件的表面加工方法 6 3.3工序的集中與分散 7 3.4工序順序的安排 7 3.5制定工藝路線 7 3.6 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 10 3.7工序間加工余量、工序尺寸的確定 11 3.8切削用量的計算 12 3.9基本時間的計算 19 4.鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計 22 4.1 車床夾具的主要類型 22 4.2車床夾具的設(shè)計要點(diǎn) 23 4.3 定位機(jī)構(gòu) 24 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 25 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 26 4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 27 總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 30 前 言 夾具是機(jī)械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機(jī)械制造過程中，它裝在機(jī)床上，使工件相對刀具與機(jī)床保待正確的位置，并能承受切削力。夾具的主要作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。 采用的機(jī)床夾具設(shè)計方法設(shè)計整體式殼類零件，設(shè)計過程可以在簡潔、明了的三維操作界面中進(jìn)行，減少重復(fù)繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實(shí)體圖和二維工程圖。這種設(shè)計方法不僅可以把夾具設(shè)計技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計勞動中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高[6]。 計算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計是利用計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計的先進(jìn)方法。由于夾具種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計完全數(shù)字化。目前，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計，可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量，但是其缺點(diǎn)是設(shè)計人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化；再選擇或設(shè)計合適的定位、夾緊等元件和裝置；接下來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計。在設(shè)計過程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設(shè)計質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺，可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡單的運(yùn)動仿真；利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動過程的動畫文件。 計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計者完成產(chǎn)品設(shè)計各階段的工作。本文針對機(jī)床夾具進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計，借助3D軟件平臺，將設(shè)計時所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫；對于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計平臺建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。 采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動了設(shè)計領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型，還可利用設(shè)計出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計的復(fù)雜性、高精度性等特點(diǎn)．采用了易學(xué)易懂的3D三維實(shí)體造型軟件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計過程。 任務(wù)介紹： 本次設(shè)計題目是：機(jī)油泵泵體工藝規(guī)程設(shè)計。要求如下：生產(chǎn)批量為大批大量生產(chǎn)，其他要求及零件參數(shù)見機(jī)油泵泵體零件圖，要求設(shè)計該泵體的機(jī)械加工工藝規(guī)程，具體內(nèi)容為： （1）根據(jù)生產(chǎn)類型，對零件進(jìn)行工藝分析； （2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖； （3）制訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定各 工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額； （4）填寫工藝卡片； （5）撰寫設(shè)計說明書。 圖1 機(jī)油泵泵體零件圖 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 1.1零件的用途 機(jī)油泵是不斷的把發(fā)動機(jī)油底殼里的機(jī)油送出去以達(dá)到潤滑發(fā)動機(jī)各個需要潤滑的零部件的目的。機(jī)油泵泵體在整個機(jī)油泵中起著很重要的作用，泵體的尺寸精度、表面粗糙度直接影響機(jī)油泵的工作穩(wěn)定性和泵的壽命。 零件的技術(shù)要求 ： ①鑄件表面不允許有裂紋、氣孔、粘沙等缺陷。 ②鑄件拔模斜度1-3°，未注圓角半徑R2-3。 ③鑄件經(jīng)回火，除內(nèi)應(yīng)力處理，硬度HB187-255。 ④所有螺紋空口倒角至螺紋大徑。 ⑤去銳邊毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 1.2零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要去齊全，零件的結(jié)構(gòu)工藝性合理。該零件需要加工的表面均為切削加工，各表面的加工精度及表面粗糙度都不難獲得。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，該機(jī)油泵泵體位置公差要求嚴(yán)格，部分加工面需專用夾具進(jìn)行夾緊定位。 1.3零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，該零件為大批大量生產(chǎn)。 2確定毛坯種類，繪制毛坯圖 2.1確定毛坯種類 零件材料采用灰鑄鐵HT200，具有高的抗壓強(qiáng)度、良好的鑄造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性?？紤]到鑄造可以鑄造內(nèi)腔、外形很復(fù)雜的毛坯，工藝靈活性大，鑄造成本低 ，故選用鑄件毛坯。又已知零件的生產(chǎn)規(guī)模為大批大量生產(chǎn)，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》表1-6，確定毛坯鑄造方法為機(jī)器砂型鑄造，鑄件的機(jī)械加工余量等級G級，公差等級8-10級。 2.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 已知毛坯制造方法為機(jī)器砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，規(guī)模為大批大量生產(chǎn)，查《機(jī)械制造手冊》表5-3可取鑄件尺寸公差等級CT為10級，加工余量等級MA為G級。 表1 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量（mm） 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機(jī)械加工 總余量 鑄件 尺寸 底面1 47.52 2.8 3.5 51.02±1.4 底面2 5 2.4 3.5 8.5±1.2 凸臺 20 2.4 3.5 23.5±1.2 左右端面 41 2.8 3.5 47±1.4 孔 3.2 3 61±1.6 孔 22 2.4 3 16±1.2 2.3 設(shè)計毛坯圖 （1） 確定鑄造斜度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》確定毛坯砂型鑄造斜度為～,圓角半徑R2-3。 （2） 確定分型面 以底面為分型面。 （3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，鑄件進(jìn)行機(jī)械加工前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行時效處理。 圖2 機(jī)油泵泵體毛坯圖 3選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要內(nèi)容之一。基準(zhǔn)選擇的正確與合理可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，應(yīng)盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則， 以凸臺為初基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)等原則。采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法達(dá)到位置度要求，然后以半精銑后的孔端面為精基準(zhǔn)。 3.2 零件的表面加工方法 根據(jù)零件圖上標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求，查《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》表1-7至表1-15，通過對各個加工方案的比較，最后確定零件表面的加工方法如下表： 表2 零件表面加工方法 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra/ 加工方法 底面1 IT10 5 粗銑→半精銑 底面2 IT12 20 粗銑 凸臺 IT12 10 粗銑 孔 IT8 2.5 粗鏜→半精鏜→精鏜 孔 IT12 2.5 鉆→擴(kuò)→鉸 左右端面 IT10 2.5 粗銑→半精銑→精銑 孔 IT12 20 鉆 4-M6螺紋 IT12 12.5 鉆→絲錐攻螺紋 定位銷 無 無 配座 3.3工序的集中與分散 已知零件的生產(chǎn)規(guī)模為大批大量生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸み^程劃分階段，工序都要集中，采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度。加工設(shè)備主要以專用設(shè)備為主，采用專用夾具，這樣生產(chǎn)質(zhì)量高，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.4工序順序的安排 1.機(jī)械加工順序 1　 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即在前面加工階段先加工端面。同時考慮位置度要求，左右端面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 2　 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3　 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面左右端面和圓孔表面，后加工次要表面凸臺、底座孔以及倒角。 4　 遵循“先面后孔”原則，先加工端面，后加工孔。 2．輔助工序 毛坯鑄造成型后，應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進(jìn)行一次尺寸檢驗(yàn)，然后再進(jìn)行機(jī)械加工。在對零件的所有加工工序完成之后，安排噴漆、去毛刺、清洗、終檢工序。 3.5制定工藝路線 工藝路線一： 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑底面 端前后面定位 30 粗銑凸臺 底面定位 40 粗銑前后端面 底面定位、前后端面定位 50 半精銑底面 端面定位 60 半精銑前后端面 底面定位、前后端面定位 精銑前后端面 底面定位、前后端面定位 70 鉆2個孔、倒角 底面，前后端面定位 80 鉆孔，擴(kuò)孔到 鉸孔到 孔的大端面、底面 90 粗鏜孔 底面，孔定位 半精鏜孔 底面，孔定位 精鏜孔 底面，孔定位 100 鉆M6螺紋底孔為 孔，孔的大端面定位 攻螺紋 孔，孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線二： 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑前端面 后端面定位 30 粗銑，半精銑，精銑后端面 前端面定位 40 半精銑，精銑前端面 后端面定位 50 鉆，擴(kuò)，鉸孔 孔的大端面、底面 60 粗鏜，半精鏜，精鏜孔、倒角 前端面，底面定位 70 粗銑，精銑底面 前后端面定位 80 粗銑凸臺 底面定位 90 鉆2個孔、倒角 底面定位 100 鉆M6螺紋底孔為 孔，孔的大端面定位 攻螺紋 孔，孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線分析比較： 通常情況下，在同時需要鉆孔和銑平面的時候，一般先銑平面，再加工孔，重要加工表面切削余量最好均勻。工藝路線一是先把定位表面底槽面加工，前后端面同時加工，幾何精度高。工藝路線二是先把前后端面加工出來，后加工兩個重要的孔，最后才加工底槽面，前后端面切削余量不很均勻。再綜合加工精度要求等各方面因素后，確定為工藝路線一。 3.6 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 工序號 工序內(nèi)容 加工裝備 工藝裝備 10 清洗檢查毛坯 清洗機(jī) 20 粗銑底面 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 30 粗銑凸臺 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 40 粗銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 50 半精銑底面 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 60 半精銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 精銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo)卡尺 70 鉆2個孔、倒角 立式鉆床Z525 高速鋼鉆、卡尺 80 鉆孔，擴(kuò)孔到 鉸孔到 立式鉆床Z3025 高速鋼鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺 90 粗鏜孔 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀、卡尺 半精鏜孔 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀、卡尺 精鏜孔 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀、卡尺 100 鉆M6螺紋底孔為、倒角 立式鉆床Z3025 高速鋼鉆、卡尺 攻螺紋 立式鉆床Z3025 絲錐刀、卡尺 110 去銳邊毛刺 平銼 120 非加工表面涂硝化油漆 噴涂機(jī) 130 清洗 清洗機(jī) 140 終檢入庫 百分表、卡尺 3.7工序間加工余量、工序尺寸的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)》，并綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機(jī)械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表： 表4 零件機(jī)械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 工序尺寸 加工余量（mm） 20 1 粗銑底面 2.5 30 1 粗銑凸臺 20 3.5 40 1 粗銑前后端面 2（單邊） 50 1 半精銑底面 1 60 1 半精銑前后端面 1（單邊） 2 精銑前后端面 0.5（單邊） 70 1 鉆2個孔、倒角 8.5（單邊） 80 1 鉆孔 20（直徑） 2 擴(kuò)孔到 1.8（直徑） 3 鉸孔 0.5（直徑） 90 1 粗鏜孔（走刀2次） 2（直徑） 2 半精鏜孔 1.5（直徑） 3 精鏜孔 0.5（直徑） 100 1 鉆M6螺紋底孔為 4.8（直徑） 2 攻螺紋M6 1.2（直徑） 3.8切削用量的計算 工序20 工步1：粗銑底面 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。 （3） 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=57.6m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速： 故實(shí)際銑削速度： 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為165mm/min。 工序30：粗銑凸臺 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=57.6m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 故實(shí)際銑削速度 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為165mm/min。 工序40：粗銑前后端面 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.12mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=50.4m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速： 故實(shí)際銑削速度： 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為150mm/min。 工序50：半精銑底面 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.05mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=70.2m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速： 故實(shí)際銑削速度： 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為130mm/min。 工序60： 工步:1：半精銑前后端面 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=59.4m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速： 故實(shí)際銑削速度： 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為130mm/min。 工步2：精銑前后端面 （1）切削深度 （2）進(jìn)給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.05mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=72m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉(zhuǎn)速： 故實(shí)際銑削速度： 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為100mm/min。 工序70：鉆2個孔、倒角 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=18m/min,進(jìn)給量f=0.3mm/r,取=17mm，則 由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉(zhuǎn)速=272r/min，故實(shí)際切削速度為 工序80： 工步1；鉆孔 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=20m/min,進(jìn)給量f=0.3mm/r,取=20mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉(zhuǎn)速=315r/min，故實(shí)際切削速度為 工步2：擴(kuò)孔到 高速鋼擴(kuò)孔取其切削速度=20m/min,進(jìn)給量f=0.3mm/r，背吃刀量=0.9mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉(zhuǎn)速=250r/min，故實(shí)際切削速度為 工步3：鉸孔 查表5.25，取其切削速度=11m/min,進(jìn)給量f=1mm/r，背吃刀量=0.1mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉(zhuǎn)速125r/min，故實(shí)際切削速度為 工序90： 工步1：粗鏜孔（走刀2次） 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，粗鏜取=24m/min, f=0.5mm/r，粗鏜孔時因余量為2mm，故=2mm，則 由，計算切屑力： 功率 取機(jī)床效率為0.85，則所需機(jī)床功率為，故機(jī)床功率足夠，切削用量選擇合理。 工步2：半精鏜孔 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，半精鏜取=35m/min, f=0.5mm/r，半精鏜孔時因余量為1.5mm，故=1.5mm，則 工步3：精鏜孔 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，精鏜取=30m/min, f=0.3mm，精鏜孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm，則 工序100： 工步1：鉆M6螺紋底孔為 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=20m/min,進(jìn)給量f=0.12mm/r,取=4.8mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉(zhuǎn)速=1000r/min，故實(shí)際切削速度為 工步2：攻螺紋M6 高速鋼機(jī)動絲錐加工螺紋取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量=0.6mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉(zhuǎn)速=400r/min，故實(shí)際切削速度為 3.9基本時間的計算 工序20： 工步1： 粗銑底面 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》得此工序機(jī)動時間計算公式： ， 由面銑刀不對稱銑平面、主偏角=，查表5.41銑削基本時間計算，，。確定，，， 則該工序的基本時間為 工序30：粗銑凸臺 該工序的基本時間為 工序40：粗銑前后端面 該工序的基本時間為 工序50：半精銑底槽面 該工序的基本時間為 工序60 工步1：半精銑前后端面 該工序的基本時間為 工步2：精銑前后端面 該工序的基本時間為 工序70：鉆2個孔、倒角 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工序80： 工步1；鉆孔 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工步2：擴(kuò)孔到 , 該工序的基本時間為 工步3：鉸孔 , 該工序的基本時間為 工序90： 工步1：粗鏜孔（走刀2次） 由表5.57，，i為進(jìn)給次數(shù)，i=2 。 該工序的基本時間為 工步2：半精鏜孔 該工序的基本時間為 工步3：精鏜孔 該工序的基本時間為 工序100： 工步1：鉆M6螺紋底孔為 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工步2：攻螺紋M6 ， 式中。 該工序的基本時間為 4.鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計 車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 4.1 車床夾具的主要類型 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，夾具做進(jìn)給運(yùn)動。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設(shè)計要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計夾具時應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊 4.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析孔F的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計夾具模型如下： 定位夾緊結(jié)構(gòu)圖 選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度?？梢姡ㄎ环桨高x擇合理。 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲備： 故此方案可行。 4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當(dāng)工件和夾具上個元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應(yīng)該加防護(hù)罩。 夾具裝配圖 總結(jié) 通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計，我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，同時也深刻體會到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會到設(shè)計也是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計的過程中，我們綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD），且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計資料（包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機(jī)和工具書及手冊在設(shè)計中帶來的便利和幫助。 通過這次機(jī)畢業(yè)設(shè)計，更加系統(tǒng)的了解機(jī)械制造工藝的一般過程，并且學(xué)會了對工藝設(shè)計的整體把握，也有了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計方法。在本次課程設(shè)計中，能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的設(shè)計方案，進(jìn)行必要的計算，根據(jù)課題設(shè)計出符合要求、 優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的夾具。并能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進(jìn)行必要的計算，根據(jù)題意設(shè)計出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的鉆孔夾具。也明確工序要求，了解所用機(jī)床，刀具及工序前加工情況，所以，這次畢業(yè)設(shè)計對我來說收獲很大。但也有很多地方還有在努力學(xué)習(xí)。 參考文獻(xiàn) [1] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 燕山大學(xué) 洛陽工學(xué)院 長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 編 上海科學(xué)技 術(shù)出版社 2000. 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