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寧XX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)(論文)
泵體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
摘 要
本文是對(duì)泵體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對(duì)泵體零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)泵體鉆床夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：泵體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
27
Abstract
This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.
Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 II
Abstract 1
目 錄 2
第1章 序 言 4
第2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
2.1零件的分析 1
2.1.1零件的作用 1
2.1.2零件的工藝分析 2
2.2確定生產(chǎn)類型 3
2.3確定毛坯 3
2.3.1確定毛坯種類 3
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 3
2.3.3繪制鑄造零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4
2.4.2制定工藝路線 5
2.4.3 工藝方案的比較與分析 7
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9
2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11
2.6本章小結(jié) 21
第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設(shè)計(jì) 22
3.1 夾具的設(shè)計(jì) 22
3.1.1 定位分析 22
3.1.2 定位原理 22
3.1.3 定位元件的分析 23
3.1.4 夾緊元件的選擇 23
3.1.5定位誤差的分析 24
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算 25
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 26
結(jié) 論 27
參 考 文 獻(xiàn) 28
致謝 29
第1章 序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是泵體。泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于泵的作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。
2.1.2零件的工藝分析
圖1.1 泵體零件圖
零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是泵體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
泵體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱體結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
泵體幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
（1） φ32H11孔和φ有0.04的同軸公差要求。
（2） φ48H8孔和表面1都對(duì)于φ48H8孔內(nèi)壁有0.04的垂直度公差要求。
（3） φ16H8孔與φ45H8內(nèi)壁有60：0.004的平行度公差要求。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此泵體零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根據(jù)任務(wù)書，故選擇鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》172頁(yè)表1-4-7
2.3.3繪制鑄造零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。
②精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
現(xiàn)確定工藝路線如下：
方案一：
工序Ⅰ 以表面①為基準(zhǔn)銑表面④。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅱ 以表面②為基準(zhǔn)銑表面①。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅲ 以表面②為基準(zhǔn)銑表面③。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅳ 以表面③為基準(zhǔn)銑表面④。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅴ 以表面②④為基準(zhǔn)銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆φ32 H11孔、φ22孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525
工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準(zhǔn)鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：T68
工序Ⅷ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆，锪擴(kuò)4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具:麻花鉆、锪鉆，機(jī)床：Z525
工序Ⅸ 以表面①②⑤為基準(zhǔn)鉆φ16-H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525
工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆φ12孔，留余量。鉸φ12孔，攻螺紋G3/8孔。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機(jī)床：Z525
工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆6×M8-7H孔。刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525
工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)與泵蓋配鉆2×φ6T14孔、鉸2×φ6T14孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525
工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鏜φ32H11孔、φ22孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：T61Ⅰ
工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉸2-φ48H8孔。 刀具：鉸刀，機(jī)床：Z525
工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)精銑表面①。 刀具：銑刀，機(jī)床：X52K
工序ⅩⅥ 檢查
方案二：
工序Ⅰ 以表面①為基準(zhǔn)銑表面④。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅱ 以表面②為基準(zhǔn)銑表面①。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅲ 以表面②為基準(zhǔn)銑表面③。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅳ 以表面③為基準(zhǔn)銑表面④。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅴ 以表面②④為基準(zhǔn)銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)銑表面①。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K
工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準(zhǔn)鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：坐標(biāo)鏜床TGX4132B
工序Ⅷ 以表面①②⑤為基準(zhǔn)鉆φ16H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A
工序Ⅸ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆φ32H11孔，φ22孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A
工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆，锪擴(kuò)4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具：麻花鉆、锪鉆，機(jī)床：Z540A
工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆φ12孔，留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機(jī)床：Z540A
工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉆6×M8-7H孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A
工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14。 刀具：麻花鉆，鉸刀,機(jī)床：Z540A
工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鏜φ32H11孔, φ22孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：坐標(biāo)鏜床TGX4132B
工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準(zhǔn)鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔。 刀具：鉸刀，機(jī)床：Z540A
工序ⅩⅥ 檢查。
以上所有刀具、機(jī)床選擇均查找于《機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。
2.4.3 工藝方案的比較與分析
分析兩套方案，不難看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的順序明確、清晰；而第二套方案中第五部就銑了表面①，而表面①所要求的粗糙度為3.2，屬于精度比較高的面，所以導(dǎo)致在接下來的工序中，難免會(huì)因?yàn)檠b夾、掛擦導(dǎo)致其精度降低，且在第二套方案中，鉆孔步驟混亂，容易造成重復(fù)性裝夾，浪費(fèi)時(shí)間。但在第一套方案當(dāng)中，工序Ⅶ和工序Ⅸ可排列在一起，從而減少換用機(jī)床時(shí)間，降低時(shí)間成本。
改進(jìn)的工藝如下：
工序Ⅰ 銑表面④，選用表面①為粗基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅱ 銑表面①，以表面④為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅲ 銑表面②，以表面③為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅳ 銑表面③，以表面②為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅴ 銑表面⑤，以表面②④為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅵ 鉆φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅶ 鏜2-φ48H8孔，以表面①②⑤為基準(zhǔn)。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅷ 鉆φ16H8孔，以表面①②⑤為基準(zhǔn)，需留余量。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅸ 鉆4-φ10孔，锪φ20孔，鉆G3/8螺紋底孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、錐柄锪孔鉆、中心鉆，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅹ 鉆φ12孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)，需留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀、公制細(xì)牙機(jī)用絲錐，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅺ 鉆6×M8-7H底孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序Ⅻ 與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序ⅩⅢ 鏜φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序ⅩⅣ 鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用套式機(jī)用鉸刀，錐柄機(jī)用鉸刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序ⅩⅤ 銑表面①，以表面②④⑤為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
工序ⅩⅥ 檢查。
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床
工序5、6、7、11采用Z525鉆床
②選擇夾具
該泵體的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
泵體零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-90，P516，選擇鑄造精度CT9；再由表6-79，P510,查得鑄造斜度3°；未注明圓角半徑R3。
鑄件加工余量由《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》，表3－1，P78中選擇等級(jí)F；鑄件機(jī)械加工余量由表3-3，P80，單面為3.5mm，孔和雙面為3mm；鑄件尺寸公差查表3-6，P84。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量（mm）
精度等級(jí)
工序尺寸（mm）
粗糙度
（um）
工序余量（mm）
最小
最大
銑端面①
鑄件
3.5
CT8
粗銑
0.75
IT11
6.3
0.56
1.55
銑端面
鑄件
3.5
CT8
粗銑
0.75
IT11
6.3
0.72
1.55
精銑
0.09
IT7
6.3
0.56
1.55
銑斷面
鑄件
3.5
CT8
銑削
0.75
IT11
6.3
0.56
1.65
銑端面
鑄件
3.5
CT8
銑削
0.75
IT11
6.3
0.53
1.65
銑端面⑤
鑄件
3.5
CT8
鏜削
0.56
IT11
6.3
0.49
1.3
鉆、鏜φ32H11孔
鑄件
CT8
鉆孔
30
IT12
12
2.64
3.1
鏜孔
2.8
IT11
6.3
5.9
9.81
鉆、鉸φ22孔
鑄件
CT8
鉆
15
IT12
12
鉸
2
IT7
3.2
0.129
0.28
鉆、鏜φ2-48H8孔
鑄件
CT8
鉆
IT12
12
鏜
3
IT7
3.2
2.975
3.25
鉆、擴(kuò)4-φ10孔
鑄件
CT8
鉆
8
IT12
12
擴(kuò)
2
IT11
3.2
1.91
2.15
鉆、鉸φ12孔
鑄件
CT8
鉆
10
IT12
12
鉸
2
IT11
3.2
1.89
2.15
鉆、攻G3/8螺紋孔
鑄件
CT8
攻
4
IT11
3.2
1.89
2.15
鉆6-M8-7H孔
鑄件
CT8
鉆
8
IT12
12
鉆、鉸2×φ6T14孔
鑄件
CT8
鉆
4
IT12
12
鉸
2
IT11
3.2
1.25
2.12
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1粗銑前端面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.2粗銑后端面
機(jī)床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.3 粗銑下底面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.4銑上端面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.5銑左端面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.5粗精鏜φ48的切削用量及基本工時(shí)
所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為φ48的圓形鏜刀。
①.確定切削深度
==
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長(zhǎng)度為時(shí)：
=0.15～0.40
按機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2—9），選擇，
=0.25
③.確定切削速度
= （3-9）
式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15
（3-10）
=37
== （3-11）
轉(zhuǎn)速，選擇
=160=2.6
④.計(jì)算基本工時(shí)
選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則：
==117
2.5.6鉆、鉸φ16H8孔
機(jī)床：Z525鉆床
刀具：16直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min
2.5.7 鉆、锪擴(kuò)4-φ10，4-φ20孔、鉆G3/8螺紋孔
鉆φ12孔、鉸φ12孔、攻螺紋G3/8
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9
切削速度計(jì)算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實(shí)際切削速度為=2.64
確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =
2.5.8 鉆孔攻絲M8
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
攻絲M8
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
14、 精銑前端面
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(shè)計(jì)
在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆底面4-φ10孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。
3.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。
根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。
所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。
3.1.2 定位原理
在機(jī)械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。
工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工過程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法也沒有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺(tái)的連接
由于加工過程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。
3.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來。而對(duì)一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以2個(gè)平面和1個(gè)支撐釘定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
當(dāng)以固定邊接觸時(shí)
式中為彼此最小間隙
通過分析可得：
因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：
其中：
由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：
由上述計(jì)算易得：
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。采用螺紋螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。
結(jié)論
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
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致謝
致謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！