蝸輪泵體加工工藝及鏜Φ40軸承孔夾具設計

蝸輪泵體加工工藝及鏜Φ40軸承孔夾具設計,蝸輪,加工,工藝,40,軸承,夾具,設計 蝸輪泵體加工工藝與夾具設計 Worm gear pump body processing technology and fixture design 作 者 姓 名： 專 業(yè) ： 學 號 ： 指 導 教 師： 完 成 日 期： 上海電機學院繼續(xù)教育學院 摘 要 蝸輪泵體加工工藝規(guī)程及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：蝸輪泵體 工藝規(guī)程；定位；壓緊；導向，夾具，誤差 I Abstract Worm gear pump body is processing procedures and fixture design 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. Key words: worm gear pump body procedure; Positioning; Pressure; Guide, fixture, error III 目錄 Abstract III 1、前言 1 2、零件的分析 2 2.1 零件結構及作用分析 2 2.2 蝸輪泵體零件的工藝規(guī)程分析 2 3：一個是以底面和Φ40的孔為基準 的加工面，這組加工面主要是鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔，鉆F向Φ65圓周左端面上的4-M6螺紋底孔，鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔，鉆E向另外一端Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔。 2 3、毛坯的確定 3 3.1確定毛坯的制造形式 3 3.2毛坯形狀及尺寸 3 毛坯的形狀及尺寸　主要有零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等幾個因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。 3 4、擬定加工工藝路線 4 4.1 基準面的選擇原則 4 4.1.1 粗基準面的選擇原則 4 4.1.2 精基準的選擇原則 4 4.2 制定工藝路線 5 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先銑端面然后鏜孔再鉆孔，看似合理，實際上不太合理，因為鏜孔精度高，需要先加工工藝孔，利用加工好的工藝孔作為定位基準，鏜孔，才能更好的保證加工精度要求，而方案一先銑面后先鉆2-Φ11的孔，這樣可以利用2-Φ11的孔作為定位基準，更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一。 6 5、零件加工工序設計 7 切削工時：，，，則機動工時為 7 9 切削工時： ，，則機動工時為 10 10 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 11 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 12 基本工時： 13 6、夾具設計 14 6.1 問題的提出 14 6.3 定位基準的選擇 14 6.4定位方案的確定 15 6.6夾緊裝置的組成及基本要求 17 6.7 切削力及夾緊力計算 18 6.8 定位誤差分析 19 6.9 夾具設計及操作簡要說明 20 結束語 22 答謝辭 23 參考文獻 24 1 序言 機械制造行業(yè)的生產一定形狀和大小的零件和產品,并配備了機械設備行業(yè)。機械制造的產品可以直接使用的人使用,而且對其他行業(yè)的生產提供設備,有各種各樣的社會機器或機械制造產品。我們的生活不能分開制造,所以制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的一個重要的產業(yè),是一個重要的基礎,一個國家或地區(qū)的發(fā)展和強大的支柱。在某種意義上,機械制造業(yè)的水平是衡量一個國家的國民經濟的整體實力和科技水平的一個重要指標。 蝸輪泵體的工藝設計和夾具設計的基礎是一個教學環(huán)節(jié)完成的機械制圖、機械制造技術、機械設計、機械工程材料課程設計。正確解決一部分的過程中定位,夾緊和工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設計專用夾具,確保零件加工的質量。設計也開發(fā)自己的自學和創(chuàng)新能力。因此,本設計是全面和實用,涉及范圍廣泛的知識。因此,在設計中應注意的基本概念,基本理論,而且還注意到生產實踐的需要,只有各種理論與生產實踐的結合,可以很好的完成設計。 1零件的分析 1.1 零件結構及作用分析 圖1-1 零件圖 Figure 1-1 part drawing 蝸輪泵體也就是蝸輪箱體，它的作用就是在里面放蝸輪和蝸桿的作用，通過2處的軸承孔位置安放軸承，然后軸承上安裝2個十字交叉的軸，來實現蝸輪蝸桿的嚙合，從而傳遞動力和扭矩，蝸輪泵體屬于箱體類零件，結構統籌比較復雜，識圖難度較大。 1.2 蝸輪泵體零件的工藝規(guī)程分析 蝸輪泵體的工藝有3組加工面分別為： 1：以下端面為基準的加工面，這組加工面包括鉆4xФ11孔 2：一個是以底面和2-Φ11孔為基準 的加工面，這組加工面主要是銑Ф128，Ф50孔的端面，銑Φ60孔的端面，鏜Ф50，Ф92的孔，鏜Φ40的孔。 3：一個是以底面和Φ40的孔為基準 的加工面，這組加工面主要是鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔，鉆F向Φ65圓周左端面上的4-M6螺紋底孔，鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔，鉆E向另外一端Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔。 2毛坯的確定 2.1確定毛坯的制造形式 由于蝸輪箱體零件屬于箱體類，結構比較復雜，且是批量生產，因此選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，采用2級的鑄造精度，就能滿足鑄件各個部分非加工面的尺寸要求。 2.2毛坯形狀及尺寸 毛坯的形狀及尺寸　主要有零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等幾個因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。 圖2-1 毛坯圖 Fig. 2-1 blank drawing 3擬定加工工藝路線 3.1 基準面的選擇原則 基面的選擇是零件工藝規(guī)程設計中非常重要的工作。如果基準面選擇合理，不但加工質量可以保證，同時也可以提高生產效率。如果基準面選擇的不合理，在加工中不但誤工誤時，還會出現廢品率高，效率低，成本高等等情況，如果選擇不好確實會問題百出。 3.1.1 粗基準面的選擇原則 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 在這里我們采用下端面作為粗基準，來加工端面及工藝孔等工序。 3.1.2 精基準的選擇原則 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 當選擇精度要求較高的表面，可以選擇精基準以φ11孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 3.2 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 表3-1 工藝路線方案一 Table 3-1 process route scheme 1 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 涂漆 涂底漆 4 銑 銑下端面 5 鉆 鉆4xФ11孔 6 銑 銑Ф128，Ф50孔的端面 7 銑 銑Φ60孔的端面 8 鏜 鏜Ф50，Ф92的孔 9 鏜 鏜Φ40的孔 10 鉆 鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔 11 鉆 鉆F向Φ65圓周左端面上的4-M6螺紋底孔 12 鉆 鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 13 鉆 鉆E向另外一端Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 14 檢 檢驗，入庫 方案二 表3-2 工藝路線方案二 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 涂漆 涂底漆 4 銑 銑下端面 5 銑 銑Ф128，Ф50孔的端面 6 銑 銑Φ60孔的端面 7 鏜 鏜Ф50，Ф92的孔 8 鏜 鏜Φ40的孔 9 鉆 鉆4xФ11孔 10 鉆 鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔 11 鉆 鉆F向Φ65圓周左端面上的4-M6螺紋底孔 12 鉆 鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 13 鉆 鉆E向另外一端Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 14 檢 檢驗，入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先銑端面然后鏜孔再鉆孔，看似合理，實際上不太合理，因為鏜孔精度高，需要先加工工藝孔，利用加工好的工藝孔作為定位基準，鏜孔，才能更好的保證加工精度要求，而方案一先銑面后先鉆2-Φ11的孔，這樣可以利用2-Φ11的孔作為定位基準，更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一。 具體的工藝路線如下： 表3-3 最終工藝路線 Table 3-2 process route scheme two 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 涂漆 涂底漆 4 鉆 鉆4xФ11孔 5 鏜 鏜Ф50，Ф92的孔 6 鏜 鏜Φ40的孔 7 銑 銑下端面 8 銑 銑Ф128，Ф50孔的端面 9 銑 銑Φ60孔的端面 10 鉆 鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔 11 鉆 鉆F向Φ65圓周左端面上的4-M6螺紋底孔 12 鉆 鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 13 鉆 鉆E向另外一端Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 14 檢 檢驗，入庫 4各工序切削用量及工時計算 工序：銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝375 當＝375r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 4 銑 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 X51 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 在銑床上加緊工件，銑工件下表面使得尺寸為128x146mm 端面銑刀 375 141.3 0.5 2 1 0.658 2 銑下表面槽128x60x2mm 端面銑刀 375 141.3 0.5 2 1 0.658 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 20150609 20150609 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 工序： 鉆4xФ11孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ11 1）進給量 取f=0.13mm/r 2）切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3）確定機床主軸轉速　　 ns== 868r/min 與868r/min相近的機床轉速為900r/min?，F選取=900r/min。 所以實際切削速度== 4）切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.145(min) 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 5 鉆孔 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 Z525 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆4xФ11mm孔 麻花鉆，游標卡尺 900 31.086 0.5 0.5 1 0.145 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 20150609 20150609 工序：銑Ф128，Ф50孔的端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2）決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝375 當＝375r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 6 銑 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 X51 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑Ф128mm孔的端面，表面粗糙度為Ra6.3 端面銑刀 375 58.875 0.5 1 1 1 2 轉位180度，銑Ф50mm孔的端面 端面銑刀 375 58.875 0.5 1 1 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 20150609 20150609 工序：銑Φ60孔的端面 1.選擇刀具 刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝400r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 7 銑 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 X51 01 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑Φ60mm孔的端面，表面粗糙度為Ra6.3 端面銑刀 400 75.36 0.5 1 1 0.144 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 20150609 20150609 工序：鏜Ф50，Ф92的孔 1.加工條件 加工要求：鏜孔Φ92mm 機 床：臥式鏜床T616 刀 具：高速鋼刀頭 2.計算切削用量 查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm 根據T616鏜床說明書，取=125 r/min 切削工時：L=2mm 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 8 鏜 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 T716 01 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 鏜 鏜Ф50x72mm，Ф92x53mm的孔，表面粗糙度為Ra3.2 高速鋼鏜刀 125 25 0.1 1 1 0.22 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 20150609 20150609 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 工序：鏜Φ40的孔 1.加工條件 工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造 加工要求：鏜孔Φ40mm 機 床：臥式鏜床T616 刀 具：高速鋼刀頭 2.計算切削用量 查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =20m/min =0.05mm/z =1.4mm 根據T611銑鏜床說明書，取=200r/min 切削工時：L=2mm 、 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 9 鏜 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 T716 01 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鏜Ф40mm的孔，表面粗糙度為Ra1.6 高速鋼鏜刀 200 20 0.1 1 1 0.2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 工序：鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 工序：鉆E向Φ50圓周右端面上的4-M5螺紋底孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 攻螺紋M5mm： 選擇M5mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 、 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0-01 產品名稱 蝸桿泵體 零件名稱 蝸桿泵體 共 12 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金工車間 10 鉆 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 Z525 01 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 02 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Φ110圓周上的6-M6螺紋底孔 麻花鉆 750 7.5 0.5 0.5 1 0.02 2 攻Φ110圓周上的6-M6螺紋孔 500 7.5 1 0.5 1 0.02 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 5夾具設計 本次蝸輪泵體的夾具設計為自選題目，因為夾具設計一般包括鉆夾具，銑床夾具，鏜夾具設計，這是最典型的夾具設計，而箱體類零件，通常都是孔的精度最高，因為孔一般都是軸承孔，因此箱體類零件的夾具設計是鏜床夾具設計最為典范，因此我鏜蝸輪泵體Φ40軸承孔的鏜床夾具設計。 5.1 問題的提出 機械制造里，用以夾住工件的裝置，叫做夾具。它能固定加工對象，讓它處于正確位置，接受檢測的裝置。 機械制造過程中，由于保證零件加工精度，第一步要讓工件在機床上處于正確位置，這就叫做工件的定位。夾緊是將工件加工過程中始保持定位位置不變的操作。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。 本夾具主要用于鏜Φ40的軸承的孔，本道工序加工精度要求算比較高，需要粗鏜，精鏜2個工步來完成。 5.2定位基準的選擇 在加工零件時往往要選擇零件的基準，基準分為工藝基準和設計基準。然而在加工不同零件，它們用途也會不同，因此工藝基準又包括了定位、裝配、測量還有工序基準。 定位基準的選擇制定工藝的第一步。定位基準的要合理，否則將直接影響所最后零件的加工質量和加工工藝?；鶞蔬x擇不當會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。我們采用已加工好的2-Φ11孔作為定位基準，下端面限制3個自由度，2-Φ11孔處采用圓柱銷定位限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用鉸鏈壓板作為夾緊機構。 定位方案如下圖： 圖5-1 定位方案圖 Fig. 5-1 mapping scheme 5.3定位方案的確定 定位也就是把工件空間的6個自由度限制好。根據我們機械制造工藝學學習的，一個支承點限制工件的一個自由度，六個自由度需要合理的六個支承點來限制，才能使工件在夾具中固定好，這就是工件定位的“六點定位 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結構、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素”。 1. 工件及平面定位 （1） “主要支承” 主要支撐也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度 1） “固定支承 2） “可調支承” 3） “自位支承” （2） 輔助支承 主要用來提高零件安裝的穩(wěn)定性 1）“螺旋式輔助支承” 2）“自位式輔助支承” 3）“推引式輔助支承” 4）“液壓鎖緊的輔助支承” 2. 工件以圓柱孔定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）圓柱心軸 3、 工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 本次夾具在圓柱孔定位，有2個工藝孔作為定位基準，因此采用圓柱銷和削邊銷定位，經典的一面兩銷定位。 圓柱銷如下圖： 圖5-2 圓柱銷 Figure 5-2 cylinder pin 削邊銷如下圖： 圖5-3削邊銷 Figure 5-3 cutting edge pin 5.4夾緊裝置的組成及基本要求 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產生振動，以保證加工精度和安全生產。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 夾緊裝置的組成及基本要求： 設計夾緊裝置時一般要滿足下面條件： （1） 夾緊過程中不會改變工件定位時所占據的正確位置。 （2） 夾緊力適當既要保證工件在加工過程中不會移位，也要保證不會損傷工件表面。 （3） 夾緊裝置使用簡單，定位精度高。 （4） 夾緊裝置結構簡單，便于維修。有足夠的強度與耐磨度，體積小重量輕。 本次夾具設計一面兩銷定位好后采用鉸鏈壓板夾緊工件即可滿足要求。 鉸鏈壓板如下圖： 圖5-4 鉸鏈壓板 Fig. 5-4 hinge 5.5 切削力及夾緊力計算 由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上有兩個定位銷,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適,只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了. 查《機床夾具設計手冊》表1-2-3得: 式中: =×1.0×1.0×1.0×1.0=1.10 所以, =587.5N 在計算切削力時,必須把安全系數也考慮在內. 查《機床夾具設計手冊》,表1-2-1可知: 所以, 切削力=1.5×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5×587.5=2062.13N 因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊, 查《機械加工工藝師手冊》表17-30得: 夾緊力N=7950N 此時,實際夾緊力已大于所需2062.13N的加緊力了,所以本夾具可安全工作. 5.6 定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 經檢驗合格 5.7 夾具設計及操作簡要說明 如前面所述,在夾具設計時,為提高勞動生產率,應首先著眼于機動夾緊，本道工序的鏜孔選用構型壓板組成的鉸鏈壓板壓緊，當我們裝上工件后，采用一面2銷把工件的空間的6個自由度限制完畢后我們旋轉構型壓板，試著和工件接觸，然后旋轉螺母壓緊工件，這是我們把鏜桿放入鏜套，既可以開始加工工件。 裝配圖如下圖： 圖5-5 裝配圖 Figure 5-5 assembly drawing 夾具體如下圖： 圖5-6 夾具體 Figure 5-6 folder specific 結論 這個畢業(yè)設計是最重要的，所有在大學的課程的之一，它要求我們運用在大學學到的系統的所有知識，并進行理論與實踐的綜合考慮，充分的把我們學習的機械制圖，AutoCAD，機械制造基礎，機械設計基礎，測量技術，機床夾具設計，機械制造技術，結合起來。同時也培養(yǎng)他們的自主學習和創(chuàng)新的能力。因此，畢業(yè)設計理論和實踐一次融合。所以在設計中不僅要了解基本概念，基本理論，注重生產實踐的需要，結合不同的理論和生產實踐，完成了本次畢業(yè)設計。 這個畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用知識，發(fā)現其中問題提出，分析和解決實際問題，培養(yǎng)實踐能力的重要環(huán)節(jié)，也是大學各專業(yè)課程的，理論與實踐相結合的生產實踐全面的培訓。通過這次畢業(yè)設計讓我知道零件加工具有掌握更加系統和深入的合理化。怎么樣的確定加工的數，工藝尺寸的計算，毛坯材料材料的選擇，如何選擇加工方法，選擇切削刀具選擇，量具等;也培養(yǎng)了他們的綜合設計和知識的過程;除了自己的獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到鍛煉，進一步提高;再次，實現理論與實踐，理論結合實踐是不同的。 通過本次系統的做畢業(yè)設計，感觸實在是太多了。從開始到結束完成畢業(yè)設計，在這段時間內，學到很多的東西，很好的鞏固了我們以前學過的知識，學到了很多東西沒通過查閱書籍。通過這次畢業(yè)設計使我明白了理論聯系實際是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有與實踐相結合的理論知識，從理論得出的結論是，以實際，實用，并在已應用生產過程。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次畢業(yè)設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，但是也碰到了許多問題，在老師的辛勤指導下，都迎刃而解了。同時，在老師的身上我也學到了很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！最后，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位機電工程學院的老師再次表示忠心的感謝！ 答謝辭 這次畢業(yè)設計使我收獲多多，通過這次畢業(yè)設計，為我今后的學習和工作夯實的堅固的基礎。 但是，我在查閱《切削用量手冊》時，及其他文獻時發(fā)現了很多問題，由于我自己閱讀書籍的不足，造成我知識面的不夠系統，還好在每次遇到問題時老師都給我耐心的解答，并給我一些很好的意見參考，在他的幫助下，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計在老師的細心指導和教誨下的完成的，沒有指導老師的細心指導是恐怕我很難完成本次畢業(yè)設計。在此，我特別感謝我的指導老師，感謝他放棄休息時間，一絲不茍，精益求精的解決我的設計難題，，他精益求精的精神，嚴謹的的科學態(tài)度，和治學精神，當仁不讓的工作責任，深深地感染和激勵著我?，F在想來還要感謝這次畢業(yè)設計，從拿到這個設計題目再到開始編寫，這5個月來，我學到了很多知識，也讓我受益頗深，還是那句話，理論與實踐的結合對于畢業(yè)設計的完成是十分重要的。 在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 向幫助我的同學們致以誠摯的敬意和感謝 參考文獻 [1] 劉萬菊.《數控加工工藝及編程》[M].第1版，北京:機械工業(yè)出版社,2007年.第143頁 [2] 王光斗.《機床夾具設計手冊》[M]. 第3版，上海:上?？茖W技術出版社,2000年.第4頁 [3] 李洪主.《機械加工工藝手冊》[M]. 第1版，北京:北京出版社, 1990年.第103頁 [4] 徐茂功.《公差配合與技術測量》[M]. 第1版，北京:機械工 業(yè)出版社,2007年. 第25頁 [5] 艾興、肖詩綱.《切削用量簡明手冊》.機械工業(yè)出版社出版,1994年. 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