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北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
畢業(yè)設(shè)計報告(論文)
報告(論文)題目： 泵體（1）零件的
工藝設(shè)計及夾具設(shè)計
作者所在系部： 機電工程系
作者所在專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
作者所在班級： B13113
作 者 姓 名 ： 章正易
作 者 學(xué) 號 ： 20134011333
指導(dǎo)教師姓名： 丁紅軍
完 成 時 間 ： 2017年5月23日
摘要
本設(shè)計是齒輪泵泵體零件機械加工工藝與專用夾具設(shè)計，包括了齒輪泵泵體零件的工藝編制、泵體專用夾具的設(shè)計以及撰寫了設(shè)計說明書。
加工工藝和夾具設(shè)計是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工 參數(shù)等內(nèi)容，好的機械加工工藝能夠能夠簡化加工流程提高加工質(zhì)量。夾具設(shè)計是工藝流程的一部分，他是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。
關(guān)鍵詞：泵體 工藝 夾具
I
Abstract
The design of the gear pump box parts machining process and special fixture design, including the gear pump box parts of the process, the design of the special fixture and the design manual.
Processing technology and fixture design is an important process in modern production process, including processing the process of machining process, machining parameters, machining process good can simplify the processing process and improve the processing quality. Fixture design is part of the process, he is an important part of the process equipment, is the most important auxiliary equipment in addition to machine tools.
Key words: box technology fixture
II
目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第一章 序言 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
第二章 齒輪泵泵體工藝設(shè)計 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2基準(zhǔn)面的選擇 3
2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 3
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 3
2.3擬定加工工藝 3
2.3.1確定工藝路線 4
2.3.2機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.4 工序設(shè)計 7
2.4.1選擇加工設(shè)備 7
2.4.2確定切削用量及基本時間 7
第三章 鉆夾具設(shè)計 15
3.1 夾具類型及使用機床選擇 15
3.2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇 15
3.2.1 工件定位面選擇 15
3.2.2 夾具定位元件選擇 16
3.2.3 定位元件限制不定度分析 16
3.3 夾緊機構(gòu)及夾緊元件初步選擇 16
3.4 鉆套類型選擇 16
3.5 鉆模板設(shè)計 17
3.5.1 鉆模板類型選擇 17
3.5.2 鉆模板材料選擇 17
3.6 計算切削力和夾緊力 17
3.6.1 計算切削力 17
3.6.2 計算夾緊力 18
3.7 定位誤差分析 18
3.8 夾具體設(shè)計 19
第四章 鏜夾具設(shè)計 21
4.1 夾具類型及使用機床選擇 21
4.2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇 21
4.2.1 工件定位面選擇 21
4.2.2 夾具定位元件選擇 21
4.2.3 定位元件限制不定度分析 21
4.3 夾具定位元件的設(shè)計 22
4.4 計算切削力和夾緊力 22
4.4.1 計算切削力 22
4.4.2 計算夾緊力 23
結(jié)束語 25
致 謝 26
參考文獻(xiàn) 27
第1章 序言
1.1 零件的作用
伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時代技術(shù)的進(jìn)步，齒輪泵廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和生活中，泵體零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式千奇百怪、多種多樣，但是泵體零件結(jié)構(gòu)的主要特征依然是大同小異，都有著共同的特點比如外形比較復(fù)雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、比較難加工。與此同時，社會現(xiàn)在對產(chǎn)品需求量較高，大批量生產(chǎn)成為主流。齒輪泵泵體作為齒輪泵的重要零件，他的質(zhì)量好壞直接關(guān)乎齒輪泵的性能，所以齒輪泵泵體的工藝設(shè)計顯得尤為重要。
1.2 零件的工藝分析
根據(jù)圖2-1齒輪泵泵體零件圖，齒輪泵泵體是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，整體是一個法蘭帶一個腔體的結(jié)構(gòu)，法蘭上有安裝螺栓的通孔，下平面需要和其他零件配合，腔體時兩個中心距有一定公差要求的圓，頂面有用于連接其他零件的螺紋孔。為了方便理解零件圖和編制加工工藝，把齒輪泵泵體零件的要素分為幾個部分。把這幾個部分分別如下描述：
圖2-1
1、 以Φ52孔為中心的Φ12深18孔；
2、 左端面5-M5孔；
3、 右端面Φ48深10孔，Φ8和Φ12沉孔；
4、 右側(cè)面4-Φ7和4-Φ12沉孔；
5、 兩側(cè)面2-M8螺紋孔。
通過對需要加工要素的分類，可以把一個復(fù)雜的零件拆分成多個需要加工的組，這樣不但可以方便我們理解零件的組成部分，還能在工藝編排時考慮到各組要素之間的相互關(guān)系。
第2章 齒輪泵泵體工藝設(shè)計
2.1 確定毛坯的制造形式
根據(jù)零件圖可知，齒輪泵泵體是一個腔體形狀復(fù)雜的零件，材料為HT200。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)可知年產(chǎn)量為2500件，屬于批量生產(chǎn)的水平。泵體零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式千奇百怪、多種多樣，但是泵體零件結(jié)構(gòu)的主要特征依然是大同小異，都有這共同的特點比如外形比較復(fù)雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、比較難加工。對于這種典型的泵體類零件，采用鑄造得到毛坯是一種常用的方法，HT200是一種常用的鑄造材料，他有很好的鑄造性能和抗震性，適合用于像齒輪泵泵體這樣的零件。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基準(zhǔn)面是工件的加工基準(zhǔn)，基準(zhǔn)面的選取非常重要，基準(zhǔn)面應(yīng)選擇較大的面或平面、大外圓、大內(nèi)圓等要素，選擇合適的基準(zhǔn)面不但可以提高零件加工效率，如裝夾時方便進(jìn)行定位、能輕易地找到夾具上的定位面，同時還能方便裝夾提升裝夾效率。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)是進(jìn)行加工時所選的第一個定位基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)是工件上的沒有加工過的表面。在選擇粗基準(zhǔn)時，盡量選擇那些表面平整、均勻、沒有高低起伏、易于定位的面，應(yīng)避開澆冒口、毛刺等不利于定位的位置。對于滑動軸承軸承蓋，選用底部大端面為主要的定位粗基準(zhǔn)。
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇：依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。基準(zhǔn)重合的意思是盡量保證加工時的定位基準(zhǔn)和圖紙上標(biāo)注的基準(zhǔn)重合，即圖紙上的尺寸就是加工時的定位尺寸，避免了應(yīng)為加工基準(zhǔn)和圖紙基準(zhǔn)的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤差?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一是要求在精加工時，精加工的基準(zhǔn)盡量選取同一個定位基準(zhǔn)，選用同一個定位基準(zhǔn)可提高工件的加工精度，避免多次更換基準(zhǔn)以免產(chǎn)生誤差。用已加工過的底面和大內(nèi)圓作為定位的精基準(zhǔn)。
2.3 擬定加工工藝
2.3.1 確定工藝路線
制定工藝路線應(yīng)能夠保證工件的尺寸、形位公差、粗糙度能夠達(dá)到圖紙要求,并且在滿足這些條件的前提下，使加工效率最大化，通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進(jìn)行加工。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，編寫齒輪泵泵體的機械加工工藝如下表所示：
工藝路線一：
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
10
鑄造
20
時效
時效處理
30
涂漆
非加工面涂漆
40
銑
粗銑右側(cè)面
50
銑
粗、精銑左側(cè)面
60
銑
精銑右側(cè)面
70
鉆
鉆4-Φ7孔、锪4-Φ12沉孔
80
鏜
粗、精鏜Φ52孔，深28mm
90
鏜
粗、精鏜Φ48孔，深10mm
100
鉆
鉆、鉸Φ12孔，鉆5-M5螺紋孔底孔、攻絲
110
鉆
鉆Φ8孔、鉆、鉸Φ12孔
120
鉆
鉆2-M8螺紋孔、攻絲
130
檢驗
140
入庫
工藝路線二：
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
10
鑄造
20
時效
時效處理
30
涂漆
非加工面涂漆
40
鉆
鉆4-Φ7孔、锪4-Φ12沉孔
50
銑
粗、精銑右側(cè)面
60
銑
粗、精銑左側(cè)面
70
銑
精銑右側(cè)面
80
鏜
粗、精鏜Φ52孔，深28mm
90
鏜
粗、精鏜Φ48孔，深10mm
100
鉆
鉆、鉸Φ12孔，鉆5-M5螺紋孔底孔、攻絲
110
鉆
鉆Φ8孔、鉆、鉸Φ12孔
120
鉆
鉆2-M8螺紋孔、攻絲
130
檢驗
140
入庫
工藝路線的分析與比較：
工藝路線一和工藝路線二主要區(qū)別在首先加工的面不同， 工藝路線一首先加工側(cè)面，工藝路線二首先進(jìn)行鉆孔加工。工藝路線二首先進(jìn)行鉆孔加工時為了給后面工序提供一個方便定位的基準(zhǔn)面，但是先加工孔不符合“先面后孔”原則，由于此時沒有一個平面可以作為定位基準(zhǔn)，加工出的孔很可能出現(xiàn)偏、歪等現(xiàn)象。而工藝路線一先加工底面大平面，符合“先面后孔”的加工原則，先加工側(cè)面大平面可用底面作為其他面的加工精基準(zhǔn)，用側(cè)面作為定位基準(zhǔn)加工4-Φ7孔，可保證孔跟底面的垂直度。后續(xù)的工序再使用4-Φ7孔作為定位基準(zhǔn)就能夠保證工件的加工質(zhì)量。故根據(jù)上述論證，選擇工藝路線一作為零件的加工工藝。
2.3.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
2.3.2.1 確定毛坯種類
零件材料為HT200。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-8。
2.3.2.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械加工工藝手冊》，選取一級精度鑄件加工尺寸，查表3.1-28確定各個加工面的鑄件機械加工余量如表2-1所示：
表2-1 加工余量表
簡 圖
加工面
基本尺寸
加工余量
左側(cè)
72
3mm
右側(cè)
72
3mm
Φ52孔
Φ46
單邊3mm
4-Φ7通孔
Φ7
不鑄出
4-Φ12沉孔
Φ12
不鑄出
Φ48孔
Φ48
單邊3mm
Φ8孔
Φ8
不鑄出
Φ10孔
Φ10
不鑄出
5-M5、2-M8螺紋孔
不鑄出
根據(jù)所確定的加工余量繪制毛坯圖，如圖2-1所示。
圖2-1 毛坯圖
2.4 工序設(shè)計
2.4.1 選擇加工設(shè)備
工序40、工序50、工序60為銑削加工，選用立式銑床X52進(jìn)行加工。
工序70、工序100、工序110為一次裝夾加工多個孔，選用搖臂鉆床Z3025進(jìn)行加工。
工序80、工序90為鏜孔加工，選用T616鏜床進(jìn)行加工。
工序120為同時鉆兩側(cè)面孔，選用組合鉆床進(jìn)行加工。
2.4.2 確定切削用量及基本時間
工序40：粗銑左側(cè)面
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,齒數(shù)z=10,刀具直徑d=120
背吃刀量：=2mm
每齒進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=80r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=138mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
工序50 粗銑、精銑右側(cè)面
工步1：粗銑右側(cè)面
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,齒數(shù)z=10,刀具直徑d=120
背吃刀量：=2mm
每齒進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=80r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=138mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
工步2：精銑右側(cè)面
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,齒數(shù)z=10,刀具直徑d=120
背吃刀量：=1mm
每齒進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.20mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=50m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=135r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=138mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
工序60：精銑左側(cè)面
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,齒數(shù)z=10,刀具直徑d=120
背吃刀量：=1mm
每齒進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.20mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=50m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=135r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=138mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
工序70：鉆4-Φ7孔锪沉孔
工步1：鉆4-Φ7孔
刀具：Φ7高速鋼麻花鉆
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=800r/min
實際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=20mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：取2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：
工步2：锪4-Φ12沉孔
刀具：Φ12锪刀
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=20m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=550r/min
實際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=4mm
刀具切入長度
刀具切出長度：取0mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：0.04
工序80 粗鏜、精鏜Φ52孔
工步1：粗鏜Φ52孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=2mm
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=200r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時計算：
輔助時間
工步2：精鏜孔至尺寸
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=1mm
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=40m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=250r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時計算：
輔助時間
工序90 粗鏜、精鏜Φ48孔
工步1粗鏜Φ48孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=2mm
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=150r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時計算：
輔助時間
工步2：精鏜孔至尺寸
刀具：YG6鏜刀 背吃刀量：=1mm
進(jìn)給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=40m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=250r/min
實際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時計算：
輔助時間
其他工藝參數(shù)詳見工藝卡片。
第3章 鉆夾具設(shè)計
3.1 夾具類型及使用機床選擇
根據(jù)課題要求選擇一道重要工序進(jìn)行夾具設(shè)計，本次要設(shè)計的夾具是鉆5-M5孔及鉆、鉸Φ12孔夾具。鉆、鉸、锪通過專用的鉆頭、鉸刀、锪刀都可以在鉆床上進(jìn)行加工，鉆床廣泛應(yīng)用于機械加工中，是一種成本低、操作難度低、加工范圍廣的機床，對于鉆5-M5孔及鉆、鉸Φ12孔這道工序來說，由于一次裝夾需要加工6個孔，故可選用如圖3-1搖臂鉆床Z3040進(jìn)行加工。
圖3-1 搖臂鉆床Z3040
3.2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇
3.2.1 工件定位面選擇
工件的定位面是工件上直接和接觸的部分，對于銑左端面工序來說此時泵體是毛坯狀態(tài)，任何表面都是非加工面。選擇定位面時應(yīng)該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進(jìn)行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應(yīng)的裝夾位置應(yīng)該結(jié)構(gòu)牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。根據(jù)上述原則選擇泵體的右側(cè)面和上端面作為定位面。
3.2.2 夾具定位元件選擇
根據(jù)夾具設(shè)計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、V型塊等，泵體銑頂面夾具中，由于定位面都是大而平整的表面，故應(yīng)選用支撐板進(jìn)行定位。
3.2.3 定位元件限制不定度分析
任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度。對于泵體鉆夾具，底面使用兩塊支撐板組成一個大平面，限制3個自由度，分別是1個移動自由度和2個旋轉(zhuǎn)自由度；2-Φ7孔分別用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，圓柱銷限制2個移動自由度；菱形銷限制1個旋轉(zhuǎn)自由度。
3.3 夾緊機構(gòu)及夾緊元件初步選擇
如圖3-2所示，采用移動壓板作為夾緊機構(gòu)。移動壓板機構(gòu)選用的都是標(biāo)準(zhǔn)件，包括移動壓板、螺母、雙頭螺柱、彈簧、調(diào)節(jié)支撐。移動壓板是一種結(jié)構(gòu)簡單，容易獲得的夾緊機構(gòu)，使用移動壓板時，先裝入工件，然后把移動壓板的頭部移動至需要夾緊的部位，再用扳手?jǐn)Q緊夾緊工件。
圖3-2 移動壓板夾緊
3.4 鉆套類型選擇
鉆5-M5孔精度要求不高，可直接鉆削加工得到。由于該孔不需要擴(kuò)孔、鉸孔，故不需要使用可換鉆套，選用符合JB/T 8045.1-2000的固定鉆套即可，固定鉆套需要配合JB/T 8045.5-2000鉆套用襯套使用。因為鉆套是易損件，需要經(jīng)常更換，在鉆模板和鉆套之間需要增加一個襯套防止頻繁更換鉆套給鉆模板造成的磨損。加工Φ12孔需要先鉆后鉸，應(yīng)選用符合JB/T 8045.3-1999的快換鉆套。鉆模板可以翻開給攻絲提供足夠的加工空間。
3.5 鉆模板設(shè)計
3.5.1 鉆模板類型選擇
鉆模板是引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔用的零件。鉆模板的作用是支撐鉆套，讓鉆套和夾具體上的定位元件保證一定的位置關(guān)系。鉆模板的精度直接影響到工件鉆孔的精度。該夾具中，由于在鉆工序后，還需要攻絲，所以鉆模板需要設(shè)計成可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)鉸孔加工完成后，翻開鉆模板給絲錐讓出加工位置。
3.5.2 鉆模板材料選擇
鉆模板的形狀為矩形板狀，可選用45鋼板材進(jìn)行加工，45鋼板材在市場上購買方便，是一種廣泛使用的材料。45鋼有很好的機械性能，進(jìn)行熱處理后可獲得較高硬度。作為鉆模板的材料非常合適。
3.6 計算切削力和夾緊力
3.6.1 計算切削力
刀具：采用高速鋼直柄麻花鉆，
材料：HT200，，鑄件。
鉆削軸向力為 引自參考文獻(xiàn)《機床夾具手冊（第三版）》表1-2-8.
進(jìn)給量
修正系數(shù) 引自參考文獻(xiàn)《機夾具設(shè)計手冊（第三版）》表1-2-8.
故
則實際夾緊力為 查《機床夾具計手冊（第三版）》表1-2-1.
安全系數(shù)K 可按下式計算
－基本安全系數(shù)1.5；
－加工性質(zhì)系數(shù)1.1;
－刀具鈍化系數(shù)1.0；
－斷續(xù)切削系數(shù)１.0;
上述數(shù)據(jù)查《機械夾具具設(shè)計手冊（第三版）》表1-2-1.
故
3.6.2 計算夾緊力
根據(jù)《機械加工工藝手冊》孟少農(nóng)表6.3-8中公式
W：作用在工件上的夾緊力
WL：螺旋夾緊力
M：螺旋上的原始作用力M=QL
d2：螺紋中徑
Q：手柄上的的作用力
L：手柄長度
l1:支撐到螺栓中心線距離
l2:螺栓中心線到夾緊中心距離
q:彈簧彈力（此處忽略不計）
：機構(gòu)效率，取0.9
帶入數(shù)據(jù)得夾緊力為2972N，大于切削力
3.7 定位誤差分析
圖3-4 零件定位簡圖
工件的定位簡圖如圖3-4所示根據(jù)《現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊》表3-2公式得：
兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差為：
：夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔的最大間隙，取H7/f6,最大間隙0.037mm
：夾具菱形銷與其配合的工件孔件的最大間隙，取H7/f6，最大間隙0.037mm
L：兩定位銷中心距。
計算得最大定位角度誤差α=0.2°
水平定位誤差為之間取較大值除2，計算得水平定位誤差為：
3.8 夾具體設(shè)計
夾具體是整個夾具的基礎(chǔ)和骨架，是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)零件，該夾具是鉆夾具，所以不需要安裝定位原件也不需要對刀塊。故為了滿足有足夠的強度和剛度、安放穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和工藝性好，并且重量盡可能輕巧，便于操作，使用安全，所以選擇夾具體為鑄造體。
對于鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，其結(jié)構(gòu)優(yōu)點是工藝性好，容易獲得形狀復(fù)雜的內(nèi)、外輪廓，且具有較好的強度、剛度和抗震性，故夾具體材料選擇HT200。根據(jù)上述原則設(shè)計如圖3-6夾具體并繪制零件圖。
圖3-5 夾具體圖
第4章 鏜夾具設(shè)計
4.1 夾具類型及使用機床選擇
本夾具是鏜孔專用夾具，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和加工要求設(shè)計了一套鏜床加工專用夾具。零件的擺放方式為水平擺放，需要加工的孔軸線跟水平面平行，所以選用臥式鏜床進(jìn)行加工。如圖3-1 T616臥式鏜床是一種常見型號的鏜床，他廣泛用于機械加工中，能達(dá)到IT7級的加工精度。
圖3-1 臥式鏜床T616
4.2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇
4.2.1 工件定位面選擇
根據(jù)挖掘機箱體零件的工藝編排可選擇2-Φ7孔采用一面兩銷原理進(jìn)行定位。2-Φ7孔位于泵體右側(cè)面上，由側(cè)面和2-Φ7可作為一面兩銷定位的兩個要素，工件采用這種方法定位能夠平穩(wěn)地放置。
4.2.2 夾具定位元件選擇
根據(jù)夾具設(shè)計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、V型塊等，泵體銑頂面夾具中，由于定位面都是大而平整的表面，故應(yīng)選用支承板進(jìn)行定位。
4.2.3 定位元件限制不定度分析
任何物體在空間上確定位置需要限制6個自由度，分別是3個移動自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度。對于泵體鉆夾具，底面使用兩塊支撐板組成一個大平面，限制3個自由度，分別是1個移動自由度和2個旋轉(zhuǎn)自由度；2-Φ7孔分別用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，圓柱銷限制2個移動自由度；菱形銷限制1個旋轉(zhuǎn)自由度。
4.3 夾具定位元件的設(shè)計
定向鍵裝配在夾具底面的縱向槽當(dāng)中，正常使用兩個。它距離盡量布置的要遠(yuǎn)一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺U形槽的配合，使本次設(shè)計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進(jìn)的方向具有合理的位置關(guān)系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷度，提高夾具在加工當(dāng)中的穩(wěn)定性。定位鍵的具體結(jié)構(gòu)如圖3-3。
圖3-2 定位鍵
4.4 計算切削力和夾緊力
4.4.1 計算切削力
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：
圓周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
4.4.2 計算夾緊力
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
結(jié)束語
本次畢業(yè)設(shè)計在指導(dǎo)老師的幫助下順利完成。本次畢業(yè)設(shè)計的課題是泵體加工工藝和夾具設(shè)計，主要分為加工工藝設(shè)計和夾具設(shè)計兩大部分。機械加工工藝部分要求根據(jù)零件圖編制一套完整的機械加工工藝過程，在論證機械加工工藝過程的合理性后，再查閱相關(guān)手冊確定工件的加工余量，并根據(jù)零件圖各面的要求確定加工方法、切削量大小、切削速度和吃刀量等參數(shù)。根據(jù)所選擇的參數(shù)填寫每道工序的工藝卡片。工序卡和工藝卡是指導(dǎo)機械加工的重要文件，通過兩個卡片的編寫，讓我理清了機械加工過程，更深刻地理解了加工工藝的內(nèi)涵。
論文的另一部分是夾具設(shè)計。夾具是機械加工中必不可少的工藝裝備，夾具的作用是把工件固定在機床正確的位置上。一套好的夾具，不但能夠保證零件的加工質(zhì)量，還能減少裝夾時間，減輕工人的勞動強度。本次設(shè)計的是一套銑床夾具，一次裝夾同時加工工件的兩個側(cè)面，定位方式采用一面兩銷的方法，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，不需要專門制作定位元件，節(jié)省了夾具設(shè)計制造的時間。夾緊方法采用壓板夾緊，一根拉桿連接著兩塊壓板，通過擰緊螺紋，根據(jù)杠杠的作用夾緊工件。使用聯(lián)動夾緊可以節(jié)約裝夾時間，提高工件的裝夾效率，減少加工用時。最后，根據(jù)定位夾緊方案繪制夾具裝配圖，和非標(biāo)零件圖。
致 謝
忙碌的畢業(yè)季過去了，畢業(yè)設(shè)計也按照規(guī)定時間完成并交到畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師那里。再這段時間里，從接到課題一頭霧水不知從何下手，再到到圖書館查閱大量資料，翻閱各種設(shè)計手冊，逐漸理清了設(shè)計思路和畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)。這是一個很常規(guī)的畢業(yè)設(shè)計課題，他牽涉到大學(xué)期間所學(xué)的很多知識，如機械加工工藝、機械制圖、材料方面等的知識。
畢業(yè)設(shè)計是一個綜合性很強的大考試，是對所學(xué)知識的一個總體檢驗。想想大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各學(xué)科的知識，都是各門任課教師一節(jié)課一節(jié)課耐心教會給我們。想在此對所有任課教師說一句：謝謝，您們辛苦了。是你們帶我走進(jìn)機械世界的大門，是你們?yōu)槲艺樟廖磥淼姆较?，讓我在混沌中看清未來前行的方向。你們就是黑暗中的明燈照亮我前行的路?
還要感謝大學(xué)期間陪伴我的同學(xué)們，遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)求學(xué)，心中的寂寞可想而知，是同學(xué)們讓我在這個城市有了家的感覺。我們一起上課一起吃飯一起度過周末甚至一起過節(jié)。你們的音容笑貌會一致銘刻在我心里。感謝你們的陪伴，謝謝。
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