油壓泵蓋機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【鉆3-φ11孔】【鏜2-φ32孔】【說明書+CAD】
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油壓泵蓋機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
完成時間： 2014年5月
摘 要
泵是一種重要零件，被廣泛的使用，例如汽油泵，液壓泵，潛水泵，隔膜泵等產(chǎn)品，它在機(jī)械行業(yè)中的作用是不能被隨便取代的，本課題選的是泵蓋的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，因?yàn)楸蒙w是和泵密切相關(guān)的零件，在設(shè)計(jì)過程中，從大量的有關(guān)書籍中綜合比較與選擇最好的設(shè)計(jì)方案。液壓泵蓋零件重要是目前機(jī)械行業(yè)中不可否認(rèn)的事實(shí)，采用傳統(tǒng)的工藝，如鉆，擴(kuò)，銑等，不僅效率低且穩(wěn)定性差，精度不容易保證，約束著生產(chǎn)的發(fā)展，對于大批量生產(chǎn)的零件應(yīng)采用組合機(jī)床進(jìn)行加工，不僅快捷高效而且生產(chǎn)率高，是機(jī)械加工的最佳發(fā)展方向。由課題給定的設(shè)計(jì)題目可知，應(yīng)采取什么樣的措施來解決泵蓋加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)的過程中所存在的主要問題。如毛坯制造形式獲得的具體確定，基準(zhǔn)面的選擇，工序尺寸及空白，工藝路線的確定，切削用量的確定。在專用夾具設(shè)計(jì)的過程中存在著許多值得注意的問題，設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確合理的夾具是保證零件合格的重要條件，夾具設(shè)計(jì)中操作說明書亦很重要。此次設(shè)計(jì)能夠完成主要感謝我的老師及同學(xué)們的大力支持與幫助，向他們表示衷心的感謝。
關(guān)鍵詞 ：工藝；夾具設(shè)計(jì)
ABSTRACT
Pump is a kind of important parts, is widely used, such as gasoline pump, hydraulic pump, submersible pump, diaphragm pump and other products, its role in mechanical industry can't be replaced by random, this topic is optional pump cover mechanical processing technology and fixture design, because the pump cover are closely related and pump parts, in the design process, from a large number of relevant books comprehensive compare and choose the best design solution. Hydraulic pump cover is one of the important parts in the machinery industry there is no denying the fact that adopts the traditional process, such as drilling, expanding, and milling, etc., not only low efficiency and poor stability, not easy to ensure accuracy, constrains the development of production, should be used for mass production parts modular machine tool for processing, not only efficient but also the productivity is high, is the best development direction of mechanical processing. Designed by the topic of a given topic, what measures should be taken to solve the pump cover processing design, fixture design and the main problems existing in the process of. Such as blank making form of concrete, the selection of the datum, the process and blank size, the determination of process route, cutting parameter determination. In the process of special fixture design, there are many noticeable problems in design of fixture is accurate and reasonable guarantee the important conditions of qualified parts, fixture design in the operating instructions is also very important. This design can be completed mainly thanks to my teacher and classmates support and help, to express our heartfelt thanks to them.
Key words: process; Fixture design.
目 錄
前言 4
一． 零件的分析 5
1、零件的作用 5
2、零件的工藝分析 6
二、零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
1. 確定毛坯的制造形式 7
2. 基準(zhǔn)面的選擇 7
3. 制定工藝路線 8
4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
5. 確定切削用量 11
6. 小結(jié) 21
三 專用夾具設(shè)計(jì) 22
1. 問題的提出 22
2. 粗、精銑零件上平面夾具設(shè)計(jì) 22
3. 定位基準(zhǔn)的選擇 22
4. 銑削力與夾緊力計(jì)算 22
５. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 25
6. 鉆3－φ11孔夾具設(shè)計(jì) 26
6.1 定位基準(zhǔn)的選擇 26
6.2定位元件的設(shè)計(jì) 26
6.3定位誤差分析 26
6.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 27
6.5襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 27
6.6夾緊裝置的設(shè)計(jì) 28
6.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 28
7. 小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致謝 32
前言
自改革開放以來中國的機(jī)械制造行業(yè)一直處于相對落后的階段，經(jīng)過國人的不斷努力，在今天21世紀(jì)的中國，飛速發(fā)展是當(dāng)今中國機(jī)械制造行業(yè)的主要特點(diǎn)，在以前我國的的機(jī)械行業(yè)中機(jī)加工的方法比較單一，剛性專機(jī)就是當(dāng)時被廣泛使用的，在當(dāng)時的機(jī)械行業(yè)中各種各樣的零件，基本上都是用的剛性專機(jī)加工。由于剛性專機(jī)加工有許多不足的地方，由于時代不斷的發(fā)展與進(jìn)步，各行各業(yè)也跟著發(fā)展與進(jìn)步，所以對零件的需求也越來越多，問題就接二連三的出現(xiàn)。比如單個零件的生產(chǎn)周期長，零件改型的周期長等等一系列的問題。目前我國機(jī)械加工的發(fā)展方向有以下幾個特點(diǎn)，1） 加工設(shè)備朝著柔性化方向發(fā)展 2）加工工藝朝著柔性化方向發(fā)展。加工裝備柔性化的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在設(shè)備快速性和適應(yīng)性上的需求，制造商在考慮到經(jīng)濟(jì)效益以及產(chǎn)量等問題，所以不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合來提高效益和產(chǎn)量。
機(jī)械加工過程中，夾具的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一部分。機(jī)床技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代，目前正朝一下幾個方向發(fā)展：1）高速、2）高效、3）精密、4）復(fù)合、5）智能、6)環(huán)保，夾具技術(shù)也不亞于機(jī)床技術(shù)也正一下幾個方向進(jìn)行發(fā)展：1）高精、2）高效、3）模塊、4）組合、5）通用、6）經(jīng)濟(jì)。液壓夾緊裝置在機(jī)械加工中有很多的優(yōu)點(diǎn)；其一它能節(jié)省夾緊是所要用的時間，其二能節(jié)省工件松卸時所花費(fèi)的時間。除了液壓夾緊以外還有機(jī)械夾緊和氣動夾緊，液壓夾緊與機(jī)械夾緊相比，液壓夾緊要節(jié)省90%-95%的時間，所以有效的縮短了生產(chǎn)時間提高了產(chǎn)量，解決了時間與產(chǎn)量的問題成本的問題就能迎刃而解了。液壓夾緊還一個很重要的特點(diǎn)，就是具有非常高的定位精度。主要原因是夾緊力恒定，確保了零件變形的概率。
一． 零件的分析
圖1
1、零件的作用
由課題題目可知，零件的類型歸屬蓋體類零件，它的主要作用是和別的零件配合，可以組成液壓泵的一個腔體結(jié)構(gòu)，可以用來儲存、輸送分配液壓油。泵蓋是機(jī)械行業(yè)很重要的一種零部件，在很多行業(yè)中都可能會使用到機(jī)械產(chǎn)品，而在很多的機(jī)械產(chǎn)品中都會有液壓這一塊，在液壓產(chǎn)品中泵蓋是必不可少一個零件，在整個機(jī)械產(chǎn)品的工作過程中，零件的內(nèi)表面受到液壓力的沖擊，所以在加工零件的時候，必須注意零件的剛度要求，零件的某些面要與其他零件進(jìn)行配合的表面，對零件的尺寸精度和形位精度要有一定的要求。
2、零件的工藝分析
屬于液壓泵零件，該零件圖主要由平面、外輪廓、孔、凸臺、腰槽等組合而成，其中孔的精度要求比較高，零件的密封性能要求比較高。零件屬蓋體類，所以要與其他零件配合，故對零件的幾組平面要有表面粗糙度和形位精度的要求，使零件能更好的與其他零件進(jìn)行配合安裝。制定出最佳最合理的工藝路線是零件能否達(dá)到加工要求的主要原因
2.1 具體工藝分析
材料：ZL106
材料的類型屬于二元共晶鋁硅合金,該合金特點(diǎn)有： 優(yōu)良的鑄造性能 但是切削加工性能和力學(xué)性能要差些 ,為了達(dá)到加工的要求，首先就必須改善材料的鑄造形式，鑄造的形式有很多種，精密鑄造與及金屬型鑄造都能達(dá)到材料的要求。
（1）各個基準(zhǔn)孔的加工
1）粗銑毛坯的上下兩個平面確保尺寸43.00mm，平面平行度誤差為0.10
2）粗鏜直徑為φ25.5的孔 保證形位誤差及尺寸的要求
3）粗鉆七個直徑為φ8.5的孔 保證尺寸及形位要求
5）粗鉆三個直徑為φ11的孔 確保尺寸及形位要求
6）鉆度斜為23直徑為φ4的孔 確保尺寸及形位要求
7）粗鏜直徑為φ32孔
（2）主要基準(zhǔn)面的加工注意以下兩個方面：
1）基準(zhǔn)表面的加工
液壓油泵蓋上表面、液壓油泵蓋表面各孔這都是精準(zhǔn)表面的加工
2）基準(zhǔn)孔的加工
鏜2-φ32的孔是零件主要的基準(zhǔn)孔
二、零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1. 確定毛坯的制造形式
材料為ZL106的零件。此零件大批生產(chǎn)的產(chǎn)量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年大約生產(chǎn)出4000件左右，可視為大批量生產(chǎn)。據(jù)零件的毛坯圖紙可知，零件的外輪廓不算很大，通過圖紙及相關(guān)的技術(shù)要求可知，零件的鑄造表面質(zhì)量要求比較高，選用鑄造質(zhì)量相對于常溫下化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的毛坯，因?yàn)榱慵纳a(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，所以毛坯的選定也必須選擇適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于加工工藝過程和鑄造，而且還可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
2. 基準(zhǔn)面的選擇
在這整個工藝的規(guī)程設(shè)計(jì)過程中有著重要的一個組成部分取決于基準(zhǔn)面的選擇，基準(zhǔn)面的選擇在整個機(jī)械加工過程中起著至關(guān)重要的作用，所以在選擇基準(zhǔn)面的時候必須保證基準(zhǔn)面的準(zhǔn)確與合理，同時基準(zhǔn)面的選擇也會直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)率。如果選擇的不合理就會直接影響零件的工藝，同時也會在加工工藝過程中出現(xiàn)很多問題，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致大批量的零件報(bào)廢，不僅經(jīng)濟(jì)損失而且會使得生產(chǎn)無法照常進(jìn)行，影響效益等等一系列的問題，由此可見基準(zhǔn)面的選擇在機(jī)械加工中很關(guān)鍵、很重要。
（1）在加工中首先就是粗基準(zhǔn)的選擇，由零件圖可以看出零件屬于方形零件，從基準(zhǔn)選擇的原則方面來考慮，首先應(yīng)該考慮是否要互為基準(zhǔn)，因?yàn)榱慵木纫蟊容^高，所以最好選用互為基準(zhǔn)的原則。在基準(zhǔn)面選擇的過程中分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩部分，至于要選哪個面做粗基準(zhǔn)哪個面做精基準(zhǔn)，那就要根據(jù)不同零件有不同的選擇，像本課題的零件就應(yīng)該選擇下表面作為粗基準(zhǔn)，基準(zhǔn)選完后接著就是要考慮零件的夾緊方案，本零件可用裝夾對肩臺進(jìn)行夾緊，底面定位塊支承和底面為定位基準(zhǔn)，以限制z移動、z旋轉(zhuǎn)、y移動、y旋轉(zhuǎn)、四個自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達(dá)到定位的目的。
（2）粗基準(zhǔn)選完后其次就是選擇精基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選則在整個加工過程中非常的關(guān)鍵，要能保證零件的尺寸要求、孔的同軸度等問題。選擇時考慮的問題有以下兩點(diǎn)：1） 基準(zhǔn)是否重合；2）便于裝夾。經(jīng)過考慮與分析對于此零件采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。
3. 制定工藝路線
制定工藝路線，工藝路線的選擇是零件的加工做重要的一步，它會直接關(guān)乎到零件的生產(chǎn)速度，具體的就是在加工過程中零件的裝夾方案，刀具切削的順序及走刀路線，合理的分配和安排能有效的提高零件的質(zhì)量及產(chǎn)量。此外，不論是什么零件我們都應(yīng)該考慮它 經(jīng)濟(jì)效益，合理的工藝路線就會有很好的經(jīng)濟(jì)效益，所以有以下兩種工藝方案：
（方案一）
工序一：熱處理
工序二：去掉毛坯的飛邊毛刺
工序三：粗精銑視為零件上平面的面
工步1：粗銑零件上平面
工步2：精銑零件上平面
工序四：在保證尺寸要求的前提下鉆孔
工序五：粗精下平面
工步1：粗銑下平面
工步2：精銑下平面
工序六：鉆孔
工序七：擴(kuò)孔并平底
工序八：擴(kuò)孔與孔
工序九：鏜孔及鏜孔
工序十：鉆度斜為23，孔
工序十一：精磨零件較大的平面
工序十二：去飛邊毛刺
工序十三：檢查
（方案二）
工序一：熱處理
工序二：去掉毛坯的飛邊毛刺
工序三：粗精銑視為零件上平面的面
工步1：粗銑零件上平面
工步2：精銑零件上平面
工序四：粗精下平面
工步1：粗銑下平面
工步2：精銑下平面
工序五：在保證尺寸要求的前提下鉆孔
工序六：鉆孔
工序七：擴(kuò)孔并平底
工序八：擴(kuò)φ26孔與φ25.5孔
工序九：鏜孔和孔
工序十：鉆度斜為23，孔
工序十一：時效去應(yīng)力處理
工序十二：精磨零件較大的平面
工序十三：去除飛邊毛刺
工序十四：檢查
工藝路線的分析與比較：
兩條工藝路線與相比，不同的就是第二條工藝路線多增加了一道工序十一， 主要的目的就是為了提高后面精加工平面的的精度，通過時效處理，可以解決在前面工序所存在的問題，在粗加工過程中會產(chǎn)生各種加工應(yīng)力，通過工序十一可以有效的解決。因?yàn)楫a(chǎn)生加工應(yīng)力會導(dǎo)致零件成品后外形發(fā)生變形。外形一但發(fā)生變形就會直接影響零件的尺寸精度，所以這道工序?qū)α慵|(zhì)量的保證起著至關(guān)重要的作用。
互為基準(zhǔn)的原則是在機(jī)械加工工藝過程中常常被選用的，互為基準(zhǔn)就是兩個已加工表面可以互相定為基準(zhǔn)進(jìn)行裝夾，因?yàn)楸玖慵纳媳砻嬗性S多孔需要加工，所以在加工完上、下表面之后，以下表面為精基準(zhǔn)來加工上表面的孔，這樣做可以很好的保證面與面的平行度、各孔的垂直度。在加工工藝上也符合了先面后孔的原則。通過對第一條工藝路線進(jìn)行分析不難看出，第一條工藝路線在加工完一個上平面就開始鉆孔了，因?yàn)榱慵牧硪幻孢€是毛坯未進(jìn)行加工，所以定位的精度肯定達(dá)不到要求的，鉆出來的孔一不能保證垂直度、二不能保證鉆出來的各個孔的軸線能否平行。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線不是很合理的加工路線。而第二條工藝路線就不同了，第二條的工藝路線是先加工零件的上、下兩個平面然后再鉆孔，再以已加工的面和孔作為精基準(zhǔn)，這樣就可以有效的保證后面工序的加工質(zhì)量，進(jìn)而也就解決了孔的垂直度和面的平行度等問題。通過以上對兩條加工工藝路線的分析再結(jié)合實(shí)際，一般情況下零件的加工主要是否效率高和是否能保證質(zhì)量等問題對工藝路線進(jìn)行制定及選擇。所以在仔細(xì)的比較之下決定用第二條方案進(jìn)行生產(chǎn)加工。具體的工藝過程以工藝卡片。
4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件的材料為ZL106，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于本課題所選的零件毛坯是采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下圖.
． 圖2
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工。
1）對材料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)質(zhì)處理，
2）對毛坯進(jìn)行飛邊除刺處理，有利于對毛坯的初次裝夾，
3）由前面我們制定的工藝路線所以先加工零件的上下兩個平面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-36和表4-38考慮3.00mm，粗加工2.00mm到金屬模鑄造的質(zhì)量，因此計(jì)算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定表面的粗糙度要求，精加工1.00mm，
4）粗鏜直徑為φ孔時，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量?？梢淮未旨庸ぃ淮尉庸?，就能達(dá)到零件的尺寸要求。
5）加工孔時，根據(jù)參考文獻(xiàn)表考慮加工余量。可一次鉆削加工余量，就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
6）加工孔時，根據(jù)參考文獻(xiàn)表4-25考慮加工余量?？梢淮毋@削加工余量，就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
7）鏜孔，粗加工到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工，就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
5. 確定切削用量
工序一：熱處理調(diào)質(zhì)
工序二：去毛坯飛邊毛刺
工序三：粗、精下平面
（1）粗銑零件的下平面
工件材料：，鑄造。
加工要求：粗銑零件的上表面，粗加工2mm，經(jīng)過調(diào)整法確定加工余量
機(jī)床：立式銑床。
查參考文獻(xiàn)表31—36
刀具：三面刃圓盤銑刀，材料：， ，齒數(shù)，。
單邊余量：Z=2mm
刀具的銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
由以下的計(jì)算公式來確定機(jī)床在加工時的主軸轉(zhuǎn)速
：
式中 銑削速度；
刀具直徑。
由機(jī)床在加工時主軸轉(zhuǎn)速：
式（2.2）
按照參考文獻(xiàn)表
實(shí)際銑削速度：
式（2.3）
進(jìn)給量： 式（2.4）
進(jìn)給量： 式（2.5）
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
（2）精銑零件的下平面
工件材料： ，鑄造。
加工要求：精銑零件的上表面，粗加工1mm，經(jīng)過調(diào)整法確定加工余量
機(jī)床： 立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
在精銑時要確保好余量，所以單邊余量：
在銑削所稱中刀具伸進(jìn)去多少的深度即，銑削深度：
銑刀刀片上每個齒的進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)表，取
機(jī)床在切削時主軸的轉(zhuǎn)速，由有：
式（2.6）
按照參考文獻(xiàn)表
實(shí)際銑削速度：
式（2.7）
進(jìn)給量，由式（1.3）有：
式（2.8）
工作臺每分進(jìn)給量：
式（2.9）
在粗銑時所需要的總時間為：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
切入長度：
式（2.10）
切出長度：取
一共走刀數(shù)：1
機(jī)動時間：
式（2.11）
根據(jù)參考文獻(xiàn)表查得銑削的時間
在精銑時所需要的總時間為：
被切削層長度：毛坯尺寸
切入長度：精銑時
切出長度：取
一共走刀數(shù)：1
機(jī)動時間：
式（2.12）
根據(jù)參考文獻(xiàn)表得銑削時間
銑下平面時所需要的總時間為：
t=+++= 式（2.13）
工序四：加工上平面，計(jì)算的方法，同工序三，具體參數(shù)見工藝卡片
工序五：鉆3個直徑為Φ11的孔
因?yàn)橐庸さ目自趫D紙上標(biāo)的為Φ。機(jī)床的類型為鉆床，機(jī)床的型號為，,加工工序?yàn)殂@孔至Φ，選用Φ的麻花鉆頭。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取
由式機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
切入長度：
式（2.14）
切出長度：
一共走刀數(shù)1
機(jī)動時間：
式（2.15）
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時間
工序六：階梯孔鉆7—φ8.5孔
從圖紙上可知要加工的孔的直徑為，粗糙度。加工機(jī)床類型是鉆床，型號為，加工工序?yàn)轱零@，加工刀具為：锪鉆孔—Φ小直徑锪鉆。
1）確定切削用量
根據(jù)參考文獻(xiàn)表可查出，由于孔深度比，，故。查立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)表，因?yàn)殂@頭的剛性強(qiáng)度有限，所以鉆頭的進(jìn)給必須查相關(guān)數(shù)據(jù)來確定，故進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力，根據(jù)參考文獻(xiàn)表，允許的進(jìn)給量。
進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表，得：
，
，
在機(jī)械加工中，實(shí)際的切削環(huán)境不同，會影響到機(jī)床的性能，所以在計(jì)算好的一切有關(guān)切削參數(shù)，都必須進(jìn)行合理的修改，正確的說就是修正參數(shù)。
由參考文獻(xiàn)[7]表2，，，故
查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故
式（2.16）
式（2.17）
機(jī)床功率校驗(yàn) 切削功率為
式（2.18）
機(jī)床有效功率
式（2.19）
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
所以
，，
工序七：鉆23斜度Φ4的斜孔，有關(guān)參數(shù)見工藝卡片
工序八：粗鏜Φ的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
式（2.20）
被切削層長度：
切入長度：
式（2.21）
切出長度：
取
總走刀次數(shù)：
機(jī)動時間：
式（2.22）
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時間為：
精鏜下端孔到
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：
根據(jù)參考文獻(xiàn)表，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
取
實(shí)際切削速度，：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
式（2.23）
被切削層長度：
切入長度：
式（2.24）
切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時間：
式（2.25）
總工時
查參考文獻(xiàn)[1]，表工步輔助時間為：
工序九：粗鏜Φ的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
式（2.26）
被切削層長度：
切入長度：
式（2.27）
切出長度： 取
總走刀：
機(jī)動時間：
式（2.28）
所以該工序總機(jī)動工時
查參考文獻(xiàn)
工序十：精磨底平面
選用磨床
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表選取數(shù)據(jù)
切削速度 切削深度
進(jìn)給量
表2.5-37工步輔助時間為：1.85min
工序十一：鉗工，去除銳邊毛刺
工序十二：時效，去除加工應(yīng)力
工序十三：檢查各個成品的尺寸是否合格
工序十四：入庫
零件3D圖
圖3
三 小結(jié)
工藝在加工中有著特殊的意義，它是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)加工過程中有著重要的意義。在加工生產(chǎn)，工藝水平的高低起著重要的影響以及解決在加工過程中遇到的工藝問題起著重要的作用。機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用主要有一下幾點(diǎn)：
1） 根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備；
2） 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃，調(diào)度，工人的操作，質(zhì)量檢查等的依據(jù)；
3） 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是新建或擴(kuò)建車間（或工段）的重要依據(jù)；
通過以上對零件的設(shè)計(jì)，使我更進(jìn)一步的了解零件在加工過程中存在很多細(xì)節(jié)性的問題需要我們認(rèn)真的分析及解決，對加工工藝嚴(yán)格合理的選擇是保證零件質(zhì)量的主要因素。
三 專用夾具設(shè)計(jì)
在成批、大量生產(chǎn)中，工件在機(jī)加工中零件的裝夾決定著是否能進(jìn)行正常加工的關(guān)鍵，裝夾主要通過機(jī)床夾具來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)今機(jī)械行業(yè)中基本上只要是精度要求較高的零件都要為設(shè)計(jì)專門的夾具，這樣就能有效保證零件的精度要求。機(jī)床夾具在裝夾時比較方便，進(jìn)而減少了在加工中因?yàn)檠b夾而耗費(fèi)太多的時間，提高零件的精度和減少了裝夾時間自然就提高了生產(chǎn)率。
1. 問題的提出
零件的孔加工比較多，基準(zhǔn)平面的精銑削加工，鉆孔和的加工，機(jī)床的類型是
2. 粗、精銑零件上平面夾具設(shè)計(jì)
銑泵蓋上平面的粗，精加工是本道工序的主要用途，由加工本道工序的工序簡圖可知，粗、精銑泵蓋上平面時，粗糙度要求，泵蓋上平面與下平面必須要保證平行度,按照工藝孔軸線分別垂直度的要求，泵蓋上平面粗精加工是依靠本道工序的，所以提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度是本道工序應(yīng)該考慮，而且還要保證表面質(zhì)量和加工尺寸精度。
3. 定位基準(zhǔn)的選擇
參照零件圖紙上的尺寸及技術(shù)要求可以得知，在本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面。零件孔比較多，在加工中首要考慮的問題就應(yīng)該是孔的垂直度的保證，所以在裝夾時要特別的注意。裝夾時主要還是要靠基準(zhǔn)面來固定零件，所以面的平行度也要得到保證，可是在基準(zhǔn)的選擇又可分為定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這兩個基準(zhǔn)重合才是最合理的裝夾方式。這樣就能減少在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，重新計(jì)算上下平面的平行度，該工序的最終目的就是要能夠保證兩面的平度，只有在兩基準(zhǔn)面重合的前提下，然后在確保定位面與定位板的很好的粘在一起。
4. 銑削力與夾緊力計(jì)算
一般夾具的設(shè)計(jì)都是在機(jī)床上進(jìn)行裝夾使用，定位螺釘在裝夾過程中也起到不可忽視的作用，第一螺釘能起到定位的作用；第二螺釘能使用于夾緊，加工中由于加床在做高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以機(jī)身多少都會有震動，為了解決此問題。必須對“”六角螺母和””螺母螺釘施加一定的夾緊力。
由計(jì)算公式
加工前的準(zhǔn)備工作有很多，比如毛坯的裝夾、切削液的調(diào)配、對刀等一系列問題，在此主要分析一下對刀方式，對刀方式有很多種，試切法是被常用于加工一般精度的零件，其次就是使用對刀塊來進(jìn)行對刀，用對刀塊進(jìn)行對刀有幾點(diǎn)好處：1）不會像試切法會損壞工件，2）對刀塊的準(zhǔn)確度較高。所以本工序采用對刀塊來完成對刀，刀具與夾具的相對位置在沒有對刀之前是沒法進(jìn)行確定的，所以在刀具對完后就可以確定了。
由于零件上表面的精度要求較高，需要進(jìn)行粗銑加工和精銑加工，這樣就能保證表面的精度要求，為了到精度要求，所以選用直角對刀塊。根據(jù)直角對到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4所示。
圖4 直角對刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖5 平塞尺
塞尺尺寸如表1表所示。
表1 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
５. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
夾具設(shè)計(jì)的主要用途一般都是在加床上進(jìn)行裝夾，本夾具主要用在立式銑床上，裝夾好零件后對其進(jìn)行上平面的加工，在裝夾中要找到用于零件定位的定位基準(zhǔn)，所以在此工序中工件的定位基準(zhǔn)是工件的下平面和側(cè)面以及水平底面。通過A型壓板的轉(zhuǎn)動后就能達(dá)到工件的夾緊。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘如夾具裝配如圖6所示。
圖6
6. 鉆3－φ11孔夾具設(shè)計(jì)
6.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在加工孔時要特別注意保證定位的準(zhǔn)確性，此工序是研究孔φ11的加工，為了達(dá)到要求，可以選用上道工序已經(jīng)加工好的上、下兩個平面及工藝孔來作為此工序的定位基準(zhǔn)。符合定位的原理，因?yàn)榇舜蔚难b夾定位是以一個面兩個孔來完成的，所以屬于一面兩銷定位原理，一個面可以限制零件的3個自由，兩個銷限制了零件的3個自由度，總共限制了6個自由度，符合六點(diǎn)定位法則。．
6.2定位元件的設(shè)計(jì)
由上道工序可以知道零件的定位方式，為了達(dá)到定位的要求，夾具也應(yīng)該設(shè)計(jì)出一面兩銷的定位元件。所以對銷的設(shè)計(jì)就是對圓柱銷的設(shè)計(jì)，來達(dá)到定位的目的，根據(jù)參考文獻(xiàn)，可查得短圓柱銷的結(jié)構(gòu)和尺寸。
6.3定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。
其定位誤差主要為：
銷與孔的配合，鉆模與銷的誤差，鉆套與襯套
由公式
從以上的計(jì)算可以看出，該種定位方案可以使用
6.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成孔的鉆加工。由參考文獻(xiàn)[9]得：
鉆削力
鉆削力矩
式中：
查
夾具在夾緊方式中有很多種，分別有液壓夾緊、氣壓夾緊，活動墊片夾緊等，活動墊片夾緊比較方便卻簡單，容易操作本，從經(jīng)濟(jì)效益上考慮所選用活動墊片夾緊。夾緊的原理是旋動墊板上的螺母來實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個螺旋夾緊。
由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-20到表1-2-23可得
6.5襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
鉆孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。
表2
d
H
D
公稱尺寸
允差
11
20
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
16
50°
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖7所示。
圖7 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示。
表3
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
11
+0.034
+0.016
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
6.6夾緊裝置的設(shè)計(jì)
夾緊裝置的設(shè)計(jì)也會影響到零件的加工效益，合理的夾緊裝置能快速、高效的完成夾緊。從而減少了生產(chǎn)所需的工時?；顒訅|板夾緊操作簡單，而且高效能快速的完成裝夾?；顒訅|板夾緊不僅在夾緊的時候容易完成而且在松卸工件的時候也較方便將壓板松開。原因是主要用的螺旋夾緊原理。
6.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
對于孔的夾具設(shè)計(jì)不僅要考慮夾緊的程度，而且還要考慮夾緊后零件在加工中不會松動等問題進(jìn)行綜合的考慮和分析，再制定出合理的夾緊方式。在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。
夾緊裝置和零件的定位方式有多種，經(jīng)過仔細(xì)的分析和討論，選定本套夾緊裝置的定位方式為一面兩銷的定位方案。通過零件的一面和面上的一些孔來完成定位，定位的最終目的就是要能完成零件的完全定位，避免出現(xiàn)欠定位或者是過定位的情況出現(xiàn)。定位方案選定時要考慮很多相關(guān)的問題，其中主要考慮工件是否便于取出，活動墊板夾緊裝置是本套夾緊方案所選定的。工件在加工完成以后，移動壓板向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，先將工件放到帶大端面的長圓柱銷和固定定位銷處，然后將移動墊板上移，壓緊工件，擰緊螺栓便能進(jìn)行加工了。完成加工后將移動壓板退出一定的距離，就可以直接把工件取出了。如夾具裝配圖8所示。
圖8
7. 小結(jié)
夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很有意義的設(shè)計(jì)，它的影響范圍很廣，通過對專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：提高加工效率，減輕勞動強(qiáng)度，可靠地保證工件的加工精度，在制定完合理的夾緊裝置后，機(jī)床的性能就能得到很好的發(fā)揮。通過對零件加工中整套夾具的設(shè)計(jì)讓我更進(jìn)一步的了解夾緊裝置在機(jī)械加工中占著重要的地位，是不可或缺的一部分，同時也使我意識到在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意哪些問題，我們在在夾具設(shè)計(jì)過程中一般要考慮的問題有以下幾個:：1）夾緊方式；2）定位精度；3）夾緊結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度；4）夾緊結(jié)構(gòu)的工藝性等。
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致 謝
畢業(yè)季有很多事等著我們?nèi)ネ瓿桑厴I(yè)設(shè)計(jì)就是其中之一，在完成設(shè)計(jì)的所有步驟以后，才發(fā)現(xiàn)自己在專業(yè)設(shè)計(jì)方面有哪些不足的地方，設(shè)計(jì)能夠順利的完成，不僅僅是我一個人的功勞，在這其中有不少同學(xué)及老師的幫助
大學(xué)期間，飽受老師對專業(yè)只是的灌輸，同時在自己的努力下對專業(yè)知識鞏固，在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用，整個畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成其主要功勞還是要感謝我身邊的每個人，在指導(dǎo)老師正確的指導(dǎo)下，在同窗同學(xué)大力的幫助下，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲，
同時要對本專業(yè)的所有老師表示真誠的感謝，感謝你們這幾年的栽培。感謝我的指導(dǎo)老師范志明老師，在指導(dǎo)老師耐心、負(fù)責(zé)的指導(dǎo)下，畢業(yè)設(shè)計(jì)才能成功的完成，在此再次向他表示真心的感謝
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