三元子泵體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

三元子泵體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,三元,子泵體,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 南通理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 三元子泵體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 所 在 學(xué) 院： 專 業(yè) 班 級(jí)： 指 導(dǎo) 老 師： 完 成 日 期： 摘 要 泵的主要功能是輸送流體或者使流體增壓,是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能的機(jī)械。泵體是三元子泵的關(guān)鍵零件，泵體會(huì)影響機(jī)械的整體性能以及使用壽命，而加工工藝以及專用夾具是影響零件加工質(zhì)量的主要因素，因此有必要對(duì)零件的加工工藝以及專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)首先根據(jù)三元子泵體結(jié)構(gòu)和加工要求進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)出毛坯的尺寸；然后在經(jīng)過不斷優(yōu)化后擬定出的合理的工藝方案及其加工工藝參數(shù)，并以此制定出一套加工工藝過程卡片和工序卡片。最后針對(duì)零件中孔和端面兩道工序設(shè)計(jì)鉆床與鏜床兩套專用夾具，并分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，以提高加工效率。 關(guān)鍵詞：泵體；加工工藝；專用夾具 Abstract The main function of the pump is to transport fluid or to pressurize the fluid, is the mechanical energy into hydraulic energy machinery.The pump body is the key part of the sanyuanzi pump, the pump will affect the overall performance and service life of the machine, and the processing technology and special fixture is the main factor affecting the processing quality of the parts, so it is necessary to design the processing technology and special fixture of the parts.The design first according to the structure of the sanyuan sub pump and processing requirements for process analysis, design the size of the blank;Then after continuous optimization of the formulation of a reasonable process plan and process parameters, and to develop a set of processing process cards and process cards.Finally, according to the parts 15H7 hole and 82 end face two working procedure design drill and milling machine two sets of special fixture, and analysis of the rationality and shortcomings of the fixture structure, in order to improve the processing efficiency. Key words: pump body;Processing technology;Special fixture II 目 錄 摘 要 I Abstract 3 1 緒論 1 1.1鉆床的研究及發(fā)展 1 1.2夾具的研究 3 1.3本課題主要研究?jī)?nèi)容 4 2 零件的分析 5 2.1主要內(nèi)容 5 2.2零件的工藝分析 5 2.2.1零件孔的左右兩個(gè)加工表面 5 2.2.2下底面 5 2.3零件圖 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 3.1確定毛坯的制造形式 7 3.2基準(zhǔn)面的選擇 7 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇。 7 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇。 7 3.3制定工藝方案 7 3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 10 3.5確定切削用量以及基本工時(shí) 12 4 夾具設(shè)計(jì) 31 4.1銑床夾具 31 4.1.1提出問題 32 4.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 32 4.1.3夾緊力與切削力的計(jì)算 32 4.1.4定位誤差分析 33 4.1.5夾具設(shè)計(jì)以及操作說明 34 4.2鉆床夾具 34 4.2.1提出問題 35 4.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 35 4.2.3夾緊力與切削力的計(jì)算 35 4.2.4定位誤差分析 36 4.2.5夾具設(shè)計(jì)以及操作說明 36 總結(jié) 37 致謝 38 參 考 文 獻(xiàn) 39 39 1 緒論 1.1零件加工工藝的研究現(xiàn)狀 楊彥東[1]在《閥體的加工工藝分析》中提及到閥體零件的加工時(shí)，定位與夾緊十分重要，因?yàn)橐蟮男挝还畋容^多。主要加工的是大端面以及各大小的孔，或者用來裝夾的內(nèi)螺紋，所以就會(huì)出現(xiàn)了許多難題：（1）加工內(nèi)孔的時(shí)侯，定位不準(zhǔn)確或者加工方法步驟不正確的話，就會(huì)不滿足孔與孔之間的形位公差的要求；（2）內(nèi)孔加工時(shí)，切出的切削會(huì)堆積在里面；（3）若閥體的外壁比較薄的話，切削力比較大的時(shí)侯會(huì)發(fā)生形變；（4）切削液可能不會(huì)準(zhǔn)確噴在加工的地方。 尹相昶[2]在《閥體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)》中提及到科技時(shí)代的發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)械領(lǐng)域的創(chuàng)新，而機(jī)床夾具就是其中之一。由于機(jī)械零件間裝配要求的提高，所以各個(gè)零件的精度要求也就隨著提高了，由此誕生出機(jī)床夾具，機(jī)床夾具是零件加工時(shí)的一種工藝裝備。它可以準(zhǔn)確定位刀具與待加工零件的位置，它可以起到定位以及夾緊的作用，用來完成加工時(shí)零件與刀具之間精準(zhǔn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。閥體加工時(shí)所需工藝性的要求包括：毛坯的選擇 ；加工粗、精基準(zhǔn)的選擇；閥體加工的工藝過程 。 劉洪泉[3]在《閥體零件工藝與加工》中說明零件的經(jīng)濟(jì)性的重要性，它可以決定該零件所需的加工成本。在選購(gòu)零件時(shí)要符合加工要求，最好選用標(biāo)準(zhǔn)的零件，或者在加工零件前要設(shè)計(jì)出較好的工藝方案。 優(yōu)先考慮零件是否符合加工的需求，這樣加工時(shí)零件的質(zhì)量才得以保證，也可以加快零件加工時(shí)的速度。零件工藝參數(shù)的選擇也尤為重要，優(yōu)質(zhì)的工藝參數(shù)可以更好的滿足其粗糙度的要求；提高加工效率；滿足加工時(shí)所需的切削力的大小，所以生產(chǎn)工件前需篩選確定好。工藝結(jié)構(gòu)的合理性是零件的加工質(zhì)量,以及大幅度提高每項(xiàng)工作效率的保證。 蘇學(xué)玲[4]在《閥體類零件加工工藝研究》一文中提及到閥體是電液控?fù)Q向閥中一個(gè)重要的閥體類零件，閥體類零件加工工藝的可用性、安全性、便捷性會(huì)決定其使用的時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)費(fèi)用。所以我們通過諸多實(shí)踐檢測(cè)以及經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了較好的閥體類零件的方法及步驟。其加工難的地方：步驟及其內(nèi)容難制定、內(nèi)孔不易處理、粗糙度高的孔難以測(cè)量、內(nèi)部殘余毛刺不易處理。 1.2夾具的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 薛源順[6]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》中指出在夾具設(shè)計(jì)中粗、精基準(zhǔn)的正確選擇尤為重要。若零件的工序基準(zhǔn)為該零件的定準(zhǔn)基準(zhǔn)時(shí)，這樣基準(zhǔn)就會(huì)重合稱之為基準(zhǔn)重合，也可以降低定位時(shí)的誤差。當(dāng)其中的面或者線為定位基準(zhǔn)時(shí)，會(huì)使定位誤差增大，也會(huì)降低零件的精度。并且定位的時(shí)候，注意兩個(gè)定位原件不能同時(shí)限制相同的方向。在設(shè)計(jì)定位時(shí)可以考慮便于更換零件，可以增加支撐零件的硬度。本設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)相應(yīng)簡(jiǎn)單、低費(fèi)用、便于加工，調(diào)整，裝夾與卸下，方便操作輕松，安全可靠。 田曉光[7]《機(jī)床夾具的應(yīng)用與發(fā)展方向》中指出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控車、銑、鉆等機(jī)床組合技巧加工以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新型加工方法與技術(shù)的投入，對(duì)機(jī)床夾具又提出了以下需求：科研機(jī)構(gòu)需盡快地研發(fā)出新的技術(shù)并制成成品并投入各個(gè)生產(chǎn)中去，降低生產(chǎn)工時(shí)，降低生產(chǎn)費(fèi)用；能裝夾擁有相似功能的一組成品零件；適用于可精密特種加工的高配合機(jī)床夾具；適用各種現(xiàn)代化成組加工的新型機(jī)床夾具；能夠使用液壓來帶動(dòng)工件的壓緊的有效壓緊元件；可提高符合要求的機(jī)床夾具精度，所以隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，各個(gè)機(jī)械企業(yè)對(duì)零件制造后的精度等方面不斷提出更高的需求，數(shù)控機(jī)床夾具也正在朝著高精度、高需求、廣泛性的方向不斷改善，不難發(fā)現(xiàn)，時(shí)代不斷地進(jìn)步，科研成果也隨之增多，人類對(duì)機(jī)床夾具的要求也隨之提高，所以機(jī)床夾具的研發(fā)人才，要不斷創(chuàng)新以及研發(fā)出符合新時(shí)期的夾具，來穩(wěn)固與發(fā)展機(jī)械行業(yè)。 方杭超[8]《淺談機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》中闡述回顧先者設(shè)計(jì)的路程以及他們創(chuàng)新、提高以及發(fā)展的工藝規(guī)程，但隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，他們的設(shè)計(jì)開始不被市場(chǎng)所接受，甚至淘汰。全球化市場(chǎng)進(jìn)程的加快促使夾具裝置定會(huì)朝著以下幾方面發(fā)展：（1）在功能化、高標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，專用夾具，靈活性、多變性的組合夾具會(huì)變得模塊化；（2）應(yīng)加快技術(shù)的提升，增強(qiáng)夾具的多變性；（3）定位簡(jiǎn)單、夾具簡(jiǎn)潔明了；（4）在夾具上應(yīng)用多種傳感器等檢測(cè)電子器械，符合現(xiàn)代加工生產(chǎn)的自動(dòng)化的需求；（5）夾具要適應(yīng)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜工序，更加自動(dòng)化和智能化。 夾具設(shè)計(jì)的基本要求有以下幾個(gè)方面： （1）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的一次性快速準(zhǔn)確裝夾； （2）能讓工人操作快捷、保證操作者的安全、降低勞動(dòng)強(qiáng)度以及加快工人的工作時(shí)間； （3）可以裝夾大小不同的工件、便于在允許范圍內(nèi)的夾緊力、可減少被加工零件的尺寸誤差范圍以及方便操作； （4）夾具體小、位置簡(jiǎn)潔、便于工件裝夾、方便加工和維護(hù)、方便更換損壞的零件； 1.3本課題主要研究?jī)?nèi)容 本課題是研究三元子泵體的加工，在制定加工工藝路線時(shí)，該泵體的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證三元子泵的加工主要集中在轉(zhuǎn)子鍵的加工，滑塊的尺寸公差與位置公差要求較高并且企業(yè)已經(jīng)確定生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)，可以采用專用夾具輔助加工零件，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。結(jié)合實(shí)習(xí)企業(yè)的現(xiàn)有加工條件，設(shè)計(jì)三套工裝用以加工機(jī)座內(nèi)孔、端面止口、底腳平面以及底腳通孔。 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)查閱夾具設(shè)計(jì)的相關(guān)書籍、網(wǎng)站并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)情況，分析企業(yè)其它泵體的工藝安排，咨詢企業(yè)加工師傅總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)。 2 零件的分析 如圖2-1所示是三元子泵零件圖： 圖2-1 2.1主要內(nèi)容 （1）完成三元子泵體的零件圖、毛配圖； （2）完成三元子泵體的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及工序卡片； （3）完成三元子泵體上的鉆床夾具的設(shè)計(jì)； （4）完成三元子泵體上的銑床夾具的設(shè)計(jì)； （5）完成兩套三元子泵體夾具零件裝配圖。 2.2零件的工藝分析 該零件共有三個(gè)加工端面，分述如下： 1.零件的左右兩個(gè)加工端面 這一組加工表面包括：左右兩個(gè)加工表面，內(nèi)槽Φ60H7mm深30mm的內(nèi)表面，Φ15H7mm的孔，Φ22mm深5mm內(nèi)表面，擴(kuò)兩端面孔; 加工時(shí)以底端面端面和端面的兩個(gè)孔為基準(zhǔn)面，又由于左右端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，所以先加工底面再加工左右端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔Φ60H7mm的內(nèi)槽，孔Φ15H7mm，孔Φ22mm深5mm和6個(gè)M6的內(nèi)螺紋； 2.下底面 這一組加工表面包括：距離中心孔50mm的底面； 加工時(shí)以內(nèi)槽60 mm以及它的外圓和右端面為基準(zhǔn)定位加工。 根據(jù)上述各個(gè)加工步驟，可以看出該零件沒有太難加工的表面尺寸，上述端面的加工精度可以采用常規(guī)的加工工藝均來保證即可，由于底端面在三個(gè)面中比較大所以先加工，并借助專用夾具來加工另外兩個(gè)端面，可保證它們的位置精度要求。 3 加工工藝設(shè)計(jì) 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，從零件圖可以看出該零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的類型為大批量生產(chǎn)。采用砂型鑄造就可以保證該零件的較好的力學(xué)性能以及其工作的可靠，也可以加快前期生產(chǎn)所需的工時(shí)。 3.2基準(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。選擇正確的基準(zhǔn)面可以來保證加工質(zhì)量以及該零件的生產(chǎn)率。 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇原則：非加工表面、加工余量最小、重要加工面、不重復(fù)使用和便于裝夾得原則。 粗基準(zhǔn)可以是一個(gè)零件不需要加工的表面，所以這些不需要加工的表面，應(yīng)該選擇和那些需要加工的表面且與它有較高的相對(duì)位置精度的面作為其粗基準(zhǔn)。所以參考上面所敘述的原則，不難發(fā)現(xiàn)該零件的底座有兩個(gè)對(duì)稱的孔，可以先加工出來并作為其定位孔，以底座平面作為基準(zhǔn)面，而底座的前端、左右兩個(gè)側(cè)面以及上端面這些不需要加工的表面可以作為其粗基準(zhǔn)。 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇的原則：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)和便于基準(zhǔn)的原則。 由于基準(zhǔn)重合是主要需考慮的問題，所以可選擇其底面和該底座的兩個(gè)孔作為精基準(zhǔn)。采用“一面兩孔”定位的方式進(jìn)行定位，限制該工件的幾個(gè)自由度，從而實(shí)現(xiàn)工件的定位要求。 3.3制定工藝方案 制定工藝路線是在確定生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線?？梢钥紤]采用通用機(jī)床配以專用工卡具,并且盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 （1）泵體的底面：表面粗糙度為Ra1.6，需進(jìn)行粗、半、精銑。 （2）泵體的左端面：表面粗糙度為Ra3.2，需先進(jìn)行粗銑，再進(jìn)行精銑。 （3）底座上兩個(gè)Φ9的孔：表面粗糙度為Ra1.6，因?yàn)殂姷臅r(shí)候要以它做定位，所以先鉆，再粗鉸，最后精校即可。 （4）泵體的右端面：表面粗糙度為Ra3.2，需進(jìn)行粗、半精、精銑。 （5）Φ60H7的孔：公差等級(jí)為IT7，內(nèi)表面粗糙度為Ra3.2，由于該孔是直接鑄造出來的，所以需要先進(jìn)行粗鏜，再進(jìn)行半精鏜，再進(jìn)行精鏜。 （6）Φ22的孔：表面粗糙度為Ra12.5，只需鉆就能達(dá)到要求。 （7）Φ15H7的孔：公差等級(jí)為IT7，內(nèi)表面粗糙度為Ra3.2，因?yàn)樗c孔Φ60H7要滿足0.02的同軸度，所以要以孔Φ60H7為定位基準(zhǔn)，需先鉆，再粗鉸，然后進(jìn)行精鉸可達(dá)到要求。 （8）2個(gè)G1/8的螺紋通孔：先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。 （9）6個(gè)M6的螺紋孔：先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。 （10）3個(gè)M4的螺紋孔：先鉆孔，再用絲錐攻螺紋。 工藝路線： 方案一： 工序一 鑄坯； 工序二 粗、精銑96x38端面； 工序三 粗、精銑φ82端面； 工序四 粗、精車φ38端面； 工序五 鉆底部2-φ9通孔為φ8H7； 工序六 鉆φ20的孔； 工序七 擴(kuò)鉸孔φ20到φ22； 工序八 粗車圓柱孔口斜度為73度； 工序九 鏜φ15H7孔； 工序十 鏜φ60H7內(nèi)孔； 工序十一 鉆G1/8底孔φ8.5通孔； 工序十二 鉆6xM6螺紋底孔φ5，深16； 工序十三 攻螺紋6xM6深14及G1/8孔； 工序十四 鉆3xM4螺紋底孔φ2.5，深12； 工序十五 攻螺紋3xM4深10； 工序十六 擴(kuò)底座孔2-φ9； 工序十七 锪平面Φ20； 工序十八 去毛刺； 工序十九 檢驗(yàn) 方案二： 工序一 鑄坯； 工序二 粗、半、精銑96x38端面； 工序三 粗、精銑φ82端面； 工序四 鉆底部2-φ9通孔為φ8H7； 工序五 粗、精銑φ38端面； 工序六 鏜φ60H7內(nèi)孔； 工序七 鉆φ20的孔； 工序八 擴(kuò)鉸孔φ20到φ22； 工序九 鉆、擴(kuò)、絞φ15H7孔； 工序十 鉆G1/8底孔φ8.5通孔； 工序十一 鉆6xM6螺紋底孔φ5，深16； 工序十二 攻螺紋6xM6深14； 工序十三 鉆3xM4螺紋底孔φ2.5，深12； 工序十四 攻螺紋3xM4深10； 工序十五 攻螺紋2-φ9； 工序十六 擴(kuò)底座孔2-φ9； 工序十七 去毛刺； 工序十八 檢驗(yàn)。 兩組工藝方案比較：第一個(gè)方案加工得方法是先面后孔的原則，而方案二是先加工的底座的兩個(gè)孔，再加工的右端面，在這樣就可以采用“一面兩孔”定位的方式進(jìn)行定位。方案一是φ60H7和φ15H7是采用鏜的方法，而方案二是一個(gè)鏜一個(gè)鉆，雖然加工過程中要換刀，但可以用車床保證其同軸度，所以這兩個(gè)工序的相連著加工。方案二是先加工的φ60H7再加工的φ15H7的孔，且加工的方法不一樣，這樣不一定能保證同軸度。工序十一到工序十二描述不齊全還有點(diǎn)雜亂無章，為了解決這個(gè)問題，原有的加工路線仍大致保持不變，可以效仿方案一的工序十一至工序十五，這樣加工方法簡(jiǎn)潔、明了。因此，最終的加工路線確定如下： 工序一 鑄坯； 工序二 粗、半、精銑96x38端面； 工序三 粗、精銑φ82端面； 工序四 鉆底部2-φ9通孔為φ8H7； 工序五 粗、精銑φ38端面； 工序六 鏜φ60H7內(nèi)孔； 工序七 鉆φ20的孔； 工序八 擴(kuò)鉸孔φ20到φ22； 工序九 鉆、擴(kuò)、絞φ15H7孔； 工序十 鉆G1/8底孔φ8.5通孔； 工序十一 鉆6xM6螺紋底孔φ5，深16； 工序十二 攻螺紋6xM6深14； 工序十三 鉆3xM4螺紋底孔φ2.5，深12； 工序十四 攻螺紋3xM4深10； 工序十五 攻螺紋2-φ9； 工序十六 擴(kuò)底座孔2-φ9； 工序十七 去毛刺； 工序十八 檢驗(yàn)。 3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 三元子泵體的材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。根據(jù)以上所查資料及加工路線，可以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： 1. 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》），銑削加工的余量為：粗銑：2-4mm、半精銑：1-2mm、精銑：0-1mm。 2. 圓柱（φ82用鑄成）內(nèi)孔φ22用鉆和擴(kuò)成，加工余量：擴(kuò)孔：1.2mm。 3．粗車加工余量：粗車：1.2mm、半精車：0.8mm。 4.內(nèi)孔:其基本尺寸為孔寬φ60H7，孔的深度為30mm，可事先鑄出該孔，在加工，該槽的三個(gè)表面的粗糙度都為，在粗銑后精銑能達(dá)到粗糙度要求。 5.加工M8孔的加工余量:由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2—29查出先鉆孔φ6.7mm，加工余量1.3mm。 6.孔：鉆孔其尺寸為20mm，加工余量取2mm,擴(kuò)孔鉆，保留0.5mm的加工余量。 7.其余尺寸直接鑄造得到。 由于該設(shè)計(jì)規(guī)定零件是大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)采用調(diào)整加工。因此按調(diào)整法加工方式來計(jì)算最大、最小加工余量，將上面的整理如下表： 表3-1 加工余量表 加工表面 粗糙度 公差等級(jí) 加工方法 工序余量（mm） 底面 3.2 IT9 粗銑 3 精銑 1 底座孔 3.2 IT7 鉆孔 7.8 鉸孔 0.2 左端面 1.6 IT7 粗銑 3 精銑 1 后端面 6.3 IT8 粗銑 3 精銑 1 ?20孔 3.2 IT8 鉆孔 18 擴(kuò)孔 1.7 鉸孔 0.3 ?15H7孔 1.6 IT7 鉆孔 14.0 擴(kuò)孔 0.85 粗鉸孔 0.15 精鉸孔 0.05 ?60H7孔 1.6 IT7 粗、半精鏜 1 精鏜 0.2 鉆G1/8底孔 6.3 — 鉆孔 8.5 鉆M6底孔 1.6 — 鉆孔 5.0 鉆M4底孔 1.6 — 鉆孔 3.3 擴(kuò)?9孔 — — 擴(kuò)孔 1.0 3.5確定切削用量以及基本工時(shí) 如圖3-1所示是三元子泵毛坯圖 圖3-1 工序二：銑底端面 （1）選擇銑刀刀具 由于銑刀直徑的大小會(huì)直接影響加工時(shí)的切削力、扭矩、切削速度以及刀具的消耗，所以查文獻(xiàn)[4]第五章的表1與表9，因?yàn)殂娤魃疃葹?，所以銑削深度故選擇。而選擇鑲齒圓柱銑刀的齒數(shù)Z=5，銑刀的幾何形狀參照文獻(xiàn)[4]第五章表2得：。 選擇切削用量 a、 粗銑底面 根據(jù)文獻(xiàn)[9]得：數(shù)控銑床得進(jìn)給量即取。 切削速度的計(jì)算： (3-1) 為切削得系數(shù)和指數(shù)； ：銑削厚度； ：銑削寬度； ：切削速度得修正系數(shù) 由文獻(xiàn)[11]表2.1-77查得： 。修正系數(shù)查文獻(xiàn)[9]表2.1-79即： 所以。 由零件圖以及表格得。 所以切削速度： (3-2) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： (3-3) 按機(jī)床說明書，選取，所以實(shí)際得切削速度： (3-5) 切削工時(shí)： (3-6) (3-7) 將代入上式得： (3-8) 所以取代入上式得： b、 精銑底面 由a得： 。由文獻(xiàn)[11]表2.1-77得： 切削速度： (3-9) 根據(jù)臥式銑床得運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可取，所以實(shí)際得切削速度為： 由a得：所以切削工時(shí)得： 檢測(cè)機(jī)床的功率 (3-10) 式中： 切削力的系數(shù)以及指數(shù) 切削力的修正系數(shù) (3-11) 由文獻(xiàn)[9]表3.28可得：。 由于機(jī)床的功率為7.5KW，即滿足需求。 工序三：銑左端面 由上可知。 （1） 粗銑 采用YG8硬質(zhì)合金面的銑刀，d=400mm，齒數(shù)z=10。由文獻(xiàn)[7]表3.3可得：,由于是對(duì)稱的，所以可取。 由文獻(xiàn)[11]表2.1-81得，由文獻(xiàn)[11]表2.1-79得：，即 (3-12) 所以, 根據(jù)X62W數(shù)控臥式銑床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可取，所以實(shí)際的切削速度為: (3-13) 每分進(jìn)給量為： 根據(jù)文獻(xiàn)[11]，所以可直接取。 切削工時(shí)： (3-14) (3-15) 將，帶入公式得 而將代入公式得： （2）精銑 由（1）得。 每齒的進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[11]的表2.4.73得； 銑削速度：根據(jù)文獻(xiàn)[11]表得：2.4.81得； 機(jī)床得主軸轉(zhuǎn)速： (3-16) 根據(jù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表取 實(shí)際得銑削速度： (3-17) 進(jìn)給量： (3-18) 工作臺(tái)每分的進(jìn)給量：=，查表取 被切削層的長(zhǎng)度： 刀具的切入長(zhǎng)度： 刀具的切出長(zhǎng)度： 走刀一次，時(shí)間： (3-19) 所以： 工序四：粗、精銑右端 刀具：采用YG8硬質(zhì)合金面銑刀，齒數(shù)：Z=5刀具壽命T=180min,主偏角 機(jī)床：X51，a、粗銑 每齒的進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[9]的表3.5得，所以取。 銑削速度：根據(jù)文獻(xiàn)[11]的表2.4.81得，。 機(jī)床得主軸轉(zhuǎn)速： (3-20) 根據(jù)立式銑床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取， 所以實(shí)際銑削速度： 工作臺(tái)得每分進(jìn)給量： 根據(jù)機(jī)床說明書，，故選此值。 (3-21) 切削工時(shí)： 將 (3-22) b、精銑 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表3-5得：進(jìn)給量所以取 由文獻(xiàn)[4]表2.1-77查得： 由表3-1得：。將其代入(3-19)公式得： 即： 根據(jù)X51立式銑床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取， 所以實(shí)際切削速度為： 所以每分進(jìn)給量： (3-23) 將粗銑的數(shù)據(jù)代入得： 工序五： 鉆孔 （1）鉆底孔至φ7.8 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.7得：當(dāng)硬度時(shí)，。由于該零件后面還得進(jìn)行鉸孔，所以還得乘上系數(shù)0.5， 則： (3-24) 根據(jù)Z535機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取。 根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-14得： 根據(jù)機(jī)床說明書取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： (3-25) 將D=7.8mm,代入公式得： 將代入上式得： 校驗(yàn)機(jī)床功率 查文獻(xiàn)[11]得： 鉆孔條件改變時(shí)軸向力及轉(zhuǎn)矩得修正系數(shù)，即 (3-26) Z535立十鉆床得主電機(jī)功率為4.5kW，所以所選切削用量合格。 （2）鉸至φ8H7 選用φ8H7鉸刀 進(jìn)給量為，取最小得進(jìn)給量，再根據(jù)該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)取。 根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-40可知得到IT7精度孔的最大鉸削速度為，所以直接取 (3-27) 根據(jù)該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，所以實(shí)際的切削速度為 (3-28) 切削的工時(shí)： 將代入公式得： 將代入上式得： 工序六：鏜φ60H7內(nèi)孔 選擇機(jī)床 選用T68金剛鏜床。 粗鏜這個(gè)孔至φ62.7mm,單邊留余量Z=0.3mm，一次性鏜去剩余的余量，即：，進(jìn)給量。 根據(jù)相關(guān)的手冊(cè)，確定其鏜床的切削速度：，則 (3-29) 因?yàn)門740金剛鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為無極轉(zhuǎn)速，所以上面的轉(zhuǎn)速可作為加工零件時(shí)的轉(zhuǎn)速。 計(jì)算其切削工時(shí)： (3-30) 式中的,,即： (3-31) 工序七:鉆φ20的孔 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)得，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角二重刃長(zhǎng)度，橫刀長(zhǎng)，寬，棱帶長(zhǎng)度、、、 選擇切削用量 確定進(jìn)給量 查文獻(xiàn)[9]得，所以取。 由鉆頭的強(qiáng)度可選擇，以及機(jī)床的強(qiáng)度可選擇 最后的決定是：選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及壽命 后刀面最大磨損限度可查文獻(xiàn)[11]得0.5~0.8mm，壽命T=60min。 切削速度 查文獻(xiàn)[11]可得修正系數(shù) 所以。 查文獻(xiàn)[9機(jī)床實(shí)際的轉(zhuǎn)速是 所以實(shí)際的切削速度為 即： 檢驗(yàn)扭矩功率 即 所以滿足其條件，檢驗(yàn)成立，工時(shí)如下： (3-32) 代入得： 。 工序九：鉆、擴(kuò)、鉸φ15H7孔 （1）鉆孔至 工件材料：HT200 機(jī)床T42100立式鏜床 刀具 計(jì)算切削用量：根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.7得：硬度，所以 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-15得： 根據(jù)機(jī)床說明運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取與接近的主軸轉(zhuǎn)速，即：，所以實(shí)際的切削速度為： 由于文獻(xiàn)[8]表6.2-5得鉆孔切削時(shí)間公式： 將 將 （2）擴(kuò)孔至 工件材料：HT200 機(jī)床：T42100立式鏜床 刀具： 計(jì)算切削用量 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.10得：，因?yàn)樾枰q孔，所以進(jìn)給量得乘以系數(shù)0.7。 根據(jù)機(jī)床說明運(yùn)動(dòng)參數(shù)取。根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-34得：，故代入公式機(jī)床轉(zhuǎn)速： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，所以實(shí)際的切削速度為： 根據(jù)文獻(xiàn)[8]表6.2-5得擴(kuò)孔切削工時(shí)： 將代入上式得： 將代入上式得： （3）粗鉸孔至 選用Φ18H7高速鋼鉸刀 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.24得：,根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)取。 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表3.4-40選取切削速度：。 由上式公式得機(jī)床轉(zhuǎn)速： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，故由公式得實(shí)際切削速度為： 將，代上式得： 將，代入公式得： （4）精鉸孔至 選用高速鋼鉸刀 由（3）知粗鉸孔時(shí)進(jìn)給量：，精鉸孔所?。骸? 根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-40選取切削速度：。 由機(jī)床轉(zhuǎn)速公式得： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，故實(shí)際切削速度為： 將，代入公式得： 將，帶公式得： （5）對(duì)孔進(jìn)行倒角 在加工好之后進(jìn)行倒角，倒角得斜度為。因?yàn)榈菇堑贸叽绮淮?，所以為了?jié)省輔助時(shí)間，采用手動(dòng)進(jìn)給。 工序十：攻G1/8螺紋 （1）鉆孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：得高速鋼麻花鉆 計(jì)算切削參數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.7，當(dāng)鑄鐵的硬度為時(shí)，，由于本零件鉆孔后需要攻螺紋，所以乘以系數(shù)0.5得： 根據(jù)機(jī)床說明書選擇。根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-15得：，由公式得： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，所以實(shí)際切削速度為： 將代入公式得： 將，代入公式得： 由于是是兩個(gè)孔的公時(shí)： （2）攻G1/8螺紋 由圖可知：螺紋長(zhǎng)：13mm，螺距。 查文獻(xiàn)[11]表7.2-13得，由于切削條件的改變，所以修正系數(shù)：。 所以主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)機(jī)床說明書取。 根據(jù)文獻(xiàn)[10]表6.2-14查得攻螺紋的切削工時(shí)： (3-33) (3-34) (3-35) 將P=0.907代入上式得： 將，代入上式得： 工序十一：攻螺紋 （1）鉆孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具的高速麻花鉆 計(jì)算切削參數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.7，當(dāng)鑄鐵的硬度為,，由于本零件鉆孔后需要攻螺紋，所以乘以系數(shù)0.5得： 根據(jù)機(jī)床參數(shù)，取。根據(jù)文獻(xiàn)[11]表3.4-15得：， 由公式得： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，所以切削速度為： 將，代入公式得： 將，代入公式得： （2）攻螺紋 的螺紋長(zhǎng)14mm，螺距。 查文獻(xiàn)[11]表7.2-13得，由于切削條件的改變，所以修正系數(shù)：。 所以主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)機(jī)床說明書取，。 根據(jù)文獻(xiàn)[10]表6.2-14查得攻螺紋的切削工時(shí)： 將代入得： 將代入得： 工序十四：攻6×M6螺紋 （3）鉆孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具:的高速鋼麻花鉆 計(jì)算切削參數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[9]表2.7，當(dāng)鑄鐵的硬度為小于等于200HBS時(shí)，d=4mm,由于本零件鉆孔后需要攻螺紋，所以乘以系數(shù)0.5得： 根據(jù)機(jī)床說明書選擇。根據(jù)文獻(xiàn)[9]表3.4-15得：，由公式3-30得： 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，取，故由式3-31得切削速度為： 將代入公式得： 將代入公式得： （2）攻3×M4螺紋 由零件圖得：M4的螺紋長(zhǎng)度為10mm，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)M4的粗牙螺紋螺距為P=0.7。 查文獻(xiàn)[11]表7.2-13得：，由于切削條件的改變，所以修正系數(shù)：。 所以主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)機(jī)床說明書取 將代入公式3-38、3-39得: 將代入公式3-40得： 4 專用夾具設(shè)計(jì) 4.1銑床夾具設(shè)計(jì) 如圖所示4-1為銑床夾具裝配圖 圖4-1 一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足的基本要求：保證工件的加工精度；提高生產(chǎn)效率；工藝性好；使用性能好；經(jīng)濟(jì)好。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，所以設(shè)計(jì)專用夾具。 機(jī)床夾具的組成部分：定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或者導(dǎo)向裝置、連接原件、夾具體以及其他元件或者裝置。 4.1.1提出問題 該夾具主要用來銑φ38的端面，該工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度不是主要的考慮問題。 4.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可以知道，需加工的端面沒有形位公差要求，又因?yàn)榈锥嗣娴膬蓚€(gè)孔已經(jīng)加工出來了，所以可以以底端面以及其兩個(gè)孔作為定位。 4.1.3夾緊力與切削力的計(jì)算 刀具：立銑刀 刀具的幾何參數(shù)：頂刃，側(cè)刃，， 根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》表1.2.9得銑削切削得： (4-1) 代入得： 根據(jù)該零件的受力切削力、夾緊力作用情況，找出該過程中對(duì)夾緊最不利過程的時(shí)候，按靜力平衡的原理計(jì)算出該理論夾緊力。最后為了保證夾緊的可靠，再乘以安全系數(shù)來算作實(shí)際所需要的夾緊力的數(shù)值，即: (4-2) (4-3) :實(shí)際所需夾緊力 ：軸向切削力 ：安全系數(shù) ：切削轉(zhuǎn)矩 ：夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) ：工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) ：彈簧夾頭的半錐角 安全系數(shù)K的計(jì)算公式： (4-4) 根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》得：；V形塊夾緊的工件表面為未加工的毛坯表面所以取，定位面為加工過的表面取。 把，代入得： 即： 所以: 4.1.4定位誤差分析 (4-5) (4-6) 的極限偏差是，的極限偏差是，兩個(gè)定位銷的中心距為L(zhǎng)=74mm，假設(shè)工件底面的兩個(gè)定位銷之間的距離為：。 所以兩個(gè)定位銷之間的公差為： (4-7) 所以取。 由于圓柱銷與孔的配合公差為，所以第一定位孔與圓定位銷之間的最小的距離為： (4-8) (4-9) 把代入上式得： 由于定位孔得直徑為8mm,所以選用菱形銷得直徑為：8mm，即。 把代入上式得到第二個(gè)定位孔與菱形銷之間最小的間隙： 由于圓柱銷和孔的配合公差為，菱形銷和孔配合公差為：。把代入得： 所以本設(shè)計(jì)滿足需求。 4.1.5夾具設(shè)計(jì)以及操作說明 該零件的夾具設(shè)計(jì)是以底面和其上面的兩個(gè)孔為定位基準(zhǔn)的，選用一面兩孔的定位方案。該方案的夾具設(shè)計(jì)剛開始是采用固定V型塊的進(jìn)行夾緊的，但在拆卸和裝夾零件的時(shí)候不方便且耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)?；谶@個(gè)問題換成了滑動(dòng)V型塊來進(jìn)行夾緊。因?yàn)檫@樣可以加快加工進(jìn)度并縮短加工工時(shí)。活動(dòng)V型塊比固定V型塊更靈活多變，適應(yīng)更多尺寸的零件?；静僮魇羌庸r(shí)，先將定位裝置固定在夾具體上，然后再裝夾零件進(jìn)行定位，最后是活動(dòng)V型塊，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄推動(dòng)V型塊夾緊該零件。 4.2鉆床夾具設(shè)計(jì) 如圖4-2所示三元子泵鉆床夾具三維圖： 圖4-2 4.2.1提出問題 該夾具是用來加工φ15H7孔的專用夾具，這個(gè)孔對(duì)φ60H7有一定加工的技術(shù)要求。而對(duì)孔進(jìn)行加工則需要鉆床，但是鉆床的加工精度不是很高，這個(gè)時(shí)候就需要設(shè)計(jì)鉆用夾具來提高鉆床的加工精度，保證兩個(gè)孔的同軸度的要求。 4.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 工件以一端面和Φ60H7孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和短定位銷組合定位方案，在定位平面及短定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制X和Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)以及Z方向的平移3個(gè)自由度，短圓柱銷限制了X和Y方向上的平移2個(gè)自由度，共限制了5個(gè)自由度。 4.2.3夾緊力與切削力的計(jì)算 該夾具是鉆Φ15H7孔，且工件是灰鑄鐵，鉆頭是高速鋼。根據(jù)《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》的表4-19得鉆削切削力： (4-10) 且由表4-19得： (4-11) 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查出該工件得HB=195，將其代入上式得： 根據(jù)3.5.5得代入上式得： 其夾緊力的計(jì)算根據(jù)杠桿原 理：F1*L1=F2*L2，F(xiàn)2和F3是 用力與反作用力的關(guān)系所以F3=F2, 則已知液壓力，就可以求出壓緊力。 L1=76mm,L2=80mm。活塞底面有效 面積為256。設(shè)液壓缸的入口 壓力為390625Pa。則液壓力為100N，壓緊力為95N。 4.2.4定位誤差分析 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)一致，所以基準(zhǔn)不重合誤差Δb為0。由于定位銷與泵體Φ60孔的配合為，所以定為基準(zhǔn)孔與定位銷間的最小間隙ΔS為0。查公差數(shù)值表的IT7=0.03mm。參考指導(dǎo)書表8-13的計(jì)算公式得總的定位誤差=++ΔS=0.03+0.03+0=0.06mm。 4.2.5夾具設(shè)計(jì)以及操作說明 該零件的夾具設(shè)計(jì)是以一端面和Φ60H7孔為定位基準(zhǔn)，它是以一個(gè)端面和與端面垂直的孔一起定位的，其中平面限制X軸與Y軸兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)