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目 錄
摘 要 I
ABSTRCT II
第一章 緒論 1
1.1引言 1
1.2機械加工工藝規(guī)程的作用 1
1.3 研究方法及技術路線 2
1.4課題背景及發(fā)展趨勢 3
2.1 零件圖分析 5
3.2 結構工藝性分析 5
第三章 工藝規(guī)程的設計 7
3.1 確定毛坯的的制造形式 7
3.2 基準的選擇 7
3.3 制訂工藝路線 8
3.4 機械加工余量 9
3.5 確定切削用量及基本工時 11
第四章 專用鉆夾具 29
4.1問題提出 29
4.2 定位基準的選擇 29
4.3切削力和夾緊力的計算 30
4.4 定位誤差分析 31
第五章 銑床夾具設計 33
5.1 問題的提出 33
5.2 定位基準的選擇 33
5.3 切削力及夾緊力計算 33
5.4 定向鍵設計 35
總 結 38
致 謝 39
參 考 文 獻 40
摘 要
本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
齒輪泵泵體的加工工藝規(guī)程及鉆Φ18H7孔、Φ21H7孔、攻M24×2螺紋夾具和銑208槽的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：齒輪泵泵體 工藝設計 專用夾具
ABSTRCT
The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge.
Gear pump pump body of the machining process planning and h7 Φ 18 holes, Φ 21 h7 hole, tapping m2-m24 x 2 thread clamp and 208 slot milling fixture design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design.
Keywords: The gear pump body special fixture design process
I
第一章 緒論
1.1引言
制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F(xiàn)代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機制造技術的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現(xiàn)代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現(xiàn)代計算機的水平，納米技術的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。
1.2機械加工工藝規(guī)程的作用
機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1、 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型
2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查
3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4、 制訂工藝路線
5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。）
1.3 研究方法及技術路線
1、深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究
在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領，制造與使用夾具情況等。
2、制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
3、確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構
夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。
①、確定夾具其他部分的結構形式
如分度裝置，對刀元件和夾具體等
②、繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。
③、標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求
④、標注零件編號及編制零件明細表
在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。
⑤、繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
1.4課題背景及發(fā)展趨勢
機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質量和提高勞動生產(chǎn)率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經(jīng)濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
第二章 零件的分析
2.1 零件圖分析
泵體共有十組加工表面，它們相互之間沒有要求。現(xiàn)分述如下：
1、齒輪泵泵體前端面
2、齒輪泵泵體后端面
3、齒輪泵泵體頂面
4、齒輪泵泵體2-Φ48H7孔
5、齒輪泵泵體Φ21H7孔、Φ18H7孔和M242螺紋
6、齒輪泵泵體4-Φ10孔、4-Φ20沉孔、2-Φ6H7孔、Φ18孔
7、齒輪泵泵體4-M8-6H、Φ6H7孔
8、齒輪泵泵體Φ3斜孔
9、齒輪泵泵體兩個R15槽
10、齒輪泵體20×8槽
3.2 結構工藝性分析
零件的結構的工藝性是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經(jīng)濟性。零件結構工藝性審查如下所述：
1、 避免設置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數(shù)。
2、 改為通孔或擴大中間孔可減少裝夾次數(shù)，保證孔的同軸度。
3、 被加工表面設置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調(diào)整時間。
4、 避免內(nèi)表面、內(nèi)凹面的加工，利于提高效率，保證精度。
5、 加工螺紋時應留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。
6、 將支承面改為臺階式，將加工面鑄出凸臺、保留精加工面的必要長度，以減少加工面，提高效率，保證精度。
7、 避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。
8、 避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。
9、 刀具應易于加工切削部位，避免采用接長鉆頭等非標準刀具。
第三章 工藝規(guī)程的設計
3.1 確定毛坯的的制造形式
零件材料為HT200。齒輪泵泵體在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。
3.2 基準的選擇
1、 粗基準的的選擇
① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
② 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
③ 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
④ 選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
⑤ 粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選齒輪泵泵體后端面、泵體頂面及Φ21H7毛坯孔作為定位粗基準。
2 、精基準的選擇
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
①用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
②當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉換誤差。
③當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
④為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
⑤有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。
根據(jù)該齒輪泵泵體零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以齒輪泵泵體前端面、Φ21H7孔和Φ18H7孔作為定位精基準，滿足要求。
3.3 制訂工藝路線
工序01：鑄造
工序02：時效處理以消除內(nèi)應力
工序03：銑齒輪泵泵體前端面
工序04：銑齒輪泵泵體后端面
工序05：銑齒輪泵泵體頂面
工序06：粗銑、精銑齒輪泵泵體2-Φ48H7孔
工序07：鉆孔至Φ20；擴Φ20孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；鉆孔至Φ17；擴Φ17孔至Φ17.8；鉸Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；鉆Φ20孔；擴Φ28槽，攻242-6H螺紋
工序08：鉆齒輪泵泵體4-Φ10孔；锪4-Φ20深2；配鉆孔至Φ5.8；鉸Φ5.8孔至Φ6H7；鉆18孔
工序09：鉆齒輪泵泵體4-M8-6H螺紋底孔Φ6.8；攻4-M8-6H螺紋；配鉆孔至Φ5.8；鉸Φ5.8孔至Φ6H7
工序10：鉆齒輪泵泵體Φ3斜孔
工序11：銑齒輪泵泵體兩個R15槽
工序 12：銑齒輪泵泵體20×8槽
工序13：去除機械加工所留下的毛刺
工序 14：檢驗至圖紙要求并入庫
3.4 機械加工余量
“齒輪泵泵體”零件材料為HT200，毛坯的重量約為1.2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造成型。
1、 齒輪泵泵體前端面的加工余量
鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
2、 齒輪泵泵體后端面的加工余量
鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
3、 齒輪泵泵體頂面的加工余量
鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。
4、 齒輪泵泵體2-Φ48H7孔的加工余量
鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,表面粗糙度3.2，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.5mm
精銑 單邊余量Z=0.5mm
5、 齒輪泵泵體Φ21H7孔、Φ18H7孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7和表2.3-8知，首銑鉆孔至Φ20；擴Φ20孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；鉆孔至Φ17；擴Φ17孔至Φ17.8；鉸Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1。
6、 齒輪泵泵體M242螺紋的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7和表2.2-23知，首先鉆孔至Φ20、擴Φ28退刀槽，最后攻M242螺紋。
7、 齒輪泵泵體4-Φ10孔、Φ20沉孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。
8、 齒輪泵泵體Φ18孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即或滿足其精度要求。
9、 齒輪泵泵體Φ6H7孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7和表2.3-8知，首銑鉆孔至Φ5.8；鉸Φ5.8孔至Φ6H7。
10、 齒輪泵泵體Φ3斜孔的加工余量
因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即或滿足其精度要求。
11、 齒輪泵泵體兩個R15槽的加工余量
鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,表面粗糙度6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，一步銑削即可滿足其精度要求。
12、 齒輪泵泵體208槽的加工余量
因齒輪泵泵體208槽的尺寸不大，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。
13、不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。
3.5 確定切削用量及基本工時
工序01：鑄造
工序02：時效處理以消除內(nèi)應力
工序03：銑齒輪泵泵體前端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG6
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
當＝600r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
則機動工時為
L為走刀路線長度
L=200mm
工序04：銑齒輪泵泵體后端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG6
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝600
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
則機動工時為
L為走刀路線長度
L=85mm
工序05：銑齒輪泵泵體頂面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG6
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝600
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=3
則機動工時為
工序06：粗銑、精銑齒輪泵泵體2-Φ48H7孔
工步一：粗銑齒輪泵泵體2-Φ48H7孔
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG6
，，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
則機動工時為
L為走刀路線長度
L=215.54mm
工步二：精銑齒輪泵泵體2-Φ48H7孔
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG6
，，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
則機動工時為
L為走刀路線長度
L=217.82mm
工序07：鉆孔至Φ20；擴Φ20孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；鉆孔至Φ17；擴Φ17孔至Φ17.8；鉸Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；鉆Φ20孔；擴Φ28槽，攻242-6H螺紋
工步一：鉆孔至Φ20
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步二：擴Φ20孔至Φ20.8
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
則主軸轉速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步三：鉸Φ20.8孔至Φ21H7
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步四：鉆孔至Φ17
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步五：擴Φ17孔至Φ17.8
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
則主軸轉速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步六：鉸Φ17.8孔至Φ18H7
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步七：鉆Φ20孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步八：擴Φ28槽
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
則主軸轉速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步九：攻242-6H螺紋
選擇242-6H高速鋼機用絲錐
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工步十：倒角C1
工序08：鉆齒輪泵泵體4-Φ10孔；锪4-Φ20深2；配鉆孔至Φ5.8；鉸Φ5.8孔至Φ6H7；鉆18孔
工步一：鉆齒輪泵泵體4-Φ10孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工步二：锪4-Φ20深2
1.選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀，其直徑d=20mm
2．選擇切削用量
（1）選擇進給量
按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，,
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故
根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=630r/mm， 。
3．計算基本工時
工步三：配鉆孔至Φ5.8
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步四：鉸Φ5.8孔至Φ6H7
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步五：鉆18孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工序09：鉆齒輪泵泵體4-M8-6H螺紋底孔Φ6.8；攻4-M8-6H螺紋；配鉆孔至Φ5.8；鉸Φ5.8孔至Φ6H7
工步一：鉆齒輪泵泵體4-M8-6H螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
468r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，，走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工步二：攻4-M8-6H螺紋
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r
V=15m/min
597r/min
按機床選取n=600r/min
切削工時： ，，,走刀次數(shù)i=4
則機動工時為
工步三：配鉆孔至Φ5.8
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工步四：鉸Φ5.8孔至Φ6H7
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2
則機動工時為
工序10：鉆齒輪泵泵體Φ3斜孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工序11：銑齒輪泵泵體兩個R15槽
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀，刀片采用YG6
，，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
則機動工時為
L為走刀路線長度
L=76.4mm
工序 12：銑齒輪泵泵體20×8槽
1. 選擇刀具
刀具選取鍵槽銑刀，刀片采用YG6
，，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
當＝600r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工序13：去除機械加工所留下的毛刺
工序 14：檢驗至圖紙要求并入庫
第四章 專用鉆夾具
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師分配的任務，我被要求設計工序07：鉆孔至Φ20；擴Φ20孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；鉆孔至Φ17；擴Φ17孔至Φ17.8；鉸Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；鉆Φ20孔；擴Φ28槽，攻242-6H螺紋的鉆床夾具。
4.1問題提出
本夾具主要用來鉆孔至Φ20；擴Φ20孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；鉆孔至Φ17；擴Φ17孔至Φ17.8；鉸Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；鉆Φ20孔；擴Φ28槽，攻242-6H螺紋，并保證他們之間的尺寸。
4.2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。選擇齒輪泵泵體前端面、頂面及Φ48H7孔定位。
1、齒輪泵泵體前端面作為第一定位基準，與支承板（代號15）相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。
2、齒輪泵泵體頂面作為第二定位基準，與支承板（代號3）相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸轉動。
3、齒輪泵泵體Φ48H7孔作為第三定位基準，與B型固定式定位銷（代號2）相配合限制一個自由度，即Y軸移動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。
4.3切削力和夾緊力的計算
1、查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa,
即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5
2、夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。
4.4 定位誤差分析
1、 基準位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用表示。
工件以Φ48H7孔在軸上定位銑支座上端面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算
式中 ——基準位移誤差，mm
——孔的最大直徑，mm
——軸的最小直徑，mm
2、 基準不重合誤差
加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示。基準不重合誤差為=
式中 ——基準不重合誤差，mm
——工件的最大外圓面積直徑公差，mm
=
第五章 銑床夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由指導老師的分配，決定設計工序12：銑齒輪泵泵體20×8槽。
5.1 問題的提出
本夾具主要用于銑齒輪泵泵體20×8槽，屬于工序12，精度要求不高，主要考慮生產(chǎn)效率。
5.2 定位基準的選擇
以齒輪泵泵體后端面、Φ21H7孔及Φ18H7孔作為定位基準，即經(jīng)典的“一面兩銷”。
1、齒輪泵泵體前端面作為第一定位基準，與支承板（代號8）、調(diào)節(jié)支承釘（代號17）、固定式定位銷（代號18）相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。
2、齒輪泵泵體Φ21H7孔作為第二定位基準，與A型固定式定位銷（代號14）相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。
3、齒輪泵泵體Φ18H7孔作為第三定位基準，與B型固定式定位銷（代號13）相配合限制一個自由度，即Z軸移動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。
5.3 切削力及夾緊力計算
（1）刀具： 采用鍵槽銑刀 Φ8mm
機床： X52K立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=10m，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
5.4 定向鍵設計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖 5.1 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如下：
表 5.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
-0.013
-0.033
25
12
5
11
6.8
18
+0.021
5
5.5 定位誤差分析
在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。
根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。
設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。
(1)移動時基準位移誤差
（式5-1）
式中： ———— A型固定式定位銷孔的最大偏差
———— A型固定式定位銷孔的最小偏差
————A型固定式定位銷孔與A型固定式定位銷最小配合間隙
代入（式5-1）得： =（0.021+0+0.02）mm
=0.041mm
(2) 轉角誤差
（式5-2）
式中： ———— A型固定式定位銷孔的最大偏差
———— A型固定式定位銷孔的最小偏差
———— A型固定式定位銷定位孔與A型固定式定位銷最小配合間隙
———— B型固定式定位銷孔的最大偏差
———— B型固定式定位銷孔的最小偏差
———— B型固定式定位銷孔與B型固定式定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-2）得：
則： θ≈0.05372°
總 結
通過兩個多周的辛勤努力，我的設計終于如期完成了。在指導老師的耐心幫助和悉心指導下，我學會了總結設計要求，查閱相關資料，形成整個設計框架和整體思想，最終圓滿的完成設計。在整個設計過程中，由于知識的缺乏，出現(xiàn)了不少理論和實踐上的錯誤，在指導老師的耐心指正下才得以解決。她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高度的責任心，給我在生活和工作中以很大的影響，我在此表示衷心的感謝。
夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位，夾具對保證產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期等都具有重要意義。隨著先進制造技術的發(fā)展和市場競爭的加劇，傳統(tǒng)的夾具設計方式已成為企業(yè)中產(chǎn)品快速上市的瓶頸，各企業(yè)迫切需要提高夾具設計的效率。
這次設計讓我們更能注意到細枝末節(jié)。這次設計使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求。同時感覺到了細節(jié)的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設計者不僅應掌握良好的專業(yè)知識，有一個認真仔細的心態(tài)，還有有一個冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措
在設計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。課程設計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設計和實踐得到了充分的結合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。上學期在沈飛進工廠實習或參觀的時候對夾具也有所了解，而這次設計的經(jīng)歷，使我對夾具有了更深刻的認識。
致 謝
本次畢業(yè)設計綜合了大學里所學的專業(yè)知識，是理論與實際相結合的一次考驗。通過這次設計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設計能力為我今后的工作打下了良好的基礎。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設計過程。收獲頗豐。
首先，我要感謝老師對畢業(yè)設計的指導。本次設計是在老師的悉心指導和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導，不斷的點撥迷津，提供相關資料，才使設計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風，不僅如此，老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設計。
我也非常感謝我的父母。在學習和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學習中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。
最后，很感謝閱讀這篇課程設計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設計。
參 考 文 獻
[1] 張耀宸主編.《機械加工工藝設計手冊》.北京：航空工業(yè)出版社，1989
[2] 肖繼德，陳寧平主編. 《機床夾具設計》（第2版）. 北京：機械工業(yè)出版社2005
[3] 浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設計手冊》（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，1995
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[6]江南大學鄭修本主編. 《機械制造工藝學》（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999
[7]上海理工大學陸劍中，孫家寧主編. 《金屬切削原理與刀具》（第4版）.北京：機械工業(yè)出版社，2005
[8]劉力，王冰主編?. 《機械制圖》（第二版）.北京：高等教育出版社，2004
[9]陳于萍，高曉康編著. 《互換性與測量技術》（第二版）.北京：高等教育出版社，2005
[10]張龍勛主編. 《機械制造工藝學課程設計知道書及習題》. 北京：機械工業(yè)出版社，1999
[11]孟憲棟，劉彤安主編. 《機床夾具圖冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1999
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