机油泵泵体加工工艺规程及铣底面夹具设计

资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】==================== 第5章 铣底面夹具设计设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工铣底面夹具设计，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 一、机床夹具定位元件 工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。 图5-1 常用支承钉的结构形式 2．支承板 常用的支承板结构形式如图5-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。 图6-2 常用支承板的结构形式 3．可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。 图6-3 常用可调支承的结构形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。 图5-6 固定式定位销的结构形式 3.2 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有： 为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加上一手动调节的螺丝定位的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。 3.3 切削力及夹紧力的计算 刀具：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献[5]5表1～2～9 可得铣削切削力的计算公式： 有： 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]1～2～1可知其公式参数： 由此可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数K可按下式计算有：： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得： 所以有： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；　参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力Ｆ之间的关系F夹＝KF 轴向力：F夹＝KF （N） 扭距： Nm 3.4 误差分析与计算 该夹具以一底面一侧面，两支撑钉和一个调节螺丝定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献[5]可得： ⑴销的定位误差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷ 夹具相对刀具位置误差：取 误差总和： 3. 5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据GB2207—80定向键结构如图所示： 图3.1 夹具体槽形与螺钉 根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表3.4： 表3.4 定向键 B L H h D 夹具体槽形尺寸 公称尺寸 允差d 允差 公称尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺，其结构如图3.3所示： 图3.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表3.5： 表3.5 塞尺 公称尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.6 确定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 （1）应该保持精度和稳定性 在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。 （2）应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。 （3）结构的方法和使用应该不错 夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。 （4）应便于铁屑去除 在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。 （5）安装应牢固、可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。 加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。 3.7夹具设计及操作的简要说明  为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。 此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。 1 毕毕 业业 设设 计计（论论文文）设设计计（论论文文）题题目目：机油泵体加工工艺及夹具设计 院院 别别：专专 业业： 班班 级级： 姓姓 名名： 学学 号号： 指指导导教教师师： 完完成成时时间间： 2摘摘 要要1、机油泵是在润滑系统中迫使机油从油底壳送到引擎运动件的装置机油泵在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，LCD 等工程领域方面，也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、绷缝机2、基本内容及解决的关键问题：基本内容热处理毛坯，车削机油泵体，设计加工专用夹具关键问题在于工艺过程的设计，夹具类型的确定，定位装置的设计，夹紧装置的设计夹具精度的分析和计算吗，夹具非标零件图的绘制等等3、本课题研究情况综述：机械加工工艺及夹具设计是机械制造与自动化必备的专业核心技能，突出培养典型零件加工工艺能力，机油泵体工艺过程设计时要结合实际，尽量符合实际生产要求，专用夹具设计时要估计好夹紧力加工零件是要计算好加工余量。关键字：机油泵、工艺规程、夹具设计机油泵、工艺规程、夹具设计3目目录录 摘摘 要要.2第一章第一章 绪论绪论 .51.1 课题研究的背景 .51.2 课题研究的意义 .51.3 国内外的研究动态 .5第二章第二章 零件的工艺分析及生产类型零件的工艺分析及生产类型 .52.1 零件的用途.52.2 零件的工艺分析 .7第三章第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型 .83.1 确定毛坯种类.83.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量.83.3 设计毛坯图 .83.4 绘制毛坯图 .9第四章第四章 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 .114.1 基准面的选择.114.1.1 粗基准的选择.114.1.2 精基准的选择.114.2 零件的表面加工方法.124.3 工序的集中与分散 .124.4 工序顺序的安排 .134.4 1.机械加工顺序.134.4.2辅助工序.134.5 制定工艺路线 .134.6 加工设备及工艺装备选择.164.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定.174.8 切削用量的计算 .184.9 基本时间的计算 .26jt第五章第五章 夹具设计夹具设计 .30第六章第六章 小结小结.37致致 谢谢 .38参考文献参考文献 .39 4 第一章第一章 绪论绪论1.1 课题研究的背景 目前国内的机油泵产品的技术基本源自美国、德国、 日本等几个传统的工业国家，我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的，而且已经有了一定的规模。但是目前我国的机油泵没有自己的核心技术产品，自主开发能力仍然很弱。在差速器的技术开发上还有很长的路要走。1.2 课题研究的意义 机油泵的作用是把机油送到发动机各摩擦部位，使机油在润滑路中循环，以保证发动机得到良好的润滑。机油泵多为齿轮泵，它由齿轮泵体等组成。当发动机工作时，凸轮轴带动泵体的主动齿轮转动。齿轮甩动机油沿泵体内壁从进油口流至出油口，形成低压，产生吸力，机油箱内的机油即被吸入进油口。而出油口处的机油越积越多，因而压力增高，机油便被压到各摩擦部分，实现强制润滑。设计研究更好机油泵可以降低发动机的损耗，延长机械的使用寿命1.3 国内外的研究动态 机油泵在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，LCD 等工程领域方面，也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、绷缝机 机油泵以后的发展 今后机油泵研发会向着低噪音，低耗油方向发展，现在很多机油泵，噪音比较大，不适合一些低音环境，有的还伴有漏油现在， 第二章第二章 零件的工艺分析及生产类型零件的工艺分析及生产类型2.1 零件的用途 机油泵是不断的把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要5润滑的零部件的目的。机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用，泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的寿命。图 1 机油泵泵体零件图与三维建模 图 16 图 1零件的技术要求 ： 铸件表面不允许有裂纹、气孔、粘沙等缺陷。 铸件拔模斜度1-3，未注圆角半径R2-3。 所有螺纹空口倒角至螺纹大径。 去锐边毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 2.2 零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要去齐全，零件的结构工艺性合理。该零件需要加工的表面均为切削加工，各表面的加工精度及表面粗糙度都不难获得。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，该机油泵泵体位置公差要求严格，部分加工面需专用夹具进行夹紧定位。2.3 零件的生产类型 根据零件的生产纲领，该零件为中大批大量生产。7 第三章第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型3.1 确定毛坯种类零件材料采用灰铸铁 HT200，具有高的抗压强度、良好的铸造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性。考虑到铸造可以铸造内腔、外形很复杂的毛坯，工艺灵活性大，铸造成本低 ，故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为大批大量生产，根据机械制造技术课程设计指导表 1-6，确定毛坯铸造方法为机器砂型铸造，铸件的机械加工余量等级 G 级，公差等级 8-10 级。3.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量已知毛坯制造方法为机器砂型铸造，材料为灰铸铁，规模为大批大量生产，查机械制造手册表 5-3 可取铸件尺寸公差等级 CT 为 10 级，加工余量等级MA 为 G 级。 表 1 毛坯尺寸及机械加工总余量（mm）加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工总余量铸件尺寸底面 147.522.83.551.021.4底面 252.43.58.51.2凸台202.43.523.51.2 左右端面412.83.5471.4孔67673.23611.6孔 22222.43161.283.3 设计毛坯图（1） 确定铸造斜度 根据机械制造工艺设计简明手册确定毛坯砂型铸造斜度为,圆角半径 R2-3。o1o3（2） 确定分型面 以底面为分型面。（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，铸件进行机械加工前应当进行时效处理。3.4 绘制毛坯图 910图 2 机油泵泵体毛坯图及毛坯模型 第四章第四章 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线4.1 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择 粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， 以凸台为初基准。4.1.2 精基准的选择精基准的选择：主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采11用互为基准反复加工的办法达到位置度要求，然后以精铣后的孔和两端面67以及底面为精基准。 4.2 零件的表面加工方法根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查机械制造技术课程设计指导表 1-7 至表 1-15，通过对各个加工方案的比较，最后确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级表面粗糙度Ra/m加工方法底面 1IT105m粗铣半精铣底面 2IT1220m粗铣凸台IT1210m粗铣孔67IT82.5m粗镗半精镗精镗孔22IT122.5m钻扩铰左右端面IT102.5m粗铣半精铣精铣孔17IT1220 m钻4-M6 螺纹IT1212.5m钻丝锥攻螺纹盖配孔（配座）IT115钻粗铰4.3 工序的集中与分散已知零件的生产规模为大批大量生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度。加12工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。4.4 工序顺序的安排 4.4 1.机械加工顺序1遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工端面。同时考虑位置度要求，左右端面互为基准反复加工。2遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3遵循“先主后次”原则，先加工主要表面左右端面和圆孔表面，后加工次要表面凸台、底座孔以及倒角。4遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。4.4.2辅助工序 毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，安排喷漆、去毛刺、清洗、终检工序。4.5 制定工艺路线 工艺路线一：工序号 工序内容 定位基准10铸造毛坯20粗铣底面凸台，侧面定位30粗铣凸台底面，侧面定位1340粗铣前后端面底面定位、前后端面定位50钻 2 个孔、倒角17底面，前后端面，侧面定位60钻孔20孔的大端面、底面和孔671770粗镗孔 67底面，孔定位1780半精铣底面凸台，侧面定位半精铣前后端面底面定位、前后端面定位90精铣前后端面底面定位、前后端面定位扩孔到2021.8孔的大端面、底面和孔6717100铰孔到21.822孔的大端面、底面和孔6717半精镗孔67底面，孔定位17110精镗孔67底面，孔定位17钻 M6 螺纹底孔为4.8孔，孔的端面，凸台定位6722120攻丝孔，孔的端面，凸台定位6722130去锐边毛刺140非加工表面涂硝化油漆150清洗160终检入库工艺路线二：工序号 工序内容 定位基准 10清洗检查毛坯 20粗铣前端面后端面定位 30粗铣，半精铣，精铣后端面前端面定位 40半精铣，精铣前端面后端面定位14 50钻，扩，铰孔22孔的大端面、底面67 60粗镗，半精镗，精镗孔、倒角67前端面，底面定位 70粗铣，精铣底面前后端面定位 80粗铣凸台底面定位 90钻 2 个孔、倒角17底面定位钻 M6 螺纹底孔为4.8孔，孔的大端面定位6767100攻螺纹孔，孔的大端面定位6767110去锐边毛刺120非加工表面涂硝化油漆130清洗140终检入库工艺路线分析比较： 通常情况下，在同时需要钻孔和铣平面的时候，一般先铣平面，再加工孔，重要加工表面切削余量最好均匀。工艺路线一是先把重要表面底面先加工出来，前后端面同时加工，最后加工两个孔，几何精度高。工艺路线二是先把前后端面加工出来，后加工两个重要的孔，最后才加工底槽面，前后端面切削余量不很均匀，且粗精加工放在一起，工件的内应力很大，加工之后工件变形会很大程度影响零件的几何精度，定位基准不如路线一来得准确，再综合加工精度要求，装夹便利与否等各方面因素后，确定为工艺路线一。154.6 加工设备及工艺装备选择工序号 工序内容 加工装备工艺装备10铸造毛坯20粗铣底面立式铣床 X51Y8 硬质合金面铣刀、游标卡尺30粗铣凸台立式铣床 X51Y8 硬质合金面铣刀、游标卡尺40粗铣前后端面XQ6225 卧式铣床Y8 硬质合金面铣刀刀、游标卡尺50钻孔20立式钻床Z3025高速钢钻、卡尺、钻模板60粗镗孔 67卧式镗床 T68硬质合金镗刀、游标卡尺70半精铣底面立式铣床 X51Y8 硬质合金面铣刀、游标卡尺半精铣前后端面XQ6225 卧式铣床Y8 硬质合金面铣刀、游标卡尺80精铣前后端面XQ6225 卧式铣床Y8 硬质合金面铣刀、游标卡尺90钻 2 个孔、倒角17立式钻床Z525高速钢钻、游标卡尺、钻模板扩孔到2021.8立式钻床Z3025扩孔钻、游标卡尺100铰孔到21.822立式钻床Z3025铰刀、游标卡尺半精镗孔67卧式镗床 T68硬质合金镗刀、游标卡尺110精镗孔67卧式镗床 T68硬质合金镗刀、游标卡尺120钻 M6 螺纹底孔为4.8立式钻床高速钢钻、游标卡尺、钻16Z3025模板攻丝立式钻床Z3025丝锥刀、游标卡尺130去锐边毛刺平锉140非加工表面涂硝化油漆喷涂机150清洗清洗机160终检入库百分表、卡尺4.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定 查机械制造技术基础课程设计指导 ，并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表： 表 4 零件机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容工序尺寸加工余量（mm）101铸造毛坯20粗铣底面00.16-48.522.5301粗铣凸台 203.5401粗铣前后端面00.16-442（单边）501钻 2 个孔、倒角17178.5（单边）601钻孔200.2102020（直径）701粗镗孔 670.300652（直径）801半精铣底面0.230.0847.5211半精铣前后端面00.062-421（单边）902精铣前后端面00.10-410.5（单边）171扩孔到21.80.21021.81.8（直径）1002铰孔220.230220.5（直径）2半精镗孔670.074066.51.5（直径）1103精镗孔670.0460670.5（直径）1钻 M6 螺纹底孔为4.80.07504.84.8（直径）1202攻螺纹 M60.008061.2（直径）4.8 切削用量的计算 工序 10 粗铣底面 工步 1：粗铣底面 1（1）切削深度mmap2.5（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则cmin/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：min/210rnw故实际铣削速度：18min/52.81000210801000mdnvwc工作台的每分钟进给量为min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。工步 2：粗铣底面 2（1）切削深度mmap3.5（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则cmin/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：min/210rnw故实际铣削速度：min/52.81000210801000mdnvwc工作台的每分钟进给量为min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。工序 20：粗铣凸台（1）切削深度mmap3.5（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取19为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则cmin/229.188057.610001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速min/210rnw故实际铣削速度min/52.81000210801000mdnvwc 工作台的每分钟进给量为min/168min/2101008. 0mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。工序 30：粗铣前后端面（1）切削深度mmap2（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.12mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢wd套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=50.4m/min，则cmin/100.2716050.410001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：min/80rnw故实际铣削速度：20min/2 .401000801601000mdnvwc工作台的每分钟进给量为：min/153.6min/8061.120mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 150mm/min。工序 40：钻 2 个孔、倒角17 由工件材料为 HT200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=18m/min,进给量 f=0.3mm/r,取=17mm，则cvpamin/337.0171810001000rdvnws由本工序采用 Z525 型立式钻床，由表 3.17 得，转速=272r/min，故实际切削wn速度为min/14.531000272171000mndvwwc工序 50；钻孔20 由工件材料为 HT200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=20m/min,进给量 f=0.3mm/r,取=20mm，则cvpamin/318.3202010001000rdvnws由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=315r/min，故实际切wn削速度为min/19.81000315201000mndvwwc工序 60：粗镗孔（走刀 2 次）67 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，粗镗取=24m/min, f=0.5mm/r，cv粗镗孔时因余量为 2mm，故=2mm，则pamin/121632410001000rdvnws21由，计算切屑力：1, 0,75. 0, 1,180FcFcFcFcFcKnyxCNNKvfaCFFcncyxpFccFcFcFc9 .209914 . 05 . 0218081. 981. 9075. 0功率 kwkwvFPccc84. 0104 . 09 .2099103-3-取机床效率为 0.85，则所需机床功率为，故机床功率足够，5kW0.99kW0.850.84切削用量选择合理。工序 70：半精铣底面（1）切削深度mmap8.5（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.05mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=70.2m/min，则cmin/279.328070.210001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：min/255rnw故实际铣削速度：min/64.11000255801000mdnvwc 工作台的每分钟进给量为：min/7.512min/2551050 . 0mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 130mm/min。工序 80：工步:1：半精铣前后端面（1）切削深度mmap122（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=59.4m/min，则cmin/118.1716059.410001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：min/100rnw故实际铣削速度：min/50.310001001601000mdnvwc工作台的每分钟进给量为：min/128min/10061.080mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 130mm/min。工步 2：精铣前后端面（1）切削深度mmap0.5（2）进给量的确定 X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.05mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套wd式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=72m/min，则cmin/143.241607210001000csrdn由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速：23min/125rnw故实际铣削速度：min/62.810001251601000mdnvwc 工作台的每分钟进给量为：min/100min/12561.050mmmmznffwzm根据表 3.7 查得机床的进给量为 100mm/min。工序 90工步 1：扩孔到21.8 高速钢扩孔取其切削速度=20m/min,进给量 f=0.3mm/r，背吃刀量cv=0.9mm，则pamin/292.021.82010001000rdvnws由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=250r/min，故实际切wn削速度为min/17.1100025021.81000mndvwwc工步 2：铰孔22 查表 5.25，取其切削速度=11m/min,进给量 f=1mm/r，背吃刀量cv=0.1mm，则pamin/159.2221110001000rdvnws由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速125r/min，故实际切削wn速度为min/8.61000125221000mndvwwc工序 100：工步 1：半精镗孔6724 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取=35m/min, cvf=0.5mm/r，半精镗孔时因余量为 1.5mm，故=1.5mm，则pamin/16866.53510001000rdvnws工步 2：精镗孔67 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，精镗取=30m/min, f=0.3mm，cv精镗孔时因余量为 0.5mm，故=0.5mm，则pamin/143673010001000rdvnws工序 110：工步 1：钻 M6 螺纹底孔为4.8 由工件材料为 HT200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=20m/min,进给量 f=0.12mm/r,取=4.8mm，则cvpamin/1326.34.82010001000rdvnws由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=1000r/min，故实际切wn削速度为min/15.1100010004.81000mndvwwc工步 2：攻螺纹 M6 高速钢机动丝锥加工螺纹取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量cv=0.6mm，则pamin/472.268.910001000rdvnws由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=400r/min，故实际切wn削速度为25min/7.5100040061000mndvwwc4.9 基本时间 的计算jt工序 10：工步 1： 粗铣底面 1 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式： ，Mz21fllltj由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表 5.41 铣削基本时间计算，rk90，。确定mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0o01mm53l 0.05)d,(0.03C20，30mm1l4mm2l41mml则该工序的基本时间为sifllltj55min0.91216543041Mz21工步 2： 粗铣底面 2 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式： ，Mz21fllltj由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表 5.41 铣削基本时间计算，rk90，。确定mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0o01mm53l 0.05)d,(0.03C20，30mm1l4mm2l41mml则该工序的基本时间为sifllltj55min0.91216543041Mz21工序 20：粗铣凸台26 该工序的基本时间为sifllltj55min0.91216543041Mz21工序 30：粗铣前后端面 该工序的基本时间为siifllltj681min2.8150447160Mz21工序 40：钻 2 个孔、倒角17 由表 5.39，工步，9.5mm1)mmcot45217(2)mm(1cot21rkDlmml22，该工序的基本时间为mml20sifnllltj48min780.20.327229.52021工序 50；钻孔20 由表 5.39，工步，11mm1)mmcot45220(2)mm(1cot21rkDlmml22，该工序的基本时间为mml16sfnllltj18min0.30.33152111621工序 60：粗镗孔（走刀 2 次）67 由表 5.57，i 为进给次数，i=2ifnllltj21。90,25, 0,221rkmmllmml为为为该工序的基本时间为27sifnllltj45min0.8920.512122521工序 70：半精铣底槽面 该工序的基本时间为sifllltj69min1.15213043041Mz21工序 80工步 1：半精铣前后端面 该工序的基本时间为sifllltj921min23.2130447160Mz21工步 2：精铣前后端面 该工序的基本时间为sifllltj253min224.2100447160Mz21工序 90：工步 1：扩孔到21.8 mmkdDlr9 . 22220-21.82)mm(1cot2-11,mml22该工序的基本时间为sfnllltj170.28min0.325022.91621工步 2：铰孔22 mmkdDlr2.12221.8-222)mm(1cot2-11,mml22该工序的基本时间为sfnllltj100.16min112522.11621工序 100：28工步 1：半精镗孔67 该工序的基本时间为sfnllltj19min0.320.516822521工步 2：精镗孔67 该工序的基本时间为sfnllltj38min0.630.314322521工序 110：工步 1：钻 M6 螺纹底孔为4.8 由表 5.39，工步，3.4mm1)mmcot4524.8(2)mm(1cot21rkDlmml22，该工序的基本时间为mml15sifnllltj14min680.40.12100023.41521工步 2：攻螺纹 M6 i)(02121fnlllfnllltj，式中。mmPPlPl0.75,32,3121为为为为为为为为为为该工序的基本时间为sfnlllfnllltj34min0.564)2500.750.7530.752124000.750.7530.75212(i)(02121 29第第 5 章章 铣铣底底面面夹夹具具设设计计 设设计计5.1 研研究究原原始始质质料料利用本夹具主要用来加工铣底面 夹具设计，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图5-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图5-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b） ，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个30可调支承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c 所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图5-6 固定式定位销的结构形式5.2 定定位位、夹夹紧紧方方案案的的选选择择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加上一手动调节的螺丝定位的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。5.3 切切削削力力及及夹夹紧紧力力的的计计算算刀具：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00150010 顶刃0n 侧刃6 0010 1530rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由参考文献 55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：31 FKWK安全系数 K 可按下式计算： 6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的 安全系数， 查参考文献 512160 KK可知其公式参数： 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 根据工件受836.24 1.561304.53()KWK FN力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：FKWK安全系数 K 可按下式计算 有： ：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的 安全系数，查参考文献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该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合 ”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 F 夹与切削力之间的关系F 夹 KF轴向力： F 夹 KF （N）扭距：N93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCMm5.4 误误差差分分析析与与计计算算该夹具以一底面一侧面，两支撑钉和一个调节螺丝定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。gwj32与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由参考文献 5可得：销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 5. 5 定定向向键键与与对对刀刀装装置置设设计计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据 GB220780 定向键结构如图所示：33o 图 3.1 夹具体槽形与螺钉根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表3.4：表 3.4 定向键夹具体槽形尺寸 B2B公称尺寸允差 d允差4dL公称尺寸允差 D180.0120.0352512124.518+0.019对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图3.3 所示： 34 标记四周倒圆 图 3.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表3.5：表 3.5 塞尺公称尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.6 确确定定夹夹具具体体结结构构和和总总体体结结构构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错35夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。5.7 夹夹具具设设计计及及操操作作的的简简要要说说明明36为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。37第六章第六章 小结小结我从刚开始对制造工艺只有一点感性认识到现在已熟悉制造工艺的国内外现状及趋势，能对工件确定合理的工艺方案，对零件的设计制造，机床设备的选用，机械零件的选用及零件加工工艺过程的说明有了较为深刻的领会，同时对根据加工工艺设计相应的夹具体也较清楚。在本次设计中，虽然是工艺学设计，但是在设计中要用到许多基础理论，这就要求我们能只学习工艺学的知识，必须把所学过的专业知识融会贯通，学以致用。由于有些知识已经遗忘，这使我们要温习所学的专业知识，因此设计之前就把学过的相关专业课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。虽然本次设计我很努力去做，但还是存在一些不足：（1）我对机械工艺规程设计理论方面的知识还没有十分扎实，对并没有投入生产，在实际生产中的产品，还要根据生产部门的设备，要求等，考虑零件的结构，精度和余量，难免会有我们现在没有考虑周全的内容。（2）对零件热处理方式及夹具的设计把握不准，其主要原因是对零件的了解不足，没有在真正的实践，而且没有见过实体，一些细节部分没有掌握好。（3）在对工艺路线的设计上还是不十分熟练，在很多情况下都会出现难以取舍的情形。在这次设计中我走了不少弯路，但是在老师的悉心指导和自身的努力下还是圆满的完成了设计。在以后的学习工作中，我要从以下方面来提高自己，解决设计中存在的问题。多学习相关的知识，关注前沿的科学技术，拓宽知识面，尽量在实践中掌握所学知识。38致致 谢谢转眼几个月的毕业设计就要接近尾声，在此，非常感谢成老师对我悉心教导，使我终身受益浅，在此我对老师表示深深的感谢。在本次设计的选题以及编写过程中老师也给予我相当多的关心、支持和指导，现在本文得以顺利完成，我要衷心地感谢老师不厌其烦地耐心地为本文所作的大量的辛苦工作，老师对待学术的严谨态度深深地感染了我。 我也要感谢 学院的 其他老师，他们生动的讲课和各自独到的研究方法让我印象深刻，也对我的设计产生了很大影响。老师们严谨的治学态度、积极认真的工作作风深深地影响了我，让我不由地产生敬意。最后，我要感谢我的父母，感谢他们多年来始终如一地给予我关怀和爱护，没有父母多年来在背后的支持和鼓励，我无法顺利完成学业。参考文献参考文献1 游文明,李业农.机械设计基础M.北京高等教育出版社,2010.392 王绍俊.机械制造工艺设计手册M .机械工业出版社,2008.3 李洪主. 机械加工工艺手册M.北京:北京出版社,2009.4 扬黎明. 机床夹具设计手册M .北京高等教育出版社,2009.5 李益明.机械制造工艺设计简明手册 M 北京：机械工业出版社,2009.6 姚海滨.机械精度设计与检测基础M.北京高等教育出版社,2010.7 王凡.实用机械制造工艺设计手册M.北京：机械工业出版社,20088 胡林岚, 周益军. 机械加工方法与设备选用M北京高等教育出版社,20109 冯晓久.工程力学M 哈尔滨工业大学出版社,2008.10 周益军,王家珂. 机械加工工艺编制及专用夹具设计M北京高等教育出版社,2010.11 于大国.机械制造工艺设计指南M.北京:国防工业出版社,2010.13李益民 主编.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1994