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摘 要
本文是對泵體零件加工應用及加工的工藝性分析，此外還對鏜Φ60孔工序的加工設計了鏜床夾具。
在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝備，就是各類夾具中應用最為廣泛的“機床夾具”。
機床夾具的種類很多，但廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。因此，專用夾具的設計是一項重要生產(chǎn)準備工作，每一個從事加工工藝的工裝設計人員，都應該掌握有關夾具設計的基礎知識。
關鍵詞 泵體;工藝;工序;鏜床夾具;切削;刀具;加工工藝
Abstract
In this paper, the application of pump parts processing and processing technology analysis, in addition to boring_60 hole process design boring fixture.
In order to ensure the machining accuracy, the workpiece must be installed correctly so that it occupies the correct position relative to the cutting forming movement and the cutting tool. This process is called "positioning". In order not to be subjected to cutting force, inertia force, gravity and other external forces to destroy the correct position of the workpiece has been set, but also must be applied to a certain clamping force, this process is called "clamping". The whole process of positioning and clamping is called "installation". The important process equipment used to complete the task of workpiece installation on the machine tool is the most widely used "machine tool fixture".
There are many kinds of jigs, but they are widely used in mass production. Special jigs are designed and manufactured according to the workpiece processing technology. Therefore, the design of special fixture is an important preparation for production. Every Tooling Designer engaged in processing technology should master the basic knowledge of fixture design.
Key words: pump body; process; process; boring fixture; cutting; cutting tools; processing technology
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
第1章 緒論 5
1.1 設計的背景及意義 5
1.2 設計的內(nèi)容和思路 6
1.3 關鍵問題 7
第2章 機械加工工藝與夾具設計概述 7
2.1工藝規(guī)程的擬定 7
2.2夾具的分類 8
2.3工件在夾具中的定位 9
2.4工件在夾具中的夾緊 11
第3章 泵體機械加工工藝規(guī)程設計 13
3.1泵體零件的分析 13
3.2加工工藝規(guī)程的設計 14
3.3機械加工余量及毛坯尺寸的確定 16
3.4工序設計 17
3.5 確定切削用量 18
3.6 泵體機械加工工藝及工序卡片 30
第4章 鏜孔夾具的設計 34
4.1 鏜床夾具設計注意點 34
4.2 定位元件的設計及分析 34
4.3 夾緊力的計算 35
4.4夾具體的設計 36
4.5 夾具操作說明 37
致謝 38
參考文獻 39
34
第1章 緒論
1.1 設計的背景及意義
1.1.1 設計的背景
機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。泵體是機器的基本零件，其作用是將機器和部件的相關零件連成一個整體，并使之保持真確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作。夾具的制造在機械加工工藝中有著重要的意義。從作用方面來看：機床夾具可以縮短輔助時間、保證加工精度，穩(wěn)點加工質(zhì)量、降低對工人的技術要求，減輕工人的勞動強度、擴大機床的工藝范圍，實現(xiàn)“一機多能”、在自動化生產(chǎn)和流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。從機床夾具在工藝系統(tǒng)中的地位來看：夾具不同于其他環(huán)節(jié)，夾具的整體剛度對工件加工的動態(tài)誤差產(chǎn)生著非常特殊的影響。當夾具的整體剛度遠大于其他環(huán)節(jié)，工件加工的動態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。因此設計夾具時，對夾具的整體剛度應給予足夠重視。如因工藝系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的剛度不足而引起較大的系統(tǒng)誤差時，也可以采取修正夾具定位元件的方法進行補償。這就是夾具的能動作用。機床夾具是機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大機床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。
1.1.2 設計的意義
泵體類零件是一種泵體。泵體類零件是機器及其部件的基礎件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關系裝配成一個整體，并按預定傳動關系協(xié)調(diào)其運動。因此，泵體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配精度及運動精度，而且影響到機器的工作精度、使用性能和壽命。其主要特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔
泵體類零件的主要結構特點是：有一對和數(shù)對要求嚴、加工難度大的軸承支承孔；有一個或數(shù)個基準面及一些支承面；結構一般比較復雜，壁薄且壁厚不均勻；有許多精度要求不高的緊固用孔。泵體類零件的主要技術要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準面與加工時的定位基準面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術要求是保證機器與設備的性能與精度的重要措施。泵體加工工藝的原則：1“先面后孔”的原則。先加工平面，后加工孔，是泵體零件加工的一般規(guī)律。2“粗精分開，先粗后精”。由于泵體類零件結構復雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時產(chǎn)生的切屑力、夾緊力和切屑熱對加工精度的影響，一般應盡可能把粗精加工分開，并分別在不同機床上進行。至于要求不高的平面，則可將粗精兩次進給安排在一個工序內(nèi)完成，以縮短工藝過程，提高功效。3主要表面加工方法的選擇。泵體的主要加工表面為平面和軸承支承孔。泵體平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和銑削。銑削的生產(chǎn)率比刨削高，在成批和大量生產(chǎn)中，多采用銑削。
這次的畢業(yè)設計讓我們了解到機械行業(yè)的發(fā)展以及我們將要做什么有了一個清晰的了解，了解了零件的分析，材料和機床的選擇，加工工藝的分析以及如何選擇一套精確的夾具來完成復雜的加工工藝。學會如何解決一些比較重要的問題，計算夾緊力等等。此次的畢業(yè)設計讓我們鞏固之前所學的知識并讓我們查缺補漏，學到以前不知道的知識。為我們以后實習和工作打好良好的基礎。
1.2 設計的內(nèi)容和思路
1.2.1 設計的主要內(nèi)容
1）看懂所給的零件圖
2）繪制泵體零件的二維、三維零件圖
3）泵體零件的工藝規(guī)程及工序卡片的制定
4）泵體零件上兩幅機床夾具的設計（至少一副自動化夾具）
5）夾具零件的二維圖的繪制、三維造型及裝配
6）編寫畢業(yè)設計說明書
1.2.2 設計的方法及措施
夾具是用來確保零件加工精度，一個專用的夾具可以確保零件的加工精度。如何設計一套專用夾具，需要以下設計步驟：
1）分析零件圖紙，確定生產(chǎn)類型；
2）確定毛坯材料，毛坯尺寸，繪制毛坯圖；
3）制定加工工藝過程卡片，選擇各工序所需的設備（機床、刀具、量具等），計算各工序的加工參數(shù)；
4）設計其中兩個工序的夾具，繪制夾具裝配圖和夾緊裝置圖。
1.3 關鍵問題
設計方法：首先對零件進行分析，然后對給定零件進行工藝過程設計，制定加工順序并編制相應的工序卡片，最后進行專用夾具的設計。設計過程中可能遇到的問題和解決辦法：1、定位基準的選擇。參照選擇原則選擇合理的定位基準；2、工序順序安排。借鑒查到的資料上的工序順序和向老師的詢問；3、工序尺寸、切削參數(shù)、的計算。按照指導書里的計算格式去查要用到的參考書并認真計算；4制訂專用夾具的定位和夾緊方案。借鑒查到的資料里的方案和向老師詢問。5、制訂夾具整體布局方案。參照參考書里的專用夾具布局、詢問老師。
第2章 機械加工工藝與夾具設計概述
2.1工藝規(guī)程的擬定
2.1.1加工階段的劃分
當零件的加工質(zhì)量要求較高時，一般需要經(jīng)過下列幾個過程：粗加工、半精加工和精加工；當零件的加工精度特別高，表面粗糙度值要求特別高時，還需要進行光整加工。各個加工階段的主要任務是：
（1） 粗加工階段 高效高速的切除加工表面的大部分余量，保證毛坯在形狀和尺寸上接近零件。
（2） 半精加工階段 除去粗加工后留下的誤差和缺陷，使其達到一定的精度，為精加工作準備，并加工一些次要的表面。
（3） 精加工階段 保證零件的各個尺寸均達到標準要求。
（4） 光整加工階段 對于精度要求很高（IT5以后）、表面粗糙度值要求很小（Ra0.2um）的表面，要設置光整加工階段，主要任務是降低表面粗糙度值和進一步提高尺寸精度和形狀精度。
將零件的加工過程劃分為幾個加工階段的主要目的是：
1） 保證加工質(zhì)量
2） 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并及時處理
3） 有利于合理利用機床設備
2.1.2零件表面加工方法的選擇
同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工，但是每一種加工方法的加工質(zhì)量、花費的時間和加工時間是不一樣的?？梢詤⒄铡稒C械制造技術基礎》P215的表5-1、表5-2和表5-3。
具有一定技術要求的加工表面，一般不是一次就可以加工出來的，往往需要多次加工。
在選擇加工方法時，一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術要求和工廠具體條件，先選擇表面終加工工序加工方法，然后逐一選定表面各有關前導工序的加工方法。
2.2夾具的分類
2.2.1夾具的作用
機床夾具是引導刀具和裝夾工件的裝置。機床夾具是加工工藝系統(tǒng)的重要主城部分，在機械生產(chǎn)中其很大的作用?？偹苤獮槭裁匆O計夾具，因為部分復雜零件無法再傳統(tǒng)機床上加工或者是現(xiàn)有機床上的夾具無法加工。那么夾具就出現(xiàn)了好多種類，譬如通用夾具、組合夾具、隨行夾具、專用夾具以及成組夾具。而這些夾具的出現(xiàn)讓機械行業(yè)再一次起航，那么這些機床夾具有一下作用：
1） 提高生產(chǎn)率
機床夾具可以快速的將所需加工的零件定位以及夾緊，可以減少輔助時間
且可以提高生產(chǎn)效率。
2）擴大機床的使用范圍
夾具的出現(xiàn)，使得機床的加工范圍擴大了，譬如，在車床上使用鏜模可以代替鏜床鏜孔，使車床有了鏜床的功能，減少工件的移動，確保加工的質(zhì)量。
3）減輕工人的勞動強度
夾具可以采用氣動、液動和機械等夾緊裝置，可以減少工人的勞動強度。
4）減少加工誤差，提高加工精度
利用夾具來裝夾工件，可以確保工件相對于刀具與機床的相對位置，這樣可以減少誤差，提高精度。
2.2.2夾具的組成
隨著技術的發(fā)展，新型的夾具不斷的涌出，各個夾具也變得更加人性化，簡明化，那么夾具是由哪些元件或裝置組成的呢？夾具一般有下列元件或裝置組成：
1）定位元件 定位元件是用來確定工件的正確位置。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合實現(xiàn)定位。
2）夾緊裝置 使工件在外力的作用下保持其正確位置和形狀的元件。
3）對刀元件（導向元件） 對刀元件是指夾具中用于確定刀具相對于夾具定位元件具有正確關系的元件，譬如對刀塊、鏜套、鉆套等。
4）連接元件 用來確定夾具與機床的相對位置的連接元件，譬如定位鍵等。
5）其他元件及裝置 根據(jù)加工要求，有些夾具尚需要設置分度轉位裝置、靠模裝置、輔助支撐元件和工件抬起裝置等。
6）夾具體 用于連接夾具元件和有關裝置，夾具通過夾具體與機床連接。
定位元件、夾具體和夾緊裝置使夾具的基本組成部分，其余的可根據(jù)實際需求來設置。
2.3工件在夾具中的定位
2.3.1定位元件的制造要求
工件的定位基面有各種形式，如型面、孔、圓錐面、內(nèi)孔和平面等。不同的定位基面有不同的定位元件相適應。
由于夾具的定位元件的作用是確定工件的加工位置，與工件的定位基面接觸，所以定位元件的設計制造有一下幾點要求：
1）良好的工藝性 定位元件應便于制造、裝配及修理。
2）耐磨性好 因長期與定位基面接觸磨損，應保持良好的耐磨性。
3）精度高 定位元件的精度直接影響元件的加工精度，應有較高的精度。因定位元件直接作用在定位的表面。
4）足夠的剛度 為減少定位元件因切削力和夾緊力作用而產(chǎn)生的變形，定位元件必須具有足夠的剛性。
2.3.2常用的定位元件
定位元件的目的是保證加工工件在機床上的準確位置，常用的定位元件有以下幾種：
（1）以平面定位的定位元件。
① 支承釘 常用與工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側面定位場合，一個支撐釘限制一個自由度。
② 支承板 工件定位平面比較大時，常用幾塊支撐板組合成一個平面。一個支撐板限制兩個自由度。
③ 可調(diào)支承 多用于支撐工件視的粗基準，高度可以根據(jù)實際要求調(diào)整，用螺母鎖緊。一個可調(diào)支承限制一個自由度。
④ 自位支承 由于自位支承是活動的或是浮動的，其實質(zhì)只起一個支承點的作用，只限制一個自由度。
⑤ 輔助支承 作用只是增加工件在加工過程中的剛度。
( 2 ) 以孔定位的定位元件
① 定位銷 定位銷定位時，短圓柱銷限制兩個自由度；長圓柱銷限制四個自由度；短圓錐銷限制三個自由度。
② 心軸 心軸的結構形式很多，過盈配合心軸限制四個自由度；間隙配合心軸限制五個自由度；小錐度心軸限制五個自由度。
（3）以外圓定位的定位元件
① V形塊 用V形塊定位，工件的定位基準始終在V形塊梁定位面的對稱中心平面內(nèi)。一個短V形塊限制兩個自由度；兩個短V形塊或一個長V形塊限制四個自由度；浮動式V形塊只限制一個自由度。
② 定位套 短定位套限制兩個自由度；長定位套限制四個自由度；錐孔限制三個自由度。
③ 半圓孔 當工件尺寸過大時，用圓柱孔定位不方便時，可將圓柱孔改為兩個，下半孔用于定位，上半孔用于壓緊元件。
(4）以組合表面定位 常用的組合方式有：兩頂尖孔、一面兩孔、一端面一外圓、一端面一孔等，與之對應的定位元件也是組合式的。
2.4工件在夾具中的夾緊
2.4.1夾緊裝置的組成和要求
（1）夾緊裝置的組成
夾具將工件夾緊并固定在所需要的位置。夾緊裝置由以下組成：
① 動力裝置 產(chǎn)生夾緊動力的裝置
② 夾緊元件 直接作用于工件的夾緊
③ 中間傳動機構 將原動力傳遞給夾緊元件的機構
在有些特殊的夾具中，中間傳動機構中就有夾緊元件，通常將夾緊元件和中間傳力機構統(tǒng)稱為夾緊機構。
（2）對夾緊的要求
①夾緊元件最好簡單、安全、省力。
②夾緊元件盡量的簡單，便于制造和維修。
③在工件被夾緊的過程中不能破壞工件的正確定位，以導致產(chǎn)生加工誤差。
④夾緊力要適中，不能過大也不能過小，不能破壞零件的形狀，保證工件在加工過程定位的穩(wěn)定性。
2.4.2夾緊力的確定
（1） 夾緊力作用點的選擇
① 夾緊力應盡量靠近加工表面，使其狀態(tài)穩(wěn)固可靠。
② 夾緊力作用點應在工件剛度大的地方，這樣有利于工件的形狀穩(wěn)定。
③ 夾緊力作用點應該正對定位元件或位于定位元件所形成的支承面內(nèi)。
（2） 作用方向的選擇
①夾緊力作用方向應盡量與工件的重力、切削力等作用方向一致，這樣可減少夾緊力所需值。
②夾緊力作用方向應垂直于工件的主要定位基面。
③夾緊力作用方向應與工件剛度大的方向一致，以確保工件的原來狀態(tài)以及形狀。
（3） 夾緊力的估算
設計夾具時，估算夾緊力是至關重要的。夾緊力的過大與過小，都會導致加工工件的不準確性，產(chǎn)生誤差以及導致該零件無法使用。
確定夾緊力時，應將工件與夾具看成一個整體，根據(jù)靜力平衡方程式，以及重力、切削力、夾緊力和慣性力等來計算夾緊力。為了夾緊工件應該再乘以一安全系數(shù)k，粗加工去2.5~3，精加工取1.5~2。而在加工過程中，切削力的作用點，方向，大小都是變化的，故應該在最不利的情況下估算夾緊力。
2.4.3夾緊的動力裝置
在工件的大批量生產(chǎn)加工中，為了提高生產(chǎn)效率以及質(zhì)量，大多數(shù)夾具都采用機動夾緊裝置，有氣動，電（磁）驅(qū)動，真空吸附，液動，氣液聯(lián)合驅(qū)動等多種方式。
（1）氣動夾緊裝置
氣動夾緊裝置以壓縮空氣為動力源來夾緊工件的。壓縮空氣的壓力為0.4~0.6M Pa。常用的氣缸結構有薄膜式和活塞式。
活塞式氣缸有固定式、回轉式和擺動式，有雙向和單向之分，而薄膜式氣缸與活塞式相比，密封性好，壽命較長，結構簡單的優(yōu)點，缺點是工作行程較短，夾緊力隨行程變化而變化。
（2）液壓夾緊裝置
結構和原理與氣動夾緊裝置基本相同，不同的是工作介質(zhì)，液壓的是壓力油，工作壓力達5~6.5M Pa。與氣動夾緊裝置相比，液壓夾緊裝置具有以下優(yōu)點：夾具結構相對比較小，傳動力大；噪音小；油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)。不足之處是必須設置專門的液壓系統(tǒng)，應用范圍小。
第3章 泵體機械加工工藝規(guī)程設計
3.1泵體零件的分析
3.1.1零件的作用
泵體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較大，結構形狀比較復雜，泵體類零件是泵類零部件裝配時的基礎零件，它的作用是容納和支承其內(nèi)的所有零部件，并保證它們相互間的正確位置，使彼此之間能協(xié)調(diào)地運轉和工作。因而，泵體類零件的精度對泵體內(nèi)零部件的裝配精度有決定性影響。它的質(zhì)量，將直接影響著整機的使用性能、工作精度和壽命。
3.1.2 零件的工藝分析·
泵體零件圖及其三維示意圖如下圖3.1和圖3.2所示。
圖3.1 泵體零件圖
圖3.2 泵體零件的三維示意圖
1）泵體底面的粗糙度為12.5μm；左端面粗糙度為3.2μm；右端面粗糙度為12.5μm；兩側的凸臺表面粗超度Ra12.5μm;底面兩個φ9的通孔粗超度為25μm，底面兩個φ20深度為2mm的孔粗超度為12.5μm。
2）孔φ60H7，粗糙度為3.2μm，對于左端面的垂直度為0.02；
3）孔φ15H7，粗糙度為3.2μm，對于φ60H7的同軸度為0.02。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
3.2加工工藝規(guī)程的設計
3.2.1定位基準的選擇
1）精基準的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇Φ60H7孔為精基準。
2） 粗基準的選擇
按基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)以零件的左端面為主要的定位粗基準。
3.2.2 零件表面加工方法的選擇
零件表面的加工方法，主要由該表面的加工精度（尺寸、形狀和位置精度）、表面粗糙度及零件的結構特點來確定。本零件的加工表面主要有外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋等。查閱《機械制造技術基礎》表5-1，表5-2，表5-3，本零件加工方法選擇如下：
（1）泵體的底面 表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。
（2）泵體的右端面 表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。
（3）泵體兩側的凸臺 表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。
（4）Φ60H7的孔 公差等級為IT7，內(nèi)表面粗糙度為Ra3.2，由于改孔在鑄造是已經(jīng)鑄出來了，所以需要先進行粗鏜，再進行半精鏜，可達到7級精度。
（5）泵體的左端面 表面粗糙度為Ra3.2，且要與孔Φ60H7的軸線保證0.02的垂直度，需先進行粗銑，再進行半精銑。
（6）Φ15H7的孔 公差等級為IT7，內(nèi)表面粗糙度為Ra3.2，與孔Φ60H7要滿足0.02的同軸度，所以要以孔Φ60H7為定位基準，需先鉆，再粗鉸，然后進行精鉸可達到要求。
（7）Φ22的孔 表面粗糙度為Ra12.5，只需锪鉆就能達到要求。
（8）底座上兩個Φ9的孔 表面粗糙度為Ra25，只需鉆即可。
（9）底座上兩個Φ20的孔 表面粗糙度為Ra12.5，需用平底锪鉆。
（10）6個M6T14的螺紋孔 先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。
（11）3個M4T10的螺紋孔 先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。
（12）2個G1/8的螺紋通孔 先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。
（13）7°的斜面 表面粗超度為Ra12.5，只需用車床粗車就可以。
（14）1X45°倒角 表面粗超度為Ra12.5，只需用車床粗車就可以。
3.2.3工藝路線的擬定和分析
按照先粗后精、先基面后其他、先面后孔的原則，初步擬定以下兩個工藝路線方案：
1）工藝方案一
工序1：粗銑泵體底面
工序2：粗銑泵體的右端面
工序3：粗銑泵體兩側的凸臺
工序4：粗鏜-半精鏜Φ60H7的孔
工序5：粗銑-半精銑泵體的左端面
工序6：鉆-粗鉸-精鉸Φ15H7的孔
工序7：鉆Φ22的孔
工序8：鉆底座上兩個Φ9的孔
工序9：鉆底座上兩個Φ20的孔
工序10：絲錐功6個M6T14的螺紋孔
工序11：絲錐功3個M4T10的螺紋孔
工序12：絲錐功2個G1/8的螺紋通孔
工序13：車7°的斜面
工序14：車1X45°倒角
工序15：清洗。
工序16：終檢。
2）工藝路線方案二：
3.3機械加工余量及毛坯尺寸的確定
3.3.1 確定機械加工余量
根據(jù)鑄件的材料和鑄造方法確定毛坯鑄件典型的機械加工余量等級表，然后查取鑄件的機械加工余量表得；左端面的單邊余量在厚度方向為1.4mm，右端面的單邊余量在厚度方向為1.4mm；底面的加工余量為1.4mm；兩側凸臺的單邊加工余量為1.4mm；Φ60H7的孔的單面余量查表得0.7mm。
3.3.2 確定毛坯尺寸及公差
1） 毛坯尺寸
毛坯尺寸為零件的尺寸加上所查得的加工余量值。
2）毛坯的尺寸公差
根據(jù)表3.1及其所確定的尺寸公差，可以畫出泵體的毛坯圖，如圖3.3所示。
圖3.3 泵體零件的毛坯圖
3.4工序設計
3.4.1 工藝裝備的選擇
工藝裝備的選擇主要包括機床和刀具的選擇。
工序號
設備
工 藝 裝 備
工序1
X62臥式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具
工序2
X62臥式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具
工序3
X62臥式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具
工序4
X62臥式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具
工序5
鏜床
鏜刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具
工序6
Z525組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具
工序7
Z525組合鉆床
平底锪鉆、游標卡尺、專用夾具
工序8
Z525組合鉆床
麻花鉆、游標卡尺、專用夾具
工序9
Z525組合鉆床
帶導柱直柄平底锪鉆、游標卡尺、專用夾具
工序10
Z525組合鉆床
麻花鉆、細柄機用絲錐、卡尺、專用夾具
工序11
Z525組合鉆床
麻花鉆、細柄機用絲錐、卡尺、專用夾具
工序12
Z525組合鉆床
麻花鉆、機用絲錐、卡尺、專用夾具
工序13
車床CA6140
車刀、卡尺、三爪卡盤
工序14
車床CA6140
車刀、卡尺、三爪卡盤
工序15
清洗機
工序16
塞規(guī)、百分表、卡尺等
3.4.2 確定工序尺寸
確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算。最后工序尺寸及公差即是零件圖規(guī)定的尺寸及公差。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序尺寸應按工藝尺寸鏈解算。工序6的工序尺寸，孔Φ15mm的精鉸余量=0.05mm；粗鉸余量=0.1mm，擴孔鉆的余量=0.85mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7；粗鉸：IT10；鉆：IT12；根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.015mm；粗鉸：0.058mm 鉆：0.15mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：Φmm；粗鉸:Φ，鉆孔：Φmm.
3.5 確定切削用量
工序2 粗精銑泵體底面
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：
， 式（2.1）
實際銑削速度：
式（2.2）
進給量：
式（2.3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
刀具切入長度：
式（2.4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式（2.5）
（2）精銑泵體底面
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，
實際銑削速度，由式（2.2）有：
進給量，由式（2.3）有：
工作臺每分進給量：
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機動時間，由式（2.5）有：
工序3 ：粗精銑泵體的右端面
機床：銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
（2）精銑：
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，
實際銑削速度，由式（2.2）有：
進給量，由式（2.3）有：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機動時間，由式（2.5）有：
工序4，粗精鏜Φ60H7的孔
背吃刀量的確定 ap =3.45mm
進給量的確定 查切削用量簡明手冊表1.4取f=0.75mm/r
鏜削速度的確定 查切削用量簡明手冊表1.11取v =63m/min
則鏜削轉速 n=1000v/3.14d
=1000*63/(3.14*25.1)
=799.35r/min
查機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-8取主軸轉速800r/min
則實際鏜削速度v=3.14*800*25.1/1000=63m/min
基本時間tj的計算: 按kr=15°,查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-1中鏜削基本時間計算公式為
tj =Li/fn =(l+l1+l2+l3)/fn
式中l(wèi)1=ap/tgkr+(2~3)=15.4mm
加工到臺階L2=0查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-2 l3=5
tj =(32+15.4+0+5)/(0.75*800)=0.087min
工序4，工位2半精鏜
背吃刀量的確定 ap =1.1mm
進給量的確定 查切削用量簡明手冊表1.4取f=0.75mm/r
鏜削速度的確定 查切削用量簡明手冊表1.11取v =71m/min
則鏜削轉速 n=1000v/3.14d
=1000*71/(3.14*29.8)
=758.7r/min
查機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-8取主軸轉速800r/min
則實際鏜削速度v=3.14*800*29.8/1000=74.85m/min
基本時間tj的計算: 按kr=15°,查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-1中鏜削基本時間計算公式為
tj =Li/fn =(l+l1+l2+l3)/fn
式中l(wèi)1=ap/tgkr+(2~3)=6.6 mm
加工到臺階L2=0查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-2 取l3=5
tj =(32+6.6+0+5)/(0.75*800)=0.07min
工序4，工位3 精鏜
背吃刀量的確定 ap =0.3mm
進給量的確定 查切削用量簡明手冊表1.4取f=0.75mm/r
鏜削速度的確定 查切削用量簡明手冊表1.11取v =80m/min
則鏜削轉速 n=1000v/3.14d
=1000*80/(3.14*32)
=796r/min
查機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-8取主軸轉速800r/min
則實際鉆削速度v=3.14*800*32/1000=80m/min
基本時間tj的計算: 按kr=15°,查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-1中鏜削基本時間計算公式為
tj =Li/fn =(l+l1+l2+l3)/fn
式中l(wèi)1=ap/tgkr+(2~3)=3.7 mm
查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-2 取l3=5
tj =(32+3.7+0+5)/(0.75*800)=0.067min
工序5 鉆-粗鉸-精鉸Φ15H7的孔
（1）鉆孔工步
①被吃刀量的確定 取ap=14.85mm。
②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.3mm/r。
③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為HT200的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/πd可求得該工序鉆頭轉速n=467.09r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nπd/1000=25.67m/min.
(2)粗鉸工步
①被吃刀量的確定 取ap=0.1mm。
②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.80mm/r。
③切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為2m/min。由公式n=1000v/πd可求得該工序鉸刀轉速n=42.46 r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=97r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nπd/1000=4.57m/min.
(3)精鉸工步
①被吃刀量的確定 取ap=0.05mm。
②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.60mm/r。
③切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為6m/min。由公式n=1000v/πd可求得該工序鉸刀轉速n=127.4 r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=140r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nπd/1000=6.594m/min.
工序6 鉆Φ22的孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序7，鉆底座上兩個Φ9的孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序8 鉆底座上兩個Φ20的孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序9，6個M6T14的螺紋孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序10，3個M4T10的螺紋孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序11，2個G1/8的螺紋通孔
切削深度：
根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（2.1）有：
，取
實際切削速度，由式（2.2）有：
刀具切入長度，由式（2.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（2.5）有：
工序12 車7°的斜面
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 944r/min
與944r/min相近的機床轉速為1000r/min?，F(xiàn)選取=1000r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=96mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.125(min)
工序13 車1X45°倒角
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 787r/min
與787r/min相近的機床轉速為800r/min。現(xiàn)選取=800r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.07(min)
3.6 泵體機械加工工藝及工序卡片
泵體機械加工工藝過程卡該過程見附錄卡片
第4章 鏜孔夾具的設計
4.1 鏜床夾具設計注意點
選擇夾緊力的作用點和方向應注意：
a) 夾緊力應朝向主要限位面；
b) 夾緊力的作用點應落在定位元件支承范圍內(nèi)；
c) 夾緊力的作用點，應落在工件剛性較好的方向和部位；
d) 夾緊力作用點應靠近工件的加工表面；
夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。夾緊力作用點和方向的選擇，通常應與工件定位基準的選擇同時考慮，因此這兩個參數(shù)在制定機床工藝方案時已確定，這里僅作重點敘述的是確定夾緊力的大小的問題。
4.2 定位元件的設計及分析
4.2.1定位基準的選擇
由零件圖可得，鉆孔的基準是下端面上端面，而上下端面已被粗銑、半精銑加工過了，故選擇上端面以及上端面孔系為基準，加工孔。其圖如圖4.1所示。
圖5.1 鏜孔定位方案
4.2.2定位元件的設計
定位元件的作用是保證工件在夾具中的正確位置。在本工序中，定位面為平面以及2個孔，采用一面兩銷限制留個自由度。
4.2.3定位誤差的分析
定位誤差是由于工件在夾具上（或機床上）定位不準確而引起的加工誤差。定位誤差的來源主要有兩方面：1.由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準確引起的定位誤差，成為基準位置誤差；2.由于工件的工序基準與定位基準不重合二引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差。在泵體的鏜削過程當中，設計基準在泵體下底面，定位基準也是下底面，即基準重合，故基準不重合誤差為
=0
泵體的Φ60孔軸線到設計基準（箱體面），根據(jù)設計圖紙，該距離并不是重要的位置尺寸，即Φ60孔軸心線到設計基準沒有精度要求，故可以認為基準位置誤差為：
=0
因此，夾具定位誤差
=+=0
可以認為夾具定位誤差為零，不存在定位誤差。
4.3 夾緊力的計算
=1.05 =1.4 =1.3
則：
=K0×K1××K3×K4×K5×K6=1.3×1.0×1.05×1.0×1.3×1.0×1.0=1.77
=K0×K1××K3×K4×K5×K6 =1.3×1.0×1.4×1.0×1.3×1.0×1.0=2.37
=K0×K1××K3×K4×K5×K6 =1.3×1.0×1.3×1.0×1.3×1.0×1.0=2.20
鏜削類似于車削，故可使用車削力計算公式。工件材料為灰鑄鐵，選擇材料為硬質(zhì)合金的鏜刀。
圓周切削力：
=
徑向切削力：
軸向切削力：
Fz——圓周切削力（N）
Fy——徑向切削力（N）
Fx——軸向切削力（N）
——背吃刀量（mm），查設計資料為0.5mm
——進給量（mm/r），查設計資料為1mm/r
——修正系數(shù)；參考文獻[2]3.9.1,查表計算得
=13.13；=31.30；=25.33
則實際所需夾緊力：
氣缸夾緊裝置結構的圖如圖5.3所示。利用氣缸缸的上下運動來帶動壓板夾緊和松開工件。
4.4夾具體的設計
夾具體的作用是將各種元件以及裝置連接成一個整體的底座，并以此為基礎將夾具體安裝到機床上，有利于工件的加工。因此，根據(jù)夾具體上各個元件的位置及元件的尺寸來設計夾具體的形狀以及尺寸：
4.5 夾具操作說明
圖5.8 鏜床夾具裝配圖
該鏜床夾具的壓緊操作簡單，將工件安裝在定位面及定位銷上，調(diào)整到加工位置，利用氣缸帶動壓板夾緊工件。將壓板壓在所需夾緊的位置，此時氣缸帶動壓板向下，夾緊工件；氣缸的運動帶動壓板向上運動，松開工件，然后把壓板轉動到一側，即可取下工件。可以大批量的生產(chǎn)零件。
致謝
在這次設計中，我明確設計目的，綜合應用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主將理論與實際結合起來鍛煉了自己分析實際問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝和工序安排的問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備。在本次課程設計中，我參考了很多文獻，在獲取我所要的知識的同時又學到了很多其它方面的知識。由于這次設計全部的圖紙都是用電腦繪制，因此，我的制圖能力又有了一定的提高，而且在設計的過程中，我運用了三維軟件把我所設計的專用夾具的三維模型做了出來，并做了運動過程的仿真。然而設計過程中,我也遇到了很多的困難,出現(xiàn)過很多的錯誤,但是這并沒有影響到我學習知識的積極性。經(jīng)過這次課程設計,我對自己更有了信心。我相信一切問題都會有解決的辦法，同時通過這次設計為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。在本次課程設計過程中，我的指導老師給了我很大的幫助，在各個環(huán)節(jié)都給予我理論的指導，在這里我要感謝我的指導老師。
參考文獻
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