齿轮泵泵体加工工艺及夹具设计【铣20乘8槽+钻Φ18Φ21M24三孔】【三维UG工件】【含cad图纸+文档全套资料】

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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 绪论 1.1引言 制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝 ，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空 。 1.2机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。 制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。 制订工艺规程的程序： 1、 计算生产纲领，确定生产类型 2、 分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查 3、 确定毛坯种类、形状、尺寸及精度 4、 制订工艺路线 5、 进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。） 1.3 研究方法及技术路线 1、深入生产实践调查研究 在深入生产实践调查研究中，应当掌握下面一些资料：工程图纸，工艺文件，生产纲领，制造与使用夹具情况等。 2、制订工艺工艺规程的程序 计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查，确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成，选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序，选择机床设备等），进行工序设计（确定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺装备，计算时间定额等），确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。 3、确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构 夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，以确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。 ①、确定夹具其他部分的结构形式 如分度装置，对刀元件和夹具体等 ②、绘制夹具总装配图 在绘制总装配图时，尽量采用1：1比例，主视图应选取面对操作者的工作位置。绘图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧表面和被加工表面等。其中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构，传动装置等顺序， 画出具体结构。 ③、标注各部分主要尺寸，公差配合，和技术要求 ④、标注零件编号及编制零件明细表 在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称，编号，序号，零件名称及材料，数量等。 ⑤、绘制家具零件图 拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相同。 1.4课题背景及发展趋势 机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的重要作用是：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，冲锋发挥和扩大机床的工艺性能。因此夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具的设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项技术措施。我们在设计中也应该注意一些重要方法，我们必须深入生产实践调查研究，因为，这样有利于我们掌握一些重要资料，例如： （1）工件的图纸——详细阅读图纸，了解工件被加工表面的技术要求，该件在机械中的位置和作用，以及装配中的特殊要求。（2）工艺文件——了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的状况，基准面的选择状况，可用的机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。（3）生产纲领——夹具的结构形式应与工件批量大小相适应，做到经济合理。（4）制造与使用夹具的状况等。我深刻明白要想做好这次夹具设计，我也要了解并注意设计夹具出现的问题，对夹具最基本的要求是：工件的定位准确，定位精度满足加工要求，工件夹紧牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夹具中的定位精度，主要是定为基准是否与工序基准重合，定位基准的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。这些因素所造成的误差，可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时，要注意到夹具制造上的可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下，不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。夹具在机床上的定位精度，和刀具在夹具上的导向精度也不应忽视。夹具在机床上的定位精度，主要与定位元件表面与机床配合处的位置精度。夹具与机床连接处的配合间隙等因素有关。因此，提高夹具制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通过提高夹具制造精度的措施已不可能或不合理时，应采用调整法或就地加工法解决，即在安装夹具时找正定位表面的准确位置，或在夹具安装后加工定位表面，使夹具在机床上获得高精度定位。刀具在夹具上的导向精度通常利用导向元件或对刀元件来保证。因此影响刀具在夹具上的导向精度的因素有：导套中心到定位元件产生变形等。夹具中出现过定位时，可通过撤销多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。 第二章 零件的分析 2.1 零件图分析 泵体共有十组加工表面，它们相互之间没有要求。现分述如下： 1、齿轮泵泵体前端面 2、齿轮泵泵体后端面 3、齿轮泵泵体顶面 4、齿轮泵泵体2-Φ48H7孔 5、齿轮泵泵体Φ21H7孔、Φ18H7孔和M242螺纹 6、齿轮泵泵体4-Φ10孔、4-Φ20沉孔、2-Φ6H7孔、Φ18孔 7、齿轮泵泵体4-M8-6H、Φ6H7孔 8、齿轮泵泵体Φ3斜孔 9、齿轮泵泵体两个R15槽 10、齿轮泵体20×8槽 3.2 结构工艺性分析 零件的结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性与经济性。零件结构工艺性审查如下所述： 1、 避免设置倾斜的加工面，以便减少装夹次数。 2、 改为通孔或扩大中间孔可减少装夹次数，保证孔的同轴度。 3、 被加工表面设置在同一平面，可一次走刀加工，缩短调整时间。 4、 避免内表面、内凹面的加工，利于提高效率，保证精度。 5、 加工螺纹时应留有退刀槽，或具有螺纹尾扣，以方便退刀。 6、 将支承面改为台阶式，将加工面铸出凸台、保留精加工面的必要长度，以减少加工面，提高效率，保证精度。 7、 避免在斜面上钻孔，避免钻头单刃切削，防止刀具损坏和孔中心偏斜。 8、 避免深孔加工，改善排屑和冷却条件。 9、 刀具应易于加工切削部位，避免采用接长钻头等非标准刀具。 第三章 工艺规程的设计 3.1 确定毛坯的的制造形式 零件材料为HT200。齿轮泵泵体在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。 3.2 基准的选择 1、 粗基准的的选择 ① 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。 ② 如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。 ③ 如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。 ④ 选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 ⑤ 粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 重点考虑到既要保证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尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选齿轮泵泵体后端面、泵体顶面及Φ21H7毛坯孔作为定位粗基准。 2 、精基准的选择 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。 ①用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。 ②当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。 ③当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 ④为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。 ⑤有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。 根据该齿轮泵泵体零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以齿轮泵泵体前端面、Φ21H7孔和Φ18H7孔作为定位精基准，满足要求。 3.3 制订工艺路线 工序01：铸造 工序02：时效处理以消除内应力 工序03：铣齿轮泵泵体前端面 工序04：铣齿轮泵泵体后端面 工序05：铣齿轮泵泵体顶面 工序06：粗铣、精铣齿轮泵泵体2-Φ48H7孔 工序07：钻孔至Φ20；扩Φ20孔至Φ20.8；铰Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；钻Φ20孔；扩Φ28槽，攻242-6H螺纹 工序08：钻齿轮泵泵体4-Φ10孔；锪4-Φ20深2；配钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6H7；钻18孔 工序09：钻齿轮泵泵体4-M8-6H螺纹底孔Φ6.8；攻4-M8-6H螺纹；配钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6H7 工序10：钻齿轮泵泵体Φ3斜孔 工序11：铣齿轮泵泵体两个R15槽 工序 12：铣齿轮泵泵体20×8槽 工序13：去除机械加工所留下的毛刺 工序 14：检验至图纸要求并入库 3.4 机械加工余量 “齿轮泵泵体”零件材料为HT200，毛坯的重量约为1.2Kg，生产类型为大批量生产，采用铸造成型。 1、 齿轮泵泵体前端面的加工余量 铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度6.3，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。 2、 齿轮泵泵体后端面的加工余量 铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度6.3，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。 3、 齿轮泵泵体顶面的加工余量 铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度12.5，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。 4、 齿轮泵泵体2-Φ48H7孔的加工余量 铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,表面粗糙度3.2，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，两步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量Z=1.5mm 精铣 单边余量Z=0.5mm 5、 齿轮泵泵体Φ21H7孔、Φ18H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7和表2.3-8知，首铣钻孔至Φ20；扩Φ20孔至Φ20.8；铰Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1。 6、 齿轮泵泵体M242螺纹的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7和表2.2-23知，首先钻孔至Φ20、扩Φ28退刀槽，最后攻M242螺纹。 7、 齿轮泵泵体4-Φ10孔、Φ20沉孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，一步钻削即可满足其精度要求。 8、 齿轮泵泵体Φ18孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，一步钻削即或满足其精度要求。 9、 齿轮泵泵体Φ6H7孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7和表2.3-8知，首铣钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6H7。 10、 齿轮泵泵体Φ3斜孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，一步钻削即或满足其精度要求。 11、 齿轮泵泵体两个R15槽的加工余量 铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,表面粗糙度6.3，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，一步铣削即可满足其精度要求。 12、 齿轮泵泵体208槽的加工余量 因齿轮泵泵体208槽的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。 13、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 3.5 确定切削用量及基本工时 工序01：铸造 工序02：时效处理以消除内应力 工序03：铣齿轮泵泵体前端面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀，刀片采用YG6 ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 则机动工时为 L为走刀路线长度 L=200mm 工序04：铣齿轮泵泵体后端面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀，刀片采用YG6 ，，，。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 则机动工时为 L为走刀路线长度 L=85mm 工序05：铣齿轮泵泵体顶面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀，刀片采用YG6 ，，，。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 切削工时：，，，走刀次数i=3 则机动工时为 工序06：粗铣、精铣齿轮泵泵体2-Φ48H7孔 工步一：粗铣齿轮泵泵体2-Φ48H7孔 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用YG6 ，， 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 则机动工时为 L为走刀路线长度 L=215.54mm 工步二：精铣齿轮泵泵体2-Φ48H7孔 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用YG6 ，， 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝800 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 则机动工时为 L为走刀路线长度 L=217.82mm 工序07：钻孔至Φ20；扩Φ20孔至Φ20.8；铰Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；钻Φ20孔；扩Φ28槽，攻242-6H螺纹 工步一：钻孔至Φ20 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步二：扩Φ20孔至Φ20.8 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步三：铰Φ20.8孔至Φ21H7 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步四：钻孔至Φ17 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步五：扩Φ17孔至Φ17.8 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步六：铰Φ17.8孔至Φ18H7 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步七：钻Φ20孔 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步八：扩Φ28槽 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2 则机动工时为 工步九：攻242-6H螺纹 选择242-6H高速钢机用丝锥 根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工步十：倒角C1 工序08：钻齿轮泵泵体4-Φ10孔；锪4-Φ20深2；配钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6H7；钻18孔 工步一：钻齿轮泵泵体4-Φ10孔 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=4 则机动工时为 工步二：锪4-Φ20深2 1.选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径d=20mm 2．选择切削用量 （1）选择进给量 按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H 有。 （2）计算切削速度 根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，, 切削速度的修正系数为：，，，， 故 根据Z3025型钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=630r/mm， 。 3．计算基本工时 工步三：配钻孔至Φ5.8 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2 则机动工时为 工步四：铰Φ5.8孔至Φ6H7 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2 则机动工时为 工步五：钻18孔 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工序09：钻齿轮泵泵体4-M8-6H螺纹底孔Φ6.8；攻4-M8-6H螺纹；配钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6H7 工步一：钻齿轮泵泵体4-M8-6H螺纹底孔Φ6.8 选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按机床选取n=500r/min 切削工时： ，，，走刀次数i=4 则机动工时为 工步二：攻4-M8-6H螺纹 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.6mm/r V=15m/min 597r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时： ，，,走刀次数i=4 则机动工时为 工步三：配钻孔至Φ5.8 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2 则机动工时为 工步四：铰Φ5.8孔至Φ6H7 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025摇臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2 则机动工时为 工序10：钻齿轮泵泵体Φ3斜孔 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取 主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工序11：铣齿轮泵泵体两个R15槽 1. 选择刀具 刀具选取立铣刀，刀片采用YG6 ，， 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 则机动工时为 L为走刀路线长度 L=76.4mm 工序 12：铣齿轮泵泵体20×8槽 1. 选择刀具 刀具选取键槽铣刀，刀片采用YG6 ，， 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 切削工时：，，，走刀次数i=1 则机动工时为 工序13：去除机械加工所留下的毛刺 工序 14：检验至图纸要求并入库 第四章 专用钻夹具 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序07：钻孔至Φ20；扩Φ20孔至Φ20.8；铰Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；钻Φ20孔；扩Φ28槽，攻242-6H螺纹的钻床夹具。 4.1问题提出 本夹具主要用来钻孔至Φ20；扩Φ20孔至Φ20.8；铰Φ20.8孔至Φ21H7；倒角C1；钻孔至Φ17；扩Φ17孔至Φ17.8；铰Φ17.8孔至Φ18H7；倒角C1；钻Φ20孔；扩Φ28槽，攻242-6H螺纹，并保证他们之间的尺寸。 4.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。选择齿轮泵泵体前端面、顶面及Φ48H7孔定位。 1、齿轮泵泵体前端面作为第一定位基准，与支承板（代号15）相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。 2、齿轮泵泵体顶面作为第二定位基准，与支承板（代号3）相配合限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动。 3、齿轮泵泵体Φ48H7孔作为第三定位基准，与B型固定式定位销（代号2）相配合限制一个自由度，即Y轴移动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。 4.3切削力和夹紧力的计算 1、查表4得切削力计算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 所需夹紧力，查表5得，，安全系数K= 式中为各种因素的安全系数，查表得： K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5 2、夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠。 4.4 定位误差分析 1、 基准位移误差 由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。 工件以Φ48H7孔在轴上定位铣支座上端面，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 ——基准位移误差，mm ——孔的最大直径，mm ——轴的最小直径，mm 2、 基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为= 式中 ——基准不重合误差，mm ——工件的最大外圆面积直径公差，mm = 第五章 铣床夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计工序12：铣齿轮泵泵体20×8槽。 5.1 问题的提出 本夹具主要用于铣齿轮泵泵体20×8槽，属于工序12，精度要求不高，主要考虑生产效率。 5.2 定位基准的选择 以齿轮泵泵体后端面、Φ21H7孔及Φ18H7孔作为定位基准，即经典的“一面两销”。 1、齿轮泵泵体前端面作为第一定位基准，与支承板（代号8）、调节支承钉（代号17）、固定式定位销（代号18）相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。 2、齿轮泵泵体Φ21H7孔作为第二定位基准，与A型固定式定位销（代号14）相配合限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。 3、齿轮泵泵体Φ18H7孔作为第三定位基准，与B型固定式定位销（代号13）相配合限制一个自由度，即Z轴移动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。 5.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用键槽铣刀 Φ8mm 机床： X52K立式铣床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=10m，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 5.4 定向键设计 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。 根据GB2207—80定向键结构如图所示： 图 5.1 夹具体槽形与螺钉图 根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下： 表 5.1 定向键数据表 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 -0.013 -0.033 25 12 5 11 6.8 18 +0.021 5 5.5 定位误差分析 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 (1)移动时基准位移误差 （式5-1） 式中： ———— A型固定式定位销孔的最大偏差 ———— A型固定式定位销孔的最小偏差 ————A型固定式定位销孔与A型固定式定位销最小配合间隙 代入（式5-1）得： =（0.021+0+0.02）mm =0.041mm (2) 转角误差 （式5-2） 式中： ———— A型固定式定位销孔的最大偏差 ———— A型固定式定位销孔的最小偏差 ———— A型固定式定位销定位孔与A型固定式定位销最小配合间隙 ———— B型固定式定位销孔的最大偏差 ———— B型固定式定位销孔的最小偏差 ———— B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙 其中： 则代入（式5-2）得： 则： θ≈0.05372° 总 结 通过两个多周的辛勤努力，我的设计终于如期完成了。在指导老师的耐心帮助和悉心指导下，我学会了总结设计要求，查阅相关资料，形成整个设计框架和整体思想，最终圆满的完成设计。在整个设计过程中，由于知识的缺乏，出现了不少理论和实践上的错误，在指导老师的耐心指正下才得以解决。她严谨的治学态度和高度的责任心，给我在生活和工作中以很大的影响，我在此表示衷心的感谢。 夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。 这次设计让我们更能注意到细枝末节。这次设计使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措 在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识。 致 谢 本次毕业设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图，绘图，设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。 首先，我要感谢老师对毕业设计的指导。本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的，我的机械工艺知识有限，在设计中常常碰到问题，是老师不厌其烦的指导，不断的点拨迷津，提供相关资料，才使设计顺利完成。老师的耐心讲解，使我如沐春风，不仅如此，老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我，在此，我向老师表示最真诚的感谢。同时，感谢同班同学的支持和帮助，使我更好的完成了毕业设计。 我也非常感谢我的父母。在学习和生活上，他们一直都很支持我，使我能全身心地投入到学习中，在此，我想对我的父母说：你们辛苦了，我会尽最大的努力来让你们过上最幸福的日子，请相信我。 最后，很感谢阅读这篇课程设计的人们。感谢你们抽出宝贵的时间来阅读这篇课程设计。 参 考 文 献 [1] 张耀宸主编.《机械加工工艺设计手册》.北京：航空工业出版社，1989 [2] 肖继德，陈宁平主编. 《机床夹具设计》（第2版）. 北京：机械工业出版社2005 [3] 浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》（第2版）.北京：机械工业出版社，1995 [4] 任嘉卉主编. 《公差与配合手册》.北京：机械工业出版社，1993 [5]东北工学院《机械零件设计手册》编写组 编. 《机械零件设计手册》.北京：冶金工业出版社，1983 [6]江南大学郑修本主编. 《机械制造工艺学》（第二版）.北京：机械工业出版社，1999 [7]上海理工大学陆剑中，孙家宁主编. 《金属切削原理与刀具》（第4版）.北京：机械工业出版社，2005 [8]刘力，王冰主编 . 《机械制图》（第二版）.北京：高等教育出版社，2004 [9]陈于萍，高晓康编著. 《互换性与测量技术》（第二版）.北京：高等教育出版社，2005 [10]张龙勋主编. 《机械制造工艺学课程设计知道书及习题》. 北京：机械工业出版社，1999 [11]孟宪栋，刘彤安主编. 《机床夹具图册》.北京：机械工业出版社，1999 [14]江洪，郦祥林，李仲兴编著. 《Solidworks2006基础教程》（第2版）.北京：机械工业出版社，2006 39