机油泵泵体加工工艺及镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 附录 1 外文翻译 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 具（如 )时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不 2 重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是*、 ？ 、 1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13 位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成 000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50 20工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前 13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 7 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码是19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 8 图 4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 ， 脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 1 O m is on of up on of at of in K K a to of m to im e. a of m e AD ), . is am m to an s So m e of of m s of of m in m it is in of m 613 33”,“？”,“1”,“2”,“A”,“B”,“Z”, *”m ?”0”. s m of e, of 000”is 01”,“002”, to be If it m 00”, er is im of is as ed of es em (m of In m m 2im of e of of if m of s:1)to of )of m 3is of m of of At e e, If of sm If is to of m m of ) )m on m of it is it it to is as 3of 00”e ) If a m it 3Or is 00”,e If a m at If m e m of m of is or m m is of e of m to m p m is in as a is a m an an in m it an m is a im +, as 2m m 1 院 毕业设计（论文） 题 目 机油泵泵体 加工工艺及 镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具 设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 2 目 录 前言 （ 3） 1 零件的工艺分析及生产类型 （ 4） 件的用途 （ 4） 件的工艺分析 （ 5） 件的生产类型 （ 5） 2 确定毛坯种类，绘制毛坯图 （ 5） 定毛坯种类 （ 5） 定毛坯尺寸及机械加工总余量 （ 5） 计毛坯图 （ 6） 制毛坯图 （ 6） 3 选择加工方法，制定工艺路线 （ 7） 位基准的选择 （ 7） 件的表面加工方法 （ 7） 序的集中与分散 （ 8） 序顺序的安排 （ 8） 定工艺路线 （ 8） 工设备及工艺装备选择 （ 11） 序间加工余量、工序尺寸的确定 （ 12） 削用量的计算 （ 13） 本时间的计算 （ 20） 3 4 设计心得 （ 23） 参考文献 （ 24） 4 5 6 7 8 前 言 夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中，它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。 采用的机床夹具设计方法设计整体式壳类零件，设计 过程可以在简洁、明了的三维操作界面中进行，减少重复绘图工作量。更重要的是最终可以自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，更可缩短夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高 6。 计算机辅助机床夹具设计是利用计算机辅助设计 术来完成夹具设计的先进方法。由于夹具种类繁多，结构复杂，其设计过程涉及控制条件多，因此，用于夹具设计的专业软件甚少，目前还没有一种软件系统能够将夹具设计完全数字化。 目前，计算机辅助夹具设计一般是采用二维 用二维 以提高设计效率和质量，但是其缺点是设计人员首先要阅读工件二维零件图，了解零件的加工要求，并将二维零件图在头脑中三维实体化；再选择或设计合适的定位、夹紧等元件和装置；接下来将上述结构在头脑中形成夹具三维实体，用二维图表示，完成夹具的设计。在设计过程中，思维要在三维和二维模型中反复转换，最终绘制二维的总装图。由于绘制三维实体效果的装配图难度大，效率低，一般不绘制三维装配图。这对夹具设计质量和效率，以及加工和装配均有不利的影响 。 3软件完全采用 形用户界面，易学易用。借助 3D 软件平台，可以创建三维实体模型；编辑零件装配体并进行简单的运动仿真；利用它的动画功能不仅可以检查夹具工作的可行性，还能得到夹具零部件装配和运动过程的动画文件。 计算机辅助设计（ 功能在于能协助设计者完成产品设计各阶段的工作。本文针对机床夹具进行计算机辅助设计，借助 3D 软件平台，将设计时所用标准零件建立实体模型库；对于非标准零件，采用交互方式建模方法直接在设计平台建模并建立非标准模型库。 9 采用 二维 使我们甩掉了图板，解决 在，大量三维实体造型软件崛起，如 E、 3D、 动了设计领域的新革命由于这些三维软件不仅仅可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，并且与其它软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往的二维 法比拟的。结合夹具设计的复杂性、高精度性等特点采用了易学易懂的 3D 三维实体造型软件来实现设计过程。 任务介绍 ： 本次设计题目是：机油泵泵体工艺规程设计。要求如下：生产批量为大批大量生产，其他要求及零件参数见机油泵泵体零件图，要求设计该泵体的机械加工工艺规程，具体内容为： （ 1）根据生产类型，对零件进行工艺分析； （ 2）选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图； （ 3）制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各 工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额； （ 4）填写工艺卡片； （ 5）撰写设计说明书。 10 图 1 机油泵泵体零件图 1 零件的工艺分析及生产类型 件 的用途 机油泵是不断的把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零部件的目的。机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用，泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的寿命。 零件的技术要求 ： 铸件表面不允许有裂纹、气孔、粘沙等缺陷。 铸件拔模斜度 1未注圆角半径 铸件经回火，除内应力处理，硬度 所有螺纹空口倒角至螺纹大径。 去锐边毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 11 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正 确、完整，尺寸、公差及技术要去齐全，零件的结构工艺性合理。该零件需要加工的表面均为切削加工，各表面的加工精度及表面粗糙度都不难获得。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，该机油泵泵体位置公差要求严格，部分加工面需专用夹具进行夹紧定位。 件的生产类型 根据零件的生产纲领，该零件为大批大量生产。 2 确定毛坯种类，绘制毛坯图 定毛坯种类 零件材料采用灰铸铁 有高的抗压强度、良好的铸造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性。考虑到铸造可以铸造内腔、外形很复杂的毛坯，工艺灵活性大，铸造成本低 ，故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为大批大量生产 ，根据机械制造技术课程设计指导表 1定毛坯铸造方法为机器砂型铸造，铸件的机械加工余量等级 G 级，公差等级 8。 定毛坯尺寸及机械加工总余量 已知毛坯制造方法为机器砂型铸造，材料为灰铸铁，规模为大批大量生产，查机械制造手册表 5取铸件尺寸公差等级 10 级，加工余量等级级。 表 1 毛坯尺寸及机械加工总余量（ 加工 表面 基本 尺寸 铸件尺寸 公差 机械加工 总余量 铸件 尺寸 底面 1 面 2 5 台 20 右端面 41 7 2 67 孔 67 61 2 孔 22 16 计毛坯图 （ 1） 确定铸造斜度 根据 机械制造工艺设计简明手册确定 毛坯砂型铸造斜度为 圆角半径 （ 2） 确定分型面 以底面为分型面。 （ 3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，铸件进行机械加工前应当进行时效处理。 制毛坯图 图 2 机 油泵泵体毛坯图 13 3 选择加工方法，制定工艺路线 位基准的选择 基准选择是工艺规程设计的重要内容之一。基准选择的正确与合理可以保证加工质量，提高生产率。 粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， 以凸台为初基准。 精基准的选择：主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采用互为基准反复加工的办法达到位置度要求，然后以半精铣后的 67 孔端面为精基准。 件的表面加工方法 根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查机械制造技术课程设计指导表 1表 1过对各个加工方案的比较，最后确定零件表面的加工方法如下表： 表 2 零件表面加工方法 需加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方法 底面 1 m 粗铣半精铣 底面 2 0 m 粗铣 凸台 0 m 粗铣 67 孔 .5 m 粗镗半精镗精镗 22 孔 .5 m 钻扩铰 左右端面 .5 m 粗铣半精铣精铣 14 17 孔 0 m 钻 4纹 2.5 m 钻丝锥攻螺纹 定位销 无 无 配座 序的集中与分散 已知零件的生产规模为大批大量生产， 初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度。加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高。 除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 序顺序的安排 遵循“先基准后其他”原则 ，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工端面。同时考虑位置度要求，左右端面互为基准反复加工。 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面左右端面和圆孔表面，后加工次要表面凸台、底座孔以及倒角。 遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。 2辅助工序 毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，安排喷漆、去毛刺、清洗、终检工序。 定工艺路线 工艺路线一 ： 工序号 工序内容 定位基准 10 清洗检查毛坯 15 20 粗铣底面 端前后面定位 30 粗铣凸台 底面定位 40 粗铣前后端面 底面定位、前后端面定位 50 半精铣底面 端面定位 60 半精铣前后端面 底面定位、前后端面定位 精铣前后端面 底面定位、前后端面定位 70 钻 2个 17 孔、倒角 底面，前后端面定位 80 钻孔 20 ， 扩 20 孔到 铰 孔到 22 67 孔的大端面、底面 90 粗镗 67 孔 底面， 17 孔 定位 半精镗 67 孔 底面， 17 孔 定位 精镗 67 孔 底面， 17 孔 定位 100 钻 67 孔， 67 孔的大端面定位 攻螺纹 67 孔， 67 孔的大端面定位 110 去锐边毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 终检入库 工艺路线二： 工序号 工序内容 定位基准 10 清洗检查毛坯 16 20 粗铣前端面 后端面定位 30 粗铣，半精铣，精铣后端面 前端面定位 40 半精铣，精铣前端面 后端面定位 50 钻，扩，铰 22 孔 67 孔的大端面、底面 60 粗镗，半精镗，精镗 67 孔 、倒角 前端面，底面定位 70 粗铣 ，精铣底面 前后端面定位 80 粗铣凸台 底面定位 90 钻 2个 17 孔、倒角 底面定位 100 钻 67 孔， 67 孔的大端面定位 攻螺纹 67 孔， 67 孔的大端面定位 110 去锐边毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 终检入库 工艺路线分析比较： 通常情况下，在同时需要钻孔和铣平面的时候，一般先铣平面，再加工孔，重要加工表面切削余量最好均匀。工艺路线一是先把定位表面底槽面加工，前后端面同时加工，几何精度高。工艺路线二是先把前后端面加工出来，后加工两个重要的孔，最后才加工底槽面，前后端面切削余量不很均匀。再综合加工精度要求等各方面因 素后，确定为工艺路线一。 17 工设备及工艺装备选择 工序号 工序内容 加工装备 工艺装备 10 清洗检查毛坯 清洗机 20 粗铣底面 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 30 粗铣凸台 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 40 粗铣前后端面 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 50 半精铣底面 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 60 半精铣前后端面 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 精铣前后端面 立式铣床 8硬质合金面铣刀、游标卡尺 70 钻 2个 17 孔、倒角 立式钻床 速钢钻、卡尺 80 钻孔 20 ， 扩 20 孔到 铰 孔到 22 立式钻床 速钢钻、扩孔钻、铰刀、卡尺 90 粗镗 67 孔 卧式镗床 质合金镗刀、卡尺 半精镗 67 孔 卧式镗床 质合金镗刀、卡尺 精镗 67 孔 卧式镗床 质合金镗刀、卡尺 100 钻 、倒角 立式钻床 速钢钻、卡尺 攻螺纹 立式钻床 锥刀、卡尺 110 去锐边毛刺 平锉 120 非加工表面涂硝化油漆 喷涂机 130 清洗 清洗机 18 140 终检入库 百分表、卡尺 序间加工余量、工序尺寸的确定 查 机械制造技术基础课程设计指导 ，并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表： 表 4 零件机械加工工序间加工余 量表 工序号 工步号 工步内容 工序尺寸 加工余量（ 20 1 粗铣底面 0 1 粗铣凸台 20 0 1 粗铣前后端面 2（单边） 50 1 半精铣底面 1 60 1 半精铣前后端面 1（单边） 2 精铣前后端面 边） 70 1 钻 2个 17 孔、倒角 17 边） 80 1 钻 20 孔 20（直径） 2 扩孔到 径） 3 铰 22 孔 径） 90 1 粗镗 67 孔（走刀 2次） 2（直径） 2 半精镗 67 孔 径） 3 精镗 67 孔 径） 100 1 钻 径） 2 攻螺纹 径） 19 削用量的计算 工序 20 工步 1： 粗铣底面 （ 1）切削深度 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 （ 3） 铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、0数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度c= m 2 9 . 1 8805 7 . 610001000 cs 由本工序采用 表 转速： 10 rn w 故实际铣削速度： m 2 10801000 工作台的每分钟进给量为 m 68m 101008.0 根据表 65mm/ 工序 30： 粗铣凸台 （ 1）切削深度 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 20 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、0数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度c=则 m 2 9 . 1 8805 7 . 610001000 cs 由本工序采用 表 转速 10 rn w 故实际铣削速度 m 2 10801000 工作台的每分钟进给量为 m 68m 101008.0 根据表 65mm/ 工序 40： 粗铣前后端面 （ 1）切削深度 （ 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、60数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度c= m 0 0 160 5 0 cs 由本工序采用 表 转速： 0 故实际铣削速度： m 0 0 801601 0 0 0 21 工作台的每分钟进给量为： m 5 3 . 6m 061. 1 20 根据表 50mm/ 工序 50： 半精铣底面 （ 1）切削深度 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、0数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削 速度c= m 7 9 . 3 2807 0 . 21 0 0 01 0 0 0 cs 由本工序采用 表 转速： 55 rn w 故实际铣削速度： m 4 0 0 255801 0 0 0 工作台的每分钟进给量为： m . 512m 551050.0 根据表 30mm/ 工序 60： 工步 :1： 半精铣前后端面 （ 1）切削深度 （ 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，22 按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、60数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度c= m 1 8 160 5 9 cs 由本工序采用 表 转速： 00 rn w 故实际铣削速度： m 0 001601000 工作台的每 分钟进给量为： m 28m 0061. 0 80 根据表 30mm/ 工步 2： 精铣前后端面 （ 1）切削深度 2） 进给量的确定 立式铣床功率为 表 5速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、60数 z=速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度c=72m/ m 4 3 160 7210001000 cs 由本工序采用 表 转速： 25 rn w 23 故实际铣削速度： m 2 251601000 工 作台的每分钟进给量为： m 00m 2561. 0 50 根据表 00mm/ 工序 70：钻 2 个 17 孔、倒角 由工件材料为 速钢钻头，查表 速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度8m/给量 f=r,取7 m 3 7 . 017 181 0 0 01 0 0 0 rd 由本工序采用 表 速 272r/实际切削速度为 m 4 . 5 31000 272171000 工序 80： 工步 1；钻 20 孔 由工件材料为 速钢钻头，查表 速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度 20m/给量 f=r,取 20 m 1 8 010001000 rd 由本工序采用 立式钻床，由表 ，转速 315r/实际切削速度为 m 9 . 81000 315201000 工步 2：扩孔到 高速钢扩孔取其切削速度 20m/给量 f=r，背吃刀量 24 m 9 2 rd 由本工序采用 立式钻床，由表 ，转速 250r/实际切削速度为 m 7 502 1 工步 3：铰 22 孔 查表 其切削速 度 11m/给量 f=1mm/r，背吃刀量 m 5 9 110001000 rd 由本工序采用 立式钻床，由表 速 25r/实际切削速度为 m 00 125221 0 00 工序 90： 工步 1：粗镗 67 孔（走刀 2 次） 查表 速钢镗刀切削铸铁材料时，粗镗取 24m/f=r，粗镗孔时因余量为 2 2 m 2 163 241 0 0 01 0 0 0 rd 由 1,0,180 计算切屑力： 功率 取机床效率为 所需机床功率为 ，故机床功率足够，切削用量选择合理。 工步 2：半精镗 67 孔 25 查表 速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取 35m/f=r，半精镗孔时因余量为 m 6 86 6 . 5351 0 0 01 0 0 0 rd 工步 3：精镗 67 孔 查表 速钢镗刀切削铸铁材料时，精镗取 30m/f=镗孔时因余量为 m 4 367 301 0 0 01 0 0 0 rd 工序 100： 工步 1：钻 纹底孔为 由工件材料为 速钢钻头，查表 速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度 20m/给量 f=r,取 m 3 2 6 8 2010001000 rd 由本工序采用 立式钻床，由表 速 1000r/实际切削速度为 m 5 0004 工步 2：攻螺纹 速钢机动丝锥加工螺纹取其切削速度 吃刀量 m 7 2 . 268 0 01 0 0 0 rd 由本工序采用 立式钻床，由表 ，转速 400r/实际切削速度为 m 0 0 4 0 061 0 0 0 26 本时间 计算 工序 20： 工步 1： 粗铣底面 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式： j ， 由面铣刀不对称铣平面、主偏角 90 ，查表 削基本时间计算，)(1)C-( ， l 0 ) d ,( 0 . 0 3C 20 。确定30l ， 4l ， 82l ， 则该工序的基本时间为 sf j 42m 7 0165 43082 工序 30：粗铣凸台 该工序的基本时间为 sf j 42m 7 0165 43082 工序 40：粗铣前后端面 该工序的基本时间为 sf j 84m 4150 447160 工序 50：半精铣底槽面 该工序的基本时间为 sf j 54m 8 9130 43082 工序 60 工步 1：半精铣前后端面 27 该工序的基本时间为 sf j 96m 47160 工步 2：精铣前后端面 该工序的基本时间为 sf j 1 2 7m 1 11 0 0 4471 6 0 工序 70：钻 2 个 17 孔、倒角 由表 步 9 .5 m m mc o t 45217(2 ) m m(1c o 2 0 ，该工序的基本时间为 j 24m 3 90 . 3272 29 . 52021 工序 80： 工步 1；钻 20 孔 由表 步 1 1 m m mc o t 4 5220(2 ) m m(1c o 2 6 ，该工序的基本时间为 j 18m 30 . 3315 2111621 工步 2：扩孔到 r 0 . 82 ) m m(1c o 1 , 2 该工序的基本时间为 j 170 . 2 8 m 3250 22 . 91621 工步 3：铰 22 孔 28 r 2 . 1222 1 . 8 m m(1c o 1 , 2 该工序的基本时间为 j 100 . 1 6 m 2 . 11621 工序 90： 工步 1：粗镗 67 孔（走刀 2 次） 由表 j 21 ， i=2 90,25,0,2 21 偏角。 该工序的基本时间为 j 45m 8 920 . 5121 22521 工步 2：半精镗 67 孔 该工序的基本时间为 j 19m 3 20 . 51 6 8 22521 工步 3：精镗 67 孔 该工序的基本时间为 j 38m 6 30 . 31 4 3 22521 工序 100： 工步 1：钻 纹底孔为 由表 步 3 .4 m m mc o t 4 524 ) m m(1c o 2 5 ，该工序的基本时间为 29 j 10m 1 70 . 1 21000 23 . 41521 工步 2：攻螺纹 M6 i)(02121 fn j ， 式中 . 75,32,31 21 为工件螺距为）（）（ 。 该工序的基本时间为 j 8m i 500 0 30 2124000 0 30 212(i)(02121 镗削机油泵壳体两平行孔的转位夹具设计 车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面 。 因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴 。 床夹具的主要类型 （ 1） 安装在车床主轴上的夹具 。 这类夹具很多，有通用的三爪卡盘 、 四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式 、 夹头式 、 卡盘式 、 角铁式和花盘式 。 这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动 定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工 件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构 。 角铁式车床夹具 在车床上加工壳体 、 支座 、 杠杆 、 接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具 。 这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具 。 花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个 装定位元件 、 夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔 。30 这类夹具不对称，要注意平衡 。 （ 2） 安装在托板上的夹具 。 某些重型 、 畸形工件，常常将夹具安装在托板上 。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做 进给运动 。 由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴 。 而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具 。 （ 1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求 当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点 。 当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。 工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力 矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。 （ 2）夹具与机床主轴的连接 车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。 心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用 。 根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式： 1)对于径向尺寸 D 140 D (2 3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图 1种连接方式定心精度较高。 31 2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。 图 1示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按 H7/ H7/主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专 用夹具则以其定位止口按 H7/ H7/配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。 对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图 1渡盘在其长锥面上配合定心，用 活套 在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。 图 1过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有 螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。 图 1 车床夹具与机床主轴的连接 过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸 。 过渡盘的材料通常为铸铁 。 各种车床主轴前端的结构尺寸， 可查阅有关手册 位机构 由零件图分析孔 须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下： 32 定位夹紧结构图 选择定位元件为：支承板，支撑钉，定位销，上 下盖板。支撑板限制了 X,Y,X,Y 方向的转动自由度，支撑钉限制了 见，定位方案选择合理。 选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下： 1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置； 2. 夹紧力要适当，既要保
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