機油泵泵體加工工藝規(guī)程及銑底面夾具設計

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確定毛坯尺寸及機械加工總余量.83.3 設計毛坯圖 .83.4 繪制毛坯圖 .9第四章第四章 選擇加工方法，制定工藝路線選擇加工方法，制定工藝路線 .114.1 基準面的選擇.114.1.1 粗基準的選擇.114.1.2 精基準的選擇.114.2 零件的表面加工方法.124.3 工序的集中與分散 .124.4 工序順序的安排 .134.4 1.機械加工順序.134.4.2輔助工序.134.5 制定工藝路線 .134.6 加工設備及工藝裝備選擇.164.7 工序間加工余量、工序尺寸的確定.174.8 切削用量的計算 .184.9 基本時間的計算 .26jt第五章第五章 夾具設計夾具設計 .30第六章第六章 小結(jié)小結(jié).37致致 謝謝 .38參考文獻參考文獻 .39 4 第一章第一章 緒論緒論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)燃機上的應用越來越多。同時，在半導體，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， 第二章第二章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型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5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 16 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)。7 第三章第三章 確定毛坯種類，繪制毛坯圖，毛坯模型確定毛坯種類，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)課程設計指導表 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 147.522.83.551.021.4底面 252.43.58.51.2凸臺202.43.523.51.2 左右端面412.83.5471.4孔67673.23611.6孔 22222.43161.283.3 設計毛坯圖（1） 確定鑄造斜度 根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊確定毛坯砂型鑄造斜度為,圓角半徑 R2-3。o1o3（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)應力，改善切削性能，鑄件進行機械加工前應當進行時效處理。3.4 繪制毛坯圖 910圖 2 機油泵泵體毛坯圖及毛坯模型 第四章第四章 選擇加工方法，制定工藝路線選擇加工方法，制定工藝路線4.1 基準面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設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 粗基準的選擇 粗基準的選擇：對于零件而言，應盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應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。根據(jù)這個基準選擇原則， 以凸臺為初基準。4.1.2 精基準的選擇精基準的選擇：主要應該考慮基準重合、統(tǒng)一基準、互為基準等原則。采11用互為基準反復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。 4.2 零件的表面加工方法根據(jù)零件圖上標注的各加工表面的技術(shù)要求，查機械制造技術(shù)課程設計指導表 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 1IT105m粗銑半精銑底面 2IT1220m粗銑凸臺IT1210m粗銑孔67IT82.5m粗鏜半精鏜精鏜孔22IT122.5m鉆擴鉸左右端面IT102.5m粗銑半精銑精銑孔17IT1220 m鉆4-M6 螺紋IT1212.5m鉆絲錐攻螺紋蓋配孔（配座）IT115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12工設備主要以專用設備為主，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，還應當考慮經(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“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工端面。同時考慮位置度要求，左右端面互為基準反復加工。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，應當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1340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20孔的大端面、底面和孔671770粗鏜孔 67底面，孔定位1780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2021.8孔的大端面、底面和孔6717100鉸孔到21.822孔的大端面、底面和孔6717半精鏜孔67底面，孔定位17110精鏜孔67底面，孔定位17鉆 M6 螺紋底孔為4.8孔，孔的端面，凸臺定位6722120攻絲孔，孔的端面，凸臺定位6722130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 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14 50鉆，擴，鉸孔22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6767100攻螺紋孔，孔的大端面定位6767110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，定位基準不如路線一來得準確，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。154.6 加工設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 X51Y8 硬質(zhì)合金面銑刀、游標卡尺30粗銑凸臺立式銑床 X51Y8 硬質(zhì)合金面銑刀、游標卡尺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、游標卡尺70半精銑底面立式銑床 X51Y8 硬質(zhì)合金面銑刀、游標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、游標卡尺90鉆 2 個孔、倒角17立式鉆床Z525高速鋼鉆、游標卡尺、鉆模板擴孔到2021.8立式鉆床Z3025擴孔鉆、游標卡尺100鉸孔到21.822立式鉆床Z3025鉸刀、游標卡尺半精鏜孔67臥式鏜床 T68硬質(zhì)合金鏜刀、游標卡尺110精鏜孔67臥式鏜床 T68硬質(zhì)合金鏜刀、游標卡尺120鉆 M6 螺紋底孔為4.8立式鉆床高速鋼鉆、游標卡尺、鉆16Z3025模板攻絲立式鉆床Z3025絲錐刀、游標卡尺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)課程設計指導 ，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）101鑄造毛坯20粗銑底面00.16-48.522.5301粗銑凸臺 203.5401粗銑前后端面00.16-442（單邊）501鉆 2 個孔、倒角17178.5（單邊）601鉆孔200.2102020（直徑）701粗鏜孔 670.300652（直徑）801半精銑底面0.230.0847.5211半精銑前后端面00.062-421（單邊）902精銑前后端面00.10-410.5（單邊）171擴孔到21.80.21021.81.8（直徑）1002鉸孔220.230220.5（直徑）2半精鏜孔670.074066.51.5（直徑）1103精鏜孔670.0460670.5（直徑）1鉆 M6 螺紋底孔為4.80.07504.84.8（直徑）1202攻螺紋 M60.008061.2（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mmap2.5（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/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/210rnw故實際銑削速度：18min/52.81000210801000mdnvwc工作臺的每分鐘進給量為min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm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mmap3.5（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/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/210rnw故實際銑削速度：min/52.81000210801000mdnvwc工作臺的每分鐘進給量為min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm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mmap3.5（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19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/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速min/210rnw故實際銑削速度min/52.81000210801000mdnvwc 工作臺的每分鐘進給量為min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm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mmap2（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/100.2716050.410001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/80rnw故實際銑削速度：20min/2 .401000801601000mdnvwc工作臺的每分鐘進給量為：min/153.6min/8061.120mmmmznffwzm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cvpamin/337.0171810001000rdvnws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min/14.531000272171000mndvwwc工序 50；鉆孔20 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cvpamin/318.3202010001000rdvnws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min/19.81000315201000mndvwwc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/121632410001000rdvnws21由，計算切屑力：1, 0,75. 0, 1,180FcFcFcFcFcKnyxCNNKvfaCFFcncyxpFccFcFcFc9 .209914 . 05 . 0218081. 981. 9075. 0功率 kwkwvFPccc84. 0104 . 09 .2099103-3-取機床效率為 0.85，則所需機床功率為，故機床功率足夠，5kW0.99kW0.850.84切削用量選擇合理。工序 70：半精銑底面（1）切削深度mmap8.5（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/279.328070.210001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/255rnw故實際銑削速度：min/64.11000255801000mdnvwc 工作臺的每分鐘進給量為：min/7.512min/2551050 . 0mmmmznffwzm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mmap122（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/118.1716059.410001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：min/100rnw故實際銑削速度：min/50.310001001601000mdnvwc工作臺的每分鐘進給量為：min/128min/10061.080mmmmznffwzm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mmap0.5（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/143.241607210001000csrdn由本工序采用 X51 型立式銑床，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速：23min/125rnw故實際銑削速度：min/62.810001251601000mdnvwc 工作臺的每分鐘進給量為：min/100min/12561.050mmmmznffwzm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/292.021.82010001000rdvnws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min/17.1100025021.81000mndvwwc工步 2：鉸孔22 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/159.2221110001000rdvnws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min/8.61000125221000mndvwwc工序 100：工步 1：半精鏜孔6724 查表 5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，半精鏜取=35m/min, cvf=0.5mm/r，半精鏜孔時因余量為 1.5mm，故=1.5mm，則pamin/16866.53510001000rdvnws工步 2：精鏜孔67 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/143673010001000rdvnws工序 110：工步 1：鉆 M6 螺紋底孔為4.8 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cvpamin/1326.34.82010001000rdvnws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min/15.1100010004.81000mndvwwc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/472.268.910001000rdvnws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25min/7.5100040061000mndvwwc4.9 基本時間 的計算jt工序 10：工步 1： 粗銑底面 1 查機械制造工藝設計簡明手冊得此工序機動時間計算公式： ，Mz21fllltj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mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0o01mm53l 0.05)d,(0.03C20，30mm1l4mm2l41mml則該工序的基本時間為sifllltj55min0.91216543041Mz21工步 2： 粗銑底面 2 查機械制造工藝設計簡明手冊得此工序機動時間計算公式： ，Mz21fllltj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mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0o01mm53l 0.05)d,(0.03C20，30mm1l4mm2l41mml則該工序的基本時間為sifllltj55min0.91216543041Mz21工序 20：粗銑凸臺26 該工序的基本時間為sifllltj55min0.91216543041Mz21工序 30：粗銑前后端面 該工序的基本時間為siifllltj681min2.8150447160Mz21工序 40：鉆 2 個孔、倒角17 由表 5.39，工步，9.5mm1)mmcot45217(2)mm(1cot21rkDlmml22，該工序的基本時間為mml20sifnllltj48min780.20.327229.52021工序 50；鉆孔20 由表 5.39，工步，11mm1)mmcot45220(2)mm(1cot21rkDlmml22，該工序的基本時間為mml16sfnllltj18min0.30.33152111621工序 60：粗鏜孔（走刀 2 次）67 由表 5.57，i 為進給次數(shù)，i=2ifnllltj21。90,25, 0,221rkmmllmml為為為該工序的基本時間為27sifnllltj45min0.8920.512122521工序 70：半精銑底槽面 該工序的基本時間為sifllltj69min1.15213043041Mz21工序 80工步 1：半精銑前后端面 該工序的基本時間為sifllltj921min23.2130447160Mz21工步 2：精銑前后端面 該工序的基本時間為sifllltj253min224.2100447160Mz21工序 90：工步 1：擴孔到21.8 mmkdDlr9 . 22220-21.82)mm(1cot2-11,mml22該工序的基本時間為sfnllltj170.28min0.325022.91621工步 2：鉸孔22 mmkdDlr2.12221.8-222)mm(1cot2-11,mml22該工序的基本時間為sfnllltj100.16min112522.11621工序 100：28工步 1：半精鏜孔67 該工序的基本時間為sfnllltj19min0.320.516822521工步 2：精鏜孔67 該工序的基本時間為sfnllltj38min0.630.314322521工序 110：工步 1：鉆 M6 螺紋底孔為4.8 由表 5.39，工步，3.4mm1)mmcot4524.8(2)mm(1cot21rkDlmml22，該工序的基本時間為mml15sifnllltj14min680.40.12100023.41521工步 2：攻螺紋 M6 i)(02121fnlllfnllltj，式中。mmPPlPl0.75,32,3121為為為為為為為為為為該工序的基本時間為sfnlllfnllltj34min0.564)2500.750.7530.752124000.750.7530.75212(i)(02121 29第第 5 章章 銑銑底底面面夾夾具具設設計計 設設計計5.1 研研究究原原始始質(zhì)質(zhì)料料利用本夾具主要用來加工銑底面 夾具設計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。一、機床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖5-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式2支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖5-2所示。平面型支承板（圖a）結(jié)構(gòu)簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式3可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個30可調(diào)支承限制一個自由度。圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個自由度。圖5-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式5.2 定定位位、夾夾緊緊方方案案的的選選擇擇由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加上一手動調(diào)節(jié)的螺絲定位的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。5.3 切切削削力力及及夾夾緊緊力力的的計計算算刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 00150010 頂刃0n 側(cè)刃6 0010 1530rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由參考文獻 55 表 129 可得銑削切削力的計算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根據(jù)工件受力 切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：31 FKWK安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的 安全系數(shù)， 查參考文獻 512160 KK可知其公式參數(shù)： 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 根據(jù)工件受836.24 1.561304.53()KWK FN力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：FKWK安全系數(shù) K 可按下式計算 有： ：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的 安全系數(shù)，查參考文獻5表60 KK可得： 1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN該孔的設計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合 ”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 F 夾與切削力之間的關(guān)系F 夾 KF軸向力： F 夾 KF （N）扭距：N93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCMm5.4 誤誤差差分分析析與與計計算算該夾具以一底面一側(cè)面，兩支撐釘和一個調(diào)節(jié)螺絲定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。gwj32與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由參考文獻 5可得：銷的定位誤差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨損造成的加工誤差：通常不超過Mjmm005. 0 夾具相對刀具位置誤差：取ADmm01. 0誤差總和：0.0850.3jwmmmm 5. 5 定定向向鍵鍵與與對對刀刀裝裝置置設設計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。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：33o 圖 3.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.4：表 3.4 定向鍵夾具體槽形尺寸 B2B公稱尺寸允差 d允差4dL公稱尺寸允差 D180.0120.0352512124.518+0.019對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.3 所示： 34 標記四周倒圓 圖 3.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表3.5：表 3.5 塞尺公稱尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.6 確確定定夾夾具具體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和總總體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯35夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。5.7 夾夾具具設設計計及及操操作作的的簡簡要要說說明明36為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。37第六章第六章 小結(jié)小結(jié)我從剛開始對制造工藝只有一點感性認識到現(xiàn)在已熟悉制造工藝的國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢，能對工件確定合理的工藝方案，對零件的設計制造，機床設備的選用，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)加工工藝設計相應的夾具體也較清楚。在本次設計中，雖然是工藝學設計，但是在設計中要用到許多基礎(chǔ)理論，這就要求我們能只學習工藝學的知識，必須把所學過的專業(yè)知識融會貫通，學以致用。由于有些知識已經(jīng)遺忘，這使我們要溫習所學的專業(yè)知識，因此設計之前就把學過的相關(guān)專業(yè)課程認真的復習了一遍，開始對本課題的設計任務有了大致的了解，并也有了設計的感覺。同時，由于設計的需要，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計把握不準，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。在這次設計中我走了不少彎路，但是在老師的悉心指導和自身的努力下還是圓滿的完成了設計。在以后的學習工作中，我要從以下方面來提高自己，解決設計中存在的問題。多學習相關(guān)的知識，關(guān)注前沿的科學技術(shù)，拓寬知識面，盡量在實踐中掌握所學知識。38致致 謝謝轉(zhuǎn)眼幾個月的畢業(yè)設計就要接近尾聲，在此，非常感謝成老師對我悉心教導，使我終身受益淺，在此我對老師表示深深的感謝。在本次設計的選題以及編寫過程中老師也給予我相當多的關(guān)心、支持和指導，現(xiàn)在本文得以順利完成，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，老師對待學術(shù)的嚴謹態(tài)度深深地感染了我。 我也要感謝 學院的 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，也對我的設計產(chǎn)生了很大影響。老師們嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、積極認真的工作作風深深地影響了我，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，我無法順利完成學業(yè)。參考文獻參考文獻1 游文明,李業(yè)農(nóng).機械設計基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社,2010.392 王紹俊.機械制造工藝設計手冊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.機械精度設計與檢測基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社,2010.7 王凡.實用機械制造工藝設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社,20088 胡林嵐, 周益軍. 機械加工方法與設備選用M北京高等教育出版社,20109 馮曉久.工程力學M 哈爾濱工業(yè)大學出版社,2008.10 周益軍,王家珂. 機械加工工藝編制及專用夾具設計M北京高等教育出版社,2010.11 于大國.機械制造工藝設計指南M.北京:國防工業(yè)出版社,2010.13李益民 主編.機械制造工藝設計簡明手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1994