泵盖加工工艺及夹具设计【含CAD图纸、工艺工序卡、说明书】

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 江阴职业技术学院 毕业设计 课 题： 泵盖加工工艺及夹具设计 专 题： 专 业： 机械制造及自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘 要 泵盖零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以泵盖的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。 关键词：泵盖类零件；工艺；夹具； ABSTRACT Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Key words: Angle gear seat parts; fixture; III 目 录 摘 要 II ABSTRACT III 第一章 加工工艺规程设计 1 2.1 零件的分析 1 2.1.1 零件的作用 1 2.2 泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2 2.2.1 孔和平面的加工顺序 2 2.2.2 孔系加工方案选择 2 2.3 泵盖加工定位基准的选择 3 2.3.1 粗基准的选择 3 2.3.2 精基准的选择 3 2.4 泵盖加工主要工序安排 3 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 6 2.7 时间定额计算及生产安排 15 第二章 镗Φ18孔夹具设计 19 2.1 研究原始质料 19 2.2 定位、夹紧方案的选择 19 2.3切削力及夹紧力的计算 19 2.4 误差分析与计算 21 2.5 夹具体的设计 22 2.6 夹具设计及操作的简要说明 23 第三章 铣Φ30小端面夹具设计 24 3.1研究原始质料 24 3.2定位基准的选择 24 3.3 切削力及夹紧分析计算 24 3.4 误差分析与计算 26 3.5 定向键与对刀装置设计 27 3.5 夹具体的设计 28 3.6 夹具设计及操作的简要说明 29 总结 31 参 考 文 献 32 V 31 第一章 加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是泵盖。泵盖的主要作用是固定连接，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此泵盖零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 2.1.2 零件的工艺分析 由泵盖零件图可知。泵盖是一个盘类零件，它的外表面上有两个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的铣削加工；孔加工其中底面有表面粗糙度要求为。 （2）以的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：；尺寸为15的前后端面。 （3）以Φ30小端面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：Φ30小端面的铣削加工； 3-Φ9孔、销孔2-Φ5孔加工其中底面有表面粗糙度要求为， 2.2 泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该泵盖零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于泵盖来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 2.2.1 孔和平面的加工顺序 泵盖类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工泵盖上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。泵盖的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 泵盖零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案选择 泵盖孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据泵盖零件图所示的泵盖的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，泵盖孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将泵盖孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 2.3 泵盖加工定位基准的选择 2.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承孔的加工余量均匀； （2）保证装入泵盖的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以泵盖的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 2.3.2 精基准的选择 从保证泵盖孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证泵盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从泵盖零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是泵盖的装配基准，但因为它与泵盖的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 2.4 泵盖加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。泵盖加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到泵盖加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，底面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于泵盖，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 根据以上分析过程，现将泵盖加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 1、铸造 2、时效处理 3、铣削底面 4、钻铰Φ5定位销孔 5、铣削Φ30小端面 6、车Φ30台阶面及倒角1.5X45度 7、粗镗Φ18孔 8、精镗Φ18孔及端面倒角 9、钻3-Φ9、锪平∅16孔 10、终检 11、清洗入库 工艺路线二： 1、铸造 2、时效处理 3、铣削底面 4、铣削Φ30小端面 5、车Φ30台阶面及倒角1.5X45度 6、粗镗Φ18孔 7、精镗Φ18孔及端面倒角 8、钻铰Φ5定位销孔 9、钻3-Φ9、锪平∅16孔 10、终检 11、清洗入库 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一： 1、铸造 2、时效处理 3、铣削底面 4、钻铰Φ5定位销孔 5、铣削Φ30小端面 6、车Φ30台阶面及倒角1.5X45度 7、粗镗Φ18孔 8、精镗Φ18孔及端面倒角 9、钻3-Φ9、锪平∅16孔 10、终检 11、清洗入库 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “泵盖”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （1）底面的加工余量。 根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。 （2）前后端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为，现取。 （3）孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序1 无切削加工，无需计算 工序2 无切削加工，无需计算 工序3：铣削底面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3 mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4～81,取 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序4：钻2-Φ5定位销孔 钻定位孔Φ4 切削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1 机动时间： 铰定位孔Φ5定位销孔 切削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.52，扩盲孔取 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.53，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1 机动时间： 工序5：铣削Φ30小端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3 mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4～81,取 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序6、车Φ30台阶面及倒角1.5X45度 已知加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮，机床CA6140普通车床，工件用内钳式卡盘固定。 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。 ①.确定切削深度 由于单边余量为，可在一次走刀内完成 ②.确定进给量 根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4 刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时， 进给量=0.5～1.0 按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知： =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。 根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。 切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为： =950=1111.5 （1-2） 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。 ③.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。 ④.确定切削速度 切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。 根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。 切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根据CA6140车床说明书选择 =125 这时实际切削速度为： == （1-5） ⑤.校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时， = 切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （1-6） 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在C620—1机床上进行，最后决定的切削用量为： =3.75，=，==，= 精车Φ30台阶面及倒角1.5X45度 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。 ①.确定切削深度 由于单边余量为，可在一次走刀内完成 ②.确定进给量 根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4 刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时， 进给量=0.5～1.0 按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知： =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。 根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。 切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。 ③.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。 ④.确定切削速度 切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。 根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。 切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： ==63 （1-12） ===120 （1-13） 根据CA6140车床说明书选择 =125 这时实际切削速度为： == （1-14） ⑤.校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时， = 切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为： =1.25，=，==，= 工序8 ：粗镗Φ18孔 机床：卧式金刚镗床 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～41，取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： 工序8、精镗Φ18孔及端面倒角 粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量， ，精镗后孔径 进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.14—41，取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： 所以该工序总机动工时 工序9：钻3-Φ9、锪平∅16孔 （1）钻孔 切削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： （2）锪平∅16孔 切削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39， 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 2.7 时间定额计算及生产安排 假设该零件年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。 参照《机械加工工艺手册》表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间） —辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 —布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序1：粗、精铣底面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序2：钻底面孔、铰定位孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序3：粗铣凸台 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序4：钻侧面孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序5：粗铣端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序6：铣前后端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序9：粗镗前后端面支承孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序11：精镗支承孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序12：前后端面孔 机动时间： 辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则 ：参照钻孔值，取 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序14：精铣前后端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 第二章 镗Φ18孔夹具设计 2.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工镗Φ18孔，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。 2.2 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，底面孔进行了钻、铰加工。 2.3切削力及夹紧力的计算 镗刀材料：（硬质合金镗刀） 刀具的几何参数： 由参考文献[5]查表可得： 圆周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得参数： 即： 同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即： 轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即： 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： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 式中参数由参考文献[5]可查得： 其中： 螺旋夹紧力： 该夹具采用螺旋夹紧机构， 由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 2.4 误差分析与计算 该夹具以一个平面和和2个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： ⑴ 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时 当短圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔与定位销间的最小间隙 通过分析可得： 因此：当短圆柱销以任意边接触时 ⑵ 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 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： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 2.5 夹具体的设计 夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。 由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力。 2.6 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，该工件一面两销定位，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（螺旋夹紧机构）。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。 第三章 铣Φ30小端面夹具设计 3.1研究原始质料 利用本夹具主要用来铣Φ30小端面，该Φ30小端面的中心线要满足对称度要求以及其Φ30小端面两边的平行度要求。在铣此Φ30小端面时，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。 3.2定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 由零件图可知：进行加工前，左右端面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案Ⅰ：选下凸台面平面、和侧面和V型块定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 方案Ⅱ：选一面两销定位方式，2面用挡销，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案Ⅱ中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。 通过比较分析只有方案Ⅰ满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。 为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。 3.3 切削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃铣刀（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 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 式中参数由参考文献[5]可查得： 其中： 螺旋夹紧力： 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如2.1. 由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 3.4 误差分析与计算 该夹具以一面两销定位。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 两定位销的定位误差 ： 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： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向Φ30小端面中，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Φ30小端面的配合，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5.1 夹具体Φ30小端面形与螺钉 根据T形Φ30小端面的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4： 表5.4 定向键 B L H h D 夹具体Φ30小端面形尺寸 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。 由于本道工序是完成拨叉Φ30小端面精铣加工，所以选用侧装对刀块。根据GB2243—80侧装对刀块的结构和尺寸如图5.2所示： 塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图5.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表5.5： 表5.5 塞尺 公称尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.5 夹具体的设计 由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力。 3.6 夹具设计及操作的简要说明 该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。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。 由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。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。 总结 本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。 在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。 参 考 文 献 [1] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007 [2] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8． [3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000． [5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10． [6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5． [8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000． [10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12． [11] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，2006．1． [12] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1． 致谢 在论文工作中，得到了机电学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心的感谢。 在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。 这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。XX老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，XX老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。 大学的艰苦跋涉，几个月的精心准备，毕业论文终于到了划句号的时候，心头照例该如释重负，但写作过程中常常出现的辗转反侧和力不从心之感却挥之不去。论文写作的过程并不轻松，工作的压力时时袭扰，知识的积累尚欠火候，于是，我只能一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜奋笔疾书。第一次花费如此长的时间和如此多的精力，完成一篇具有一定学术价值的论文，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品尝。 敲完最后一个字符，重新从头细细阅读早已不陌生的文字，我感触颇多。虽然其中没有什么值得特别炫耀的成果，但对我而言，是宝贵的。它是无数教诲、关爱和帮助的结果。 我要感谢我的指导教师XX老师。老师虽身负教学、科研重任，仍抽出时间，不时召集我和同门以督责课业，从初稿到定稿，不厌其烦，一审再审，大到篇章布局的偏颇，小到语句格式的瑕疵，都一一予以指出。是他传授给我方方面面的知识，拓宽了我的知识面，培养了我的功底，对论文的完成不无裨益。我还要感谢学院所有教过我的老师，是你们让我成熟成长；感谢学院的各位工作人员，他细致的工作使我和同学们的学习和生活井然有序。 谨向我的父母和家人表示诚挚的谢意。他们是我生命中永远的依靠和支持，他们无微不至的关怀，是我前进的动力；他们的殷殷希望，激发我不断前行。没有他们就没有我，我的点滴成就都来自他们。 让我依依不舍的还有各位学友、同门和室友。在我需要帮助的时候他们伸出温暖的双手，鼎立襄助。能和他们相遇、相交、相知是人生的一大幸事。 本论文的完成远非终点，文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。 我将继续前行！ 34