柴油机油泵下体的加工工艺规程及其夹具设计-联动夹紧铣床夹具设计-

沈阳建筑大学毕业设计（论文）摘要毕业设计是对大学所学的专业知识的全面检验，也是对一个学生的全面检验。本次设计选取的课题是联动夹紧铣床夹具设计，被加工零件为柴油机油泵下体，设计中涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。柴油机油泵下体的加工工艺规程及其夹具设计包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件。夹具设计时应根据对零件的分析，选取合适的定位元件、夹紧元件等，要准确确定它们的精度等级，以满足零件的加工精度。之后计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。夹具设计有很多种方案，本次设计是 V 型块定位，滚压块夹紧，利用联动夹紧机构同时夹紧多个零件并使夹紧力均匀分布。采用这套夹具可以有效的提高生产效率，而且结构简单紧凑，在节省资源的同时有效的提高了劳动生产力。关键词：工艺、工序、切削用量、定位、夹紧、误差、多件沈阳建筑大学毕业设计（论文）AbstrctGraduation project is a comprehensive test of professional knowledge you learning in the university, but also is a comprehensive examination for a student. The selected topic of this design is link clamping miller fixture design, the parts be processed is the infrastructure of jerk pump，there are many knowledge in this design，such as the metal-cutting machine tool，tolerance and fit，the common difference coordination and the survey and so.The technical schedule and the fixture design of the infrastructure of jerk pump include the technological design of parts processing，the working procedure design and the dedicated fixture design. In the first we should analysis of parts, understood the technology of the parts and designed the structure of blank，selected the die reference plane, designed the processing line; then counted the dimension size of the working procedure，the important is determined technological equipment and cutting data of the working procedure; Then designs the dedicated fixture, designs the part of the fixture, for example locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Fixture design is based on the analysis of the parts, selects the appropriate setting element, the clamp part and so on, determine the grade of accuracy, satisfies the machining accuracy of the components. Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.The fixture design has many kinds of plans. In this design, v-block positioning, moving platen clamping, Clamped link clamping mechanism make the clamping in the same time and cause the clamping force equidistribution. This fixture design can improve the output rate, and the structure is simple, While saved the resources and improved the labor productivity.Keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error沈阳建筑大学毕业设计（论文）目录第一章绪论 .11.1 机床夹具介绍 .11.1.1 夹具的现状及生产对其提出新的要求 .11.1.2 现代夹具的发展方向 .2第二章 机床夹具的定位及夹紧 .32.1 概述 .32.1.1 机床夹具的概念 .32.1.2 机床夹具的组成 .32.1.3 机床夹具的分类 .42.1.4 机床夹具在机械加工中的作用 .52.2 工件的装夹方式 .62.3 基准及其分类 .62.4 工件的定位 .72.4.1 工件定位的基本原理 .72.4.2 常见定位方式及定位元件 .82.5 工件的夹紧 .92.5.1 夹紧装置的组成及基本要求 .92.5.2 夹紧力的确定 .92.5.3 典型夹紧结构 .102.5.4 定心夹紧机构 .102.6 专用夹具设计 .102.6.1 对机床专用夹具的基本要求 .102.6.2 专用夹具设计方法和步骤 .112.6.3 夹具总图技术要求的制订 .11第三章、零件的分析及加工工艺规程设计 .123.1 零件的分析 .123.2 工艺规程设计 .123.2.1 确定毛坯的制造形式 .123.2.2 毛坯的设计 .133.2.3 基面的选择的选择 .133.2.4.工艺路线制定 .143.2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .173.2.6 确定切削用量及基本工时 .17第四章 联动夹紧机构夹具设计 .224.1 问题的提出 .224.2 定位基准的选择 .224.2.1 定位元件的选择 .224.2.2 夹紧元件以及夹具体的确定 .234.2.3 辅助支承 .244.3 切削力及夹紧力计算 .25沈阳建筑大学毕业设计（论文）4.4 夹具设计及操作简要说明 .26第五章 定位精度分析及定位误差分析计算 .275.1 定位精度分析 .275.1.1 机床夹具设计中定位精度的通用要则 .275.1.2 本次夹具设计的定位精度分析 .275.2 定位误差的基本概念及组成 .285.3 V 型块定位定位误差的三种方法 .295.3.1 概念法 .295.3.2 组成法 .305.3.3 微分法 .315.4 本次设计的定位误差分析及计算 .325.4.1 定位误差分析 .325.4.2 定位误差计算 .32第六章 本次设计的性能与经济性分析 .336.1 性能分析 .336.1.1 性能分析指标确定原则 .336.1.2 本次设计的性能分析 .346.2 经济性分析 .356.2.1 工艺设计经济分析 .356.2.2 本次工艺设计的经济性分析 .366.2.3 本次夹具设计的经济性分析 .36总 结 .37致 谢 .38参考文献 .39附录一附录二沈阳建筑大学毕业设计（论文）沈阳建筑大学毕业设计（论文）1联动夹紧铣床夹具设计第一章绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。典型零件的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。1.1 机床夹具介绍夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合3。1.1.1 夹具的现状及生产对其提出新的要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专沈阳建筑大学毕业设计（论文）2用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS） 、数控机床（NC） ，加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 能装夹一组相似性特征的工件 适用于精密加工的高精度的机床 适用于各种现代化制造技术的新型技术 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率1.1.2 现代夹具的发展方向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。 精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负 0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达 0.20.5um。 高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了 5 倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速 9000r/min 的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。 柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹沈阳建筑大学毕业设计（论文）2具、数沈阳建筑大学毕业设计（论文）3控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。 标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249-80，GB22622269-80 以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本8。第二章 机床夹具的定位及夹紧2.1 概述在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。2.1.1 机床夹具的概念 在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。2.1.2 机床夹具的组成 机床夹具的基本组成部分 定位装置该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的正确位置。 夹紧装置该装置的作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工的过程中正确位置不变。 夹具体夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有的元件构成一个整体。沈阳建筑大学毕业设计（论文）4 机床夹具的其他特殊元件或装置连接元件根据机床的特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置。如机床夹具所使用的过渡盘，铣床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。对刀元件常用在普通铣床夹具中，用对刀快调整铣刀加工前的位置。对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。导向元件常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗套引导刀具加工中的正确位置。其他元件或装置根据加工需要，有些夹具还分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等。这些元件或装置需要专门设计11。2.1.3 机床夹具的分类根据机床夹具的通用化程度，可将夹具氛围以下几种： 通用夹具可加工一定范围内不同工价的夹具为通用夹具，如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘；铣床上的平口虎钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已标准化，由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。由于使用通用夹具夹紧工件比较费时，操作复杂，生产效率低，且较难装夹形状复杂的工件，故通用夹具主要用于单件小批生产，在产品固定的大批量生产中很少使用通用夹具，而使用效率较高的专用夹具。 专用夹具专用夹具是针对某一种工件的某道工序专门设计的夹具。所以结构紧凑，操作迅速方便。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计与制造。专用夹具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸稳定，互换性高，并且可以减轻劳动强度，节省工时，显著提高效率，另外利用专用夹具还可以扩大机床的工艺范围。但专用夹具是为满足某个工件某道工序的加工需要而专门设计的，所以它的适用范围较沈阳建筑大学毕业设计（论文）4窄。此沈阳建筑大学毕业设计（论文）5外、专用夹具的设计制造周期较长。当产品更换时，往往因无法再使用而报废，因此，专用夹具主要适用于产品品种相对稳定的大批大量生产。 成组夹具根据成组技术原来技术的用于成组加工的夹具。这种夹具的特点是，在通用的夹具体上，只需对夹具的部分元件稍加调整或更换，即可用于组内的不同工件的加工。 组合夹具组合夹具是由可循环使用的标准夹具零件部件组装成易于联结和拆卸的夹具。它在使用上具有专用夹具的优点，而当产品更换时，不存在夹具“报废”问题。因为它可以拆开，其元件可清洗入库，留待组装新的夹具。因此，组合夹具很适合于新产品试制和单件小批生产使用。由于组合夹具还具有缩短生产准备周期，减少专用夹具种类、数量和存放面积等优点，特别适用于新产品的试制和多品种小批量生产。 随行夹具随行夹具为自动线上使用的一种夹具。自动线夹具基本上分为两类：一类为固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一类为随行夹具，她除了具有一般夹具所担负的装夹任务外，还担负自动线输送工件的任务。所以，它是跟随被加工工件沿着自动线从一个工位移到下一个工位的，故称为随行夹具。除了上述分类外，夹具还可以按照动力来源不同分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具及自夹紧夹具等，按工种还可以分为车床夹具、铣床夹具、磨床夹具、钻床夹具等3。2.1.4 机床夹具在机械加工中的作用夹具是机械加工中的一种工艺装备，它在生产中起的作用很大，所以在机械加工中的应用十分广泛。归纳起来有以下几个方面的作用： 保证工件的加工精度由于采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，所以在机械加工中，可以保证工件各个表面的相互位置精度，使其不受或不受各种主观因素的影响，容易获得较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。 提高劳动生产率和降低加工成本采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找正对刀所花费的时间，因此可以缩短辅沈阳建筑大学毕业设计（论文）6助时间。另外，采用夹具装夹或，产品质量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低，有利于提高生产率和降低成本。 扩大机床工艺范围和改变机床用途使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。这是在生产条件有限的也器中常用的一种技术改造措施。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗摸夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工，一充分发挥通用机床的作用。 改善劳动条件和保证生产安全使用专用机床夹具可减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，保证安全生产16。2.2 工件的装夹方式工件在机床上的装夹方式有以下三种方法： 直接找正法在机床上根据工件上有关基准直接找正工件，使工件获得加工的正确位置的方法。直接找正法的定位精度和工作效率，取决于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技术水平。此法一般多用于单件小批生产和精度要求特别高的场合。 划线找正法在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。此法由于受到划线精度的限制，定位精度比较低，多用于单件小批量生产、毛坯精度较低以及大型零件等不使用夹具的粗加工中。 用夹具装夹即通过夹具上的定位元件使工件相对于刀具及机床获得正确位置的方法。此法使工件定位迅速方便，定位精度较高，广泛用于成批和大量生产。上述用装夹工件的方法有以下几个特点：工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现的。由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的） ，因此，工件通过夹具相对于机床也就有了正确的位置。通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置8。2.3 基准及其分类机器零件是由若干个表面组成的。这些表面之间的相对位置关系包括两方面的要求：表面见的位置尺寸精度和相对位置精度。研究零件表面的相对位置关系，是离不沈阳建筑大学毕业设计（论文）6开沈阳建筑大学毕业设计（论文）7基准的。不明确基准就不无法确定表面的位置。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。 设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。需要说明的是，作为基准的点、线、面在工件上并不一定具体存在。如轴心线、对称面等，它们是由某些具体表面来体现的。用以体现基准的表面称为定位基准。2.4 工件的定位2.4.1 工件定位的基本原理工件装夹在机床上必须使工件相对于刀具和机床处于正确的加工位置，它包括工件在夹具的定位、夹具在机床上的安装以及夹具相对于刀具和整个工艺系统的调整等工作过程。在使用夹具的情况下，就要使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。 六点定位原则定位，就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“六点定位原则” 。 工件定位中可能出现的集中情况：完全定位沈阳建筑大学毕业设计（论文）8六个支承点限制了工件的全部自由度，称为完全定位。不完全定位根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位。欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制的定位，称为欠定位。器定位无法保证加工要求，所以是决不允许的。过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。过定位中常会出现干涉现象。消除或减小过定位所引起的干涉，一般有两种方法：一种是提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。一种是改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用11。2.4.2 常见定位方式及定位元件定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。 工件及平面定位主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用a）固定支承b）可调支承c）自位支承辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性a）螺旋式辅助支承b）自位式辅助支承c）推引式辅助支承d）液压锁紧的辅助支承 工件以圆柱空定位圆柱销圆锥销圆柱心轴 工件以外圆柱面定位在 V 形块中定位在圆孔中定位在半圆孔和圆锥孔中定位11沈阳建筑大学毕业设计（论文）92.5 工件的夹紧在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。2.5.1 夹紧装置的组成及基本要求 夹紧装置的组成力源装置中间传动机构 作用如下：a）改变夹紧作用力的方向b）改变夹紧作用力的大小c）具有一定的自锁性能夹紧元件 对夹紧装置的基本要求夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置夹紧力的大小要适当夹紧装置要操作方便结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件162.5.2 夹紧力的确定确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。 夹紧力方向的确定夹紧力方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致 夹紧力作用点的选择应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。应尽量避免或减少工件的夹紧变形夹紧力作用点应尽量靠近加工部位 夹紧力大小的估算沈阳建筑大学毕业设计（论文）10首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力将计算夹紧力再乘以 K，即得实际夹紧力。K 为总安全系数，K=K0K1K2K3各种因素的安全系数可查表 2-3，一般 K=1.52.5；当夹紧力与切削力相反时，K=2.53 。2.5.3 典型夹紧结构 斜楔夹紧结构 螺旋夹紧结构单个螺旋夹紧结构螺旋压板夹紧结构偏心夹紧机构2.5.4 定心夹紧机构当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕，为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以，定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。定心夹紧机构可分为以下几种：（1）螺旋式定心夹紧机构（2）杠杆式定心夹紧机构（3）楔式定心夹紧机构（4）弹簧筒夹式定心夹紧机构（5）膜片卡盘定心夹紧机构（6）波纹套定心夹紧机构（7）液性塑料定心夹紧机构沈阳建筑大学毕业设计（论文）102.6 专用夹具设计2.6.1 对机床专用夹具的基本要求 稳定地保证工件的加工精度 提高机械加工的劳动生产率沈阳建筑大学毕业设计（论文）11 结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件 应能够降低工件的制造成本 适当提高夹具元件的通用化和标准化程度，以缩短夹具制造周期，降低夹具成本2.6.2 专用夹具设计方法和步骤 明确设计任务，收集设计资料 拟订夹具结构方案，绘制夹具草图确定工件的定位方案，设计定位装置，并对夹紧力进行估算，以确保夹紧可靠确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置确定刀具的引导方式，选择或设计引导元件或对刀元件确定其他元件或装置的结构形式，如定位键、分度装置等确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。对夹具的总体结构最好能拟订出几个不同的方案，画出草图，经过分析比较，选择最佳方案绘制夹具总图选择操作者工作时正对的位置为主视图用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面以及加工表面画在各视图相应的位置上，待加工面上的加工余量可用网纹线表示。在夹具总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构，再画出夹具体，将各元件或装置连成一个整体在总图上标注尺寸（包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等） 、公差和技术要求绘制夹具零件图。在夹具中的非标准零件都要绘制零件图，并按总图要求确定零件的尺寸、公差及技术条件2.6.3 夹具总图技术要求的制订夹具总图上应标注的尺寸和公差夹具外形的最大轮廓尺寸影响定位精度的尺寸影响对刀精度的尺寸和公差影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差影响夹具精度的尺寸和公差其他装配尺寸及公差夹具总图上公差值的确定与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差 J其他装配尺寸的配合性质及公差等级夹具总图上应标注的技术要求夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的问题，可作为技术要求用文字写在总图的空白处。例如有些夹具要求配磨等8。沈阳建筑大学毕业设计（论文）12第三章、零件的分析及加工工艺规程设计3.1 零件的分析图 3-1 零件图从柴油机油泵下体的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 以 72mm 外圆为中心的加工面 这一组加工面包括：采油机油泵下体的工艺面，40mm 孔及其倒角。 以 40 孔为基准的加工面 这一组加工面包括：长为 120 的 2 侧面，6-18mm 孔及其倒角，26mm 孔。3.2 工艺规程设计 3.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，考虑到油泵在运行期间经常受压力的冲击，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证沈阳建筑大学毕业设计（论文）13铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。3.2.2 毛坯的设计柴油机油泵下体零件材料为 HT200，硬度选用 260HBS，毛坯重约 1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 40mm 的孔 因为孔有 40mm 大，因此在铸造时可以铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 各个端面 和侧面各个端面和侧面粗糙度要求不高，光洁度要求没有，直接铸造出来，查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为 810 级， 加工的各个侧面和端面因为加工的各侧面粗糙度要求为 6.3，精度要求不高，查有关资料知雨量为 2.5mm即可 钻孔在 18mm 的孔处钻孔，在此处，因为加工的孔不是很大，所以可以不必留铸造底孔。因其它表面均为不加工表面，而且砂型机器造型铸造铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了7。3.2.3 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，采油机油泵下体的零件不规则，所以粗基准不太容易选择。为了保证 40mm 孔的位置精度的要求，我们采用底面和侧面定位，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个沈阳建筑大学毕业设计（论文）13不加工表沈阳建筑大学毕业设计（论文）14面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。本夹具体中工件放在两个 v 型块和一个可调支承上定位的。将工件 72mm 圆弧面放在 V 型块，限制了四个自由度，同时工件突起部分靠在 v 型块端面限止了一个自由度。将工件远端用可调支承支起，增强了工件限止了一个自由度。用两个辅助支承增强了工件的稳定性和刚度，形成完全定位。3.2.4.工艺路线制定制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一铸造毛坯工序：粗铣左右端面工序：粗铣 60.5 上下端面工序：粗铣 60.5 上端面突台工序：钻，扩，铰 40mm 的孔工序：钻，扩，铰 6-18mm 孔工序：钻 26mm 的孔工序：精铣左右端面工序：精铣 60.5 上下端面工序 IX：精铣 60.5 上端面突台工序 X：去毛刺方案二铸造毛坯工序：粗铣左端面工序：粗铣右端面工序：钻，扩 6-18mm 孔工序：钻，扩，铰 40mm 的孔沈阳建筑大学毕业设计（论文）15工序：粗铣 60.5 上下端面工序：粗铣 60.5 上端面突台工序：钻 26mm 的孔工序：精铣左端面工序 IX：精铣右端面工序 X：精铣 60.5 上下端面工序 XI：精铣 60.5 上端面突台工序：去毛刺述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不足之处。根据工艺路线制定原则先面后孔原则方案二中工序和工序应在工序前面。第一个方案在加工完40mm 孔后，以 40mm 孔定位加工 6-18mm 孔，这样更好的保证了加工质量，提高了生产效率。同时方案二工序比较复杂，而方案一的工序简单明了，因此我们选择方案一。工艺卡的制定沈阳建筑大学毕业设计（论文）16沈阳建筑大学毕业设计（论文）17图 3-2 工艺过程3.2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 40mm 的孔40mm 孔粗糙度要求为 3.2 查相关资料知单边余量为 2mm 即可。 各个端面和侧面 各个端面和侧面查相关资料知单边余量为 2.5mm 即可满足要求1。3.2.6 确定切削用量及基本工时工序：粗铣左右端面工步一：粗铣左端面 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d350min/125v4z决定铣削用量 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 map5.1 决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin/39.17510rdvns沈阳建筑大学毕业设计（论文）18按机床标准选取 1450wnmin/ri/35.1904351dvw当 1450r/min 时nrmzfwm /160452.按机床标准选取 fm 计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l5.6l1l32in06.321fnltwm工步二：粗铣右端面进给量，切削速度，主轴转速同上。粗加工行程 ml435321则切削工时： min037.165321fnltwm工序：粗铣 60.5 上下端面工步一：粗铣 60.5 上端面选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d30min/125v4z决定铣削用量 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 map5.1 决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfz沈阳建筑大学毕业设计（论文）19min/9.13260510rdvns 按机床标准选取 1450wnin/59.136041vw当 1450r/min 时nrmzfwm /16097542.按机床标准选取 fm 计算工时切削工时： ， ，则机动工时为l60l31in54.1fnltwm工步二：粗铣 60.5 下端面进给量，切削速度，主轴转速以及加工行程量均同上，所以切削工时为， min054.163fnltwm工序：粗铣 60.5 上端面突台选取刀具及机床与上一工序相同。切削速度、进给量和主轴转速均相同，而加工行程为 ，则切削工时为：l5.4.135021min07.6fntwm工序：钻，扩，铰 40mm 的孔工步一钻孔至 39mm确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ， 时，f MPab80md390。由于本零件在加工 40mm 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘rmf/70.6.以系数 0.75，则rmf /52.04.沈阳建筑大学毕业设计（论文）20根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/45.0切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/7.319810rdvnws根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为in/75rmin/37.2