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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
設(shè)計(論文)題目： 泵體機加工工藝及其夾具設(shè)計
學(xué)生姓名：
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一種泵體的加工工藝及專用夾具設(shè)計
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計課題是關(guān)于泵體總體工藝設(shè)計和其中一道工序的專用夾具設(shè)計。通過查閱各種相關(guān)書籍，分析殼體的結(jié)構(gòu)及其功能。在對零件作工藝分析后，擬訂兩套工藝途徑，經(jīng)過分析、比較，選取此中一個更合理的加工工藝路線進行批量生產(chǎn)；并制訂工藝規(guī)程的步驟，確定毛胚并且擬定工藝路線，確定各工序的工藝設(shè)備和輔助工具，確定各工序的加工余量并計算出工序尺寸及公差，最后確定切削用量及切削時間，填寫工藝卡片和工序卡片。在制定機械加工工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計出其中一道工序的專用夾具。依據(jù)零件的布局特性，選用一面兩孔的定位方式及螺旋壓板的夾緊方式。最后，繪制出夾具裝配圖及夾具零件圖。
關(guān)鍵詞：加工工藝；工序；定位；夾緊；鉆床夾具
A Design About the Processing Technology of the pump body and the Special Jig
Abstract
This graduation project is about the overall process design of oil pump shell and the special fixture design of the process. Through access to various related books, analysis of the structure and function of the shell. After of parts for process analysis, draw up two sets of process route, through the analysis and comparison, select this in a more reasonable process route and batch production; And formulate process planning steps, determine moppet and develop process, determine the process of process equipment and auxiliary tools, determine the machining allowance for each process and calculate the process dimension and tolerance, finally determine the amount of cutting and cutting time. Fill in the process card and process card. On the basis of the development of mechanical processing technology, the design of a process of drilling jig. According to the characteristics of the parts of the layout, the use of a two hole positioning mode and the clamping way of the spiral plate. Finally, draw the assembly drawing and parts of the drilling jig.
Key words: processing technology; process; positioning; clamping; drilling fixture
II
目錄
目 錄
摘要 .................................................... I
Abstract ............................................... II
緒論 .................................................... 1
第1章 泵體加工工藝規(guī)程設(shè)計 ..............................3
1.1 分析零件圖 ....................................... 3
1.2 確定毛坯類型 ..................................... 3
1.3 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 ............................. 5
1.4 選擇機床和工藝設(shè)備 ............................... 7
1.5 機械加工余量、毛坯尺寸的確定 .................... 10
1.6 確定切削用量和時間定額 .......................... 10
第2章專用夾具設(shè)計 ..................................... 23
2.1 設(shè)計任務(wù) ........................................ 23
2.2 設(shè)計方法和步驟 .................................. 23
2.3 夾緊裝置的設(shè)計 .................................. 23
2.4 定位誤差分析..................................... 24
2.5 夾具體的確定 .................................... 25
2.6 繪制夾具裝配圖 .................................. 26
2.7 確定夾具的技術(shù)要求和公差配合 .................... 28
第3章夾具建模 ......................................... 29
3.1 夾具體造型 ...................................... 29
3.2 定位元件 ........................................ 29
3.3 夾緊元件 ........................................ 30
3.4 導(dǎo)向元件 ........................................ 32
3.5 其他元件 ........................................ 34
3.6 夾具裝配圖 ...................................... 34
III
結(jié)論 ................................................... 36
參考文獻 ............................................... 37
IV
緒論
緒 論
0.1零件的作用和相關(guān)介紹
當(dāng)今社會，泵廣泛應(yīng)用與各個行業(yè)中，泵的主要作用就是用來輸送液體，也可輸送液體和氣體混合物。泵為動力原件，為機械提供所需要的動力，泵有很多種類型，據(jù)泵的工作原理，可將泵分為以下幾類，如葉片式泵、容積式泵和其他類型泵，如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。在機械行業(yè)中最常見的泵是柱塞泵，而柱塞泵屬于容積泵。
0.2機床夾具概述
夾具是一種重要的工藝裝備，它可以分為很多種類，如機床夾具、裝配夾具、檢驗夾具等，其中應(yīng)用最廣泛的是機床夾具。機床夾具可以按照使用特點分為通用夾具、專用夾具和組合夾具，其中，運用最廣泛的是通用夾具，規(guī)格和尺寸差不多已經(jīng)進行標(biāo)準(zhǔn)化，并且已經(jīng)投入生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專門為某一工件或某一特定的一個或幾個加工工序服務(wù)的夾具稱為專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)加工工序和加工工藝自行設(shè)計投入生產(chǎn)。因此，專用夾具的設(shè)計是一項重要的工作，每一個從事工裝設(shè)計的人員，都必須掌握夾具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。
0.3課題研究趨勢及背景
機械加工工藝由一系列工序組合而成，是制造技術(shù)的靈魂。在生產(chǎn)過程中，采用各種加工方法，使生產(chǎn)對象的形狀、相對位置和尺寸發(fā)生改變，使加工的工件成為成品或半成品的工藝過程，可以成為機械加工工藝過程。機床夾具是用來裝夾工件的一種裝置，保證工件的位置精度，不需要通過測量找正，該裝備在生產(chǎn)中比較方便。工件裝夾是比較簡單，并不需要什么技術(shù)要求，因此，夾具占據(jù)著重要的地位?？紤]到泵體加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等，機械加工工藝安排及夾具的使用必須盡可能合理，能夠很好地投入實際生產(chǎn)，所以該課題的研究內(nèi)容有著深遠的意義。
0.4課題研究內(nèi)容
本次畢業(yè)設(shè)計主要研究泵的機械加工工藝過程和鉆泵體?22螺紋孔的專用夾具設(shè)計。通過比較兩種加工工藝方法來選取最合理的方案，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的條件下，盡可能取得最佳的經(jīng)濟效益。本次夾具的設(shè)計，由于工件較小所以采用了裝拆較為方便的螺旋夾緊機構(gòu)。在鉆模板上沒有運用常見的翻轉(zhuǎn)式，而是將其一次性固定在夾具體上，這樣就避免了鉆套位置的不準(zhǔn)確，大大提高了夾具的精度。
2
第1章泵體加工工藝規(guī)程設(shè)計
第1章泵體加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1 分析零件圖
1.1.1 零件的作用
泵體零件圖如圖1-1所示，它是輸油泵中的一個主要零件，是固定支撐泵體和外聯(lián)，主要的作用就是加快泵體中油缸的工作速度，提升工作壓力，保證燃油在低壓油路中不斷循環(huán)，并提供給噴油泵足夠數(shù)量及一定工作壓力的燃油。
1.1.2 零件的工藝分析
該泵體是殼體零件，各個孔的加工精度和表面粗糙度要求都比較簡單。
圖1–1 零件圖
1.1.3零件的生產(chǎn)類型
按照年生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小和產(chǎn)品品種的多少，根據(jù)手冊查得，該年產(chǎn)量屬于大批生產(chǎn)。
1.2確定毛坯類型
1.2.1確定毛坯類型
該泵體原料為 HT200灰鑄鐵，該泵體結(jié)構(gòu)屬于中等繁雜程度，滿足大量生產(chǎn)，而且泵體的總體外輪廓尺寸不大，因此采用金屬模鑄造成型進行鑄造，有利于提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
1.2.2確定鑄件及形狀
因為是大批量生產(chǎn)并且選用 HT200為工件材料，所以該零件采用金屬模鑄造成型的方法。由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄4.1得，鑄件的尺寸公差等級為 7～9級，加工余量為F。我選擇公差等級8級，加工余量為 F級。在《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄4.3中選擇鑄件加工余量為2.2mm。毛坯圖見圖 1–2。
根據(jù)零件圖的表面粗糙度確定該零件需要加工的表面，有泵體頂面，泵體側(cè)面，泵體底面。根據(jù)鑄件尺寸及鑄件公差等級查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄4.2，確定鑄件各表面機械加工余量，輸油泵殼體頂面加工余量為4.5，側(cè)面機械加工余量為4.5，底面機械加工余量為3。
圖 1–2毛坯圖
1.3機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.3.1選擇定位基準(zhǔn)
工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一就是選擇基準(zhǔn)。正確選擇定位基準(zhǔn)對零件表面位置要求和加工工序都有一定的影響。在夾具裝夾時，夾具體結(jié)構(gòu)還會受到定位基準(zhǔn)的影響。因此，工藝問題一個很重要的問題就是選擇定位基準(zhǔn)。
(1)粗基準(zhǔn)面的選擇。
粗基準(zhǔn)為零件起始粗加工所應(yīng)用的基準(zhǔn)，它是未加工的表面，粗基準(zhǔn)選擇原則在運用是會遇到矛盾，應(yīng)該抓住主要矛盾，靈活運用，在滿足主要要求的同時，盡可能兼顧其他要求。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。
基準(zhǔn)重合時精基準(zhǔn)選擇中主要存在的問題?；鶞?zhǔn)重合時可以避免基準(zhǔn)不重合時的誤差。
對于要加工柱塞式輸油泵內(nèi)經(jīng)φ22的孔，采用三個φ7的孔做定位基準(zhǔn)進行加工，符合精基準(zhǔn)的選擇原則。
1.3.2擬定工藝過程
制訂工藝路線時，還要盡量提高生產(chǎn)效率并降低成本，在保證加工要求和確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的情況下，盡可能考慮采用先進的工藝設(shè)備進行加工，并提高工序生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)考慮到成本和經(jīng)濟效果，保證個人的安全勞動條件。
1.3.3選擇機械加工工藝的順序的方法
零件各表面加工方法，對組織生產(chǎn)、加工精度和粗糙度有很大的影響，應(yīng)根據(jù)加工順序的安排和定位基準(zhǔn)來決定。
一般的原則為：
（1） 先粗后精，粗精分開。
（2） 先基準(zhǔn)，后其他。
（3）先主要，后次要。
（4）先面后孔。
表 1–1 泵體的加工工藝過程
方案1
方案2
工序號
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
工序號
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
10
銑?16端面
?38上端面，?24左端面
10
銑?16端面
?38上端面，?24左端面
20
銑?38軸端面
法蘭盤底面，?24左端面
20
銑?38軸端面
法蘭盤底面，?24左端面
30
銑?24、?28的槽孔
法蘭盤底面，?24左端面
30
銑?24、?28的槽孔
法蘭盤底面，?24左端面
40
銑?28后端面
法蘭盤底面，?24左端面
40
銑?28后端面
法蘭盤底面，?24左端面
50
銑?24左端面
法蘭盤底面，?28后端面
50
銑?24左端面
法蘭盤底面，?28后端面
60
車?16、?32軸
?38上端面，?38表面
60
車?16、?32軸
?38上端面，?38表面
70
車法蘭側(cè)面B
?38上端面，?24左端面
70
車法蘭側(cè)面B和法蘭R37外圓弧面及各軸段倒角
?38上端面，?24左端面
80
加工3-?7孔
法蘭盤底面，?24左端面
80
加工3-?7孔
法蘭盤底面，?24左端面
90
加工兩閥門孔
法蘭盤底面，?24左端面
90
加工兩閥門孔
法蘭盤底面，?24左端面
100
鉆、擴?18的孔及螺紋孔
法蘭盤底面，?24左端面
100
鉆螺紋底孔
法蘭盤底面，?24左端面
110
鉆、擴?22的孔
法蘭盤底面，?24左端面
110
攻兩閥門孔M16x1.5-6H的螺紋
法蘭盤底面，?24左端面
120
鉆螺紋底孔
法蘭盤底面，?24左端面
120
鉆、擴?22的孔
法蘭盤底面，?24左端面
130
攻絲M27X1.5-6H的孔及锪沉孔
法蘭盤底面，?24左端面
130
鉆、擴?18的孔及螺紋孔
法蘭盤底面，?24左端面
140
攻絲M14X1.5-6H的孔及锪沉孔
法蘭盤底面，?28后端面
140
攻絲M27X1.5-6H的孔及锪沉孔
法蘭盤底面，?24左端面
150
攻兩閥門孔M16x1.5-6H的螺紋
法蘭盤底面，?24左端面
150
攻絲M14X1.5-6H的孔及锪沉孔
法蘭盤底面，?28后端面
160
去毛刺
160
去毛刺
170
檢驗
170
檢驗
方案論證：
兩種方案都基本遵循了機械加工的基本原則，兩種方案的區(qū)別主要在于工序 100以后，方案Ⅰ相對于Ⅱ而言工序比較集中。方案中Ⅰ體現(xiàn)了工序集中的原則，把相同類型的加工安排在同一臺機床上加工，提高了生產(chǎn)效率，方案Ⅰ更合理一些。
1.4選擇機床和工藝設(shè)備
1.4.1選擇機床
考慮到工件的加工要求，要盡可能選擇通用機床進行加工，減少經(jīng)濟成本?；厩闆r如表 1–2機床的選擇所示。
表1–2 泵體加工設(shè)備選擇
工序號
所用機床
10
X5012立式銑床
20
X5012立式銑床
30
X5012立式銑床
40
X5012立式銑床
50
X5012立式銑床
60
數(shù)控CK6132
70
數(shù)控CK6132
80
組合鉆床
SYY29
90
組合鉆床
SYY29
100
組合鉆床
SYY29
110
組合鉆床
SYY29
120
組合鉆床
SYY29
130
立式鉆床Z525
140
立式鉆床Z525
150
立式鉆床Z525
1.4.2選擇夾具
為保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減少勞動的強度，所以大批量生產(chǎn)時通常使用高效的專用夾具進行生產(chǎn)。
1.4.3選擇刀具
連系各個加工表面的特點和加工方式，綜合考慮，選用如表 1–3所示的刀具。
表1–3 泵體的加工時刀具的選擇
工序號
刀具
10
鑲齒套式面銑刀
20
鑲齒套式面銑刀
30
莫氏錐柄T型槽銑刀
40
鑲齒套式面銑刀
50
鑲齒套式面銑刀
60
外圓車刀
70
端面車刀
80
擴孔鉆、餃刀
90
擴孔鉆、餃刀
100
擴孔鉆、餃刀
110
擴孔鉆、餃刀
120
擴孔鉆、餃刀
130
直柄麻花鉆，機用絲錐，錐形锪鉆
140
直柄麻花鉆，機用絲錐，錐形锪鉆
150
機用絲錐
1.4.4選擇量具
為了使工件達到尺寸和形狀上的要求，結(jié)合各工序尺寸精度的要求，應(yīng)當(dāng)選用不同的量具對零件進行檢測，如表 1–4所示。
表1–4 泵體的加工時量具的選擇
工序號
量具
10
游標(biāo)卡尺
20
游標(biāo)卡尺
30
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
40
游標(biāo)卡尺
50
游標(biāo)卡尺
60
游標(biāo)卡尺
70
游標(biāo)卡尺
80
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
90
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
100
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
110
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
120
游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
130
內(nèi)徑千分尺，內(nèi)螺紋千分尺
140
內(nèi)徑千分尺，內(nèi)螺紋千分尺
150
內(nèi)徑千分尺，內(nèi)螺紋千分尺
1.5機械加工余量、毛坯尺寸的確定
1.5.1機械加工余量
該零件的材料為HT200灰鑄鐵，年產(chǎn)量是168000件，滿足大量生產(chǎn)的水平。
1.外輪廓沿軸線方向長度方向的加工余量及公差
查《簡明機械加工工藝手冊》表2.2～2.5，端面長度余量均為2
銑削加工余量為：
粗銑 4mm
精銑 1mm
2. 內(nèi)孔
查《工藝手冊》表2.2～2.5，鑄成孔長度上加工余量為3mm。
工序尺寸加工余量：
鉆孔 2mm
鉸孔 0.2-0.3mm
擴孔 2.0-2.5mm
3.其他尺寸直接鑄造得到
由于毛坯及和加工時都存在些許誤差，因此上述選擇的加工余量只是一個估算值量。實際上，加工余量有最大及最小之分。
在一般的情況下，加工某表面的最終尺寸可以直接根據(jù)零件圖的要求來確定。而其它工序尺寸是根據(jù)零件圖來決定，通過尺寸鏈計算加工余量，即采用由后往前推的方法，由零件圖的尺寸，直到計算到毛胚尺寸。由此可知，若某表面經(jīng)過次加工，則其工序尺寸為：
因此，在確定了加工余量后，即可根據(jù)設(shè)計尺寸推算出各工序加工尺寸，這些只適用比較簡單的工序的確定，確定較復(fù)雜的工序尺寸需進行尺寸鏈的換算。
1.6確定切削用量和時間定額
1.6.1工序10（銑?16端面）切削用量及基本時間的確定
（1）刀具的選擇
刀具：硬質(zhì)合金套式立銑刀。根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表3-10，選取刀具直徑D=40mm。刀具長度L=32mm，孔徑d=16mm，齒數(shù)z=6。
（2） 銑削用量
1）確定銑削深度ap
因為加工余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。
2）確定每齒進給量af
采用對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表4-22，選取進給量范圍：
af=0.05~0.15mm/z
故選擇：fz=0.10mm/z。
3）確定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表1-24，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm；
4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf
切削速度計算公式為：
將以上數(shù)據(jù)代入公式：
確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
每分鐘進給量為：f=f（z）zn=1.3mm
（3）計算基本工時
則T = 0.47min
1.6.2工序 20（銑?38軸端面）切削用量及基本時間的確定
刀具：高速鋼套式立銑刀；
機床：X5012立式銑床；
（1）切削用量
根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表1-10，進給量為：取0.6mm/r
參考有關(guān)手冊，確定，采用高速鋼套式立銑刀，選取，則：
取n（w）=300r/min，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺進給速度：
取為180mm/min
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 0.18min
1.6.3工序30(銑?24、?28的槽孔)切削用量及基本時間的確定
刀具：莫氏錐柄T型槽銑刀，該刀具切削穩(wěn)定不容易震刀
機床：X5012立式銑床；
（1）切削用量
根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表1-24。根據(jù)加工孔的直徑，選取刀具d=18mm，L=82mm,l=8mm,d2=8mm,齒數(shù)z=6。進給量為0.03-0.05mm/z，取0.04mm/r則：
取n（s）=350r/min，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺進給速度：
取為80mm/min
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T總 = 0.45min
1.6.4工序40(銑?28后端面)切削用量及基本時間的確定
刀具：鑲齒套式端銑刀
機床：X5012立式銑床；
（1）切削用量
確定銑削底面時的切削用量。查《機械設(shè)計指南》5–103，選擇銑刀直徑 D=100 mm，寬度 L=40 mm，齒數(shù) z=10。
①定背吃刀量 a加工余量為 3.1 mm，可以一次走刀切除，故 a =3.1 mm。
②確定進給量 f查《機械設(shè)計指南》5–144，由銑床功率<5，工藝系統(tǒng)剛性為中等，鑲齒銑刀加工鑄鐵，得進給量f（z）=0.15～0.30mm/r(mm/r)，現(xiàn)取f（z） =0.20mm/z，所以 f =2 mm/z。
②定切削速度由于刀具不變所以切削速度不變v=19.35m/min
查《機械設(shè)計指南》5–72取主軸轉(zhuǎn)速 n =130 r/min，計算出
v =40.82 m/min。
最后確定的切削用量為：
a （p）=3.1 mm，f=2mm/r，n=130 r/min，v=40.82 m/min
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 0.98 min
1.6.5工序50(銑?24左端面)切削用量及基本時間的確定
刀具：高速鋼套式立銑刀；
機床：X5012立式銑床；
（1）切削用量
根據(jù)《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表1-10，進給量為：取0.6mm/r
參考有關(guān)手冊，確定，采用高速鋼套式立銑刀，選取，則：
取n（w）=300r/min，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺進給速度：
取為180mm/min
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 0.18min
1.6.6工序60（車?16、?32軸）切削用量及基本時間的確定
刀具：端面車刀
機床：機床為數(shù)控CK6132。
（1）切削用量
確定車削時的切削用量。查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表2-44，選擇車刀刀桿尺寸為16x25，進給量為0.4-0.5mm/r。
①定背吃刀量 ap
加工余量為 3.1 mm，可以一次走刀切除，故 ap =4 mm。
②確定進給量 f
查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表2-47，取切削速度為v=0.28-0.45m/s，進給量f（z）=0.4 mm/r。
③定切削速度
查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表，取車床轉(zhuǎn)速為63r/min
(2)基本時間
本工序切削時間為：
則T = 0.98 min
1.6.7工序70（車法蘭側(cè)面B）切削用量及基本時間的確定
刀具：端面車刀
機床：機床為數(shù)控CK6132。
（1）切削用量
確定車削時的切削用量。查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表2-44，選擇車刀刀桿尺寸為16x25，進給量為0.8-1.2mm/r。
①定背吃刀量 ap
加工余量為 3.1 mm，可以一次走刀切除，故 ap =4 mm。
②確定進給量 f
查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表2-47，取切削速度為v=0.28-0.45m/s，進給量f（z）=1 mm/r。
③定切削速度
查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》表，取車床轉(zhuǎn)速為63r/min
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 1.03min
1.6.8工序80(加工3-?7孔)切削用量及基本時間的確定
刀具：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆
機床：Z535立式鉆床。
（1）切削用量
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?mm，表面粗糙度。機床Z535立式鉆床，鉆Φ7孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。選擇各工序切削用量。
1）確定進給量
查得進給量f=0.1-0.18mm/r，切削速度v=10-18m/min，取f=0.15mm/r。
機械加工工藝師手冊表28-15，由插入法得：
，
，
由機械加工工藝師手冊表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為：
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 0.86min
1.6.9工序90（鉆、精鉸兩閥門孔）切削用量及基本時間的確定
刀具：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆
機床：Z535立式鉆床
工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?6mm，表面粗糙度。機床為Z535立式鉆床，擴Φ16孔，采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆擴。
（1）切削用量
根據(jù)《組合機床設(shè)計簡明手冊》表6-13可查出進給量f=0.2-0.25mm/r，切削速度v=10-18m/min，取f=0.15mm/r。
確定切削速度
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為：
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則T = 1.21min
精鉸：
此道工序為精鉸。已知原料為 HT200灰口鑄鐵；加工該工序
時所選用的機床為立式鉆床 Z535。
選用硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀。
①確定背吃刀量a（p）
由于孔徑深度為 9mm,故 a（p）=9 mm。
②確定進給量 f
查《組合機床設(shè)計簡明手冊》表6–14，查出f=0.8～1.5mm/r。選擇 f=1.2 mm/r。
③確定切削速度
查《組合機床設(shè)計簡明手冊》表6–14，得 v=2～6 m/min。
選擇 v=5 m/min。故主軸轉(zhuǎn)速為：
本工序切削時間為：
則T = 0.08min
所以總T = 1.29 min
1.6.10工序100(鉆螺紋底孔)切削用量及基本時間的確定
刀具：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆
機床：Z535立式鉆床
工件材料為HT200，硬度200HBS。表面粗糙度。機床為Z535立式鉆床，刀具為Φ8的麻花鉆。
（1）確定切削用量
可查出進給量f=0.1-0.18mm/r，切削速度v=10-18m/min，取f=0.15mm/r。
(2)確定切削速度
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為：
本工序切削時間為：
則T = 0.93min
1.6.11工序110（鉆、擴?22的孔）切削用量及基本時間的確定
刀具：錐柄擴孔鉆
機床：Z535立式鉆床
（1）切削用量
此道工序為擴孔。已知原料為HT200灰口鑄鐵；機床為Z535立式鉆床。
確定擴 ?22 mm切削用量，選取高速鋼的直柄擴孔鉆。
①定背吃刀量 ap 由于孔徑深 22 mm,故 a （p） = 22 mm,一次走刀切除余量。
②確定進給量 f查《機械設(shè)計指南》中5–128，結(jié)合直柄擴孔鉆直徑查得進給量 f=1.1～1.3 mm/r，由《機械設(shè)計指南》表 5–66選擇 f=1.22 mm/r。
(2)確定切削速度
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為：
本工序切削時間為：
則T = 0.93min
1.6.12 工序120（鉆、擴?18的孔及螺紋孔）切削用量及基本時間的確定
擴孔：
刀具：高速鋼直柄擴孔鉆
機床：Z535立式鉆床
（1）切削用量
此道工序為擴孔。已知原料為HT200灰口鑄鐵；機床為Z535立式鉆床。
確定擴 ?18 mm切削用量，選取高速鋼的直柄擴孔鉆。
①定背吃刀量 ap 由于孔徑深 22 mm,故 a （p） = 22 mm,一次走刀切除余量。
②確定進給量 f查《機械設(shè)計指南》中5–128，結(jié)合直柄擴孔鉆直徑查得進給量 f=1.1～1.3 mm/r，由《機械設(shè)計指南》表 5–66選擇 f=1.22 mm/r。
③確定切削速度查《機械設(shè)計指南》表5–121查得切削速度為 v =40 m/min。故主軸轉(zhuǎn)速為：
最后確定的切削用量為：ap=22 mm，
（2）基本時間
查《機械設(shè)計指南》中 2–26算出該工步所用基本工時，
則T（j）= 0.08 min
精鉸：
刀具：硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀
機床：Z535立式鉆床
（1）切削用量
此道工序為精鉸。已知原料為 HT200灰口鑄鐵；加工該工序
時所選用的機床為立式鉆床 Z535。
選用硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀。
①確定背吃刀量a（p）
由于孔徑深度為 22mm,故 a（p）=22 mm。
②確定進給量 f查《機械設(shè)計指南》中5–129，在硬質(zhì)合金一欄中查出 f=0.9～1.4mm/r。查《機械設(shè)計指南》中 5–66選擇 f=1.22 mm/r。
③確定切削速度查《機械設(shè)計指南》中 5–136，在鑄鐵一欄中查出 v=10～15 m/min。
選擇 v=12 m/min。故主軸轉(zhuǎn)速為：
（2）基本時間
查《機械設(shè)計指南》中 2–26算出該工序所用的基本工時，算出基本時間：
式中，l（1）=22 mm，l （2） =2.08 mm，l =13 mm，f=1.22 mm/r，n =140 r/min
則T = 0.22 min
所以總T = 0.3 min
1.6.13 工序130（攻絲M27X1.5-6H的孔及锪沉孔 ）切削用量及基本時間的確定
刀具：米制錐螺紋絲錐ZM27，P=2mm
機床：Z525立式鉆床
攻絲：
切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，計算
切削基本工時：
锪孔：
（1）切削用量
此道工序為锪孔。已知原料為 HT200灰口鑄鐵；機床為專用立式鉆床 Z535。
選用帶可換導(dǎo)柱直柄錐面锪鉆32x18。
①確定背吃刀量 ap
锪孔深度 1.5mm，可以一次走刀切除，故 a（p）=1.5 mm。
②確定進給量 f查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》中3–25，得锪孔時的進給量 f=0.13～0.18 mm/r,切削速度v=37～43 m/min，選取 f=0.15 mm/r，選取 v =40 m/min。故主軸轉(zhuǎn)速為：
2）基本時間
本工序切削時間為：
則總加工時間T = 0.69min
1.6.14 工序140（攻絲M14X1.5-6H的孔 ）切削用量及基本時間的確定
機床：Z525立式鉆床
刀具：螺紋絲錐M14，P=2mm
（1）切削用量
切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：
（2）基本時間
本工序切削時間為：
工序切削時間T=0.02min
1.6.15工序150（攻兩閥門孔M16x1.5-6H的螺紋及锪沉孔）切削用量及基本時間的確定
機床：Z525立式鉆床
刀具：螺紋絲錐M16，P=1.5mm
攻絲：
切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：
本工序切削時間為：
锪孔：
（1）切削用量
此道工序為锪孔。已知原料為 HT200灰口鑄鐵；機床為專用立式鉆床 Z535。
選用帶可換導(dǎo)柱直柄錐面锪鉆21x11。
①確定背吃刀量 ap
锪孔深度 1mm，可以一次走刀切除，故 a（p）=1mm。
②確定進給量 f查《金屬切削與刀具實用技術(shù)》中3–25，得锪孔時的進給量 f=0.13～0.18 mm/r,切削速度v=37～43 m/min，選取 f=0.15 mm/r，選取 v =40 m/min。故主軸轉(zhuǎn)速為：
（2）基本時間
本工序切削時間為：
則總加工時間T = 0.24min
23
第2章專用夾具設(shè)計
第2章專用夾具設(shè)計
2.1 設(shè)計任務(wù)
為了達到高效生產(chǎn)的要求，降低工人的工作量，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，要求設(shè)計出高效專用夾具。經(jīng)過指導(dǎo)老師與我共同探討，最后決定設(shè)計第 110道工序擴?22孔的專用夾具。刀具為擴孔鉆。
2.2設(shè)計方法和步驟
2.2.1夾具類型的確定
由于此次鉆孔是對單孔進行鉆削，所以采用的是鉆床專用夾具中的裝配式鉆模。
2.2.2定位裝置的設(shè)計
由零件圖可知，?22孔的粗糙度要求不高。加工該孔決定采用一面三孔的定位方式來限制 6個自由度，一面是指泵體底面，三孔是指法蘭側(cè)面B上的3個?7孔。
2.3夾緊裝置的設(shè)計
2.3.1切削力及夾緊力計算
（1）計算鉆孔時的切削力
刀具：錐柄擴孔鉆，。
實際切削時,夾具所受到的主要是與工作臺垂直的表面的切削力
查《切削手冊》表2.3可知，故切削力
其中：，，，，，，與加工方法和材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》中 3.4–10得
轉(zhuǎn)矩
=0.206，=2，=0.8
查《機械加工工藝手冊》中 3.4–11得修正系數(shù) =1.0
已知切屑條件為：鉆頭直徑 =20mm，進給量 f =0.2mm/r。
故求得轉(zhuǎn)矩 M =22.74N ?m
計算夾緊力
設(shè)計出一套夾緊裝置不僅要考慮工件加工的精度和表面粗糙度，也要考慮加工的時間，因此其在夾具設(shè)計中占有重要的地位。此次的夾緊機構(gòu)，采用的是螺旋夾緊機構(gòu)。該夾緊機構(gòu)構(gòu)造簡易、加工容易，并且其自鎖性能很好，夾緊力和夾緊路程較大，是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。
該夾緊方案為螺旋手動夾緊。根據(jù)平衡條件，整理得：
式中： 為夾緊力；
為螺紋中徑；
為摩擦角；
為預(yù)緊力；
帶入數(shù)據(jù)=1.76KN.
經(jīng)計算
故夾緊方案合理。
采用夾緊螺栓左右移動來達到所需的夾緊即可安全工作.
2.4定位誤差分析
定位誤差主要是由定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合和基準(zhǔn)發(fā)生位移時引起的。
該工件以法蘭盤上三個?7的孔作為定位基準(zhǔn)，工件通過三個固定式定位銷作為定位元件，安裝到定位銷上。主要的問題就是準(zhǔn)確地將工件安裝到定位銷上，保證安裝精度。
（1）鉆套主要的作用是引導(dǎo)或定位刀具完成切削任務(wù)，提高零件的加工精度。
（2）計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.5mm。
2.5夾具體的確定
在設(shè)計夾具時，還應(yīng)考慮到生產(chǎn)效率。因此，該設(shè)計采用可拆卸裝置。拆卸時，旋動夾緊手柄，實現(xiàn)工件的快換。畫出夾具體如圖2-1所示。
圖2-1夾具體
2.6繪制夾具裝配圖
綜合上述的設(shè)計內(nèi)容，最終畫出裝配圖，夾具裝配圖如圖2-2所示。
圖2-2夾具裝配圖
2.7確定夾具的技術(shù)要求和公差配合
2.7.1技術(shù)要求
在鉆床上加工孔時，其尺寸精度和位置精度是通過鉆套的精度和鉆套與襯套間的位置精度來保證的。
查《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》得，基本技術(shù)要求有:
1.鉆套孔中心線對夾具體底面垂直度公差0.05 mm;
2.夾具體上下表面的平行度公差為0.05 mm;
3.固定式定位銷對夾具體底面的垂直度公差為0.05 mm。
2.7.2公差配合
關(guān)于裝配尺寸的確定，是由《機械設(shè)計指南》中 3-15查得：固定式定柱銷與夾具體之間的配合是過盈配合。根據(jù)表 3-16查得：鉆套與襯套之間的配合是間隙配合；襯套與鉆模板之間的配合是過盈配合。
38
第3章夾具建模
第3章夾具建模
3.1夾具體造型
夾具體是夾具中最主要的基礎(chǔ)元件，將各種元件，機構(gòu)，裝置安裝在夾具體上，還要便于裝卸工件，方便固定在機床上。夾具體外形由很多要素決定，如工件的尺寸和加工機床的類型，而且在加工零件時，夾具還要受到很多方向的不同的力，如承受夾緊力、切削力以及其他類型的沖擊，因此夾具體必須具有一定的韌性。本次設(shè)計用 Pro/ENGINEER繪制三維圖，先用拉伸命令進入草繪界面，然后用命令繪制草圖，用命令進行尺寸測量，再用命令打孔，用命令對夾具進行倒圓角。通過這些方法畫出夾具體如圖 3–1所示。
圖3-1夾具體
3.2定位元件
3.2.1固定式定位銷
先用拉伸命令進入草繪界面，用命令畫出定位銷的圓，再進行拉伸，用自動倒圓角命令對各邊進行自動倒角，倒角為 1 mm；畫出3-2如圖所示的固定式定位銷。
圖3-2固定式定位銷
3.3夾緊元件
3.3.1壓塊
用拉伸命令進入草繪界面，用命令畫出壓塊草圖，最后進行拉伸。通過這些命令畫出如圖3-3所示的壓塊。
圖3-3壓塊
3.3.2 活動V形塊
用拉伸命令進入草繪界面，然后進行拉伸，完成V形塊的基本結(jié)構(gòu)。最后通過螺旋掃描命令畫出M16的螺紋，畫出如圖3-4所示的活動V形塊。
圖3-4活動V形塊
3.3.3夾緊手柄
用拉伸命令進入草繪界面，然后進行拉伸，再用拉伸畫出夾緊手柄1的孔，最后通過組裝命令將零件組裝在一起，組裝圖如圖3-5所示。
圖3-5夾緊手柄
3.4導(dǎo)向元件
3.4.1鉆模板
根據(jù)夾具體零件圖畫出草圖，然后用命令進行拉伸 15 mm，然后再用命令進行打孔，最后用自動倒圓角命令倒圓角。如圖3-6所示
圖3-6鉆模板
3.4.2襯套
用拉伸命令進入草繪界面，畫出一個圓環(huán)，然后進行拉伸，最后進行倒角，通過這些命令畫出如圖3-7所示的襯套。
圖3-7襯套
3.4.3固定式鉆套
用命令進入草繪界面，畫出鉆套的外形輪廓，再用拉伸命令進入草繪，畫出內(nèi)孔，進行拉伸去除材料，再用倒角命令對鉆套各邊進行倒角。通過這些繪圖方法畫出如圖3-8所示的固定式鉆套。
圖3-8固定式定位銷
3.4.4鉆套螺釘
用旋轉(zhuǎn)命令進入草繪界面，用拉伸畫出各直徑不同的圓柱，用用螺旋掃描命令，進行螺紋繪制,最后用倒角命令對其進行倒角。通過這些方法畫出如圖3-9所示的鉆套螺釘。
圖3-9鉆套螺釘
3.5其他元件
3.5.1泵體零件圖
用拉伸命令進入草繪界面，畫出泵體的外部形狀，再用旋轉(zhuǎn)和鏡像命令，畫出泵體其他結(jié)構(gòu)，用螺旋掃描命令對零件其余部分進行螺紋加工，最后用倒角命令對泵體個部位進行倒角。通過這些方法畫出如圖3-10所示的零件圖。
圖3-10泵體零件圖
3.6夾具裝配圖
夾具裝配圖如圖3-11所示。
圖3-11夾具裝配圖
結(jié)論
結(jié) 論
本次畢業(yè)設(shè)計，主要對是針對一種泵體，設(shè)計其加工工藝及其專用夾具。
在加工工藝部分中，需要確定整個加工工藝規(guī)程進行設(shè)計選出一種較為合理的加工路線，然后需要確定每個工序的具體加工內(nèi)容以及所用到的各種工藝裝備，最后確定每個工序的切削用量以及需要加工的基本工時。
設(shè)計專用夾具時，首先確定如何定位工件，限制工件的6個自由度，然后選擇用什么元件進行定位，夾緊時，采用了手動夾緊機構(gòu)，該裝置廣泛運用在實際生產(chǎn)中，該機構(gòu)簡單容易，可以方便拆卸。最后驗算切削力和夾緊力是否符合要求。
本次畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，由于缺少這方面的設(shè)計的經(jīng)驗，設(shè)計中有一些考慮不周全的方面以及一些選用的錯誤，如果沒有老師的指導(dǎo)，完成設(shè)計任務(wù)還有一定的困難。指導(dǎo)老師對我們進行細(xì)心的指導(dǎo)，每個階段的任務(wù)都督促我們完成，使我們能夠按時完成畢業(yè)系統(tǒng)里的任務(wù)，當(dāng)面指導(dǎo)在設(shè)計過程中不足的地方，指出了CAD圖中存在的問題，我對指導(dǎo)老師表示感謝！
在這次畢業(yè)設(shè)計中，我基本上完成了設(shè)計任務(wù)書中的要求，圖也已經(jīng)完成，在設(shè)計中肯定還有考慮不周的地方。其次感謝大學(xué)四年所有的老師，為我們打下了專業(yè)知識基礎(chǔ)，使畢業(yè)設(shè)計才能順利地完成。
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