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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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 I 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 II 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 目 錄 摘要 Abstract 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 基準面的選擇 3 2 2 1 粗基準的選擇 3 2 2 2 精基準的選擇 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 定位基準及定位元件選擇 21 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 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 27 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 序言 1 1 零件的作用 伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和時代技術(shù)的進步 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 52 孔為中心的 12 深 18 孔 2 左端面 5 M5 孔 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 3 右端面 48 深 10 孔 8 和 12 沉孔 4 右側(cè)面 4 7 和 4 12 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 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 基準面的選擇 基準面是工件的加工基準 基準面的選取非常重要 基準面應(yīng)選擇較大的 面或平面 大外圓 大內(nèi)圓等要素 選擇合適的基準面不但可以提高零件加工 效率 如裝夾時方便進行定位 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 粗基準的選擇 粗基準的選擇 粗基準是進行加工時所選的第一個定位基準 粗基準是工 件上的沒有加工過的表面 在選擇粗基準時 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 2 2 2 精基準的選擇 精基準的選擇 依據(jù) 基準重合 原則和 基準統(tǒng)一 原則 基準重合的 意思是盡量保證加工時的定位基準和圖紙上標注的基準重合 即圖紙上的尺寸 就是加工時的定位尺寸 避免了應(yīng)為加工基準和圖紙基準的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤 差 基準統(tǒng)一是要求在精加工時 精加工的基準盡量選取同一個定位基準 選 用同一個定位基準可提高工件的加工精度 避免多次更換基準以免產(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 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 序和最方便加工的方式進行加工 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 7 孔 锪 4 12 沉孔 80 鏜 粗 精鏜 52 孔 深 28mm 90 鏜 粗 精鏜 48 孔 深 10mm 100 鉆 鉆 鉸 12 孔 鉆 5 M5 螺紋孔底孔 攻絲 110 鉆 鉆 8 孔 鉆 鉸 12 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 30 涂漆 非加工面涂漆 40 鉆 鉆 4 7 孔 锪 4 12 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 52 孔 深 28mm 90 鏜 粗 精鏜 48 孔 深 10mm 100 鉆 鉆 鉸 12 孔 鉆 5 M5 螺紋孔底孔 攻絲 110 鉆 鉆 8 孔 鉆 鉸 12 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 工藝路線二首先進行鉆孔加工 工藝路線二首先進行鉆孔加工時為 了給后面工序提供一個方便定位的基準面 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 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 用側(cè)面作為定位基準加 工 4 7 孔 可保證孔跟底面的垂直度 后續(xù)的工序再使用 4 7 孔作為定位 基準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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 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 52 孔 46 單邊 3mm 4 7 通孔 7 不鑄出 4 12 沉 孔 12 不鑄出 48 孔 48 單邊 3mm 8 孔 8 不鑄出 10 孔 10 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 min r6 791204 3d10n vi 8 810c 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 進行加工 工序 80 工序 90 為鏜孔加工 選用 T616 鏜床進行加工 工序 120 為同時鉆兩側(cè)面孔 選用組合鉆床進行加工 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 p 2mm 每齒進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 15 取 zf 0 15mm z 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 23 取 v 30m min 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 80r min 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 min r6 791204 3d10n vi 8 810c 實際銑削速度 cv 每分進給量 Mzf 銑削寬度 e 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 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 2l 查 機械加工工藝師手冊 1 取 l 2mm 機動時間 jt 查查 機械加工工藝師手冊 1 公式如下 min13 8026132 MZjflt 輔助時間 i tjft 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 p 2mm 每齒進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 15 取 zf 0 15mm z 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 23 取 v 30m min 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 80r min 實際銑削速度 v 每分進給量 Mzf 銑削寬度 e 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 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 2l 查 機械加工工藝師手冊 1 取 l 2mm in 180215 0mfZn n5 fZn 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 min r13204 35d10n vi 2 10c min85 0246318t 2 MZjfl 機動時間 jt 查查 機械加工工藝師手冊 1 公式如下 min13 8026132 MZjflt 輔助時間 i tjft 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 p 1mm 每齒進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 15 取 zf 0 20mm z 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 23 取 v 50m min 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 135r min 實際銑削速度 v 每分進給量 Mzf 銑削寬度 e 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 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 2l 查 機械加工工藝師手冊 1 取 l 2mm 機動時間 jt 查查 機械加工工藝師手冊 1 公式如下 輔助時間 min17 02 t jft 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 p 1mm 每齒進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 15 取 zf 0 20mm z 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 30 23 取 v 50m min n41 fZn 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 min r13204 35d10n vi 2 10c min85 0246318t 2 MZjfl min r682714 350dn v 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 135r min 實際銑削速度 v 每分進給量 Mzf 銑削寬度 e 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 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 2l 查 機械加工工藝師手冊 1 取 l 2mm 機動時間 jt 查查 機械加工工藝師手冊 1 公式如下 輔助時間 min17 02 t jft 工序 70 鉆 4 7 孔锪沉孔 工步 1 鉆 4 7 孔 刀具 7 高速鋼麻花鉆 進給量 f 查 機械加工工藝師手冊 1 表 28 13 取 f 0 25mm r 鉆削速度 查 機械加工工藝師手冊 1 表 28 13 取 15m minv v 機床主軸速度 查 3 表 4 9 取 800r min 實際鉆削速度 cv 每分進給量 Mzf 鉆孔深度 20mml 刀具切入長度 由 機械加工工藝師手冊 1 表 28 42 得 1 m1 254cot7 0 2 cot5 01 rkDl 刀具切出長度 取 2mml 機動時間 由 機械加工工藝師手冊 1 表 28 42 得 jt n41 fZn in 2085 0fnZ 3 1 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 min r530124 d10n v min r3 19504 3d10n v 輔助時間 1 0t f 工步 2 锪 4 12 沉孔 刀具 12 锪刀 進給量 f 查 機械加工工藝師手冊 1 表 28 13 取 f 0 25mm r 鉆削速度 查 機械加工工藝師手冊 1 表 28 13 取 20m minv v 機床主軸速度 查 3 表 4 9 取 550r min 實際鉆削速度 cv 每分進給量 Mzf 鉆孔深度 4mml 刀具切入長度 01 刀具切出長度 取 0mm2l 機動時間 由 機械加工工藝師手冊 1 表 28 42 得 jt 輔助時間 0 04 工序 80 粗鏜 精鏜 52 孔 工步 1 粗鏜 52 孔 刀具 YG6 鏜刀 背吃刀量 p 2mm 進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 zf 0 6mm z 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 v 30m min 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 200r min min51 042 4t21 zmjl min17 043t21 zmjfl in 5 3705 fnZ 4 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 min 6 30154 20vcdn min r8 2541 30d0n v i 390 c 實際銑削速度 每分進給量 Mzf 切削工時計算 5 02 81 試 切 長 度mllml a 輔助時間 in06 2 t jft 工步 2 精鏜孔至尺寸 刀具 YG6 鏜刀 背吃刀量 p 1mm 進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 zf 0 6mm z 鏜削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 v 40m min 機床主軸速度 查 3 表 4 16 取 250r min 實際銑削速度 v 每分進給量 Mzf 切削工時計算 5 02 81 試 切 長 度mllml a 輔助時間 in05 2 t jft 工序 90 粗鏜 精鏜 48 孔 工步 1 粗鏜 48 孔 刀具 YG6 鏜刀 背吃刀量 p 2mm 進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 zf 0 6mm z 6 fZi3 9t na n1526 fZn i26 39t na 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 銑削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 v 30m min 機床主軸速度 n 查 3 表 4 16 取 150r min 實際銑削速度 cv 每分進給量 Mzf 切削工時計算 5 02 301 試 切 長 度mllml a 輔助時間 in08 2 t jft 工步 2 精鏜孔至尺寸 刀具 YG6 鏜刀 背吃刀量 p 1mm 進給量 zf 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 zf 0 6mm z 鏜削速度 v 查 機械加工工藝師手冊 1 表 29 14 取 v 40m min 機床主軸速度 n 查 3 表 4 16 取 250r min 實際銑削速度 cv 每分進給量 Mzf 切削工時計算 5 02 301 試 切 長 度mllml a 輔助時間 in05 2 t jft 其他工藝參數(shù)詳見工藝卡片 min r3 1846 30d10 vi 5 20 51 min r2 4681 30d0 vi 0 25 in 96 fZn i41 637t na n16 fZn i2 637t na 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 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行夾具設(shè)計 本次要設(shè)計的夾具是鉆 5 M5 孔及鉆 鉸 12 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 12 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 進行加工 圖 3 1 搖臂鉆床 Z3040 3 2 定位基準及定位元件選擇 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 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 7 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 準件 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 再用扳手擰緊夾緊工件 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 12 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 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 md6 10 材料 HT200 鑄件 abMP41 鉆削軸向力為 引自參考文獻 機床夾具手冊 第三版 表pfKfF 7 06 1 2 8 進給量 r mf2 0 修正系數(shù) 引自參考文獻 機夾具設(shè)計手冊 第三版 表 1 2 8 75 0 36 bpK 故 NFf 63 9 7341 20 175 0 則實際夾緊力為 查 機床夾具計手冊 第三版 表 1 2 1 jpKF 安全系數(shù) K 可按下式計算4321k 基本安全系數(shù) 1 5 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 2K 加工性質(zhì)系數(shù) 1 1 3 刀具鈍化系數(shù) 1 0 4 斷續(xù)切削系數(shù) 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 NFkKFjjp 15243210 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 cottan 21 21 fRdMWlqL 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差為 031 127 03 2tanmaxa Ll mxl 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 037mmax2 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 0 2 水平定位誤差為 maxl 2之間取較大值除 2 計算得水平定位誤差為 0185 37 jw 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 3 5 夾具體圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 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 能達到 IT7 級的加工精度 圖 3 1 臥式鏜床 T616 4 2 定位基準及定位元件選擇 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 7 孔采用一面兩銷原理進行定 位 2 7 孔位于泵體右側(cè)面上 由側(cè)面和 2 7 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 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 7 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中 正常使用兩個 它距離盡量布置的 要遠一些 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荷 度 提高夾具在加工當中的穩(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 5YT 刀具的幾何參數(shù) 60 粗 K 90精 1 0s 8 由參考文獻 5 查表 可得 321 圓周切削分力公式 0 75 14CpcPFafvK 式中 m2 pa6 0f rpsopkKK 查 5 表 得 查 5 表 取 41 736nmb 125 0 6b 0 75n 由表 可得參數(shù) 6294 0pk 0 opK sp 1rpK 即 NFC98 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 同理 徑向切削分力公式 0 9750 3238PpcPFafvK 式中參數(shù) 7 0 pkK 1op s 1 rp 即 NFP295 軸向切削分力公式 0 5 4326fpcPFafvK 式中參數(shù) 1 pkK o 1 sp 0 rp 即 NFf852 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 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻 5 表 可得 6 12 01 301 56C 12522 3PK f 所以有 193 08 KCWFN 76P 5 Kf 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻 5 可查得 6 2 76zr 901052 29 其中 3 Lm 8N 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 螺旋夾緊力 0478 2 WN 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 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 和非標零件圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 25 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 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 26 參考文獻 1 孫麗媛 機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 北京 冶金工業(yè)出版社 1996 2 東北重型機械學(xué)院等 機床夾具設(shè)計手冊 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998 3 劉守勇等 機械制造工藝與機床夾具 北京 機械工業(yè)出版社 2004 4 王啟平 機床夾具設(shè)計 M 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2003 5 林文煥 陳本通 機床夾具設(shè)計 M 北京 國防工業(yè)出版社 2002 6 徐發(fā)仁 機床夾具設(shè)計 M 重慶 重慶大學(xué)出版社 2003 7 王昆等 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 武漢 高等教育出版社 2006 8 邱宣懷 機械設(shè)計 M 第四版 北京 高等教育出版社 1996 9 柯明揚 機械制造工藝學(xué) M 北京 北京航天航空大學(xué)出版社 1996 10 陳立德 機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計 北京 高等教育出版社 2004 11 陳立德 機械制造裝備設(shè)計 北京 高等教育出版社 2004 12 董玉紅 數(shù)控技術(shù) 北京 高等教育出版社 2004 13 陳立德 機械設(shè)計基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 2004 14 陳立德 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 北京 高等教育出版社 2004 15 陳立德 機械設(shè)計基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南與典型題解 北京 高等教育出版社 2004 16 李學(xué)京 機械制圖和技術(shù)制圖國家標準學(xué)用指南 中國標準出版社 2013 06 17 熊良山 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 2 版 華中科技大學(xué)出版社 2012 07 18 鄒青 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 第 2 版 機械工業(yè)出版社 2011 03 19 王福吉 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 科學(xué)出版社 2015 6 20 崇凱 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 第 2 版 化學(xué)工業(yè)出版社 2015 4