泵體的設(shè)計(jì)及專用夾具的設(shè)計(jì)

泵體的設(shè)計(jì)及專用夾具的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì),專用,夾具 附錄1 外文翻譯 基于事例推理的夾具設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用 摘要:根據(jù)基于事例的設(shè)計(jì)方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結(jié)構(gòu)特征信息來(lái)描述夾具的相似性,并建立了包括這2方面主要特征信息為基礎(chǔ)的事例索引碼,設(shè)計(jì)了事例庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時(shí),提出了基于知識(shí)引導(dǎo)的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進(jìn)行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設(shè)計(jì).所開(kāi)發(fā)的原型系統(tǒng)在型號(hào)工程夾具設(shè)計(jì)等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了應(yīng)用,并取得了令人滿意的使用效果. 關(guān)鍵詞: 基于事例的推理 夾具設(shè)計(jì) CAD 夾具是以確定工件安全定位準(zhǔn)確為目的的裝置，并在加工過(guò)程中保持工件與刀具或機(jī)床的位置一致不變。因?yàn)閵A具的結(jié)構(gòu)依賴于產(chǎn)品的特點(diǎn)和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設(shè)計(jì)是制造過(guò)程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,需要有從大量的設(shè)計(jì)論文中了解質(zhì)量知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)，這些設(shè)計(jì)論文包括工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當(dāng)用這些擅長(zhǎng)繪制詳細(xì)設(shè)計(jì)圖的傳統(tǒng)的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)時(shí),這仍然是一項(xiàng)非常耗時(shí)的工作，但是利用以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關(guān)鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應(yīng)以往個(gè)案解決的辦法,建立一個(gè)新問(wèn)題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個(gè)比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因?yàn)樘岢鲆粋€(gè)類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設(shè)計(jì)工具已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中發(fā)展起來(lái)，如在注射成型及設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)投死, 規(guī)劃過(guò)程中,還有夾具設(shè)計(jì). 孫用六個(gè)數(shù)字組成代碼參數(shù),包括工件的形狀、機(jī)械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個(gè)系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲(chǔ)存需要保留的同一參數(shù)代碼的問(wèn)題,這在CBR中是非常重要的. 1事例參數(shù)和事例圖書(shū)館的建立 1.1事例參數(shù) 事例參數(shù)應(yīng)該由工件的所有的特征組成，來(lái)區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因?yàn)榱慵男螤钍嵌喾N多樣的, 在生產(chǎn)企業(yè)中制造的技術(shù)要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數(shù)將會(huì)使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因?yàn)榉峙浣o每個(gè)特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數(shù)包含所有的特征是困難的。 因此,考慮到實(shí)際和快速設(shè)計(jì)的需求,事例參數(shù)要包含工件的主要特征和夾具的結(jié)構(gòu)。事例參數(shù)代碼由16位數(shù)組成：13位數(shù)是事例特征 3位數(shù)是事例識(shí)別數(shù)字。 前13位數(shù)代表13個(gè)特征。 每個(gè)數(shù)字與特征的一個(gè)屬性相一致,這可能是"*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一個(gè)。其中，"*"是指任何一個(gè),"?"代表不確定,"0"代表沒(méi)有。 系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是"*"和"?"。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),三個(gè)項(xiàng)目的屬性信息沒(méi)有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。 最后三位數(shù)是事例識(shí)別號(hào)碼,如果事例特征的13位數(shù)是一樣的,這三個(gè)數(shù)字就用來(lái)區(qū)別他們。 該系統(tǒng)還規(guī)定:"000"是用于修正的一個(gè)典型事例,其他事例"001"、"002"、…,這些是用于設(shè)計(jì)師查找參考事例的. 如果其中一個(gè)偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成"000",前面的自動(dòng)變成參考事例. 事例索引碼的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型； 2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體； 3—工件材料； 8—加工內(nèi)容； 13—其他； 4—批 量； 9—過(guò)程所有物； 14到16—事例識(shí)別碼； 5—工件比例； 10—定位模型； 圖1 事例索引碼的結(jié)構(gòu) 1.2事例庫(kù) 事例庫(kù)由許多預(yù)定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問(wèn)題之一。所以由索引碼復(fù)合。 1.3 事例的層次化 夾具的結(jié)構(gòu)相似被認(rèn)為是整個(gè)夾具，成分和內(nèi)容相似。所以，整個(gè)夾具事例庫(kù)，成分事例庫(kù)，夾具的成分事例庫(kù)形成相同。整個(gè)夾具的設(shè)計(jì)資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數(shù)字來(lái)進(jìn)行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結(jié)構(gòu)成分，主要驅(qū)動(dòng)參數(shù)，數(shù)字，和它們的約束關(guān)系）。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)中有很多參數(shù)化準(zhǔn)件和普通非標(biāo)準(zhǔn)件。所以成分事例圖書(shū)館應(yīng)記錄特殊參數(shù)和保持它們的方法。 2事例修改的策略 在基于事例的夾具設(shè)計(jì)中，最重要的是相似點(diǎn)的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應(yīng)時(shí)間。根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識(shí)指導(dǎo)結(jié)合起來(lái)。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識(shí)指導(dǎo)策略意味著在來(lái)自客觀事物根源的知識(shí)規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個(gè)平面兩個(gè)銷的定位方法。如果沒(méi)有合適的，就查找深度標(biāo)點(diǎn)，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關(guān)的事例。 修改方法： 1） 根據(jù)夾具事例庫(kù)的事例索引信息，查找有關(guān)事例庫(kù)。 2） 將事例索引碼與事例庫(kù)的每個(gè)事例碼匹配，然后計(jì)算相似尺寸的價(jià)值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。 兩個(gè)事例之間的相似點(diǎn)是基于兩個(gè)事例特征之間的相似點(diǎn)。相似點(diǎn)尺寸的計(jì)算依靠特征的類型。相似點(diǎn)的價(jià)值可以通過(guò)數(shù)字化的價(jià)值來(lái)計(jì)算，例如比較重量分別是50kg 和 20kg的工件。非數(shù)字化的價(jià)值也能計(jì)算，例如，現(xiàn)在前13位索引碼都是非數(shù)字化的價(jià)值。一個(gè)夾具的相似尺寸的計(jì)算公式如下： 其中S表示通用夾具的相似尺寸，n表示索引特性數(shù)，表示每個(gè)特性的重量，表示事例庫(kù)中特性和相關(guān)夾具的特性的相似尺寸。同時(shí)， ，數(shù)值計(jì)算如下： 其中表示第i個(gè)特征的索引特性值，表示事例庫(kù)中第j個(gè)事例的第i個(gè)特征的特性值。 所以有兩種方法選擇相似夾具。一個(gè)方法是建立數(shù)值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數(shù)值小，這些事例就不能選來(lái)作相似事例。事例庫(kù)最初建立的時(shí)候，只有一些事例，數(shù)值可以建小一點(diǎn)。如果有大量的相似事例，數(shù)值就應(yīng)該建的大一些。另外一個(gè)方法是只建立相似事例的數(shù)字（例如10），這是類型單里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存儲(chǔ) 3.1事例的修改 夾具設(shè)計(jì)中相似事例的修改包括以下三個(gè)階段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不變，調(diào)整成分的特性 3） 模型重新設(shè)計(jì) 如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過(guò)使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經(jīng)被設(shè)計(jì)好了。 3.2事例的存儲(chǔ) 在將一個(gè)新的事例保存到事例庫(kù)之前，設(shè)計(jì)者必須考慮保存是否有價(jià)值。如果這個(gè)事例不能增加系統(tǒng)的知識(shí)，就沒(méi)有必要把它保存到事例庫(kù)里。如果它有價(jià)值的話，設(shè)計(jì)者在保存之前必須分析一下，看看這個(gè)事例是否作為標(biāo)準(zhǔn)事例或參考事例被存儲(chǔ)了。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)事例是一個(gè)描述同族事例主要特征的標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)同族事例是有事例庫(kù)中索引碼前13位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)事例的最后三位通常是“000”。一個(gè)參考事例屬于同族標(biāo)準(zhǔn)事例，最后三位用不同數(shù)字區(qū)分。 從被解釋的概念中，可采用以下方法： 1）如果一個(gè)新的事例和任何一個(gè)存在的事例族一致，和一個(gè)存在的標(biāo)準(zhǔn)事例的前13位數(shù)相同，那么這個(gè)事例就不能存儲(chǔ)因?yàn)橐呀?jīng)這種標(biāo)準(zhǔn)事例了。或者只能作為一個(gè)參考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一樣）在事例庫(kù)中。 2）如果一個(gè)新的事例和任何一個(gè)存在的事例族一致，并且被認(rèn)為代替這個(gè)事例族要比以前的標(biāo)準(zhǔn)事例好，那么這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)事例就被這個(gè)新的事例代替，以前的標(biāo)準(zhǔn)事例作為一個(gè)參考事例保存。 3）如果一個(gè)新的事例和任何一個(gè)存在的事例族不一致，一個(gè)新的事例族將會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生，并作為標(biāo)準(zhǔn)事例保存到事例庫(kù)中。 4夾具設(shè)計(jì)中基于事例推理的過(guò)程 根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的特性，夾具設(shè)計(jì)的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產(chǎn)和設(shè)計(jì)者等等，必須先輸入。然后，輸入或設(shè)計(jì)工件的模型。輸入有關(guān)工件的細(xì)節(jié)信息，建立事例索引碼，然后CBR開(kāi)始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設(shè)計(jì)，再存儲(chǔ)到事例庫(kù)中。程序流程圖如圖2所示 圖2 基于事例推理的夾具設(shè)計(jì)流程圖 5基于事例推理的夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明 這是一個(gè)工件如圖3所示。材料是45鋼，底座，形狀為塊狀，生產(chǎn)批量為中批等。需要設(shè)計(jì)成一個(gè)用來(lái)旋轉(zhuǎn)孔的旋轉(zhuǎn)夾具。 圖3 需要設(shè)計(jì)夾具的一個(gè)工件 （最大尺寸80mmx49mmx22mm） 工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表1中列出。 表1 工件的事例索引碼和重量 特征名稱 特性值 索引碼 重量 夾具類型 車床夾具 1 100 工件形狀 塊狀 9 90 工件材料 中碳鋼 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 輕 5 60 工件剛度 硬度強(qiáng) 1 60 加工內(nèi)容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三個(gè)平面 1 100 夾緊方法 不確定 ？ 90 夾具體 復(fù)合 4 80 其他 沒(méi)有 0 60 通過(guò)查找和計(jì)算相似點(diǎn)，最相似的事例的事例索引碼是19325513321402000，細(xì)節(jié)信息在表2中列出。 表2 最相似事例的事例索引碼 特征名稱 特性值 索引碼 夾具類型 車床夾具 1 工件形狀 塊狀 9 工件材料 中碳鋼 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 輕 5 工件剛度 硬度強(qiáng) 1 加工內(nèi)容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三個(gè)平面 1 夾緊方法 不確定 ？ 夾具體 復(fù)合 4 其他 沒(méi)有 0 相似點(diǎn)的計(jì)算如下： 所以?shī)A具的相似尺寸值是0.806，這是在事例庫(kù)中用于設(shè)計(jì)的最相似的事例，最相似的事例的結(jié)構(gòu)如圖4所示 圖4 最相似的夾具 當(dāng)成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調(diào)節(jié)相關(guān)尺寸之后，新的夾具被設(shè)計(jì)出來(lái)，圖形如圖6所示 圖5 需要設(shè)計(jì)的新夾具 因?yàn)樵谑吕龓?kù)中沒(méi)有相似夾具，新夾具被儲(chǔ)存到事例庫(kù)中。事例索引碼是19325523311402000。 6 結(jié)論 基于事例推理，作為一個(gè)問(wèn)題解決的方法，是一個(gè)比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經(jīng)在很多難獲取知識(shí)的領(lǐng)域里得到發(fā)展。基于事例推理的優(yōu)點(diǎn)如下：它和人類的思想很相似；一個(gè)事例庫(kù)通過(guò)保存新事例獲得自學(xué)能力，它比有慣例庫(kù)更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識(shí)，這和慣例庫(kù)有很大的不同。基于事例推理中提出的一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的框架已經(jīng)被實(shí)行了，使用的是支持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個(gè)框架也已經(jīng)和普通成分庫(kù)和典型夾具庫(kù)結(jié)合起來(lái)。這個(gè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于航空項(xiàng)目，幫助夾具設(shè)計(jì)者提高設(shè)計(jì)效率和重新使用先前的設(shè)計(jì)資源。 9 南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程系 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 泵體 共 2 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 鑄造 鑄 時(shí)效 熱 涂底漆 表 10 銑 粗銑底面 金工 銑削 X53K 專用銑夾具 20 銑 粗銑頂面 金工 銑削 X53K 專用銑夾具 30 銑 精銑底面 金工 銑削 X53K 專用銑夾具 40 銑 精銑頂面 金工 銑削 X53K 專用銑夾具 50 鏜 鏜Φ42+00.025mm及Φ50+00.025mm孔， 金工 鏜削 T616 專用鏜夾具 孔口倒角2×45°， 車內(nèi)端面。 60 鉆 鉆鉸4-Φ9孔， 金工 鉆削 Z3025 專用鉆夾具 擴(kuò)孔至4-Φ14。 70 車 車左端面， 金工 車削 C620-1 角鐵式車床夾具 車Φ30+00.021mm的內(nèi)孔。 80 鉆 2-M14×1.5螺紋底孔， 金工 鉆削 Z3025 專用鉆夾具 專有攻螺紋夾具 攻螺紋2- M14×1.5-7H， 擴(kuò)孔至Φ22。 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程系 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 泵體 共 2 頁(yè) 第 2 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 90 鉆 M10×1螺紋底孔， 金工 鉆削 Z3025 專用鉆夾具 專有攻螺紋夾具 攻螺紋M10×1-7H， 擴(kuò)孔至Φ15。 100 鉆 鉆4-M6螺紋底孔， 金工 鉆削 Z3025 專用鉆夾具 專有攻螺紋夾具 攻螺紋4×M6-7H。 110 鉆 鉆3-M6螺紋底孔， 金工 鉆削 Z3025 專用鉆夾具 專有攻螺紋夾具 攻螺紋3×M6-7H。 檢驗(yàn)。 入庫(kù)。 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 目 錄 摘 要 II Abstract III 第1章 緒論 1 1.1機(jī)床夾具概述 1 1.1.1機(jī)床夾具 1 1.1.2機(jī)床夾具的功能 1 1.1.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 1 1.2機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2 1.2.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 3 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1 零件的分析 4 2.1.1零件的作用 4 2.1.2零件的工藝分析 4 2.2毛壞的選擇 4 2.3工藝路線的擬定 4 2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.2擬定工藝路線 5 2.4加工余量的確定及工序尺寸的計(jì)算 6 2.4.1毛壞余量 6 2.4.2泵體各平面加工工序余量 7 2.4.3內(nèi)孔φ50H7加工工序余量 8 2.4.4內(nèi)孔φ42H7加工工序余量 8 第3章 切削用量及工時(shí)的確定 11 3.1切削用量及機(jī)械加工時(shí)間的計(jì)算 11 3.2輔助時(shí)間的確定 23 第4章 車φ30H7孔的夾具設(shè)計(jì) 26 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 26 4.2 定位誤差分析與計(jì)算 26 4.2.1影響加工精度的因素 26 4.2.2 保證加工精度的條件 27 第5章 鉆3×M6孔的夾具設(shè)計(jì) 28 5.1 定位基準(zhǔn)的選擇 28 5.2 定位誤差分析與計(jì)算 28 5.2.1影響加工精度的因素 28 5.2.2 保證加工精度的條件 29 第6章 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 英文翻譯 32 摘 要 在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝過(guò)程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對(duì)機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)和刀具占有正確的位置，這一過(guò)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(duì)其施加一定的夾緊力，這一過(guò)程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過(guò)程稱為“安裝”。在機(jī)床上用來(lái)完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最為廣泛的“機(jī)床夾具”。 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。因此，專用夾具的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，每一個(gè)從事加工工藝的工裝設(shè)計(jì)人員，都應(yīng)該掌握有關(guān)夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)鉆床夾具，需要對(duì)泵體上Φ30的孔進(jìn)行車削加工及3-M6-7H的螺紋孔進(jìn)行鉆削加工。 機(jī)械零件上往往都有各種不同用途和不同精度的孔需要加工。在機(jī)械加工中，孔的加工量所占比例較大，其中鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具加工占相當(dāng)多數(shù)。這時(shí)，除了要保證孔的尺寸精度外，還要達(dá)到孔的位置精度要求。在單件小批量生產(chǎn)中，用劃線后找正孔軸線位置方法加工，更因鉆頭剛性差、易變形，因此生產(chǎn)效率低且精度差。在批量生產(chǎn)中一般都采用鉆床夾具，鉆床夾具又稱鉆模，通過(guò)鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工可準(zhǔn)確地確定刀具與工件之間的相對(duì)位置，是鉆模的主要特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械制造，通用夾具，專用夾具，鉆床夾具，車床夾具，泵體。  Abstract At machine manufacture's machine-finishing, the examination, the assembly, the welding and the heat treatment and so on the cold hot technological process, are using the massive jigs, with installs the processing object, enables it to hold the correct position, guaranteed that the components and the product quality, and raises the production efficiency. Processes the work piece when the engine bed, to guarantee the working accuracy, must install the work piece correctly, causes its relative engine bed cutting builder motion and the cutting tool holds the correct position, this process is called “the localization”. For because of exogenic processes and so on cutting force, force of inertia, gravity is not destroyed the work piece already the correct position which decides, but must exert certain clamping force to it, this process is called “the clamp”. The localization and the clamp entire process is called “the installment”. Uses for on the engine bed to complete the work piece to install the duty the important craft equipment, is in each kind of jig widely applies “the engine bed jig”. The engine bed jig's type are many, the use scope broadest universal jig, the specification size many have standardized, and has the specialty factory to carry on the production. But widely uses in the volume production, specially unit clamp which serves for some work piece working process, then needs various factories independently to design the manufacture according to the work piece processing craft. Therefore, unit clamp's design is an important production preparatory work, each is engaged in the processing craft the work clothes designers, should grasp the related jig design the elementary knowledge. The this design's primary coverage designs the drill jig, needs to the pump body on φ30 the hole carries on the lathe work and the 3-M6-7H threaded hole carries on drills truncates the processing. On the machine parts often has each different use and the different precision hole needs to process. In the machine-finishing, the hole process load accounts for the proportion to be big, the drill bit, the reamer, the reamer and so on decide the size cutting tool processing to occupy quite most. By now, besides must guarantee the hole the size precision, but must achieve the hole the position accuracy requirement. In single unit small batch production, after lineation adjusts the hole spool thread position method processing, because the drill bit rigidity bad, easy to distort, therefore the production efficiency is low, and the precision is bad. Uses the drill jig generally in the volume production, the drill jig calls the jig, through drills the set of guidance cutting tool to carry on the processing to be possible to determine accurately between the cutting tool and the work piece relative position, is the jig main feature. Key word: Machine manufacture, universal jig, unit clamp, drill jig, lathe fixture, pump body. 第1章 緒論 1.1機(jī)床夾具概述 1.1.1機(jī)床夾具 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 1.1.2機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 1.1.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 在機(jī)械加工中，使用機(jī)床夾具的目的主要有以下六個(gè)方面。然而，在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點(diǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮加工的技術(shù)要求、生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求，以達(dá)到預(yù)期的效果。 1．保證精度 用夾具裝夾工件時(shí)，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對(duì)其它生產(chǎn)條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個(gè)環(huán)節(jié)。 夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對(duì)刀具、機(jī)床的切削成形運(yùn)動(dòng)的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。 2．提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時(shí)間和基本時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 3．改善工人的勞動(dòng)條件 用夾具裝夾工件方便餐、省力、安全。當(dāng)采用氣壓、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。 4．降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。 5．保證工藝紀(jì)律 在生產(chǎn)過(guò)程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。例如，夾具設(shè)計(jì)往往也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。 6．?dāng)U大機(jī)床工藝范圍 這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復(fù)雜的成形面。 1.2機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類齊全的工藝裝備。 1.2.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.2.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2~0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第2章 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零件，泵體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，其作用是將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個(gè)整體，并使之保持正確的相對(duì)位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動(dòng)力、改變速度、完成機(jī)器或部件的預(yù)定功能。要求箱體零件要有足夠的剛度和強(qiáng)度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命。 2.1.2零件的工藝分析 1、零件形狀： 此泵體的外形較簡(jiǎn)單，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求 。現(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： （1）外形基本上是多個(gè)圓柱面組成的封閉式多面體； （2）結(jié)構(gòu)形狀比較簡(jiǎn)單，內(nèi)部為空腔形； （3）泵體的加工面，僅為頂面、底面及左側(cè)面，此外還有精度要求較高的配作孔。 2、技術(shù)要求如下： （1）尺寸精度 內(nèi)孔的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求。 （2）位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對(duì)孔軸線的垂直度等。 （3）此外，為滿足泵體加工中的定位需要及箱體與機(jī)器總裝要求，箱體的裝配基準(zhǔn)面與加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定距離尺寸精度的要求。 2.2毛壞的選擇 根據(jù)零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為非圓柱體，且屬于大批生產(chǎn)，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。 2.3工藝路線的擬定 2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：泵體上的Φ42+00.025mm孔既是裝配基準(zhǔn),又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用他們作為精基準(zhǔn),能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則,實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用他來(lái)定位,這樣的工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外底面面積較大，定位比較簡(jiǎn)單、可靠及操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：采用泵體上底面做粗基準(zhǔn)，考慮到此面表面較為平整，配合內(nèi)孔面定位方式簡(jiǎn)單操作方便，符合粗基準(zhǔn)的選擇條件。 2.3.2擬定工藝路線 初步擬定的工藝路線： 工序1　　鑄造毛坯 工序2 人工時(shí)效溫度（500°～550°）消除應(yīng)力 工序3 非加工表面噴漆 工序4 劃粗加工線 工序5 粗銑底面 工序6 粗銑頂面 工序7 精銑底面 工序8 精銑頂面 工序9 鉆-擴(kuò)4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 工序10 鏜Φ50H7的孔并孔口倒角 工序11 車Φ42H7的孔并孔口倒角 工序12 車左端面及Φ30H7的孔 工序13 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 工序14 鉆M10×1螺紋孔并攻螺紋，锪孔至Φ15 工序15 鉆4-M6螺紋孔并攻螺紋 工序16 鉆3-M6螺紋孔并攻螺紋 工序17 檢驗(yàn) 工序18 入庫(kù) 上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則但某些工序有些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。如車Φ50H7孔時(shí)可與車Φ42H7孔在同一車床上加工，在同一次裝夾下完成，這樣節(jié)省了一套夾具和節(jié)約裝夾時(shí)間并且保證同軸度。對(duì)于工序5至工序8來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到平行度的要求，最好在一次性裝夾下完成粗精加工。 修改后的工藝路線： 工序1　　鑄造毛坯 工序2 人工時(shí)效溫度（500°～550°）消除應(yīng)力 工序3 非加工表面噴漆 工序4 劃粗加工線 工序5 粗、精銑底面 工序6 粗、精銑頂面 工序7 鉆-擴(kuò)4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 工序8 鏜Φ50H7及Φ42H7的孔并孔口倒角 工序9 車左端面及Φ30H7的孔 工序10 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 工序11 鉆M10×1螺紋孔并攻螺紋，锪孔至Φ15 工序12 鉆4-M6螺紋孔并攻螺紋 工序13 鉆3-M6螺紋孔并攻螺紋 工序14 檢驗(yàn) 工序15 入庫(kù) 2.4加工余量的確定及工序尺寸的計(jì)算 根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，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： 2.4.1毛壞余量 “泵體”零件材料為HT200，查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 各種鑄鐵的性能比較，得灰鑄鐵的硬度HB為143～269， 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（g / cm3），計(jì)算零件毛坯的重量約為2 kg。 根據(jù)原始資料，該零件為10000件/年的年產(chǎn)量，毛坯重量估算為2kg<100kg查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》工藝表17-5 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，確定為金屬型鑄造。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)。 查表2.2-1 鑄件尺寸公差數(shù)值 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100mm至160mm，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8mm。 查表2.2-5 鑄鐵件機(jī)械加工余量等級(jí)選擇（JB2854-80） 按表選擇機(jī)械造型金屬模，加工余量等級(jí)為F級(jí)。 毛坯基本尺寸: 4-Φ9、2-M14、M10、4-M6及3-M6孔較小鑄成實(shí)心。 左端面為單側(cè)加工面，毛坯基本尺寸: R=F+RMA+CT/2=161+1.8+3.6/2=165.6ｍｍ 取166mm 頂面和底面為雙側(cè)加工面，毛坯基本尺寸 : R=F+頂面余量+底面余量=62+3+2.5=67.5mm 取68mm Φ50H7的內(nèi)孔屬內(nèi)腔加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=50-2×2.5=45mm 取44mm Φ42H7屬內(nèi)腔加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=42-2×2.5=37mm 取37mm Φ30H7屬內(nèi)腔深度加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=30-2×2.5=35mm 取35mm 內(nèi)端面單側(cè)加工，毛坯基本尺寸: R=F+RAM=14+3.5=17.5mm 取17.5mm 則鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下： 左端面：5.0mm；頂面：3.0mm；底面：2.5 mm；Φ50內(nèi)孔：6.0mm；Φ42內(nèi)孔：5.0mm；Φ30內(nèi)孔：5.0mm；內(nèi)端面：3.5mm。 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 2.4.2泵體各平面加工工序余量 根據(jù)已設(shè)定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，各個(gè)平面都需要進(jìn)行粗銑——精銑。 查表2.3-21 銑平面加工余量 根據(jù)零件圖紙，加工長(zhǎng)度≤300mm,加工寬度≤100mm,則精銑工序余量為1.0mm。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表2-5 標(biāo)準(zhǔn)公差值 按上表，零件厚度>18～30mm，粗銑（IT13）厚度公差-0.33mm,精銑（IT10）厚度公差-0.084。 零件平面最大尺寸>120～260，毛坯為灰鑄鐵，精加工余量為1mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序單邊余量為3mm。 2.4.3內(nèi)孔φ50H7加工工序余量 查《工藝手冊(cè)》，表11.4-2 鏜床的加工精度 按表11.4-2，要達(dá)到φ50H7所需精度及表面粗糙度要求，需進(jìn)行粗鏜——半精鏜——精鏜，對(duì)應(yīng)加工精度為： 粗鏜：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細(xì)鏜：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級(jí)精度（H7）孔的加工，確定φ50H7的粗鏜加工直徑余量為6mm，半精鏜工序加工直徑余量為1.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為4mm。 2.4.4內(nèi)孔φ42H7加工工序余量 查《工藝手冊(cè)》，表11.4-2 鏜床的加工精度 按表11.4-2，要達(dá)到φ42H7所需精度及表面粗糙度要求，需進(jìn)行粗鏜——半精鏜——精鏜，對(duì)應(yīng)加工精度為： 粗鏜：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細(xì)鏜：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級(jí)精度（H7）孔的加工，確定φ42H7的粗鏜加工直徑余量為5mm，半精鏜工序加工直徑余量為1.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為3mm。 2.4.5內(nèi)孔φ30H7加工工序余量 查《工藝手冊(cè)》，表11.4-2 臥式車床的加工精度 按表11.4-2，要達(dá)到φ30H7所需精度及表面粗糙度要求，需進(jìn)行粗車——半精車——精車，對(duì)應(yīng)加工精度為： 粗車：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精車：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細(xì)車：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級(jí)精度（H7）孔的加工，確定φ30H7的粗車加工直徑余量為5mm，半精車工序加工直徑余量為1.8mm，精車工序加工直徑余量為0.2mm。粗車工序加工直徑余量為3mm。 2.4.6最終毛坯工序加工余量及公差 各平面工序加工余量及公差： 表3-1 底面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精銑 1 IT10(0-0.084) 65 65(0-0.13) 粗銑 2 IT13( 0-0.33) 66 66( 0-0.33) 毛坯 3 ±1.8 68 68±1.8 表3-2 頂面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精銑 1 IT10(0-0.084) 62 62(0-0.13) 粗銑 2 IT13( 0-0.33) 63 63( 0-0.33) 毛坯 3 ±1.8 65 65±1.8 表3-3 左端面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車 1 IT10(0-0.084) 161 161(0-0.13) 粗車 4 IT13( 0-0.33) 162 162( 0-0.33) 毛坯 5 ±1.8 166 166±1.8 表3-4 φ50H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細(xì)鏜 0.2 IT7(+0.0250) φ50 φ50 (+0.0250) 半精鏜 1.8 IT9( +0.0620) φ49.8 φ49.8（+0.0620） 粗鏜 4 IT13（+0.390） φ48 φ48（+0.390） 毛坯 6 ±1.8 φ44 φ44±1.8 表3-4 φ42H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細(xì)鏜 0.2 IT7(+0.0250) φ42 φ42 (+0.0250) 半精鏜 1.8 IT9( +0.0620) φ41.8 φ41.8（+0.0620） 粗鏜 3 IT13（+0.390） φ40 φ40（+0.390） 毛坯 5 ±1.8 φ37 φ37±1.8 表3-4 φ30H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細(xì)車 0.2 IT7(+0.0250) φ30 φ30 (+0.0250) 半精車 1.8 IT9( +0.0620) φ29.8 φ29.8（+0.0620） 粗車 3 IT13（+0.390） φ28 φ28（+0.390） 毛坯 5 ±1.8 φ25 φ25±1.8 第3章 切削用量及工時(shí)的確定 3.1切削用量及機(jī)械加工時(shí)間的計(jì)算 一、工序5 粗、精銑底面 1 機(jī)床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設(shè)計(jì)等問(wèn)題，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》采用立銑，選用升降臺(tái)銑床X53K。 2 刀具的選擇 查表10-37 各種類型的銑刀的應(yīng)用范圍 選擇硬質(zhì)合金鋼套式面銑刀（粗齒） 查表10-38 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度為ａp =3mm，銑削寬度為a e =94mm，按上表選取銑刀的直徑d 0=110mm。 3 銑削速度的確定 查表14-69銑削進(jìn)給量 每齒進(jìn)給量fz =0.20 mm/z， 查表14-67銑用量計(jì)算公式 選擇硬質(zhì)合金鋼牌號(hào)YG8 切削速度v 396d0.2 v= ───────── t0.32ap 0.15 fz 0.35 ae 0.2 粗銑工序單邊余量ａp = 3 mm， 查《工藝手冊(cè)》表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質(zhì)合金端銑刀耐用度T=180 min； 396×110 0.2 v＇= ───────────────── =119.17 m/min 1800.32 ×3 0.15 ×0.20 0.35×94 0.2 v＇ 119.17 n＇= ──×1000 = ────×1000 ≈345 r/min πd 0 π×110 查4.2-36立式銑床轉(zhuǎn)速?。? n=375r/min 則v＇= 375×110×3.14/1000=130 m/min 4 銑削功率p=2.66×10-5ap0.92fz 0.74 ae zn =2.66×10-5×30.92 ×0.2 0.74 ×94 ×8×375 =4.48KW 校驗(yàn)機(jī)床功率 由于機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 10.0×0.75 = 7.5 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用。 5 工時(shí)的確定 銑削切削時(shí)間的計(jì)算： 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表6.2-7銑削機(jī)動(dòng)間的計(jì)算公式 切削時(shí)間計(jì)算公式： l + l1 + l2 tj = ───── fmz 式中l(wèi)=161mm l1=0.5(d-)+(1～3) =0.5×(110-)+(1～3) =21mm l2=1～3 161+21+3 tj = ──── =2.47min 75 二、工序6 粗、精銑頂面 1 機(jī)床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設(shè)計(jì)等問(wèn)題，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》采用立銑，選用升降臺(tái)銑床X53K。 2 刀具的選擇 查表10-37 各種類型的銑刀的應(yīng)用范圍 選擇硬質(zhì)合金鋼套式面銑刀（粗齒） 查表10-38 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度為ａp =3mm，銑削寬度為ae =74mm，按上表選取銑刀的直徑d0=110mm。 3 銑削速度的確定 查表14-69銑削進(jìn)給量 每齒進(jìn)給量fz =0.20 mm/z， 查表14-67銑用量計(jì)算公式 選擇硬質(zhì)合金鋼牌號(hào)YG8 切削速度v 396d0.2 v= ───────── t0.32ap 0.15 fz 0.35 ae 0.2 粗銑工序單邊余量ａp = 3 mm， 查《工藝手冊(cè)》表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質(zhì)合金端銑刀耐用度T=180 min； 396×110 0.2 v＇= ───────────────── =120m/min 1800.32 ×3 0.15 ×0.20 0.35×74 0.2 v＇ 120 n＇= ──×1000 = ────×1000 ≈350 r/min πd 0 π×110 查4.2-36立式銑床轉(zhuǎn)速?。? n=375r/min 則v＇= 375×110×3.14/1000=130 m/min 4 銑削功率p=2.66×10-5ap0.92fz 0.74 ae zn =2.66×10-5×30.92 ×0.2 0.74 ×74 ×8×375 =4KW 校驗(yàn)機(jī)床功率 由于機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 10.0×0.75 = 7.5 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用。 5 工時(shí)的確定 銑削切削時(shí)間的計(jì)算： 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表6.2-7銑削機(jī)動(dòng)間的計(jì)算公式 切削時(shí)間計(jì)算公式： l + l1 + l2 tj = ───── fmz 式中l(wèi)=74mm l1=0.5(d-)+(1～3) =0.5×(110-)+(1～3) =21mm l2=1～3 74+21+3 tj = ────=1.3min 75 三、工序7 鉆-擴(kuò)4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 1 機(jī)床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設(shè)計(jì)等問(wèn)題，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》采用立鉆，選用搖臂鉆床Z3025。 2刀具的選擇 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，表10 -22麻花鉆 一般鉆頭直徑≤20mm?采用工具鋼直柄麻花鉆 3鉆削用量 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，表14-29 鉆削速度的計(jì)算公式 再結(jié)合表14-33，進(jìn)給量f 表取0.2 mm/r 查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 11-265鉆頭的耐用度 取刀具壽命t=60min 根據(jù)計(jì)算公式 16.5d 0.25 16.5×15.7 0.25 V表= ───── = ───────── ≈ 28.23 m/min t0.125 f 0.4 600.125×0.20.4 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇： 1000v 1000×28.23 n＇= ─── = ────── ≈ 624 r/min πd 0 π×14 查鉆床主軸轉(zhuǎn)速 取n＇=500 r/min 則vf =500×3.14×14/1000 =24.18mm/min 功率計(jì)算： 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表14-30 軸向力N、扭距M及功率P的計(jì)算公式 軸向力N： N=425 f 0.8=425×0.4 0.8=204.19N 扭距M: M=210 d2f 0.8 =210×15.72×0.4 0.8=32737.7N.mm 功率： M?n 204.19×32737.7 Pm = ───────── = ───────── ≈0.7 KW 7018760×1.36 7018760×1.36 查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》,由于η=0.75，機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 4×0.75 = 3 KW 其值大于鉆削功率Pm ，故可在該機(jī)床上使用。 鉆削加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查表10.4-43，鉆孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： l + l1 +l2 T0 = ───── f?n l1 =0 l + l1 + l2 73+4 t m = ───── = ──── ≈0.4 min f?n 0.4×400 四、工序8 鏜Φ50H7及Φ42H7的孔并孔口倒角 1）.粗鏜 1．切削用量 確定鏜削深度ap ： 由于直徑上加工余量為5mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =5mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是粗加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)YG8， v表取40 m/min，f表取1.0mm/r。 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇： 1000v 1000×40 n＇= ─── = ────── ≈ 303 r/min πd 0 π×42 vf＇=f?n=1.0×283=283mm/min 根據(jù)立式銑床主軸轉(zhuǎn)速?。? n=245r/min 則v ≈32.3m/min 2．鏜削力、鏜削功率計(jì)算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×30 1.0 ×1.00.8 ×6 0.9 ×1 Fz = ─────────────── ≈ 2785 N 45 0.9 ×2450 Fz d 0 2785×45 M = ─── = ───── ≈ 62.67 N?m 2×103 2×103 Fz v 2785×42.42 Pm = ─── = ────── =1.97KW 6×104 6×104 3．校驗(yàn)機(jī)床功率： 查《工藝手冊(cè)》,由于η=0.75，機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 4.0×0.75 = 3 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用 4．切削時(shí)間的確定： l1 =5 mm， l w =38 mm， 根據(jù)切削時(shí)間計(jì)算公式： l w + l1 35+5 t m = ──── i= ────×2 = 0.47 min vf 300 2）. 精鏜 1.確定鏜削寬度aw ： 由于直徑上加工余量為1.8mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故aw=0.9mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 ，選擇硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)YG8，v表取60 m/min，f表取0.2mm/r。 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇： 1000v 1000×60 n＇= ─── = ────── ≈ 400 r/min πd 0 π×47.8 vf＇=f?n=0.2×400=80 mm/min 根據(jù)立式銑床說(shuō)明書(shū)?。? n=375r/min，vf =75mm/min 這時(shí)v ≈56.32m/min，f =0.2mm/z 2.鏜削力、鏜削功率計(jì)算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×311.0 ×0.20.8 ×1.40.9 ×1 Fz = ────────────── ≈ 203N 47.80.9 ×3750 Fz d 0 203×47.8 M = ─── = ───── = 4.86 N?m 2×103 2×103 Fz v 203×56.32 Pm = ─── = ───── =0.29KW 6×104 6×104 校驗(yàn)機(jī)床功率： 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由于η=0.75，機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用。 3.切削時(shí)間的確定： l1 =5 mm， l w =31 mm， 根據(jù)切削時(shí)間計(jì)算公式： l w + l1 31+5 t m= ─── = ─── = 0.48min vf 75 3）. 精鏜 1.確定鏜削寬度aw ： 由于直徑上加工余量為0.2mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故aw=0.1mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是半精加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)YG8，v表取30 m/min，f表取1.0mm/r。 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇： 1000v 1000×30 n＇= ─── = ────── ≈ 199r/min πd 0 π×48 vf＇=f?n=1.0×199 = 199mm/min 根據(jù)立式銑床說(shuō)明書(shū)?。? n=190r/min，vf =190mm/min 這時(shí)v ≈28.66m/min，f =1.0mm/z 2.鏜削力、鏜削功率計(jì)算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×321.0 ×1.00.8 ×0.10.9 ×1 Fz = ────────────── ≈ 71N 480.9 ×1900 Fz d 0 71×48 M = ─── = ──── = 1.71 N?m 2×103 2×103 Fz v 71×28.66 Pm = ─── = ───── =0.04KW 6×104 6×104 校驗(yàn)機(jī)床功率： 查《工藝手冊(cè)》,由于η=0.75，機(jī)床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機(jī)床上使用。 3.切削時(shí)間的確定： l1 =5 mm， l w =32 mm， 根據(jù)切削時(shí)間計(jì)算公式： l w + l1 32+5 t m= ─── = ─── = 0.20min vf 190 五、工序9 車左端面及Φ30H7的孔 1 機(jī)床的選擇,查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》,表4.2-7 臥式車床的主要技術(shù)參數(shù), 選擇相應(yīng)加工機(jī)床為:臥式車床C620-1 主軸轉(zhuǎn)速范圍（r/min）：12～1200 主電動(dòng)機(jī)功率（KW）：7 2　刀具的選擇 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表3.1 -2可轉(zhuǎn)位車刀型號(hào)表示規(guī)則 選擇YG8、可轉(zhuǎn)位車刀 刀桿直徑位16×25 3車削用量 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，表14-1 切削速度的計(jì)算公式 由主偏角查得CV =212 m/min 再結(jié)合表14-6，進(jìn)給量f 表取0.8 mm/r 取刀具壽命t=60min 根據(jù)計(jì)算公式 CV 212 V表= ───────── = ───────── ≈ 90.40 m/min t0.2 ap 0.15 f0.45 600.2×3 0.150.80.45 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇： 1000v 1000×90.40 n＇= ─── = ────── ≈ 959.66 r/min πd 0 π×30 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-8臥式車床主軸轉(zhuǎn)速 取n＇=955 r/min 則vf =955×3.14×30/1000 =89.96mm/min 車削加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2-1，車削和鏜削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： l + l1 +l2+l3 Tj = ───── f?n l2 =0 l1 =3～5 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2-2試切附加長(zhǎng)度l3 l1=5 l + l1 + l2 106+5+3 t m = ───── = ──── ≈1.25 min f?n 0.1×955 六、工序10 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 1）.鉆孔 1刀具的選擇 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，表10 -22麻花鉆 一般鉆頭直徑≤20mm?采用工具鋼直柄麻花鉆 2鉆削用量 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，表14-29 鉆削速度的計(jì)算公式 再結(jié)合表14-33，進(jìn)給量f 表取0.2 mm/r 查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 11-265鉆頭的耐