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1 XX 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題 目 機(jī)油泵泵體加工工藝及鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計(jì) 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 所屬班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2 目 錄 前 言 1 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 3 1 1 零件的用途 3 1 2 零件的工藝分析 4 1 3 零件的生產(chǎn)類型 4 2 確定毛坯種類 繪制毛坯圖 4 2 1 確定毛坯種類 4 2 2 確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 4 2 3 設(shè)計(jì)毛坯圖 5 3 選擇加工方法 制定工藝路線 6 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 6 3 2 零件的表面加工方法 6 3 3 工序的集中與分散 7 3 4 工序順序的安排 7 3 5 制定工藝路線 7 3 6 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 10 3 7 工序間加工余量 工序尺寸的確定 11 3 8 切削用量的計(jì)算 12 3 9 基本時(shí)間 jt的計(jì)算 19 4 鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計(jì) 22 4 1 車床夾具的主要類型 22 4 2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 23 4 3 定位機(jī)構(gòu) 24 4 4 夾緊機(jī)構(gòu) 25 4 5 零件的車床夾具的加工誤差分析 26 3 4 6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 27 總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 1 前 言 夾具是機(jī)械制造過程中最常用的一種工藝裝備 在機(jī)械制造過程中 它裝 在機(jī)床上 使工件相對刀具與機(jī)床保待正確的位置 并能承受切削力 夾具的 主要作用是保證加工精度 提高勞動生產(chǎn)率 擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn) 安全 因此 機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位 采用的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)整體式殼類零件 設(shè)計(jì)過程可以在簡潔 明 了的三維操作界面中進(jìn)行 減少重復(fù)繪圖工作量 更重要的是最終可以自動生 成夾具零件及裝配體的三維實(shí)體圖和二維工程圖 這種設(shè)計(jì)方法不僅可以把夾 具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計(jì)勞動中解脫出來 更可縮短夾具的開發(fā)周期 提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量 從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高 6 計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 技術(shù)來完成夾具設(shè)計(jì) 的先進(jìn)方法 由于夾具種類繁多 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 其設(shè)計(jì)過程涉及控制條件多 因 此 用于夾具設(shè)計(jì)的專業(yè)軟件甚少 目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì) 完全數(shù)字化 目前 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維 CAD 軟件進(jìn)行 采用 二維 CAD 軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì) 可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量 但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人 員首先要閱讀工件二維零件圖 了解零件的加工要求 并將二維零件圖在頭腦 中三維實(shí)體化 再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位 夾緊等元件和裝置 接下來將上述 結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體 用二維圖表示 完成夾具的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過 程中 思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換 最終繪制二維的總裝圖 由于繪 制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大 效率低 一般不繪制三維裝配圖 這對夾具 設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率 以及加工和裝配均有不利的影響 3D 軟件是一個(gè)基于特征的 參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具 該軟件完全采用 Windows 圖形用戶界面 易學(xué)易用 借助 3D 軟件平臺 可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型 編輯零件裝配體并進(jìn)行簡單的運(yùn)動 仿真 利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性 還能得到夾具零部 件裝配和運(yùn)動過程的動畫文件 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工 作 本文針對機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 借助 3D 軟件平臺 將設(shè)計(jì)時(shí)所用 標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫 對于非標(biāo)準(zhǔn)零件 采用交互方式建模方法直接在設(shè) 2 計(jì)平臺建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫 采用二維 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì) 它使我們甩掉了圖板 解決 r 使用繪圖板帶 來的諸多弊端 現(xiàn)在 大量三維實(shí)體造型軟件崛起 如 PR0 E UG 3D SoIidedge 等 推動了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命 由于這些三維軟 件 不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型 還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜 態(tài)干涉檢查 機(jī)構(gòu)分析 動態(tài)干涉檢查 動力學(xué)分析 強(qiáng)度分析等 并且與其 它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成 這些功能是以往的 二維 CAD 無法比擬的 結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性 高精度性等特點(diǎn) 采用了易學(xué) 易懂的 3D 三維實(shí)體造型軟件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程 任務(wù)介紹 本次設(shè)計(jì)題目是 機(jī)油泵泵體工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 要求如下 生產(chǎn)批量為大批 大量生產(chǎn) 其他要求及零件參數(shù)見機(jī)油泵泵體零件圖 要求設(shè)計(jì)該泵體的機(jī)械 加工工藝規(guī)程 具體內(nèi)容為 1 根據(jù)生產(chǎn)類型 對零件進(jìn)行工藝分析 2 選擇毛坯種類及制造方法 繪制毛坯圖 3 制訂零件的機(jī)械加工工藝過程 選擇工序加工設(shè)備及工藝裝備 確定 各 工序切削用量及工序尺寸 并計(jì)算工序的工時(shí)定額 4 填寫工藝卡片 5 撰寫設(shè)計(jì)說明書 3 圖 1 機(jī)油泵泵體零件圖 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型 1 1 零件的用途 機(jī)油泵是不斷的把發(fā)動機(jī)油底殼里的機(jī)油送出去以達(dá)到潤滑發(fā)動機(jī)各個(gè)需要 潤滑的零部件的目的 機(jī)油泵泵體在整個(gè)機(jī)油泵中起著很重要的作用 泵體的 尺寸精度 表面粗糙度直接影響機(jī)油泵的工作穩(wěn)定性和泵的壽命 零件的技術(shù)要求 鑄件表面不允許有裂紋 氣孔 粘沙等缺陷 鑄件拔模斜度1 3 未注圓角半徑R2 3 鑄件經(jīng)回火 除內(nèi)應(yīng)力處理 硬度HB187 255 所有螺紋空口倒角至螺紋大徑 去銳邊毛刺 非加工表面涂硝化油漆 4 1 2 零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制 知原圖樣的視圖正確 完整 尺寸 公差及 技術(shù)要去齊全 零件的結(jié)構(gòu)工藝性合理 該零件需要加工的表面均為切削加工 各表面的加工精度及表面粗糙度都不難獲得 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一 般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度 該零件沒有很難加工的表面 上述各表面的技術(shù) 要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證 該機(jī)油泵泵體位置公差要求嚴(yán)格 部分加 工面需專用夾具進(jìn)行夾緊定位 1 3 零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 該零件為大批大量生產(chǎn) 2 確定毛坯種類 繪制毛坯圖 2 1 確定毛坯種類 零件材料采用灰鑄鐵 HT200 具有高的抗壓強(qiáng)度 良好的鑄造性 耐磨性 消振性和低的缺口敏感性 可切屑加工性 考慮到鑄造可以鑄造內(nèi)腔 外形很 復(fù)雜的毛坯 工藝靈活性大 鑄造成本低 故選用鑄件毛坯 又已知零件的生 產(chǎn)規(guī)模為大批大量生產(chǎn) 根據(jù) 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 1 6 確定毛坯 鑄造方法為機(jī)器砂型鑄造 鑄件的機(jī)械加工余量等級 G 級 公差等級 8 10 級 2 2 確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 已知毛坯制造方法為機(jī)器砂型鑄造 材料為灰鑄鐵 規(guī)模為大批大量生產(chǎn) 查 機(jī)械制造手冊 表 5 3 可取鑄件尺寸公差等級 CT 為 10 級 加工余量等級 MA 為 G 級 表 1 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量 mm 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機(jī)械加工 總余量 鑄件 尺寸 底面 1 47 52 2 8 3 5 51 02 1 4 5 底面 2 5 2 4 3 5 8 5 1 2 凸臺 20 2 4 3 5 23 5 1 2 左右端面 41 2 8 3 5 47 1 4 孔67 67 3 2 3 61 1 6 孔 222 2 4 3 16 1 2 2 3 設(shè)計(jì)毛坯圖 1 確定鑄造斜度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 確定毛坯砂型鑄造 斜度為 圓角半徑 R2 3 o13 2 確定分型面 以底面為分型面 3 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力 改善切削性能 鑄件進(jìn)行機(jī)械加 工前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行時(shí)效處理 圖 2 機(jī)油泵泵體毛坯圖 6 3 選擇加工方法 制定工藝路線 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一 基準(zhǔn)選擇的正確與合理可以保 證加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言 應(yīng)盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 而對 有若干個(gè)不加工表面的工件 則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加 工表面作粗基準(zhǔn) 根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則 以凸臺為初基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合 統(tǒng)一基準(zhǔn) 互為基準(zhǔn)等原則 采 用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法達(dá)到位置度要求 然后以半精銑后的 孔端面為精67 基準(zhǔn) 3 2 零件的表面加工方法 根據(jù)零件圖上標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求 查 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 表 1 7 至表 1 15 通過對各個(gè)加工方案的比較 最后確定零件表面的加 工方法如下表 表 2 零件表面加工方法 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra m 加工方法 底面 1 IT10 5 粗銑 半精銑 底面 2 IT12 20 粗銑 凸臺 IT12 10 m 粗銑 孔67 IT8 2 5 粗鏜 半精鏜 精鏜 孔2IT12 2 5 鉆 擴(kuò) 鉸 左右端面 IT10 2 5 m粗銑 半精銑 精銑 7 孔17 IT12 20 m 鉆 4 M6 螺紋 IT12 12 5 鉆 絲錐攻螺紋 定位銷 無 無 配座 3 3 工序的集中與分散 已知零件的生產(chǎn)規(guī)模為大批大量生產(chǎn) 初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)?加工過程劃分階段 工序都要集中 采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù) 在一次裝夾中可以加工許多表面 有利于保證各表面之間的相互位置精度 加 工設(shè)備主要以專用設(shè)備為主 采用專用夾具 這樣生產(chǎn)質(zhì)量高 投產(chǎn)快生產(chǎn)率 較高 除此之外 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果 以便使生產(chǎn)成本盡量下降 3 4 工序順序的安排 1 機(jī)械加工順序 1 遵循 先基準(zhǔn)后其他 原則 首先加工精基準(zhǔn) 即在前面加工階段先加 工端面 同時(shí)考慮位置度要求 左右端面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工 2 遵循 先粗后精 原則 先安排粗加工工序 后安排精加工工序 3 遵循 先主后次 原則 先加工主要表面左右端面和圓孔表面 后加工 次要表面凸臺 底座孔以及倒角 4 遵循 先面后孔 原則 先加工端面 后加工孔 2 輔助工序 毛坯鑄造成型后 應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序 并對清砂后的鑄件進(jìn)行一 次尺寸檢驗(yàn) 然后再進(jìn)行機(jī)械加工 在對零件的所有加工工序完成之后 安排 噴漆 去毛刺 清洗 終檢工序 3 5 制定工藝路線 工藝路線一 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 8 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑底面 端前后面定位 30 粗銑凸臺 底面定位 40 粗銑前后端面 底面定位 前后端面定位 50 半精銑底面 端面定位 半精銑前后端面 底面定位 前后端面定位60 精銑前后端面 底面定位 前后端面定位 70 鉆 2 個(gè) 孔 倒角17 底面 前后端面定位 80 鉆孔 擴(kuò) 孔到021 8 鉸 孔到 8 孔的大端面 底面67 粗鏜 孔 67 底面 孔定位17 半精鏜 孔 底面 孔定位 90 精鏜 孔 底面 孔定位 鉆 M6 螺紋底孔為 4 8 孔 孔的大端面定位67 100 攻螺紋 孔 孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線二 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 9 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑前端面 后端面定位 30 粗銑 半精銑 精銑后端 面 前端面定位 40 半精銑 精銑前端面 后端面定位 50 鉆 擴(kuò) 鉸 孔2 孔的大端面 底面67 60 粗鏜 半精鏜 精鏜 孔 倒角67 前端面 底面定位 70 粗銑 精銑底面 前后端面定位 80 粗銑凸臺 底面定位 90 鉆 2 個(gè) 孔 倒角17 底面定位 鉆 M6 螺紋底孔為 4 8孔 孔的大端面定位67 100 攻螺紋 孔 孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線分析比較 通常情況下 在同時(shí)需要鉆孔和銑平面的時(shí)候 一般先銑平面 再加工孔 重 要加工表面切削余量最好均勻 工藝路線一是先把定位表面底槽面加工 前后 端面同時(shí)加工 幾何精度高 工藝路線二是先把前后端面加工出來 后加工兩 個(gè)重要的孔 最后才加工底槽面 前后端面切削余量不很均勻 再綜合加工精 度要求等各方面因素后 確定為工藝路線一 10 3 6 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 工序 號 工序內(nèi)容 加工裝備 工藝裝備 10 清洗檢查毛坯 清洗機(jī) 20 粗銑底面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 30 粗銑凸臺 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 40 粗銑前后端面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 50 半精銑底面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 半精銑前后端面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 60 精銑前后端面 立式銑床 X51 Y8 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡 尺 70 鉆 2 個(gè) 孔 倒角17 立式鉆床 Z525 高速鋼鉆 卡尺 80 鉆孔 擴(kuò) 孔到021 8 鉸 孔到 8 立式鉆床 Z3025 高速鋼鉆 擴(kuò)孔鉆 鉸刀 卡 尺 粗鏜 孔 67 臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀 卡尺 半精鏜 孔 臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀 卡尺 90 精鏜 孔 臥式鏜床 T68 硬質(zhì)合金鏜刀 卡尺 鉆 M6 螺紋底孔為 倒角4 8 立式鉆床 Z3025 高速鋼鉆 卡尺100 攻螺紋 立式鉆床 Z3025 絲錐刀 卡尺 11 110 去銳邊毛刺 平銼 120 非加工表面涂硝化油漆 噴涂機(jī) 130 清洗 清洗機(jī) 140 終檢入庫 百分表 卡尺 3 7 工序間加工余量 工序尺寸的確定 查 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 并綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機(jī)械 加工工藝路線的分析 確定各工序間加工余量如下表 表 4 零件機(jī)械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內(nèi)容 工序尺寸 加工余量 mm 20 1 粗銑底面 0 16 48522 5 30 1 粗銑凸臺 20 3 5 40 1 粗銑前后端面 0 16 2 單邊 50 1 半精銑底面 2308475 1 1 半精銑前后端面 62 1 單邊 60 2 精銑前后端面 0 1 0 5 單邊 70 1 鉆 2 個(gè) 孔 倒角17 7 8 5 單邊 1 鉆 孔00 21 20 直徑 2 擴(kuò)孔到 8 3051 8 直徑 80 3 鉸 孔2 2 0 5 直徑 1 粗鏜 孔 走刀 2 次 670 1962 直徑 2 半精鏜 孔 7405 1 5 直徑 90 3 精鏜 孔 6 0 5 直徑 12 1 鉆 M6 螺紋底孔為 4 8 0 75 4 8 直徑 100 2 攻螺紋 M6 8061 2 直徑 3 8 切削用量的計(jì)算 工序 20 工步 1 粗銑底面 1 切削深度 map3 5 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 08mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 80mm 齒數(shù) z 10 查表 5 8 高速鋼套式面wd 銑刀銑削速度 確定銑削速度 57 6m min 則c min 29 188057 610cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速 min 2rw 故實(shí)際銑削速度 min 52 8108dvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 in 16i znfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 165mm min 工序 30 粗銑凸臺 13 1 切削深度 map3 5 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 08mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 80mm 齒數(shù) z 10 查表 5 8 高速鋼套式面wd 銑刀銑削速度 確定銑削速度 57 6m min 則c min 29 188057 610cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速min 2rw 故實(shí)際銑削速度 min 52 8108dvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 in 16i znfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 165mm min 工序 40 粗銑前后端面 1 切削深度 map2 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 12mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 160mm 齒數(shù) z 16 查表 5 8 高速鋼套式面wd 銑刀銑削速度 確定銑削速度 50 4m min 則c 14 min 10 2765 410cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速 mi 8rw 故實(shí)際銑削速度 min 2 401860dnvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 in 153 6i zfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 150mm min 工序 50 半精銑底面 1 切削深度 map8 5 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 05mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 80mm 齒數(shù) z 10 查表 5 8 高速鋼套式面wd 銑刀銑削速度 確定銑削速度 70 2m min 則c min 279 380 10cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速 min 25rw 故實(shí)際銑削速度 min 64 110258dvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 in 7 52i znfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 130mm min 15 工序 60 工步 1 半精銑前后端面 1 切削深度 map1 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 08mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 160mm 齒數(shù) z 16 查表 5 8 高速鋼套式面wd 銑刀銑削速度 確定銑削速度 59 4m min 則c min 18 76059 410cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速 mi rw 故實(shí)際銑削速度 min 50 3160dnvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 i 128i 8zfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 130mm min 工步 2 精銑前后端面 1 切削深度 map0 5 2 進(jìn)給量的確定 X51 型立式銑床功率為 4 5KW 查表 5 8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量 按機(jī)床 工件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取 該工序的每齒進(jìn)給量 fz 取為 0 05mm z 3 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀 160mm 齒數(shù) z 16 查表 5 8 高速鋼套式面wd 16 銑刀銑削速度 確定銑削速度 72m min 則c min 143 260710cs rdn 由本工序采用 X51 型立式銑床 查表 3 6 取轉(zhuǎn)速 mi 25rw 故實(shí)際銑削速度 min 62 8105dnvc 工作臺的每分鐘進(jìn)給量為 i 10i zfwm 根據(jù)表 3 7 查得機(jī)床的進(jìn)給量為 100mm min 工序 70 鉆 2 個(gè) 孔 倒角17 由工件材料為 HT200 高速鋼鉆頭 查表 5 20 高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得 切削速度 18m min 進(jìn)給量 f 0 3mm r 取 17mm 則cv pamin 37 01801rdnws 由本工序采用 Z525 型立式鉆床 由表 3 17 得 轉(zhuǎn)速 272r min 故實(shí)際切wn 削速度為 in 14 530271mndvwc 工序 80 工步 1 鉆 孔2 由工件材料為 HT200 高速鋼鉆頭 查表 5 20 高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得 切削速度 20m min 進(jìn)給量 f 0 3mm r 取 20mm 則cv pamin 318 2010rdnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床 由表 3 14 得 轉(zhuǎn)速 315r min 故實(shí)際切wn 削速度為 17 min 19 803521ndvwc 工步 2 擴(kuò)孔到 高速鋼擴(kuò)孔取其切削速度 20m min 進(jìn)給量 f 0 3mm r 背吃刀量 0 9mm cv pa 則 min 29 01 801rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床 由表 3 14 得 轉(zhuǎn)速 250r min 故實(shí)際切wn 削速度為 in 17 025 81mndvwc 工步 3 鉸 孔 查表 5 25 取其切削速度 11m min 進(jìn)給量 f 1mm r 背吃刀量 0 1mm cv pa 則 min 159 201rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床 由表 3 14 得 轉(zhuǎn)速 125r min 故實(shí)際切wn 削速度為 in 8 61025mndvwc 工序 90 工步 1 粗鏜 孔 走刀 2 次 67 查表 5 27 高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時(shí) 粗鏜取 24m min f 0 5mm r 粗cv 鏜孔時(shí)因余量為 2mm 故 2mm 則pamin 1263401rdvnws 由 計(jì)算切屑力 1 0 75 8 FccFccFc KyxC NvfanpcFc 9 204 5 28 91 9 070 18 功率 kwvFPc 84 014 09210 3 3 取機(jī)床效率為 0 85 則所需機(jī)床功率為 故機(jī)床功率足夠 5W 9 5 切削用量選擇合理 工步 2 半精鏜 孔67 查表 5 27 高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時(shí) 半精鏜取 35m min f 0 5mm r cv 半精鏜孔時(shí)因余量為 1 5mm 故 1 5mm 則pamin 168 5301rdvnws 工步 3 精鏜 孔7 查表 5 27 高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時(shí) 精鏜取 30m min f 0 3mm 精鏜cv 孔時(shí)因余量為 0 5mm 故 0 5mm 則pamin 14367010rdvnws 工序 100 工步 1 鉆 M6 螺紋底孔為 4 8 由工件材料為 HT200 高速鋼鉆頭 查表 5 20 高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得 切削速度 20m min 進(jìn)給量 f 0 12mm r 取 4 8mm 則cv pamin 1326 4 8010rdnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床 由表 3 14 得 轉(zhuǎn)速 1000r min 故實(shí)際wn 切削速度為 in 15 04 81mndvwc 工步 2 攻螺紋 M6 高速鋼機(jī)動絲錐加工螺紋取其切削速度 8 9m min 背吃刀量 0 6mm 則cvpa 19 min 472 68 910rdvnws 由本工序采用 Z3025 型立式鉆床 由表 3 14 得 轉(zhuǎn)速 400r min 故實(shí)際切wn 削速度為 in 7 51046mndvwc 3 9 基本時(shí)間 的計(jì)算jt 工序 20 工步 1 粗銑底面 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 得此工序機(jī)動時(shí)間計(jì)算公式 Mz 21fltj 由面銑刀不對稱銑平面 主偏角 查表 5 41 銑削基本時(shí)間計(jì)算 rk 90 確定mCdl 3 1 5 0o01 m5 3l d 3C2 3m42l 824 l 則該工序的基本時(shí)間為 sfltj in0 716538Mz21 工序 30 粗銑凸臺 該工序的基本時(shí)間為 sfltj 42min0 71654382Mz1 工序 40 粗銑前后端面 該工序的基本時(shí)間為 sfltj 84min1 504716Mz21 20 工序 50 半精銑底槽面 該工序的基本時(shí)間為 sfltj 54min0 8913482Mz1 工序 60 工步 1 半精銑前后端面 該工序的基本時(shí)間為 sflltj 96min1 30476Mz21 工步 2 精銑前后端面 該工序的基本時(shí)間為 sfltj 127min 10476Mz21 工序 70 鉆 2 個(gè) 孔 倒角 由表 5 39 工步 9 5m1 cot4527 1cot1 rkDl l2 該工序的基本時(shí)間為ml20 sfnltj 24min0 39 27501 工序 80 工步 1 鉆 孔0 由表 5 39 工步 1m cot4520 m 1cot21 rkDl l2 該工序的基本時(shí)間為ml16 sfnltj 18in0 3 31562 21 工步 2 擴(kuò)孔到 21 8 mkdDlr 9 20 m cot 11 l2 該工序的基本時(shí)間為 sfnltj 170 28in 325916 工步 3 鉸 孔 mkdDlr 2 1 8 2 m 1cot2 11 l2 該工序的基本時(shí)間為 sfnltj 10 6in125 61 工序 90 工步 1 粗鏜 孔 走刀 2 次 67 由表 5 57 i 為進(jìn)給次數(shù) i 2fn ltj1 90 25 021 rkmll 為 該工序的基本時(shí)間為 sifnltj 45in 80 51221 工步 2 半精鏜 孔67 該工序的基本時(shí)間為 sfnltj 19min0 32516821 工步 3 精鏜 孔7 該工序的基本時(shí)間為 22 sfnltj 38min0 63142521 工序 100 工步 1 鉆 M6 螺紋底孔為 4 8 由表 5 39 工步 3 4m1 cot452 m 1cot21 rkDlml2 該工序的基本時(shí)間為15 sfnltj 10min 70 123452 工步 2 攻螺紋 M6 i 0211 fnlfltj 式中 mPlPl 0 75 3 3 21 為為為 該工序的基本時(shí)間為 sfnlfltj 8min14 0 250 7 3140 75 321 i 02121 4 鏜削機(jī)油泵殼體兩平行孔的轉(zhuǎn)位夾具設(shè)計(jì) 車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面 因而車床夾具的主要特點(diǎn)是 工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸 4 1 車床夾具的主要類型 1 安裝在車床主軸上的夾具 這類夾具很多 有通用的三爪卡盤 四 爪卡盤 花盤 頂尖等 還有自行設(shè)計(jì)的心軸 專用夾具通?？煞譃樾妮S式 23 夾頭式 卡盤式 角鐵式和花盤式 這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起 旋轉(zhuǎn) 刀具做進(jìn)給運(yùn)動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上 工件常以孔或外圓定位 夾具采 用定心夾緊機(jī)構(gòu) 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體 支座 杠桿 接頭等零件的回轉(zhuǎn)端 面時(shí) 由于零件形狀較復(fù)雜 難以裝夾在通用卡盤上 因而須設(shè)計(jì)專用夾具 這種夾具的夾具體呈角鐵狀 故稱其為角鐵式車床夾具 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤 上面開有若干個(gè) T 形槽 安 裝定位元件 夾緊元件和分度元件等輔助元件 可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和 內(nèi)孔 這類夾具不對稱 要注意平衡 2 安裝在托板上的夾具 某些重型 畸形工件 常常將夾具安裝在托板 上 刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 夾具做進(jìn)給運(yùn)動 由于后一類夾具應(yīng)用很少 屬于機(jī)床改裝范疇 而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較 多是安裝在車床主軸上的專用夾具 所以零件在車床上加工用專用夾具 4 2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí) 要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合 夾具上定位 裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn) 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí) 則應(yīng)以 夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置 工件的夾緊應(yīng)可靠 由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn) 故在加 工過程中工件除受切削力矩的作用外 整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用 轉(zhuǎn)速越高離心力越大 這些力不僅降低夾緊力 同時(shí)會使主軸振動 因此 夾 緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力 自鎖性能好 以防止工件在加工過程中移動或 發(fā)生事故 對于角鐵式夾具 夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形 2 夾具與機(jī)床主軸的連接 24 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響 因此 要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接 用螺桿拉緊 有的 心軸則以中心孔與車床前 后頂尖安裝使用 根據(jù)徑向尺寸的大小 其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種 方式 1 對于徑向尺寸 D 140mm 或 D 2 3 d 的小型夾具 一般用錐柄安裝 在車床主軸的錐孔中 并用螺桿拉緊 如圖 1 a 所示 這種連接方式定心精度 較高 2 對于徑向尺寸較大的夾具 一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接 過渡盤 與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu) 圖 1 b 所示的過渡盤 其上有一個(gè)定位圓孔按 H7 h6 或 H7 js6 與主軸軸頸 相配合 并用螺紋和主軸連接 為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開 可用壓板將過渡盤壓在主軸上 專用夾具則以其定位止口按 H7 h6 或 H7 js6 裝 配在過渡盤的凸緣上 用螺釘緊固 這種連接方式的定心精度受配合間隙的影 響 為了提高定心精度 可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu) 如圖 1 c 所示 過渡盤在其 長錐面上配合定心 用活套在主軸上的螺母鎖緊 由鍵傳遞扭矩 這種安裝方 式的定心精度較高 但端面要求緊貼 制造上較困難 圖 1 d 所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式 過渡盤推入主軸后 其端面與主軸端面只允許有 0 05 0 1mm 的間隙 用螺釘均勻擰緊后 即可保 證端面與錐面全部接觸 以使定心準(zhǔn)確 剛度好 25 圖 1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用 設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體 的止口尺寸 過渡盤的材料通常為鑄鐵 各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸 可查 閱有關(guān)手冊 4 3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析孔 F 的加工要求 必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸 得出 夾具必須限制工件的六個(gè)自由度 才可以達(dá)到加工要求 先設(shè)計(jì)夾具模型如下 定位夾緊結(jié)構(gòu)圖 26 選擇定位元件為 支承板 支撐釘 定位銷 上下蓋板 支撐板限制了 X Y Z 方向的移動自由度 X Y 方向的轉(zhuǎn)動自由度 支撐釘限制了 Z 方向的轉(zhuǎn)動自由 度 可見 定位方案選擇合理 4 4 夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案 夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn) 夾得勞 夾得快 選 擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí) 要合理確定夾緊力的三要素 大小 方向 作用點(diǎn) 夾緊裝置 的基本要求如下 1 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 2 夾緊力要適當(dāng) 既要保證工件在加工過程中不移動 不轉(zhuǎn)動 不震動 又不因夾緊力過大而使工件表面損傷 變形 3 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全 方便 迅速 省力 4 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單 制造 維修要方便 分析零件加工要素的性質(zhì) 確定夾緊動力源類型為手動夾緊 夾緊裝置為壓 板 壓緊力來源為螺旋力 夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖 4 5 零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時(shí) 加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 D 夾具誤差 夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響 J A G 如夾具圖所示 在夾具上加工時(shí) 尺寸的加工誤差的影響因素如下所述 1 定位誤差 D 由于 C 面既是工序基準(zhǔn) 又是定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)不重合誤差 為零 工件在B 夾具上定位時(shí) 定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的 基準(zhǔn)位移誤差 為零 因此 Y 尺寸 的定位誤差 等于零 05 21D 2 夾具誤差 J 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差 即夾具總圖上尺寸 的公差02 1 為 0 02 以及限位基面相對安裝基面 C 的平行度誤差是 0 01 27 3 安裝誤差 A 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合 夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì) 4 加工方法誤差 G 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差 主軸的徑向跳動 車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等 它的大小取決于機(jī)床的制 造精度 夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素 一般取 3 0 05 3 0 017mmG K 零件的車床夾具總加工誤差是 2A2JDG 062 17 0 精度儲備 238 6 5 0 CJ 故此方案可行 4 6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 1 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊 輕便 懸臂尺寸要短 重心盡可能靠 近主軸 2 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí) 將產(chǎn)生較 大的離心力和振動 影響工件的加工質(zhì)量 刀具的壽命 機(jī)床的精度和安全生 產(chǎn) 特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大 因此 對于重量不對稱的夾具 要 有平衡要求 平衡的方法有兩種 設(shè)置平衡塊或加工減重孔 在工廠實(shí)際生產(chǎn) 中 常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作 3 為了保證安全 夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外 因 此 還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題 必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩 28 夾具裝配圖 總結(jié) 通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的相關(guān)專業(yè) 知識 同時(shí)也深刻體會到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會到設(shè)計(jì)也是一種學(xué)習(xí)的方式 在 設(shè)計(jì)的過程中 我們綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件 如AutoCAD 且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)資料 包括手冊 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等 以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方 面有了一定程度的提高 深刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊在設(shè)計(jì)中帶來的 便利和幫助 通過這次機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 更加系統(tǒng)的了解機(jī)械制造工藝的一般過程 并且學(xué) 會了對工藝設(shè)計(jì)的整體把握 也有了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計(jì)方法 在本次課程設(shè) 29 計(jì)中 能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識 正確解決工件在加工時(shí)的定位和夾緊問題 選擇合理的設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)課題設(shè)計(jì)出符合要求 優(yōu)質(zhì) 高 效 低成本的夾具 并能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識 正確解決工件在加工時(shí)的定 位和夾緊問題 選擇合理的方案 進(jìn)行必要的計(jì)算 根據(jù)題意設(shè)計(jì)出符合優(yōu)質(zhì) 高效 低成本的鉆孔夾具 也明確工序要求 了解所用機(jī)床 刀具及工序前加 工情況 所以 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我來說收獲很大 但也有很多地方還有在努力 學(xué)習(xí) 參考文獻(xiàn) 1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 燕山大學(xué) 洛陽工學(xué)院 長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué) 校 編 上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社 2000 2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 王光斗 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2002 3 機(jī)械設(shè)計(jì) 王寧俠 時(shí)其昌 西安電子科技大學(xué)出版社2008 4 機(jī)械制造基礎(chǔ) 周桂蓮 付平 西安電子科技大學(xué)出版社2009 5 機(jī)械加工余量與公差手冊 馮賢智 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1994 6 機(jī)械制造工藝學(xué) 郭宗蓮 中國建材工業(yè)出版社出版 1997 30 7 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊 馮道 安徽文化音像2003 8 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 李益民主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1983 9 切削用量簡明手冊 艾興 肖詩剛主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1994 10 夾具工程師手冊 劉文劍 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 2002