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1 揚 州 職 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 ： 機 油 泵 體 加 工 工 藝 及 夾 具 設(shè) 計 院 別 ： 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) ： 機 械 制 造 與 自 動 化 班 級 ： 10 機 械 班 姓 名 ： 黃 宸 學(xué) 號 ： 100101711 指 導(dǎo) 教 師 ： 成 小 英 完 成 時 間 ： 2013 年 4 月 15 日 2 摘 要 1、機油泵是在潤滑系統(tǒng)中迫使機油從油底殼送到引擎運動件的裝置機油泵 在內(nèi)燃機上的應(yīng)用越來越多。同時，在半導(dǎo)體，太陽能，LCD 等工程領(lǐng)域方面， 也起著一定的作用。近年來，隨著加工技術(shù)的發(fā)展，汽車用油泵擺線轉(zhuǎn)子 泵被應(yīng)用到縫紉機中，特別是對一些全封閉自動潤滑系統(tǒng)的機種，如包縫機、 繃縫機 2、基本內(nèi)容及解決的關(guān)鍵問題：基本內(nèi)容熱處理毛坯，車削機油泵體，設(shè) 計加工專用夾具關(guān)鍵問題在于工藝過程的設(shè)計，夾具類型的確定，定位裝置的 設(shè)計，夾緊裝置的設(shè)計夾具精度的分析和計算嗎，夾具非標(biāo)零件圖的繪制等等 3、本課題研究情況綜述：機械加工工藝及夾具設(shè)計是機械制造與自動化必 備的專業(yè)核心技能，突出培養(yǎng)典型零件加工工藝能力，機油泵體工藝過程設(shè)計 時要結(jié)合實際，盡量符合實際生產(chǎn)要求，專用夾具設(shè)計時要估計好夾緊力加工 零件是要計算好加工余量。 關(guān)鍵字：機油泵、工藝規(guī)程、夾具設(shè)計 3 目 錄 摘 要 .................................................................................................................2 第一章 緒論 .......................................................................................................5 1.1 課題研究的背景 ...........................................................................................5 1.2 課題研究的意義 ...........................................................................................5 1.3 國內(nèi)外的研究動態(tài) ........................................................................................5 第二章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 ..........................................................................5 2.1 零件的用途 .................................................................................................5 2.2 零件的工藝分析 ...........................................................................................7 第三章 確定毛坯種類，繪制毛坯圖，毛坯模型 ..........................................................8 3.1 確定毛坯種類 ..............................................................................................8 3.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量. ......................................................................8 3.3 設(shè)計毛坯圖 ................................................................................................8 3.4 繪制毛坯圖 ................................................................................................9 第四章 選擇加工方法，制定工藝路線 ....................................................................11 4.1 基準(zhǔn)面的選擇 ............................................................................................11 4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ......................................................................................11 4.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 ......................................................................................11 4.2 零件的表面加工方法 ................................................................................12 4.3 工序的集中與分散 ......................................................................................12 4.4 工序順序的安排 .........................................................................................13 4.4 1.機械加工順序 ......................................................................................13 4.4.2輔助工序 ..........................................................................................13 4.5 制定工藝路線 ............................................................................................13 4.6 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 .............................................................................16 4.7 工序間加工余量、工序尺寸的確定 ..................................................................17 4.8 切削用量的計算 .........................................................................................18 4.9 基本時間 的計算 ......................................................................................26jt 第五章 夾具設(shè)計 .............................................................................................30 5.1 精車前后端面專用夾具設(shè)計 ...........................................................................30 5.1.1 定位裝置 ............................................................................................30 5.1.2 夾緊力的計算 ......................................................................................30 5.2 鉆 孔夾具設(shè)計 ...................................................................................3420 5.2.1 定位裝置 ............................................................................................34 5.2.2 切削力和夾緊力的計算. ..........................................................................34 4 第六章 小結(jié) .....................................................................................................37 致 謝 ...........................................................................................................38 參考文獻 ..........................................................................................................39 5 第一章 緒論 1.1 課題研究的背景 目前國內(nèi)的機油泵產(chǎn)品的技術(shù)基本源自美國、德國、 日本等幾個傳統(tǒng)的工 業(yè)國家，我國現(xiàn)有的技術(shù)基本上是引進國外的基礎(chǔ)上發(fā)展的，而且已經(jīng)有了一 定的規(guī)模。但是目前我國的機油泵沒有自己的核心技術(shù)產(chǎn)品，自主開發(fā)能力仍 然很弱。在差速器的技術(shù)開發(fā)上還有很長的路要走。 1.2 課題研究的意義 機油泵的作用是把機油送到發(fā)動機各摩擦部位，使機油在潤滑路中循環(huán)，以 保證發(fā)動機得到良好的潤滑。機油泵多為齒輪泵，它由齒輪泵體等組成。當(dāng)發(fā) 動機工作時，凸輪軸帶動泵體的主動齒輪轉(zhuǎn)動。齒輪甩動機油沿泵體內(nèi)壁從進 油口流至出油口，形成低壓，產(chǎn)生吸力，機油箱內(nèi)的機油即被吸入進油口。而 出油口處的機油越積越多，因而壓力增高，機油便被壓到各摩擦部分，實現(xiàn)強 制潤滑。設(shè)計研究更好機油泵可以降低發(fā)動機的損耗，延長機械的使用壽命 1.3 國內(nèi)外的研究動態(tài) 機油泵在內(nèi)燃機上的應(yīng)用越來越多。同時，在半導(dǎo)體，太陽能，LCD 等工 程領(lǐng)域方面，也起著一定的作用。近年來，隨著加工技術(shù)的發(fā)展，汽車用油泵 擺線轉(zhuǎn)子泵被應(yīng)用到縫紉機中，特別是對一些全封閉自動潤滑系統(tǒng)的機種， 如包縫機、繃縫機 機油泵以后的發(fā)展 今后機油泵研發(fā)會向著低噪音，低耗油方向發(fā)展，現(xiàn)在很多機油泵，噪音比 較大，不適合一些低音環(huán)境，有的還伴有漏油現(xiàn)在， 第二章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 2.1 零件的用途 機油泵是不斷的把發(fā)動機油底殼里的機油送出去以達到潤滑發(fā)動機各個需要 6 潤滑的零部件的目的。機油泵泵體在整個機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油泵的工作穩(wěn)定性和泵的壽命。 圖 1 機 油 泵 泵 體 零 件 圖 與 三 維 建 模 圖 1 7 圖 1 零件的技術(shù)要求 ： 鑄件表面不允許有裂紋、氣孔、粘沙等缺陷。 鑄件拔模斜度1-3，未注圓角半徑R2-3。 所有螺紋空口倒角至螺紋大徑。 去銳邊毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 2.2 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)濟精度及一 般機床所能達到的位置精度，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，該機油泵泵體位置公差要求嚴(yán)格，部分加 工面需專用夾具進行夾緊定位。 2.3 零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，該零件為中大批大量生產(chǎn)。 8 第三章 確定毛坯種類，繪制毛坯圖，毛坯模型 3.1 確定毛坯種類 零件材料采用灰鑄鐵 HT200，具有高的抗壓強度、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 鑄造方法為機器砂型鑄造，鑄件的機械加工余量等級 G 級，公差等級 8-10 級。 3.2 確定毛坯尺寸及機械加工總余量 已知毛坯制造方法為機器砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，規(guī)模為大批大量生產(chǎn)， 查機械制造手冊表 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 毛坯尺寸及機械加工總余量（mm） 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機械加工 總余量 鑄件 尺寸 底面 1 47.52 2.8 3.5 51.021.4 底面 2 5 2.4 3.5 8.51.2 凸臺 20 2.4 3.5 23.51.2 左右端面 41 2.8 3.5 471.4 孔67673.2 3 611.6 孔 222 2.4 3 161.2 9 3.3 設(shè)計毛坯圖 （1） 確定鑄造斜度 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊確定毛坯砂型鑄造 斜度為 ,圓角半徑 R2-3。o13 （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，鑄件進行機械加 工前應(yīng)當(dāng)進行時效處理。 3.4 繪制毛坯圖 10 11 圖 2 機油泵泵體毛坯圖及毛坯模型 第四章 選擇加工方法，制定工藝路線 4.1 基準(zhǔn)面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理， 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百 出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 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)。 4.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 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 12 用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法達到位置度要求，然后以精銑后的 孔和兩端面67 以及底面為精基準(zhǔn)。 4.2 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/ m 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67IT8 2.5 m粗鏜半精鏜精鏜 孔2IT12 2.5 鉆擴鉸 左右端面 IT10 2.5 粗銑半精銑精銑 孔17IT12 20 m鉆 4-M6 螺紋 IT12 12.5 鉆絲錐攻螺紋 蓋配孔（配座） IT11 5 鉆粗鉸 4.3 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為： 加工過程劃分階段，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 13 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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 4.4 工序順序的安排 4.4 1.機械加工順序 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。 4.4.2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行一 次尺寸檢驗，然后再進行機械加工。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。 4.5 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 鑄造毛坯 20 粗銑底面 凸臺，側(cè)面定位 30 粗銑凸臺 底面，側(cè)面定位 14 40 粗銑前后端面 底面定位、前后端面定位 50 鉆 2 個 孔、倒角17底面，前后端面，側(cè)面定位 60 鉆孔 0孔的大端面、底面和 孔6717 70 粗鏜 孔 6底面， 孔定位1 80 半精銑底面 凸臺，側(cè)面定位 半精銑前后端面 底面定位、前后端面定位90 精銑前后端面 底面定位、前后端面定位 擴 孔到201.8孔的大端面、底面和 孔6717100 鉸 孔到. 孔的大端面、底面和 孔 半精鏜 孔67底面， 孔定位1110 精鏜 孔底面， 孔定位7 鉆 M6 螺紋底孔為 4.8孔， 孔的端面，凸臺定位62120 攻絲 孔， 孔的端面，凸臺定位7 130 去銳邊毛刺 140 非加工表面涂硝化油漆 150 清洗 160 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 15 50 鉆，擴，鉸 孔2孔的大端面、底面67 60 粗鏜，半精鏜，精鏜 孔、倒角67 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17底面定位 鉆 M6 螺紋底孔為 4.8孔， 孔的大端面定位67100 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 重 要 表 面 底 面 先 加 工 出 來 ， 前 后 端 面 同 時 加 工 ， 最 后 加 工 兩 個 孔 ， 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 ， 且 粗 精 加 工 放 在 一 起 ， 工 件 的 內(nèi) 應(yīng) 力 很 大 ， 加 工 之 后 工 件 變 形 會 很 大 程 度 影 響 零 件 的 幾 何 精 度 ， 定 位 基 準(zhǔn) 不 如 路 線 一 來 得 準(zhǔn) 確 ， 再 綜 合 加 工 精 度 要 求 ， 裝 夾 便 利 與 否 等 各 方 面 因 素 后 ， 確 定 為 工 藝 路 線 一 。 16 4.6 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 鑄造毛坯 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 XQ6225 臥式 銑床 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀刀、游 標(biāo)卡尺 50 鉆孔 20立式鉆床 Z3025 高速鋼鉆、卡尺、鉆模板 60 粗鏜 孔 67臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺 70 半精銑底面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 、游標(biāo)卡尺 半精銑前后端面 XQ6225 臥式 銑床 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo) 卡尺 80 精銑前后端面 XQ6225 臥式 銑床 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀、游標(biāo) 卡尺 90 鉆 2 個 孔、倒角17立式鉆床 Z525 高速鋼鉆、游標(biāo)卡尺、鉆 模板 擴 孔到0.8立式鉆床 Z3025 擴孔鉆、游標(biāo)卡尺100 鉸 孔到21.立式鉆床 Z3025 鉸刀、游標(biāo)卡尺 半精鏜 孔67臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺110 精鏜 孔臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀、游標(biāo)卡尺 120 鉆 M6 螺紋底孔為 4.8立式鉆床 高速鋼鉆、游標(biāo)卡尺、鉆 17 Z3025 模板 攻絲 立式鉆床 Z3025 絲錐刀、游標(biāo)卡尺 130 去銳邊毛刺 平銼 140 非加工表面涂硝化油漆 噴涂機 150 清洗 清洗機 160 終檢入庫 百分表、卡尺 4.7 工序間加工余量、工序尺寸的確定 查機械制造技術(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） 10 1 鑄造毛坯 20 粗銑底面 0.16-48522.5 30 1 粗銑凸臺 20 3.5 40 1 粗銑前后端面 0.16-2（單邊） 50 1 鉆 2 個 孔、倒角1778.5（單邊） 60 1 鉆孔 00.2120（直徑） 70 1 粗鏜 孔 6.30652（直徑） 80 1 半精銑底面 .28471 1 半精銑前后端面 0.62-1（單邊）90 2 精銑前后端面 0.1-0.5（單邊） 18 1 擴孔到 21.80.2181.8（直徑）100 2 鉸 孔 .300.5（直徑） 2 半精鏜 孔67.74651.5（直徑）110 3 精鏜 孔0.0.5（直徑） 1 鉆 M6 螺紋底孔為 4.8.7504.8（直徑）120 2 攻螺紋 M6 .861.2（直徑） 4.8 切削用量的計算 工序 10 粗銑底面 工步 1：粗銑底面 1 （1）切削深度 map2.5 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =57.6m/min，則cmin/29.188057.610cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/2rw 故實際銑削速度： 19 min/52.8108dnvwc 工作臺的每分鐘進給量為 in/16i/.zfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 165mm/min。 工步 2：粗銑底面 2 （1）切削深度 map3.5 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =57.6m/min，則cmin/29.188057.610cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/2rw 故實際銑削速度： min/52.8108dvc 工作臺的每分鐘進給量為 in/16i/.znfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 165mm/min。 工序 20：粗銑凸臺 （1）切削深度 map3.5 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 fz 取 20 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =57.6m/min，則cmin/29.188057.610cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速min/2rw 故實際銑削速度 min/52.8108dvc 工作臺的每分鐘進給量為 in/16i/.znfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 165mm/min。 工序 30：粗銑前后端面 （1）切削深度 map2 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =50.4m/min，則cmin/10.2765.410cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：mi/8rw 故實際銑削速度： 21 min/2.401860dnvwc 工作臺的每分鐘進給量為： in/153.6i/.zfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 150mm/min。 工序 40：鉆 2 個 孔、倒角17 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,進給量 f=0.3mm/r,取 =17mm，則cv pamin/37.01801rdnws 由本工序采用 Z525 型立式鉆床，由表 3.17 得，轉(zhuǎn)速 =272r/min，故實際切削wn 速度為 in/14.530271mndvwc 工序 50；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,進給量 f=0.3mm/r,取 =20mm，則cv pamin/318.2010rdnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床，由表 3.14 得，轉(zhuǎn)速 =315r/min，故實際切wn 削速度為 in/19.803521mndvwc 工序 60：粗鏜 孔（走刀 2 次）67 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，cv 粗鏜孔時因余量為 2mm，故 =2mm，則pamin/1263401rdvnws 22 由 ，計算切屑力：1,0,75.,1,80FccFccFc KnyxC NvfanpcFc 9.204.5.28.9.9 070 功率 kwPc42 3-3- 取機床效率為 0.85，則所需機床功率為 ，故機床功率足夠， 5W0.9.85 切削用量選擇合理。 工序 70：半精銑底面 （1）切削深度 map8.5 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =70.2m/min，則cmin/279.380.10cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/25rw 故實際銑削速度： min/64.110258dvc 工作臺的每分鐘進給量為： in/7.52i/.znfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 130mm/min。 工序 80： 工步:1：半精銑前后端面 （1）切削深度 map1 23 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =59.4m/min，則cmin/18.76059.410cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：mi/rw 故實際銑削速度： min/50.3160dnvc 工作臺的每分鐘進給量為： i/128i/.8zfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 130mm/min。 工步 2：精銑前后端面 （1）切削深度 map0.5 （2）進給量的確定 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給 量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 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wd 式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 =72m/min，則cmin/143.260710cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速： 24 min/125rw 故實際銑削速度： min/62.8105dvc 工作臺的每分鐘進給量為： i/10i/.znfwm 根據(jù)表 3.7 查得機床的進給量為 100mm/min。 工序 90 工步 1：擴孔到 21.8 高速鋼擴孔取其切削速度 =20m/min,進給量 f=0.3mm/r，背吃刀量cv =0.9mm，則pamin/29.01.801rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床，由表 3.14 得，轉(zhuǎn)速 =250r/min，故實際切wn 削速度為 in/17.025.81mndvwc 工步 2：鉸 孔 查表 5.25，取其切削速度 =11m/min,進給量 f=1mm/r，背吃刀量cv =0.1mm，則pamin/159.201rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床，由表 3.14 得，轉(zhuǎn)速 125r/min，故實際切削wn 速度為 in/8.61025mndvwc 工序 100： 工步 1：半精鏜 孔7 25 查表 5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，半精鏜取 =35m/min, cv f=0.5mm/r，半精鏜孔時因余量為 1.5mm，故 =1.5mm，則pamin/168.5301rdvnws 工步 2：精鏜 孔7 查表 5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，精鏜取 =30m/min, f=0.3mm，cv 精鏜孔時因余量為 0.5mm，故 =0.5mm，則pamin/14367010rdvnws 工序 110： 工步 1：鉆 M6 螺紋底孔為 .8 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,進給量 f=0.12mm/r,取 =4.8mm，則cv pamin/1326.4.8010rdnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床，由表 3.14 得，轉(zhuǎn)速 =1000r/min，故實際切wn 削速度為 in/15.04.81mndvwc 工步 2：攻螺紋 M6 高速鋼機動絲錐加工螺紋取其切削速度 =8.9m/min,背吃刀量cv =0.6mm，則pamin/472.68.910rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床，由表 3.14 得，轉(zhuǎn)速 =400r/min，故實際切wn 削速度為 26 min/7.51046ndvwc 4.9 基本時間 的計算jt 工序 10： 工步 1： 粗銑底面 1 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊得此工序機動時間計算公式： ，Mz 21fltj 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，rk90 ， 。確定mCdl 3)(1-(5.0o01 m53l .)d,(.3C2 ， ， ，3m42ll 則該工序的基本時間為 sifltj 5in0.9121653Mz21 工步 2： 粗銑底面 2 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊得此工序機動時間計算公式： ，Mz 21fltj 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，rk90 ， 。確定mCdl 3)(1-(5.0o01 m53l .)d,(.3C2 ， ， ，3m42ll 則該工序的基本時間為 sifltj 5in0.9121653Mz21 工序 20：粗銑凸臺 27 該工序的基本時間為 sifltj 5min0.91216543Mz21 工序 30：粗銑前后端面 該工序的基本時間為 siifltj 681in2.150476Mz21 工序 40：鉆 2 個 孔、倒角 由表 5.39，工步 ， 9.5m1)cot4527()m(1cot21 rkDlml2 ，該工序的基本時間為0 sifnltj 48min70.2.3795201 工序 50；鉆 孔 由表 5.39，工步 ， 1m)cot4520()(1cot21 rkDlml2 ，該工序的基本時間為16sfnltj 18min0.3.315262 工序 60：粗鏜 孔（走刀 2 次）7 由表 5.57， ，i 為進給次數(shù)，i=2fn ltj1 。90,25,021 rkmll 為 該工序的基本時間為 28 sifnltj 45min0.892.5121 工序 70：半精銑底槽面 該工序的基本時間為 sifltj 69in1.521304Mz21 工序 80 工步 1：半精銑前后端面 該工序的基本時間為 sifltj 921min3.210476Mz21 工步 2：精銑前后端面 該工序的基本時間為 sifltj 253in4.21076Mz21 工序 90： 工步 1：擴孔到 2.8 mkdDlr 9.20-21.8)m(1cot-1 ,l2 該工序的基本時間為 sfnltj 170.28in.325961 工步 2：鉸 孔 mkdDlr 2.1.8-2)m(1cot-11 ,l2 該工序的基本時間為 sfnltj 10.6in125.61 工序 100： 29 工步 1：半精鏜 孔67 該工序的基本時間為 sfnltj 19min0.32516821 工步 2：精鏜 孔7 該工序的基本時間為 sfnltj 38min0.63142521 工序 110： 工步 1：鉆 M6 螺紋底孔為 . 由表 5.39，工步 ， 3.4m1)cot452.8()m(1cot21 rkDlml2 ，該工序的基本時間為15 sifnltj 14min680.4.120352 工步 2：攻螺紋 M6 i)(02121fnlfltj ， 式中 。mPlPl 0.75,3,321 為為為 該工序的基本時間為 sfnlfltj 34min0.564)250.7.3140.75.321(i)(02121 30 第五章 夾具設(shè)計 5.1 精車前后端面專用夾具設(shè)計 5.1.1 定位裝置 以底面及前端面/后端面定位，底面確定三個自由度，后端面確定三個自由 度 選定定位元件 1 選用一端為圓弧面的支撐板作為止口底面及一側(cè)面的定位元件 選用支撐釘為端面，這兩件支撐釘在裝配時，要求其接觸端面要同時磨削以保 證精度。 2 根據(jù)銑床夾具使用特點，力求使夾具結(jié)構(gòu)簡單，故采用螺旋夾緊方式 5.1.2 夾緊力的計算 車床夾具的夾緊力估算過程復(fù)雜。因工件的受力大小及方向是動態(tài)變化的， 因此，為便于分析和計算，就緒需將工件的動態(tài)受力狀態(tài)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)受力狀態(tài)， 找出各特征切削點的受力方向，加以分析和簡化計算。本工序的加工部位較多， 只需對切削結(jié)合面 k 時的受力大小和方向的最大值進行確定，就可以計算出夾 緊力的大小，對其余加工部位可以省略計算，工件各特征切削點上切削力方向 31 如圖所示。 圖 3 1 切削力的計算 設(shè)切削速度 v=80m/min 進給量 f=0.3mm/r，切削深度 如果使用 2mar 端面的車刀粗車結(jié)合面 k，查文獻可得 75kr NF62zNF248rNF629x7z 2 夾緊力的估算， 根據(jù)切削點力的方向，分別計算出各特征切削點夾緊力的大小，然后進行比 較確定出夾緊力的最大值就是夾具所需的夾緊力。各主要特征點的夾緊力的大 小估算如下 （1）切削點 A 如圖 3 所示工件在 Fx 的作用下有沿 Y 軸方向移動的趨勢，此時。Fy 的作用力 可以看作與定位支撐釘?shù)姆醋饔昧ο氲窒?，因此，夾緊力 Fa 的大小應(yīng)該滿足下 列不等式 f/XZAF 取 f 2768.7N （2）2 切削點 B 如圖 3 所示，工件在 Fz 和 Fx 的作用下有繞 E 點轉(zhuǎn)動的趨勢。在 Fy 的作用 下有沿 H 點的轉(zhuǎn)動趨勢，夾緊力 Fb 應(yīng)該滿足下列不等式 防止工件繞 E 點轉(zhuǎn)動的夾緊力為 Fb。 149370 *9 XZBF 防止工件繞 H 點轉(zhuǎn)動的夾緊力為 :B 32 49620*OFYB 夾具所需夾緊力 N183 切削點在 c 由于主切削力在 Fx 方向與夾緊力方向一致，故不進行估算 （3）切削點 d， 如圖所示，工件在 Fz 的作用下有沿著 Y 軸方向移動的趨勢 .防止工件沿著 Y 軸移動的夾緊力 Fd 應(yīng)該滿足下式 NFXZD16-f （4）當(dāng)工件切削到最遠點 P 時如圖 3 點所示 Fx 的作用有使工件沿 y 軸移動 的趨勢，F(xiàn)y 的作用有使工件繞 G 點轉(zhuǎn)動的趨勢 防止工件繞 E 點轉(zhuǎn)動所需夾緊力為 NFZ14075* 防止工件繞 y 點轉(zhuǎn)動所需夾緊力為 296fxr 防止工件繞 y 點轉(zhuǎn)動所需夾緊力為 NF840*fYG 那么 Fr=F +Fp+F =436EG 比較 F F F Fp，F(xiàn)p 的值最大，因此所需夾緊力 F4326. ABD 取安全系數(shù) K=2，夾具所需夾緊力為 F=KF=2*4352=8724 由于夾緊點有兩個，單個夾緊點 所需的夾緊力為 4362N 查 M16 夾緊螺栓的允許夾緊力為 10050N 滿足設(shè)計要求 圖 4 銑夾具三維圖及裝配圖 33 圖 4 銑夾具工程圖 圖 4 34 5.2 鉆 孔夾具設(shè)計20 5.2.1 定位裝置 以底面確定三個自由度，兩個 17 的孔確定三個自由度， 定位元件 一個圓柱銷，一個圓錐銷，和底面定位，用滑動 v 型塊螺旋機構(gòu)夾緊 5.2.2 切削力和夾緊力的計算 刀具：20 高速鋼錐柄麻花鉆頭。 查機械制造工藝設(shè)計手冊表 336，鉆削扭距計算公式： M= 3.1 3010MyXKfdC 式中 C =305.2, , , M5.28. 磨鈍系數(shù) =1.0， Kf=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得： M= 38.09.11752.30 =22(Nm) 查機械制造工藝設(shè)計 手冊表 336，鉆削軸 向力計算公式： F= 3.1F yXFKfdC0 35 式中 C =301.2, , , F1FX8.0Fy 磨鈍系數(shù) =1.0， f=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得K F= =2100(N)17.526.8.01 因為此夾具夾緊力和軸向力上方向一致，螺栓夾緊主要是防止工件在加工 過程中產(chǎn)生振動和轉(zhuǎn)動。因鉆模板上有開口槽由夾具體上銷釘限制了其轉(zhuǎn)動， 所以夾具夾緊可靠。 圖 5 鉆夾具三維建模及裝配圖 圖 5 36 鉆夾具工程圖 圖 5 第六章 小結(jié) 我從剛開始對制造工藝只有一點感性認(rèn)識到現(xiàn)在已熟悉制造工藝的國內(nèi)外 37 現(xiàn)狀及趨勢，能對工件確定合理的工藝方案，對零件的設(shè)計制造，機床設(shè)備的 選用，機械零件的選用及零件加工工藝過程的說明有了較為深刻的領(lǐng)會，同時 對根據(jù)加工工藝設(shè)計相應(yīng)的夾具體也較清楚。 在本次設(shè)計中，雖然是工藝學(xué)設(shè)計，但是在設(shè)計中要用到許多基礎(chǔ)理論， 這就要求我們能只學(xué)習(xí)工藝學(xué)的知識，必須把所學(xué)過的專業(yè)知識融會貫通，學(xué) 以致用。由于有些知識已經(jīng)遺忘，這使我們要溫習(xí)所學(xué)的專業(yè)知識，因此設(shè)計 之前就把學(xué)過的相關(guān)專業(yè)課程認(rèn)真的復(fù)習(xí)了一遍，開始對本課題的設(shè)計任務(wù)有 了大致的了解，并也有了設(shè)計的感覺。同時，由于設(shè)計的需要，要查閱并收集 大量關(guān)于機械制造方面的文獻，進而對這些文獻進行分析和總結(jié)，這些都提高 了我們對于專業(yè)知識的綜合運用能力和分析解決實際問題的能力。 雖然本次設(shè)計我很努力去做，但還是存在一些不足： （1）我對機械工藝規(guī)程設(shè)計理論方面的知識還沒有十分扎實，對并沒有投 入生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中的產(chǎn)品，還要根據(jù)生產(chǎn)部門的設(shè)備，要求等，考慮零件 的結(jié)構(gòu)，精度和余量，難免會有我們現(xiàn)在沒有考慮周全的內(nèi)容。 （2）對零件熱處理方式及夾具的設(shè)計把握不準(zhǔn)，其主要原因是對零件的了 解不足，沒有在真正的實踐，而且沒有見過實體，一些細節(jié)部分沒有掌握好。 （3）在對工藝路線的設(shè)計上還是不十分熟練，在很多情況下都會出現(xiàn)難以 取舍的情形。 在這次設(shè)計中我走了不少彎路，但是在老師的悉心指導(dǎo)和自身的努力下還 是圓滿的完成了設(shè)計。在以后的學(xué)習(xí)工作中，我要從以下方面來提高自己，解 決設(shè)計中存在的問題。多學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，關(guān)注前沿的科學(xué)技術(shù)，拓寬知識面， 盡量在實踐中掌握所學(xué)知識。 致 謝 轉(zhuǎn) 眼 幾 個 月 的 畢 業(yè) 設(shè) 計 就 要 接 近 尾 聲 ， 在 此 ， 非 常 感 謝 成 老 師 對 我 悉 心 教 導(dǎo) ， 使 我 終 身 受 益 淺 ， 在 此 我 對 老 師 表 示 深 深 的 感 謝 。 在 本 次 設(shè) 計 的 選 題 以 及 編 寫 過 程 中 老 師 也 給 予 我 相 當(dāng) 多 的 關(guān) 心 、 支 持 和 指 導(dǎo) ， 現(xiàn) 在 38 本 文 得 以 順 利 完 成 ， 我 要 衷 心 地 感 謝 老 師 不 厭 其 煩 地 耐 心 地 為 本 文 所 作 的 大 量 的 辛 苦 工 作 ， 老 師 對 待 學(xué) 術(shù) 的 嚴(yán) 謹(jǐn) 態(tài) 度 深 深 地 感 染 了 我 。 我 也 要 感 謝 學(xué) 院 的 其 他 老 師 ， 他 們 生 動 的 講 課 和 各 自 獨 到 的 研 究 方 法 讓 我 印 象 深 刻 ， 也 對 我 的 設(shè) 計 產(chǎn) 生 了 很 大 影 響 。 老 師 們 嚴(yán) 謹(jǐn) 的 治 學(xué) 態(tài) 度 、 積 極 認(rèn) 真 的 工 作 作 風(fēng) 深 深 地 影 響 了 我 ， 讓 我 不 由 地 產(chǎn) 生 敬 意 。 最 后 ， 我 要 感 謝 我 的 父 母 ， 感 謝 他 們 多 年 來 始 終 如 一 地 給 予 我 關(guān) 懷 和 愛 護 ， 沒 有 父 母 多 年 來 在 背 后 的 支 持 和 鼓 勵 ， 我 無 法 順 利 完 成 學(xué) 業(yè) 。 參考文獻 1 游文明,李業(yè)農(nóng) .機械設(shè)計基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社,2010. 2 王紹俊. 機械制造工藝設(shè)計手冊M .機械工業(yè)出版社,2008. 3 李洪主. 機械加工工藝手冊M.北京:北京出版社,2009. 4 揚黎明. 機床夾具設(shè)計手冊M .北京高等教育出版社,2009. 5 李益明.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 M 北京：機械工業(yè)出版社, 2009. 6 姚海濱. 機械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社,2010. 39 7 王凡.實用機械制造工藝設(shè)計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社,2008 8 胡林嵐, 周益軍. 機械加工方法與設(shè)備選用M北京高等教育出版社, 2010 9 馮曉久. 工程力學(xué)M 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2008. 10 周益軍,王家珂. 機械加工工藝編制及專用夾具設(shè)計M北京高等教 育出版社,2010 .11 于大國 .機械制造工藝設(shè)計指南M.北京:國防工業(yè)出版社,2010. 13李益民 主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊M.北京：機械工業(yè)出版社， 1994