大連交通大學2013屆本科生大學畢業(yè)設計（論文）齒輪泵泵體的加工工藝與專用夾具設計摘要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。泵體加工工藝規(guī)程及其銑削、鉆孔的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。關鍵詞工藝、工序、切削用量、夾緊、定位Gear pump body process and special fixture designAbstractThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.Body process planning and drilling fixture was designed to include part machining process design, process design, and dedicated fixture design of three parts. In process design, analysis of the part must first understand the parts of the process re-engineering the structure of a blank, and select a good part of the processing of the base to design parts process route; followed by the various working steps on the part of the procedures for the size of the calculation, the key is to determine the various stages of work out of process equipment and cutting consumption; then dedicated fixture design, selection of design out of all the component parts fixture, such as the positioning components, clamping components, guiding elements, the specific folder connection with the machine parts and other components; calculate the positioning fixture positioning error generated, analysis fixture structure is reasonable and deficiencies, and attention to improving the design in the future.Key words：The craft、the working procedure、the cutting specifications clamp、the localization不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印- 2 - -目錄摘要1Abstract2第1章 緒論錯誤！未定義書簽。1.1 課題背景錯誤！未定義書簽。第2章 零件的分析22.1 零件的作用22.2 零件的工藝分析錯誤！未定義書簽。第3章 工藝規(guī)程設計63.1 確定毛坯的制造形式錯誤！未定義書簽。3.2 毛坯的設計錯誤！未定義書簽。3.3 選擇定位基準錯誤！未定義書簽。3.3.1 精基準的選擇63.3.2 粗基準的選擇73.4 制定工藝路線錯誤！未定義書簽。3.4.1 工序的合理組合73.4.2 工序的集中與分散錯誤！未定義書簽。3.4.3 加工階段的劃分83.4.4 工藝路線93.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定9第4章 確定切削用量及基本工時錯誤！未定義書簽。第5章 夾具設計375.1 設計夾具的目的375.2 夾具的分類375.3 專用夾具的組成385.4 典型的定位元件395.5 夾具中的夾緊機構415.6 夾具的發(fā)展趨勢425.7 本課題夾具設計435.7.1 問題的提出435.7.2 定位基準的選擇435.7.3 切削力及夾緊力計算435.7.4 定位誤差分析455.7.5 定向鍵與對刀裝置設計455.7.6 夾具設計及操作簡要說明45結論46參考文獻48致謝47千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行- 4 -引言隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。“工欲善其事，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。泵體體的加工工藝規(guī)程及其銑左端面和鉆底面孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。第1章 零件的分析1.1 零件的作用及工藝分析圖1.1 零件圖“泵”的定義就是一種能量轉換裝置，它將驅動電機的機械能轉換為油液的壓力能，以滿足執(zhí)行機構驅動外負荷的需要。泵的用途廣泛，種類繁多，分類方法也比較多。按泵的結構來分主要有：齒輪泵，柱塞泵，葉片泵，螺桿泵等。本泵體零件的材料為ZG25，但ZG25的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良，因此采用金屬型鑄造方法鑄造。零件有3組加工面他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 以底面和32圓柱互為基準的加工面，這個主要是底面和212孔和18孔，其中底面和12孔軸線的平行度為0.02。(2) 以底面為基準的加工面，這組加工面主要是左端面和2G1/4的孔，其中以底面為基準，左端面與底面的垂直度為0.01。(3) 以左端面和中心線為基準的加工面，這組加工面包括，240孔及其右端面，還有寬18mm的槽和2個小側面，1.2 計算生產綱領、確定零件的生產類型零件的生產綱領計算公式如下：其中=10000件/年，=1，=10%，=3%代入得：故屬于大批量生產。第2章 確定毛坯類型繪制毛坯簡圖2.1 毛坯的選擇與設計零件材料為ZG25，由于零件大批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，結構不太復雜，選用金屬型鑄造，鑄造精度為高，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。泵體零件材料為ZG25，硬度HB170，毛坯重約1Kg。生產類型為大批生產，采用金屬型鑄造。2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設計如下： 1.零件最大輪廓尺寸：根據(jù)圖紙，長102mm，寬46mm，高113.5mm，故最大輪廓尺寸為113.5mm。2.選取公差等級CT：鑄造方法按金屬型鑄造，鑄件材料為ZG25，得到公差等級CT范圍810級，取9級。3.求鑄件尺寸公差：根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級，查表得，公差相對于基本尺寸對成分布。4.求機械加工余量等級：鑄造方法按金屬型鑄造，得到加工余量等級范圍DF，取E級。5.求機械加工余量（RAM）：對所有加工表面取同一個數(shù)值，最大輪廓尺寸為113.5mm，機械加工余量等級為E級，查表得，機械加工余量為1.1mm。6.求毛坯尺寸：212、211、18孔較小，鑄成實心；底面、左端面、240孔和右平面都需要加工。底面單側加工，毛坯尺寸為：左端面單側加工，毛坯尺寸為：240孔內腔加工，毛坯尺寸為：240孔右平面加工，毛坯尺寸為：內孔兩小側面加工，毛坯尺寸為： 32右端面加工，毛坯尺寸為：故毛坯尺寸如下:左端面：87.2mm 240孔內腔：36.8mm 底面：115.9mm 240孔右平面：14.95mm 內孔小側面：24.9mm 32右端面：89.4mm 2.3 繪制零件毛坯簡圖根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖2.1“泵體”零件毛坯簡圖。圖2.1 “泵體”零件毛坯簡圖第3章 工藝規(guī)程設計3.1 定位基準的選擇正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準和輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經加工的表面作為定位基準(粗基準)。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(精基準)。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準把精基準面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準，用以定位。應從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結構特點、設計基準和技術要求的基礎上，根據(jù)粗、精基準的選擇原則，合理選擇定位基準。3.1.1 精基準的選擇“基準重合”原則應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準，即“基準重合”的原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差。 “基準統(tǒng)一”原則應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準，即“基準統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產生的誤差，并簡化夾具的設計制造工作。“互為基準”原則 當兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準，反復多次進行精加工。“自為基準”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。此外，精基準的選擇還應便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結構。需要指出的是，上述四條選擇精基準的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準統(tǒng)一就不一定符合基準重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 3.1.2 粗基準的選擇若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選該表面為粗基準。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準確，裝夾可靠。粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復使用某一粗基準。粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關重要。從零件圖上可以看出，泵體零件還算比較規(guī)則，所以粗基準容易選擇。為了保證前后端面的位置精度的要求，選擇泵體B面和底面作為作為粗基準，依照粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應該以這些不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準）來選取。 工件被放在夾具體，底面端頂住夾具體限制3個自由度；工件的大外半圓用活動V型塊夾緊，在兩個支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制3個自由度；因為我們限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 3.2 擬定工藝路線3.2.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：(1)工序分散原則工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。(2)工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。3.2.2 加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：(1)粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra80100m。(2)半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9IT10。表面粗糙度為Ra101.25m。(3)精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面達到圖紙要求。另外精加工工序安排在最后，可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度。精加工的加工精度一般為IT6IT7，表面粗糙度為Ra101.25m。(4)光整加工階段對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5IT6，表面粗糙度為Ra1.250.32m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。3.2.3 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。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。具體的工藝路線如下:工序：鑄造毛坯。工序：時效處理。工序：銑底平面。工序：銑左端面。工序：車削27圓柱、 18孔、12孔以及粗鉸精鉸18孔、12孔。工序：粗鏜、精鏜240孔及粗鏜、半精鏜240右端面。工序：鉆、粗鉸、精鉸上面12孔。工序：銑削兩個小側面。工序：鉆M6螺紋孔、攻螺紋。工序X：鉆左側G1 /4的孔。工序XI：鉆左側G1 /4的孔。工序XII：鉆底面211孔、锪222孔。工序XIII：車M27螺紋。工序：去毛刺、清洗、質檢。3.3 加工設備及工藝裝備的選用工藝設計中很重要的一項工作是為零件加工選擇加工設備以及工藝裝備等，選擇好了加工設備和工藝裝備有利于零件的加工，同時也考慮了經濟性，合理地避免了資源浪費的現(xiàn)象。加工設備選用了：金屬性鑄造機、X52K立式銑床、Z525立式鉆床、C6201臥式車床、T617A臥式鏜床、Z3025搖臂鉆床、清洗機等。工藝裝備主要包括夾具、刀具、量具等。夾具主要有各種專用夾具和角鐵式花盤；刀具包括：端銑刀、立銑刀、端面車刀、直頭焊接式外圓車刀、螺紋車刀、硬質合金鏜刀、高速鋼鏜刀、高速鋼麻花鉆、高速鋼鉸刀等；量具包括：游標卡尺、千分尺等。3.4 加工余量、尺寸公差的確定制訂零件機械加工工藝規(guī)程，還要對零件加工前的毛坯種類及其不同的制造方法進行選擇。由于零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關，故正確選擇毛坯具有重大的技術經濟意義。常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型件、焊接件、沖壓件等，而相同種類的毛坯又可能有不同的制造方法。選擇毛坯應該考慮生產規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某種毛坯制造方法的經濟性。如生產規(guī)模較大，便可采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，這樣，雖然一次投資較高，但均分到每個毛坯上的成本就較少。而且，由于精度較高的毛坯制造方法的生產率一般也較高，既節(jié)約原材料又可明顯減少機械加工勞動量，再者，毛坯精度高還可簡化工藝和工藝裝備，降低產品的總成本。選擇毛坯應該考慮工件結構形狀和尺寸大小。例如，形狀復雜和薄壁的毛坯，一般不能采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄和精鑄。再如，某些外形較特殊的小零件，由于機械加工很困難，則往往采用較精密的毛坯制造方法，如壓鑄、熔模鑄造等，以最大限度地減少機械加工量。選擇毛坯，應從本廠的現(xiàn)有設備和技術水平出發(fā)考慮可能性和經濟性。用這些毛坯制造方法后，可大大減少機械加工量，有時甚至可不再進行機械加工，其經濟效果非常顯著。泵體零件材料為ZG25，生產類型為大批量生產，采用金屬型鑄造毛坯，加工余量和尺寸公差如表3-1所示：表3-1 泵體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量項目底面左端面內孔側面孔孔右平面公差等級99999加工面基本尺寸113.585284018鑄件尺寸公差2.52.21.821.7加工余量等級EEEEERAM1.11.11.11.11.1毛坯基本尺寸115.8587.224.936.814.953.5 切削用量及時間定額的計算1.工序3：粗銑底面加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸寬度，長度；加工要求用標準硬質合金端銑刀銑削，加工余量；機床X52K型立式銑床。（1）選擇刀具： 根據(jù)表，選擇YT15硬質合金刀片，Z=4，端銑刀直徑。銑刀幾何形狀：。（2）選擇切削用量：1）決定銑削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀內完成，則。2）決定每齒進給量采用不對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表，當使用YT15，銑床功率為7KW時，但采用不對稱端銑，故取。3） 決定切削速度和每秒鐘進給量 根據(jù)表，當，時，。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)X52K型立銑說明書選擇： 因此實際切削速度和每齒進給量為：4） 檢驗機床功率根據(jù)表，當，近似為：。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為：故，因此所選擇的切削用量符合要求，即5） 計算基本工時式中，根據(jù)表，入切量及超切量，則故 2. 工序4：粗銑底左端面，半精銑左端面加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸寬度，長度；加工要求用標準硬質合金端銑刀銑削，加工余量；機床X52K型立式銑床。粗銑左端面（1）選擇刀具： 根據(jù)表，選擇YT15硬質合金刀片，Z=4，端銑刀直徑。銑刀幾何形狀：由于。（2）選擇切削用量：1)決定銑削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀內完成，則。2)決定每齒進給量采用不對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表，當使用YT15，銑床功率為7KW時,但采用不對稱端銑，故取。3)決定切削速度和每秒鐘進給量 根據(jù)表，當時，。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)X52K型立銑說明書選擇：因此實際切削速度和每齒進給量為：4)檢驗機床功率根據(jù)表，當，近似為。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為：故，因此所選擇的切削用量符合要求，即。5）計算基本工時 式中，根據(jù)表，入切量及超切量，則，故半精銑左端面（1）選擇刀具： 根據(jù)表，選擇YT15硬質合金刀片，Z=4，端銑刀直徑。銑刀幾何形狀： 。（2）選擇切削用量：1) 決定銑削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀內完成，則。2) 決定每齒進給量采用不對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表，當使用YT15，銑床功率為7KW時，但采用不對稱端銑，故取。3) 決定切削速度和每秒鐘進給量 根據(jù)表，當時，。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)X52K型立銑說明書選擇： 因此實際切削速度和每齒進給量為：4) 檢驗機床功率根據(jù)表，當，近似為。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為：故，因此所選擇的切削用量符合要求，即：。5) 計算基本工時式中，根據(jù)表，入切量及超切量，則：故3.工序9：粗銑槽的兩側面加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸寬度，高度；加工要求用立銑刀銑削，加工余量；機床X52K型立式銑床。（1）選擇刀具： 根據(jù)表，選擇YT15硬質合金立銑刀，Z=8，端銑刀直徑。銑刀幾何形狀：。(2)選擇切削用量：1) 決定銑削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀內完成，則。2) 決定每齒進給量由于銑削寬度5，帶整體刀頭立銑刀，其每齒進給量，故取：。3) 決定切削速度和每秒鐘進給量 查表得，切削速度公式其中： 代入公式得：4) 檢驗機床功率根據(jù)表，當，得。根據(jù)X52K型立銑說明書，機床主軸允許的功率為：故，因此所選擇的切削用量符合要求，即。5) 計算基本工時 式中，根據(jù)表，入切量及超切量，則，故4.工序5：車M27端面，外圓面，倒角加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸，車削后，加工長度為；機床C6201，工件裝夾在花盤上。工步一：車端面（1）選擇刀具根據(jù)表，選擇端面車刀，牌號為YT15硬質合金。（2）選擇切削用量1)確定切削深度 由于粗加工余量為2.2mm，故可在一次走刀內完成。 2）確定進給量 根據(jù)表，在粗車鋼料，刀桿尺寸為，工件直徑時，。 按照C6201機床說明書選擇： 3）確定切削速度 根據(jù)表，當用YT15硬質合金車刀加工鋼料，切削速度。 切削速度修正系數(shù)為：，,故：根據(jù)C6201機床說明書，選擇：，這時實際切削速度為：4）校驗機床功率 切削時的功率可由表查出：當，時，。切削功率的修正系數(shù)，故實際切削時的功率為。根據(jù)C6201機床說明書，當時，機床主軸允許功率為，因為，故所選切削用量滿足要求。最后決定的切削用量為： （3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，車削時入切量及超切量，則，故：工步二：車外圓（1）選擇刀具1）根據(jù)表，選擇直頭焊接式外圓車刀，牌號為YT15硬質合金，選刀桿尺寸：，刀片厚度為4.5mm；（2）選擇切削用量1）確定切削深度 由于粗加工余量為2.5mm， 故可在一次走刀內完成。 2）確定進給量 根據(jù)表，在粗車鋼料，刀桿尺寸為，工件直徑時，。 按照C6201機床說明書選擇 3）確定切削速度當 根據(jù)表，當用YT15硬質合金車刀加工鋼料，切削速度。 切削速度修正系數(shù)為：，,故：根據(jù)C6201機床說明書，選擇：，這時實際切削速度為：4）校驗機床功率 切削時的功率可由表查出：當，時，。 切削功率的修正系數(shù)，故實際切削時的功率為：。根據(jù)C6201機床說明書，當時，機床主軸允許功率為，因為，故所選切削用量滿足要求。最后決定的切削用量為： （3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，車削時入切量及超切量，則，故：5.工序14：車M27螺紋加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸，加工長度為，螺距；機床C6201，工件裝夾在花盤上。（1）選擇刀具：應選擇YT15牌號硬質合金螺紋車刀（牙形為三角形）。（2）選擇切削用量：1）確定切削深度：2）確定進給量：3）確定切削速度：4）車螺紋時的主軸轉速: 其中，為螺距，為安全系數(shù)，取80，代入得： 查C6201機床說明書選擇：（3）校驗機床功率當，時，。切削功率的修正系數(shù)：，故實際切削時的功率為。 根據(jù)C6201機床說明書，當時，機床允許功率為。因為，故選擇的切削用量符合要求。最后決定的切削用量為： 。（4）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，車削時入切量及超切量，則，故：6.工序6：粗鏜、精鏜圓面加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸，鏜削后，孔深度；機床T617A臥式鏜床。工步一：粗鏜圓面：（1）選擇刀具：應選擇YT15牌號硬質合金鏜刀。（2）選擇切削用量：查表得，粗加工時，切削速度：進給量： 背吃刀量： 轉 速： 故切削用量為： ，。（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則： 由于有兩個孔，故。工步二：精鏜圓面：(1)選擇刀具：應選擇高速鋼鏜刀。(2)選擇切削用量：精加工，查表得，切削速度： 進給量： 背吃刀量： 轉速：故切削用量為：，。 (3)計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則： 由于有兩個孔，故。7.工序7：粗鏜、精鏜內圓右端面加工材料,，鑄件，有外皮；工件尺寸右端面，加工后；機床T617A臥式鏜床。工步一：粗鏜內圓右端面：(1)選擇刀具：應選擇YT15牌號硬質合金鏜刀；(2)選擇切削用量：粗加工，查表得，切削速度： 進給量： 背吃刀量： 轉速：故切削用量為：，。(3)計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則： 由于有兩個孔，故。工步二：半精鏜內圓右端面：(1)選擇刀具：應選擇高速鋼鏜刀。(2)選擇切削用量：半精加工，查表得，切削速度： 進給量： 背吃刀量： 轉速：故切削用量為：，(3)計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則： 由于有兩個孔，故。8.工序5：鉆、粗鉸、精鉸孔，鉆、粗鉸、精鉸孔加工材料,，鑄件；加工要求孔徑，孔深，精度要求為H7，故需要鉆、粗鉸、精鉸；機床Z525立式鉆床。工步一：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當加工精度要求為H7，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當，機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故： 根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即取；也可降低一級轉速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則； 方案二：，則； 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：工步二：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當加工精度要求為H7，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當， 機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故 ： 根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即?。灰部山档鸵患夀D速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則; 方案二：，則; 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：工步三：粗鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀。（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得：進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: , 代入得：（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：工步四：粗鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀，。（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得： 進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: ， , 代入得：（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則:工步五：精鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀，。（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得：進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: ， 代入得：（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：工步六：精鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀，。（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得：進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: 代入得：（3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：9.工序8：鉆、粗鉸、精鉸孔加工材料,，鑄件；加工要求孔徑，孔深，精度要求為H7，故需要鉆、粗鉸、精鉸；機床Z525立式鉆床。工步一：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當加工精度要求為H7，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當，機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。切削速度修正系數(shù)為：，故 ：根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即取；也可降低一級轉速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則; 方案二：，則; 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：工步二：粗鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀，（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得：進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: 代入得：（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則，精鉸孔（1）選擇刀具：高速鋼鉸刀，（2）切削用量的確定 當，刀具為高速鋼鉸刀時，查表得：進給量： 背吃刀量： 切削速度： 其中: 代入得：（3）計算基本工時 式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：10.工序10：鉆螺紋孔、攻絲加工材料,，鑄件；加工要求孔徑，孔深；機床Z3025搖臂鉆床工步一：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當加工精度要求為H7，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當， 機床進給機構允許的軸向力為19620N時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z3025鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故 ：根據(jù)Z3025鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即?。灰部山档鸵患夀D速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則; 方案二：，則; 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則： 由于有6個孔,故其時間為:。工步二：攻絲（1）工件尺寸：孔徑，螺紋深度。（2）選擇鉆頭：選擇高速鋼機動絲錐。（3）選擇切削用量查表得：進給量： 背吃刀量： 轉速： 切削速度： （4）計算基本工時：其中：代入得：由于有6個孔,故其時間為:。11.工序11：鉆左右兩側孔、鉆孔、攻絲加工材料,，鑄件；加工要求孔徑，孔深；孔徑，孔深；攻絲深度；機床Z525立式鉆床工步一：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當加工精度要求為H7，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當，機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故：根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即?。灰部山档鸵患夀D速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則; 方案二：，則; 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：由于有2個孔,故其時間為:。工步二：鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當， 機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。 查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故：根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：由于有2個孔,故其時間為:。工步三：攻絲（1）工件尺寸：孔徑，螺紋深度。（2）選擇鉆頭：選擇高速鋼機動絲錐。（3）選擇切削用量查表得，進給量： 背吃刀量： 轉速： 切削速度： （4）計算基本工時：其中：，代入得：由于有2個孔,故其時間為:。12.工序13：鉆孔、锪加工材料,，鑄件；加工要求孔徑，孔深；锪孔孔徑，孔深；機床Z3025搖臂鉆床。鉆孔（1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆，直徑。（2）選擇切削用量1）決定進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)表，當，時，。 由于，故不需要乘孔深修正系數(shù)。 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表查得，當，鉆頭強度允許的進給量。按鉆床進給機構強度決定進給量：根據(jù)表，當， 機床進給機構允許的軸向力為8330N時，進給量為。從以上三個進給量比較可以看出，進給量取值范圍為，根據(jù)Z3025鉆床說明書，選擇。2）決定切削速度 查表，當?shù)奶间摷庸ば阅軐儆诘?類。查表，當加工性能為第4類，雙橫刃磨的鉆頭，。 切削速度修正系數(shù)為：，故：根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇，但因所選的轉速比計算轉速高，會使刀具耐用度下降，故可將進給量降一級，即取；也可降低一級轉速，即取，仍用，比較這兩種方案： 方案一：，則; 方案二：，則; 因為第一方案則的乘積較大，基本工時較少，故第一個方案好。 3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則，由于有2個孔,故其時間為:。工步二：锪孔（1）選擇刀具：選擇高速鋼锪鉆，直徑。（2）選擇切削用量锪孔，查表得：進給量： 切削速度：轉速：背吃刀量：因此，切削用量為： （3）計算基本工時式中，。根據(jù)表查得，入切量及超切量，則：由于有2個孔,故其時間為:。第4章 專用銑床夾具設計4.1 定位方案及定位裝置的設計計算4.1.1定位方案的確定定位是指確定工件在機床（工作臺）上或夾具中占有正確位置的過程。銑削左端面，由于加工表面表面粗糙度為，因此以已加工過的底面作為主定位面，左端面和右面32mm圓柱端面之間的尺寸要求為87.2 mm，左端面下邊還有一個R38mm的圓弧，因此選用直徑為76mm的端銑刀，在立式銑床上加工。因此底面用兩個支承板限定三個自由度，右面32mm圓柱端面有一個支承釘限定一個自由度，后面用兩個支承釘限定兩個自由度，因此限定了六個自由度，實現(xiàn)完全定位。 繪制零件夾具定位示意圖如下：圖4.1 夾具定位示意圖4.1.2定位誤差的分析計算定位誤差實質上就是工序基準在加工尺寸方向上的位置最大變動量。定位誤差的來源主要兩方面：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基準位置誤差和由于工件的工序基準與定位基準不重合引起的基準不重合誤差，計算定位誤差首先要找出工序尺寸的工序基準，然后求其在加工尺寸方向上的最大變動量。由于此夾具由平面作為主定位面，側面由支承釘定位，故定位誤差計算如下：銑削左端面 設計基準：右側18小端面 定位基準：右側18小端面 調刀基準：20支承釘表面由于基準重合，故基準不重合誤差：=0；而調刀基準與定位基準也重合，因此基準位移誤差：=0。所以定位誤差：。4.2 夾緊方案的設計及裝置的設計計算4.2.1夾緊方案的確定 根據(jù)夾緊力方向應與工件的定位情況相適應，不應破壞工件在定位時所獲得的位置，夾緊力的作用點應盡量靠近工件的加工表面，使切削力對夾緊力作用點的力矩最小，以減少工件的轉動趨勢和震動。根據(jù)以上原則，選擇頂端作為夾緊面，使用鉸鏈機構夾緊，用V形塊壓板夾緊頂端圓弧部分，采用輔助支撐減少震動，確保夾緊機構夾緊可靠。4.2.2夾緊力大小的分析計算（1） 對于螺旋夾緊壓板機構的計算查手冊，公式為： 其中； 而則是螺母夾緊，其計算公式為：其中：代入得：故：（2） 銑床銑削力的計算 由于工件材料為鑄鋼，選擇刀具材料為硬質合金，銑刀類型為端銑刀，故而銑削力計算公式為： 其中：代入得： 其中：為安全系數(shù)，取3； 故，滿足夾緊要求。4.3 夾具的總體設計該夾具主要采用：底面用兩個支承板限定三個自由度，右面32mm圓柱端面有一個支承釘限定一個自由度，后面用兩個支承釘限定兩個自由度，這樣就限定了六個自由度的定位方式；選擇頂端作為夾緊面，使用鉸鏈機構夾緊，用V形塊壓板夾緊頂端圓弧部分，采用輔助支撐減少震