齒輪油泵泵體夾具設計

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1、課程設計說明書 設計題目 設計“齒輪油泵泵體“零件的機械加工工藝規(guī)程 及工藝裝備（年產量為4000件） 設 計 者：計秋華 指導教師：郭永環(huán) 徐州師范大學 機制教研室 2011年12月22日 《機械制造技術》 課程設計任務書 設計題目 設計“齒輪油泵泵體”零件的機械加工工藝規(guī)程 及工藝裝備（年產量為4000件） 設計內容 1.原始零件圖 1張 2.機械加工工藝綜合卡 1張 3.工序卡

2、 1張 4.夾具裝配圖 1張 5.夾具體零件圖 1張 6.設計說明書 1份 班 級：08機42 學 生： 計秋華 指導教師：郭永環(huán) 院系主任：韓繼光 徐州師范大學 2011年12月22日 摘要 在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產品的質量，并提高生產率。

3、 在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝備，就是各類夾具中應用最廣泛的“機床夾具”。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產，而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。因此，專用夾具的設計是一項重要生產準備工作

4、，每一個從事加工工藝的工裝設計人員，都應該掌握有關夾具設計的基礎知識。 目錄 摘要 2 目錄 2 第一章 緒論 1 1.1 機械加工工藝概述及發(fā)展趨勢 1 1.2機床夾具的概述及發(fā)展趨勢 1 第二章 齒輪油泵泵體的工藝分析 2 2.1 齒輪泵的應用 2 2.2確定毛坯的種類和生產類型 2 2.3 毛坯尺寸、機械加工余量的確定 2 第三章 工藝設計 3 3.1基準的選擇 3 3.1.1精基準的選擇 3 3.1.2粗基準的選擇 3 3.2工藝方案 4 3.3 工序尺寸的確定 5 第四章 確定切削用量與時間定額 8 4.1切削用量的選擇原則

5、 8 4.2切削用量、時間定額的計算 8 第五章 夾具設計 20 5.1定位基準的選擇 20 5.1.1定位元件的選擇 20 5.2夾緊裝置設計 20 5.2.1夾緊力的計算 24 5.2.2定位銷強度校核 24 5.3鉆套的設計 25 5.4夾緊裝置其他元件的選用 25 5.4.1連接螺栓 25 5.5定位誤差分析與計算 25 第六章 夾具體設計 26 參考文獻 28 27 第一章 緒論 1.1 機械加工工藝概述及發(fā)展趨勢 機械加工工藝是制造技術的靈魂、核心和關鍵。產品從設計變?yōu)楝F(xiàn)實是必須通過加工才能完成的，工藝是設計和制造的橋梁

6、，設計的可行性往往會受到工藝的制約，工藝往往會成為“瓶頸”，不是所有設計的產品都能加工出來，也不是所有的設計產品通過加工能達到預定技術性能要求的。 加工技術的發(fā)展往往是從工藝突破的，近年來加工工藝技術有了很大的發(fā)展，現(xiàn)代制造技術已經不的單獨的加工方法和工匠的“手藝”，已經發(fā)展成為一個系統(tǒng)，在制造工藝理論和技術上有了很大的發(fā)展，例如在加工理論方面主要有：加工成形機理和技術、精度原理和技術、相似性原理和成組技術、工藝決策原理和技術等。由于近些年制造工藝技術的發(fā)展，工藝內同有了很大的擴展，工藝技術水平有了很大提高：計算機技術、數控技術的發(fā)展是制造工藝自動化技術和工藝質量管理工作產生了革命性變化；同

7、時，與工藝有關的許多標準已進行了修訂，并且制定了一些新的標準。 1.2機床夾具的概述及發(fā)展趨勢 在機械制造的切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工藝過程中，要使用大量的夾具來安裝加工對象，使其占有正確的位置，以保證零件和產品的加工質量，并提高生產率，從而提高其經濟性。把工件迅速固定在正確位置上，完成切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。把機床上用來完成工件裝夾任務所使用的工藝裝備稱為機床夾具。 機床夾具是隨機械加工技術發(fā)展的。機床夾具由適用單件小批量生產的用夾具發(fā)展到大批量生產的專用夾具、隨行夾具，經歷了市場的發(fā)展和技術的推動。隨著現(xiàn)在市場需要的多樣化、多品種

8、、中小批量及短周期的生產方式在世界貿易中逐漸成為主導方式，傳統(tǒng)的專為某個零件的一道工藝設計制造的專用夾具已經不能適應這種生產方式的要求。因此，適用于多品種、中小批量生產特點的通用可調夾具、組合夾具、成組夾具等應運而生。數控技術的進步與發(fā)展，使得數控機床、加工中心在機械加工中廣泛運用，數控機床夾具也迅速的發(fā)展起來。 第二章 齒輪油泵的工藝分析 2.1 齒輪泵的應用 機油泵是在潤滑系統(tǒng)中，可迫使機油自油底殼送到引擎運動件的裝置。用來使機油壓力升高和保證一定的油量，向各摩擦表面強制供油的部件，內燃機廣泛采用齒輪式和 轉子式機油泵，齒輪式油泵結構簡單，加工方便，工作可靠，使用

9、壽命長，泵油壓力高，得到廣泛應用 圖2-1 齒輪油泵泵體零件簡圖 2.2確定毛坯的種類和生產類型 因設計條件：零件年生產量4000件，查①表1-4得，零件為中等批量生產。零件材料采用25Cr2MoVA，因金屬模機器造型生產率較高，鍛造件精度高，表面質量與機械性能均好，適用于大批量大量生產，因此選擇金屬模機器造型。同時因鑄件壁厚差距不能太大，以避免造成各部分因溫差懸殊而引起縮裂、縮孔與裂紋。鑄件應進行人工時效。消除殘余應力后再送機械加工車間加工，否則工件將產生大的變形。 齒輪泵泵體技術要求如下表 表2-1 齒輪泵技術要求表 加

10、工表面 公差及精度等級 表面粗糙度/um Φ18孔端面 IT8 Ra12.5 前端面面 IT6 Ra3.2 Φ40內端面 IT6 Ra1.6 Φ13 IT8 Ra3.2 6-M6螺紋 IT6 底面 IT8 Ra12.5 Φ18孔 IT8 Ra6.3 M27螺紋 IT8 3x1槽 IT8 Ra25 2.3 毛坯尺寸、機械加工余量的確定 查①表達式2-1得 R=F-2RMA+CT/2 (外圓) （2-1） 查①表達式2-2得 R=F-2RMA-CT/2（內

11、圓） （2-2） 查①表2-1取大批量生產的毛坯鑄件的公差等級為CT8， 查①表2-5取要求機械加工余量等級為F級 M27端面：查①表2-4取RMA=2 前端面：查①表2-4取RMA=2 Φ40孔：查①表2-4取RMA=2 第三章 工藝設計 3.1基準的選擇 3.1.1精基準的選擇 選擇泵體的M27端面作為精基準。該零件上的很多孔都可以采用它作為基準進行加工，遵循了“基準統(tǒng)一”原則，同時M27端面亦為設計基準，遵循了

12、“基準重合”原則。 3.1.2粗基準的選擇 作為粗基準應平整，沒有飛邊、毛刺等表面缺欠，故選擇零件前端面作為粗基準。 3.1.3機械加工工藝順序 零件主要表面及其他表面的機械加工順序，對組織生產、保證質量和降低成本有較大的作用，應根據工序的劃分和定位基準的建立與轉換來 。一般原則為： ① 先粗后精。既粗加工-半精加工-精加工，最后安排主要表面的終加工順序。 ② 在各階段中，先加工基準表面，然后以它定位加工其他表面。 ③ 先加工主要表面，當其達到一定精度后再加工次要表面。 ④ 先平面后孔。這是因為平面定位比較穩(wěn)定可靠，所以對于箱體、支架、連桿等類平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平

13、面。 ⑤ 除用為基準的平面外，精度越高，粗糙度Ra值越小的表面應放在后面加工以防止劃傷 ⑥表面位置尺寸及公差標注方式也影響工序順序，應力求能直接保證或使尺寸鏈數日減少。 3.2工藝方案 表3-1齒輪油泵泵體工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序內容 定位面 機床設備 刀具 量具 0 鍛造、清砂、退火 1 粗銑M27端面 前端面，Φ40,Φ13兩孔定位 立式銑床X51 面銑刀 游標卡尺 2 粗銑，半精銑前端面 M27端面 立式銑床X51 面銑刀 游標卡尺 3 粗銑，半精銑，精銑2x40H7孔 M27端面 立式銑床X51

14、面銑刀 游標卡尺 4 鉆，鉸2x13H7孔 M27端面 立式鉆床Z515 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 5 鉆6xM6螺紋孔 M27端面 立式銑床Z515 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 6 鉆2x4T15孔 M27端面 立式鉆床Z515 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 7 粗銑底面 前端面，Φ40,Φ13兩孔定位 臥式銑床XW60 面銑刀 游標卡尺 8 鉆，擴M27內孔 前端面，Φ40,Φ13兩孔定位 立式鉆床Z515 麻花鉆、擴孔鉆 卡尺、塞規(guī) 9 車M27外螺紋 Φ13孔 CA6140車床 車刀 卡尺、塞規(guī) 10 車3x1槽 Φ13孔

15、 CA6140車床 車刀 卡尺、塞規(guī) 17 去毛刺 鉗工臺 平銼 18 最終檢驗 塞規(guī)、百分表、卡尺等 3.3 工序尺寸的確定 在一般情況下，加工某表面的最終工序尺寸可直接按零件圖的要求來確實。而中間工序的尺寸則是零件圖的尺寸（最終工序尺寸），加上或減去工序的加工余量，即采用由后往前推的方法，有零件圖的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。由此可知，若某表面經過n-1次加工，則其工序尺寸為 Ln=Ln-1±Zn-1 (n≥1) (3-1) 因此，確定了加工余量后，即可根據設計尺寸

16、推算出各工序尺寸，上式只適用較簡單的工序尺寸的確定，對于較復雜的工序尺寸的確定需要要進行尺寸鏈的換算。 1）粗銑M27端面 查②表8-34取磨平面加工余量=2mm。 2）粗銑、半精銑前端面，粗銑，半精銑，精銑2x40H7孔內端面 前端面：查②表8-33取半精銑余量1mm ，則粗銑余量=總加工余量-半精銑余量-磨削余量=2-1=1mm。 粗銑，半精銑，精銑2x40H7孔內端面：查②表8-33取粗銑余量1mm，半精銑余量0.5mm，則精銑加工余量為2-1-0.5=0.5mm. 3）鉆，鉸2x13H7孔,鉆6xM6螺紋孔, 鉆2x4T15定位孔. 鉆，鉸1x13孔： 查①

17、表1-20和①表2-40確定鉆孔及公差至Φ11 mm，粗鉸至Φ13 mm。 鉆6xM6螺紋孔： 查①表1-20和①表2-40確定鉆孔及公差至Φ5mm。 攻螺紋至Φ5.8mm。 鉆2xΦ4T15定位孔： 查①表1-20和①表2-40確定鉆孔至Φ4T15。 4）粗銑底面 因是一次銑削，故取粗銑余量=機械加工余量=2mm。 5）鉆，擴Φ18內孔 毛坯直徑=Φ27mm，查①表1-20和①表2-40確定鉆孔至Φ16mm，粗鉸至ΦΦmm，精鉸至Φ18mm，則深度尺寸為42mm 6）車M27外螺紋，車3x1槽 車M27外螺紋，加工余量為2mm，一次車削攻螺紋。 車3x1槽

18、 粗糙度要求為Ra=25，一次車削，車槽。 第四章 確定切削用量與時間定額 4.1切削用量的選擇原則 合理地選擇切削用量，對保證加工精度和表面質量，提高生產率和刀具耐用度等，都有很大的影響。 選擇切削用量是指要選定切削深度、進給量和切削速度。在這3個因素中，對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量，而切削深度影響最小，對表面粗糙度影響最大的是進給量，而對切削力影響最大的則是切削速度。因此，在粗加工階段，應考慮選擇盡可能大的切削深度，其次是選擇較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。在半精、精加工階段，由于加工精度和表面質量的要求較高，因此一般均選擇較小的切削深

19、度和進給量，在保證刀具耐用度的前提下，應選取較高的切削速度，以保證加工質量和生產率的要求。 4.2切削用量、時間定額的計算 以下為主要加工工序的切削用量及要求另外計算的工序的切削用量： 1)工序號1：粗銑M27端面 背吃刀量的確定：由上述可知粗銑ap=粗銑余量=2mm 進給量的確定：查①5-7按機床功率取每齒進給量fz=0.08mm/z 銑削速度的計算:查①表5-9取d/z=80/10，v=44.9m/min n=1000v/3.14d （4-1） 銑刀轉速 n=1000*40

20、/(3.14*80) =178.65r/min 查①表4-15取轉速n=160r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1000 =3.14*160*80/1000 =40.2m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1= 故l1 = = 6mm l2=1~3mm取1mm 則tj =(27+1+

21、6)/(0.08*10*160) =0.21min =12.8s 輔助時間tf的計算 由①表第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf 與基本時間之間的關系為tf =(0,15~0.2) tj ,本設計中均取0.15，則tf =0.15*12.8=1.91 s 其他時間的計算 在本設計中，因零件是大批量生產，故分攤到每個工件上的準備與終結時間很少忽略不計，布置工作地時間tb和休息與生理需要時間tx分別取作業(yè)時間的3%，則其他時間tb+tx可按關系式（3%+3%）*（tj+tf） tb+tx=6%*(12.8+1.91)=0.88s 工序1加工總時間：

22、tdj =12.8+1.91+0.88=15.59s。 2）粗銑，半精銑前端面; 粗銑，半精銑，精銑2x40H7孔內端面。 粗銑前端面： 背吃刀量的確定：ap=1mm 進給量的確定：查②表15-7取半精加工每齒進給量fz=0.08mm/z 銑削速度的計算:查①表5-9取v=44.9m/min，由式4-1得 n=1000v/3.14d （4-1） 銑刀轉速 n=1000*40/(3.14*80) =178.65r/min 查①表4-15取轉速n=160r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1

23、000 =3.14*160*80/1000 =40.2m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1= =11.5，l=260,=1; 基本時間tj的計算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(260+11.5+1)/(0.08*10*160) =2.1min =1

24、27.7s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*127.7=19.2s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(127.7+19.2)=8.8s 加工總時間：tdj =127.7+19.2+8.8=155.7s. 半精銑前端面： 背吃刀量的確定：ap=1mm 進給量的確定：查②表15-7取半精加工每齒進給量fz=0.0.05mm/z 銑削速度的計算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得 n=1000v/3.14d （4-1） 銑刀轉速 n=1000*48.4/(3.14*80) =192.5

25、8r/min 查①表4-15取轉速n=210r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1000 =3.14*210*80/1000 =19.8m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1= =11.5，l=260,=1; 基本時間tj的計算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(260+11

26、.5+1)/(0.05*10*210) =2.6min =155.7s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*155.7=23.4s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(96.1+14.4)=10.7s 加工總時間：tdj =155.7+23.4+10.7=189.8s. 粗銑2x40H7孔內端面： 背吃刀量的確定：ap=1mm 進給量的確定：查②表15-7取半精加工每齒進給量fz=0.08mm/z 銑削速度的計算:查①表5-9取v=44.9m/min，由式4-1得 n=1000v/3.14d

27、 （4-1） 銑刀轉速 n=1000*40/(3.14*80) =178.65r/min 查①表4-15取轉速n=160r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1000 =3.14*160*80/1000 =40.2m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1= =4，l=40,=1; 基本時間t

28、j的計算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.08*10*160） =43.1s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*43.1=6.5s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(43.1+6.5)=3s 加工總時間：tdj =43.1+6.5+3=52.6s. 半精銑2x40孔內端面： 背吃刀量的確定：ap=0.5mm 進給量的確定：查②表15-7取半精加工每齒進給量fz=0.004mm/z 銑削速度的計算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得 n=1000v/3

29、.14d （4-1） 銑刀轉速 n=1000*48.4/(3.14*80) =192.58r/min 查①表4-15取轉速n=210r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1000 =3.14*210*80/1000 =19.8m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1=

30、 =4，l=40,=1; 基本時間tj的計算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.04*10*210) =0.54min =32.1s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*32.1=4.8s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(32.1+4.8)=2.2s 加工總時間：tdj =32.1+4.8+2.2=39.1s. 精銑2x40孔內端面 背吃刀量的確定：ap=0.5mm 進給量的確定：查②表15-7取半精加工每齒進給量fz=0.004mm/z 銑削速

31、度的計算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得 n=1000v/3.14d （4-1） 銑刀轉速 n=1000*48.4/(3.14*80) =246.8r/min 查①表4-15取轉速n=255r/min, 則實際切削速度 v=3.14nd/1000 =3.14*255*80/1000 =64.1m/min 基本時間tj 的計算：查①表5-43中銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz

32、 （4-2） 其中l(wèi)1= =4，l=40,=1; 基本時間tj的計算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.04*10*210) =0.55min =32.8s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*32.8=4.92s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(32.8+4.92)=2.3s 加工總時間：tdj =32.8+4.92+2.3=40.02s. 3） 鉆，鉸2x13H7孔；鉆6xM6螺紋孔,鉆2

33、x4T15孔 鉆2x13H7孔： 背吃刀量的確定 ap =12.6mm 進給量的確定 查②表15-33取f=0.15mm/r 鉆孔速度的確定 查②表15-37取v=15m/min, 則鉆孔轉速 n=1000v/3.14d =1000*15/(3.14*14) =372.21r/min 查①表4-9取Z525主軸轉速392r/min 則實際鉆削速度v=3.14*392*14/1000=15.76m/min 基本時間tj的計算: 查①表5-41中鉆孔基本時間計算公式為

34、 tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn （4-4） 式中l(wèi)1=Dcotkr/2+(1~2) =14*cot54°/2+2 =5.7mm L2=(1~4)=1mm tj =(26+5.7+1)/(0.15*392)=0.56min=33.4s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*33.4=5.01s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(33.4+5.01)=2.3 s 總加工時間tdj =33.4+5.01+2.3=40.7s 粗鉸孔至Φ13mm： 背吃刀

35、量的確定 ap =0.2mm 進給量的確定 查②表15-43按高速鋼鉸刀加工工件材料為合金鋼取f=0.4mm/r 鉸削速度的計算 查①表5-27取v=2m/min 則鉸孔速度 n=1000v/3,14d =1000*2/(3.14*14.4) =49r/min 查①表4-9取Z525主軸轉速97r/min 則實際鉸削速度v=3.14*97*13/1000 =3.96m/min 基本時間tj的計算:

36、查①表5-41中擴鉸孔基本時間計算公式為 tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn (4-5) 式中由表5-42按kr=15°、ap =（D-d）/2=0.2mm,取l1=0.37mm，l2=15mm 則tj =(0.37+15+20)/(0.4*97)=54.7s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*54.7=8.2s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(54.7+8.2)=3.78s 總加工時間tdj =54.7+8.2+3.78=66.7s 鉆6xM6螺紋孔： 1.鉆Φ4.8底孔 選用Φ4.8mm

37、高速鋼錐柄麻花鉆，由《切削》表2-7查得=0.28mm/r. 查得=16m/min, ==600r/min. ==1455m/min. 基本工時：t==10.2s =0.15*10.2=1.53 =(10.2+1.53)*6%=0.7s =12.4 2. 攻螺紋M6. 選擇M6的高速鋼絲錐，f等于工件螺紋的螺距p，即f=1.25mm/r. =7.5、min ==298r/min 按機床選取=272r/min =0.8m/min 基本

38、工時：=4.2s =4.2*0.15=0.63 =（4.2+0.63）*6%=0.29 =5.12s 4）鉆2xΦ4T15定位孔： 背吃刀量的確定 ap =4mm 進給量的確定 查②表15-33取f=0.44mm/r 鉆孔速度的確定 查②表15-37取v=0.3m/s=18m/min 則鉆孔轉速 n=1000v/3.14d =1000*18/(3.14*8.8) =651r/min 查①表4-9取Z525主軸轉速680r/min 則實際鉆削速度v=3.14*680*8.8/1000

39、=18.7m/min 基本時間tj的計算: 由式4-4得 tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn 式中l(wèi)1=Dcotkr/2+(1~2) =8.8*cot54°/2+2 =5.2mm L2=(1~4)=2mm tj =(20+5.2+2)/(0.44*680)=0.09min=5.4s 輔助時間tf的計算: tf =0.15*5.4=0.8s 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(5.4+0.8)=0.4s 總加工時間tdj =5.4+0.8+0.4=6.6s 工序號040：粗銑底面 粗銑底面： 背吃刀量的

40、確定：由上述可知粗銑ap=2mm 進給量的確定：查①5-7按機床功率取每齒進給量fz=0.2mm/z 銑削寬度ae=45 查表選出銑刀直徑為d=50mm （4-1） 銑刀的實際使用壽命為180min切削速度 所以主軸轉速n=v/d =20.4/3.14x50=39/min 查表4-18得臥式轉速取n=50r/min 則v=140x50x3.14/1000=7.85m/min 基本時間tj 的計算：查①表銑刀銑

41、平面（不對稱銑削）的基本時間計算公式： Tj=(l+l1+l2)/fmz （4-2） 其中l(wèi)1=0.5d- +(1~3) =0.5(50-)+1=15.1 故l =15.1 +(1~3) = 116.1mm l2=1mm 則tj =(100+1+15.1)/(0.2*6*50) =1.9min 輔助時間tf的計算 由①表第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf 與基本時間之間的關系為tf =(0

42、,15~0.2) tj ,本設計中均取0.15，則tf =0.15*1.9=0.285min 其他時間的計算 在本設計中，因零件是大批量生產，故分攤到每個工件上的準備與終結時間很少忽略不計，布置工作地時間tb和休息與生理需要時間tx分別取作業(yè)時間的3%，則其他時間tb+tx可按關系式（3%+3%）*（tj+tf） tb+tx=6%*(1.9+0.285)=0.131min 工序1加工總時間：tdj =1.9+0.285+0.131=2.32min 工序號5）鉆、擴M27孔既孔 鉆孔至Φ17： 由于孔直徑小于20mm。采用工具鋼直柄麻花鉆 D=17 L=184 進給量=0.4

43、查的轉速為21m/min 則n=1000v/d=393r/min 則鉆床轉速查表4-13得430r/min 則實際鉆削速度v=1000v/d/1000=23m/min 基本時間tj的計算: 查①表5-41中鉆孔基本時間計算公式為 tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn （4-4） 式中l(wèi)1=Dcotkr/2+(1~2) =17/2*cot54°/2+1 =3mm L2=(1~4)=1mm tj =(42+3+1)/(0.4x430)=0.27min

44、 輔助時間tf的計算: tf =0.15*0.27=0.0405min 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(0.0405+0.27)=0.019 min 總加工時間tdj =0.27+0.045+0.019=0.33min 擴孔至Φ18mm： 選用標準擴孔鉆工具鋼直柄擴孔鉆 D=18mm 進給量的確定 查②表取f=0.5mm/r 擴削速度的計算 查①表5-27取v=56.5m/min 背吃刀量為1.5 則擴孔速度 n=1000v/3,14d =1000*56.5/(3.14*18)

45、 =1000r/min 查①表4-9取Z525主軸轉速1100r/min 則實際鉸削速度v=3.14*1100*18/1000 =62.2m/min 基本時間tj的計算: 查①表5-41中擴孔基本時間計算公式為 tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn (4-5) 則tj =(42+3+1)/(0.5x1100)=0.08min 輔助時間tf的計算: tf =0.15*0.08=0.012min 其他時間的計算: tb+tx= 6%*(0.08+0.

46、012)=0.00552min 總加工時間tdj =0.08+0.012+0.00552=0.09752min 工序號6） 粗車M27螺紋，精車M27螺紋，車3x1槽 車螺紋 刀具：螺紋車刀，，刀具壽命T=60min。 1）粗車螺紋時 走刀次數i=4 精車螺紋時 走刀次數i=2 2）進給量f 根據《切削用量手冊》。當刀桿尺寸16x25x25mm時，時。按照CA6140車床說明書。 3）計算切削速度按《切削手冊》切削速度計算公式為（壽命 T=60min）

47、 ，其他系數見手冊。 精車螺紋時 4) 確定機床主軸轉速 粗車螺紋時 按機床說明書，與其相近的選擇。所以切削速度為。 精車時 則 5）切削工時，按《切削手冊》 。 粗車時 此處 所以 精車時 f=0.41 i=2 所以t=（214+3）x2/(400x0.41)=0.33min 所以總工時t==0.87 輔助時間=0.87X0.15=0.13min 其他時間t=(0.87+0.13)%6=0.06min

48、 所以總時間t總=0.06+0.13+0.87=1.06min 車3x1槽 選用銑槽車刀 ，其他系數見手冊。 修正系數krv=0.81 kbr=0.97 Ksv=0.8 kmv=1.44 kkv=1.04 求轉速n=1000vc/dw=1000x217.2/3.14x25=1095. 5r/min 查表得轉速是n=1000r/min所以實際轉速為78.5m/min 時間為t=i 所以t=4/1000x1.5=0.002min 所以輔助時間為tx0.15=0.0003min 其他時間為（0.0003+0.002）%6=0.000

49、138min 所以總時間為0.002438min 第五章 夾具設計 5.1定位基準的選擇 定位基準的選擇，由零件簡圖可知，以一面兩孔方法為定位方案，一面用兩塊支撐板固定在夾具體上，用一個固定定位銷和可換式定位銷定位，用一個平壓板作為加緊裝置。 5.1.1定位元件的選擇 采用一面兩孔方式定位： 一面：采用 兩塊支撐板形成一個面：查表8-3（JB/T8029.1-1999）選取尺寸為： H=10，L=90，B=16，b=14,l=15,A=30,d=6.6,=11,h=4.5,=1.5,孔數為3. 兩孔：采用固定式定位銷和可換式定位銷分別與4013的兩孔配合定位。

50、 固定式定位銷查表8-7(摘自JB/T8041.2-1999)采用A型，結構如圖所示 圖5-1 固定式定位銷 根據定位孔的尺寸Φ40，查①表8-7選A型定位銷尺寸如下： D在30~40 mm，H=30mm，d= mm，L=42 mm，h=0 mm，=3，B=35，b=6，=4，C=6，=1.5 可換式定位銷的選擇：根據配合的孔直徑在10~18，查表8-8（摘自JB/T8014.3-1999）可確定尺寸： H=24 ， ，=M10， L=50， =12 ，h=9 ，B=D-2， b=4 ，=3. 5.2夾緊裝置設計 在加工過程中，工件會受到切削力、慣性力、離心力等

51、外力的作用，為了保證這些外力的作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產生振動，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上，夾緊時不破壞工件在夾具中占有的正確位置，夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因為夾緊力過大而損壞工件表面及產生夾緊變形，夾緊力要確定力的作用點、方向及大小等三個因素。 方案：采用螺旋壓板加緊機構： 采用螺旋壓板組合夾緊時，由于被夾緊表面高度尺寸的誤差，壓板的位子不可能保持水平，所以螺母端面和壓板之間要使用球面墊圈和錐面墊圈。借助球面和錐面的相互滑動，在壓板傾斜時，便可防止螺旋受彎曲力的作用

52、而損壞。 零件的選擇： 球面墊圈：查表10-11（摘自GB/T849-1988),根據螺紋大徑選擇尺寸：d=， D= ，h= ，SR=20 ，H7. 　錐面墊圈：查表１０－１２（摘自ＧＢ/Ｔ８５０-１９８８)，根據螺紋大徑選擇尺寸：，　，　，　　,。 　　板選取平壓板查表１０－１８（摘自ＪＢ/Ｔ８０１０.９-１９９９)根據公稱直徑選取尺寸：Ｌ=１００，　Ｂ=４０，　Ｈ=２０，?。?１５，?。欤剑玻?，　，　 ，?。颍剑福? 　　 　　 5.3鉆套的設計 鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件，鉆套裝配在鉆模板上，而鉆模板則以各種形式與家具體或支架連接。因本工序需

53、要經過鉆、擴兩步為此選擇快換鉆套，以縮短時間定額。鉆套結構如圖所示 縮短時間定額。鉆套結構如圖所示 圖5-4 快換鉆套 d>15~18mm,極限偏差F7，上偏差為+0.034，下偏差為+0.016，D=mm, D1=39mm,D2=35mm,H=36mm,m=m1=14mm,r=24mm,α=55°,配用螺釘M8。 5.4夾緊裝置其他元件的選用 5.4.1連接螺栓 圖5-7 連接螺栓 5.5定位誤差分析與計算 在設計方案中，要求定位誤差小于相應加工要求公

54、差的1/5~1/3，這樣的方法才是合理的。定位誤差由基準不重合誤差△jb和定位副制造不準確誤差兩部分組成的，定位誤差的大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數和，即 △dw =△jb △db （5-1） 定位基面制造不準確誤差在工序尺寸方向上的投影為T D，定位元件制造不準確誤差在工序尺寸方向上的投影為Td，有定位副制造不準確引起的工序基準在工序尺寸方向上最大變動量： △db = T D /2+ Td /2+△S /2 （5-2） 式中，△S——為定位孔和心軸外圓間最小間隙配合

55、， 在不考慮定位副制造誤差的條件下，由于工序基準與定位基準不重合引起的定位誤差，取決于工件外圓尺寸變動量Td以及外圓相對于內孔的同軸度誤差δ?；鶞什恢睾险`差在工序尺寸方向上的投影值：△jb = Td +δ 本工序采用定位方式為一面兩孔定位，查①表8-13得定位誤差的計算 △dw（y）=T D1 +Td1+△S1 （5-3） Δθ=tan-1 *( T D1 +Td1+△S1+ T D2 +Td2)/2L 式中△S1——第一定位基準孔與圓柱定位銷間的最小間隙； 查①表8-7

56、，按選固定式定位銷的基本尺寸為D>14~18,極限偏差g6，上偏差為+0.0034，下偏差為+0.0023,T D1 =0.0027，Td1=0.0011，, △ S1= T D1- Td1=0.0034， 所以 △dw（y）=△jb △db =(0.0027/2+0.0011/2+0.0034/2)+(0.0011+0.002) =0.0062<(0.02)/3=0.0066 故該定位方案合理。 第6章 夾具體設計 一，夾具體設計的基本要求 夾具體是夾具的基礎，夾具上的所有組成

57、部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。設計夾具體時應滿足基本要求： （1）足夠的鋼的和強大 設計夾具體時，應保證在夾緊力和切削力等外力作用下，不產生過大的變形和振動。必要時，可適當位置設置若干條加強筋。 （2）夾具安裝穩(wěn)定 機床夾具通過夾具體安裝在機床工作臺上，安裝應穩(wěn)定，為此，機床夾具重心和切削力等力的作用點應處在夾具安裝基面內，夾具體地平面中間部分應適當挖空。 （3）夾具體結構工藝性良好 設計時應注意夾具體的毛培制造工藝性、機械加工工藝性和裝配的工藝性。 （4）便于排屑的清除 為防止加工中切屑積聚在定位元件工作表面或其

58、他裝置中，影響工件的正確定位和夾具的正常工作，在設計夾具體時，要考慮的排除問題。 2、 夾具體材料及制作方法 夾具體可用鑄造或焊接的方法制造，由于鑄造夾具體具有以下特點，所以有較廣泛的應用： （1） 鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制； （2）鑄造夾具體吸震性能好，可減少或避免其受力而產生的振動； （3） 鑄造夾具體承受抗壓能力大，可承受較大的切削了、夾緊力等力的作用。 鑄造夾具體材料，一般采用HT150或HT200兩種。夾具體應進行時效處理，以消除內應力。 三、夾具體外形尺寸 夾具體制造屬于單間生產，通

59、常都是參照類似的結構，按經驗類比法確定其結構尺寸。實際在繪圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置、對刀-導向元件以及其他輔助機構和裝置在總體上的布置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。 夾具體結構尺寸的經驗數據 夾具體結構部分 經驗數據 夾具體壁厚h 15~25mm 夾具體加強筋厚度 （0.7~0.9）h 夾具體加強筋高度 不大于5h 夾具體壁與壁連接的鑄造圓角 R=1/5~1/1

60、0() 4、 造夾具體的技術要求 鑄造夾具體的技術要求，一般有如下規(guī)定： （1） 鑄件不許有裂紋、氣孔、沙眼、疏松、夾渣等鑄造缺陷。澆口、冒口、結疤、粘沙應清除干凈。 （2） 鑄件在機械加工前應經時效處理。 （3） 未注明的鑄造圓角R(3~5)mm. （4） 鑄造拔模斜度（鑄件在垂直分型面的表面需有鑄造斜度）。 鑄造夾具體零件尺寸公差取值參見表下表： 夾具體零件的尺寸 公差數據 相應于工件未注尺寸的直線尺寸 相應于工件未注角度公差的角度 相應于工件標注公差的直線尺寸或位置的垂直度

61、 （1/2~1/5)工件相應的公差 夾具體上趙正基本與安裝工件的平面間的垂直度 0.01mm 找正基面的直線度與平面度 0.005mm 緊固件用的孔中心距公差 L L>150mm 參考文獻 【1】鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 【2】趙家齊編 . 機械制造工藝學課程設計指導書 . 北京：機械工業(yè)出版社，1994 【3】曹巖編 . 機床夾具手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2010 【4】邢邦圣編 .機械工程制圖. 東南大學出版社, 2003 【5】王先逵編.機械制造工藝學. 北京：機械工業(yè)出版社, 2005 【6】楊興俊編 . 互換性與技術測量. 北京：中國計量出版社，2010