机械制造技术课程设计-设计机油泵体零件的机械加工工艺规程及钻4×M6孔工序的专用夹具.doc

提供完整版的毕业设计 机械制造技术课程设计机械制造技术课程设计 说明书说明书 设计题目：设计机油泵体零件的机械加工工艺规程及钻 4m6 孔工序的专用夹具 姓 名： 学 号：120212401 班 级：机电 124 班 指导教师： 河南机电高等专科学校 2014 年 10 月 18 日 机械制造技术课程设计机械制造技术课程设计 任务书任务书 题目：设计机油泵体零件的机械加工工艺规程及钻 4m6 孔 工序的专用夹具 内容：（1）零件毛坯合图 1 张 （2）机械加工工艺规程卡片 1 套 （3）夹具装配图 1 张 （4）夹具体零件图 1 张 （5）课程设计说明书 1 份 原始资料：该零件图样一张；生产纲领为 8000 件/年；每日 一班。 姓 名： 学 号： 120212401 班 级： 机电 124 班 指导教师： 2014 年 10 月 18 日 摘摘 要要 1、机油泵是在润滑系统中迫使机油从油底壳送到引擎运动件的装置机油泵 在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，lcd 等工程领域方面， 也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵摆线转子 泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、 绷缝机 2、基本内容及解决的关键问题：基本内容热处理毛坯，车削机油泵体，设 计加工专用夹具关键问题在于工艺过程的设计，夹具类型的确定，定位装置的 设计，夹紧装置的设计夹具精度的分析和计算吗，夹具非标零件图的绘制等等 3、本课题研究情况综述：机械加工工艺及夹具设计是机械制造与自动化必 备的专业核心技能，突出培养典型零件加工工艺能力，机油泵体工艺过程设计 时要结合实际，尽量符合实际生产要求，专用夹具设计时要估计好夹紧力加工 零件是要计算好加工余量。 关键字：机油泵、工艺规程、夹具设计机油泵、工艺规程、夹具设计 目目录录 摘摘 要要.2 第一章第一章 绪论绪论 .5 1.1 课题研究的背景 .5 1.2 课题研究的意义 .5 1.3 国内外的研究动态 5 第二章第二章 零件的工艺分析及生产类型零件的工艺分析及生产类型 5 2.1 零件的用途.5 2.2 零件的工艺分析 .7 第三章第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型 8 3.1 确定毛坯种类8 3.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量.8 3.3 设计毛坯图 8 3.4 绘制毛坯图 9 第四章第四章 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 11 4.1 基准面的选择11 4.1.1 粗基准的选择11 4.1.2 精基准的选择11 4.2 零件的表面加工方法12 4.3 工序的集中与分散 12 4.4 工序顺序的安排 .13 4.4 1.机械加工顺序13 4.4.2辅助工序13 4.5 制定工艺路线 13 4.6 加工设备及工艺装备选择.16 4.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定17 4.8 切削用量的计算 .18 4.9 基本时间的计算 26 j t 第五章第五章 夹具设计夹具设计 .30 5.1 精车前后端面专用夹具设计.30 5.1.1 定位装置 30 5.1.2 夹紧力的计算 30 5.2 钻孔夹具设计.34 20 5.2.1 定位装置 34 5.2.2 切削力和夹紧力的计算.34 第六章第六章 小结小结.37 致致 谢谢 .38 参考文献参考文献 39 - 5 - 第一章第一章 绪论绪论 1.1 课题研究的背景 目前国内的机油泵产品的技术基本源自美国、德国、 日本等几个传统的工 业国家，我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的，而且已经有了一 定的规模。但是目前我国的机油泵没有自己的核心技术产品，自主开发能力仍 然很弱。在差速器的技术开发上还有很长的路要走。 1.2 课题研究的意义 机油泵的作用是把机油送到发动机各摩擦部位，使机油在润滑路中循环，以 保证发动机得到良好的润滑。机油泵多为齿轮泵，它由齿轮泵体等组成。当发 动机工作时，凸轮轴带动泵体的主动齿轮转动。齿轮甩动机油沿泵体内壁从进 油口流至出油口，形成低压，产生吸力，机油箱内的机油即被吸入进油口。而 出油口处的机油越积越多，因而压力增高，机油便被压到各摩擦部分，实现强 制润滑。设计研究更好机油泵可以降低发动机的损耗，延长机械的使用寿命 1.3 国内外的研究动态 机油泵在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，lcd 等工 程领域方面，也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵 摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种， 如包缝机、绷缝机机油泵以后的发展。今后机油泵研发会向着低噪音，低耗油 方向发展，现在很多机油泵，噪音比较大，不适合一些低音环境，有的还伴有 漏油。 - 6 - 第二章第二章 零件的工艺分析及生产类型零件的工艺分析及生产类型 2.1 零件的用途 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。 图 1 机油泵泵体零件图与三维建模 - 7 - 图 1 图 1 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1-3，未注圆角半径r2-3。 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。 - 8 - 2.2 零件的工艺分析 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。 2.3 零件的生产类型 根据零件的生产纲领，该零件为中大批大量生产。 - 9 - 第三章第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型 3.1 确定毛坯种类 零件材料采用灰铸铁 ht200，具有高的抗压强度、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 1-6，确定毛坯 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 8-10 级。 3.2 确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 5-3 可取铸件尺寸公差等级 ct 为 10 级，加工余量等级 ma 为 g 级。 表 1 毛坯尺寸及机械加工总余量（mm） 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 147.522.83.5 51.021.4 底面 252.43.5 8.51.2 凸台202.43.5 23.51.2 左右端面412.83.5 471.4 孔 6767 3.23 611.6 孔 22 222.43 161.2 3.3 设计毛坯图 （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 - 10 - 斜度为,圆角半径 r2-3。 o 1 o 3 （2） 确定分型面 以底面为分型面。 - 11 - （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。 （4）3.4 绘制毛坯图 - 12 - 图 2 机油泵泵体毛坯图及毛坯模型 - 13 - 第四章第四章 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 4.1 基准面的选择 基面的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，加工工艺过程中会问题百出， 更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 4.1.1 粗基准的选择 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。 4.1.2 精基准的选择 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，然后以精铣后的孔和两端面 67 以及底面为精基准。 4.2 零件的表面加工方法 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 1-7 至表 1-15，通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 ra/ m 加工方法 底面 1it105 m 粗铣半精铣 - 14 - 底面 2it1220 m 粗铣 凸台it1210 m 粗铣 孔 67 it82.5 m 粗镗半精镗精镗 孔 22 it122.5 m 钻扩铰 左右端面it102.5 m 粗铣半精铣精铣 孔 17 it1220 m 钻 4-m6 螺纹it1212.5 m 钻丝锥攻螺纹 盖配孔（配座）it115钻粗铰 4.3 工序的集中与分散 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。 4.4 工序顺序的安排 4.4 1.机械加工顺序 第 1 章 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。 第 2 章 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 第 3 章 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。 第 4 章 遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。 - 15 - 4.4.2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。 4.5 制定工艺路线 工艺路线一： 工序号 工序内容 定位基准 10铸造毛坯 20粗铣底面凸台，侧面定位 30粗铣凸台底面，侧面定位 40粗铣前后端面底面定位、前后端面定位 50 钻 2 个孔、倒角 17 底面，前后端面，侧面定位 60 钻孔 20 孔的大端面、底面和孔 6717 70 粗镗孔 67 底面，孔定位 17 80半精铣底面凸台，侧面定位 半精铣前后端面底面定位、前后端面定位90 精铣前后端面底面定位、前后端面定位 扩孔到 2021.8 孔的大端面、底面和孔 6717 100 铰孔到 21.822 孔的大端面、底面和孔 6717 半精镗孔 67 底面，孔定位 17 110 精镗孔 67 底面，孔定位 17 120 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 孔，孔的端面，凸台定位 6722 - 16 - 攻丝 孔，孔的端面，凸台定位 6722 130去锐边毛刺 140非加工表面涂硝化油漆 150清洗 160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 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，铰孔 22 孔的大端面、底面 67 60粗镗，半精镗，精镗 孔、倒角 67 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 个孔、倒角 17 底面定位 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 孔，孔的大端面定位 6767 100 攻螺纹 孔，孔的大端面定位 6767 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 - 17 - 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。工艺路线一是先把重要表面底面 先加工出来，前后端面同时加工，最后加工两个孔，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，且粗精加工放在一起，工件的内应力很大， 加工之后工件变形会很大程度影响零件的几何精度，定位基准不如路线一 来得准确，再综合加工精度要求，装夹便利与否等各方面因素后，确定为 工艺路线一。 4.6 加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铸造毛坯 20粗铣底面立式铣床 x51y8 硬质合金面铣刀、游标 卡尺 30粗铣凸台立式铣床 x51y8 硬质合金面铣刀、游标 卡尺 40粗铣前后端面xq6225 卧式 铣床 y8 硬质合金面铣刀刀、游 标卡尺 50 钻 2 个孔、倒角 17 立式钻床 z525 高速钢钻、游标卡尺、钻 模板 60 钻孔 20 立式钻床 z525 高速钢钻、游标卡尺、钻 模板 70 粗镗孔 67 卧式镗床 t68硬质合金镗刀、游标卡尺 80半精铣底面立式铣床 x51y8 硬质合金面铣刀 、游标卡尺 90半精铣前后端面xq6225 卧式 铣床 y8 硬质合金面铣刀、游标 卡尺 - 18 - 精铣前后端面xq6225 卧式 铣床 y8 硬质合金面铣刀、游标 卡尺 扩孔到 2021.8 立式钻床 z3025 扩孔钻、游标卡尺100 铰孔到 21.822 立式钻床 z3025 铰刀、游标卡尺 半精镗孔 67 卧式镗床 t68硬质合金镗刀、游标卡尺110 精镗孔 67 卧式镗床 t68硬质合金镗刀、游标卡尺 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 立式钻床 z3025 高速钢钻、游标卡尺、钻 模板 120 攻螺纹 m06立式钻床 z3025 丝锥刀、游标卡尺 130去锐边毛刺平锉 140非加工表面涂硝化油漆喷涂机 150清洗清洗机 160终检入库百分表、卡尺 4.7 工序间加工余量、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 （mm） 101铸造毛坯 20粗铣底面 0 0.16- 48.52 2.5 301粗铣凸台 203.5 - 19 - 401粗铣前后端面 0 0.16- 44 2（单边） 501 钻 2 个孔、倒角 1717 8.5（单边） 601 钻孔 20 0.21 0 20 20（直径） 701 粗镗孔 67 0.30 0 65 2（直径） 801半精铣底面 0.23 0.08 47.52 1 1半精铣前后端面 0 0.062- 42 1（单边）90 2精铣前后端面 0 0.10- 41 0.5（单边） 1 扩孔到 21.8 0.21 0 21.8 1.8（直径）100 2 铰孔 22 0.23 0 22 0.5（直径） 2 半精镗孔 67 0.074 0 66.5 1.5（直径）110 3 精镗孔 67 0.046 0 67 0.5（直径） 1 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 0.075 0 4.8 4.8（直径）120 2攻螺纹 m6 0.008 0 6 1.2（直径） 4.8 切削用量的计算 工序 20 粗铣底面 工步 1：粗铣底面 1 （1）切削深度 mmap2.5 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 - 20 - 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套式 w d 面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则 c min/229.18 80 57.610001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/210rnw 故实际铣削速度： min/52.8 1000 21080 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为 min/168min/2101008 . 0 mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。 工步 2：粗铣底面 2 （1）切削深度 mmap3.5 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套 w d 式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则 c min/229.18 80 57.610001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/210rnw 故实际铣削速度： min/52.8 1000 21080 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为 - 21 - min/168min/2101008 . 0 mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。 工序 30：粗铣凸台 （1）切削深度 mmap3.5 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套 w d 式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则 c min/229.18 80 57.610001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速 min/210rnw 故实际铣削速度 min/52.8 1000 21080 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为 min/168min/2101008 . 0 mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 165mm/min。 工序 40：粗铣前后端面 （1）切削深度 mmap2 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.12mm/z。 （3）铣削速度 - 22 - 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套 w d 式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=50.4m/min，则 c min/100.27 160 50.410001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/80rnw 故实际铣削速度： min/2 .40 1000 80160 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为： min/153.6min/8061.120mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 150mm/min。 工序 50：钻 2 个孔、倒角 17 由工件材料为 ht200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削 用量得，切削速度=18m/min,进给量 f=0.3mm/r,取=17mm，则 c v p a min/337.0 17 1810001000 r d v n w s 由本工序采用 z525 型立式钻床，由表 3.17 得，转速=272r/min，故实际切削 w n 速度为 min/14.53 1000 27217 1000 m nd v ww c 工序 60；钻孔 20 由工件材料为 ht200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削用 量得，切削速度=20m/min,进给量 f=0.3mm/r,取=20mm，则 c v p a min/318.3 20 2010001000 r d v n w s 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=315r/min，故实际切 w n 削速度为 - 23 - min/19.8 1000 31520 1000 m nd v ww c 工序 70：粗镗孔（走刀 2 次） 67 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，粗镗取=24m/min, f=0.5mm/r， c v 粗镗孔时因余量为 2mm，故=2mm，则 p a min/121 63 2410001000 r d v n w s 由，计算切屑力： 1, 0,75 . 0 , 1,180 fcfcfcfcfc knyxc nnkvfacf fc n c yx pfcc fcfcfc 9 .209914 . 05 . 0218081. 981 . 9 075 . 0 功率 kwkwvfp ccc 84 . 0 104 . 09 .209910 3-3- 取机床效率为 0.85，则所需机床功率为，故机床功率足够， 5kw0.99kw 0.85 0.84 切削用量选择合理。 工序 80：半精铣底面 （1）切削深度 mmap8.5 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.05mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套式 w d 面铣刀铣削速度，确定铣削速度=70.2m/min，则 c min/279.32 80 70.210001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/255rnw 故实际铣削速度： - 24 - min/64.1 1000 25580 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为： min/7.512min/2551050 . 0mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 130mm/min。 工序 90： 工步:1：半精铣前后端面 （1）切削深度 mmap1 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高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 fz 取 为 0.08mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套 w d 式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=59.4m/min，则 c min/118.17 160 59.410001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/100rnw 故实际铣削速度： min/50.3 1000 100160 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为： min/128min/10061.080mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 130mm/min。 工步 2：精铣前后端面 （1）切削深度 mmap0.5 （2）进给量的确定 x51 型立式铣床功率为 4.5kw，查表 5-8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给 - 25 - 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 fz 取 为 0.05mm/z。 （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套 w d 式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=72m/min，则 c min/143.24 160 7210001000 c s r d n 由本工序采用 x51 型立式铣床，查表 3.6，取转速： min/125rnw 故实际铣削速度： min/62.8 1000 125160 1000 m dn v w c 工作台的每分钟进给量为： min/100min/12561.050mmmmznff wzm 根据表 3.7 查得机床的进给量为 100mm/min。 工序 100 工步 1：扩孔到 21.8 高速钢扩孔取其切削速度=20m/min,进给量 f=0.3mm/r，背吃刀量 c v =0.9mm，则 p a min/292.0 21.8 2010001000 r d v n w s 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=250r/min，故实际切 w n 削速度为 min/17.1 1000 25021.8 1000 m nd v ww c 工步 2：铰孔 22 查表 5.25，取其切削速度=11m/min,进给量 f=1mm/r，背吃刀量 c v - 26 - =0.1mm，则 p a min/159.2 22 1110001000 r d v n w s 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速125r/min，故实际切削 w n 速度为 min/8.6 1000 12522 1000 m nd v ww c 工序 110： 工步 1：半精镗孔 67 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取=35m/min, c v f=0.5mm/r，半精镗孔时因余量为 1.5mm，故=1.5mm，则 p a min/168 66.5 3510001000 r d v n w s 工步 2：精镗孔 67 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，精镗取=30m/min, f=0.3mm， c v 精镗孔时因余量为 0.5mm，故=0.5mm，则 p a min/143 67 3010001000 r d v n w s 工序 120： 工步 1：钻 m6 螺纹底孔为 4.8 由工件材料为 ht200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁的切削 用量得，切削速度=20m/min,进给量 f=0.12mm/r,取=4.8mm，则 c v p a min/1326.3 4.8 2010001000 r d v n w s 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=1000r/min，故实际切 w n 削速度为 - 27 - min/15.1 1000 10004.8 1000 m nd v ww c 工步 2：攻螺纹 m6 高速钢机动丝锥加工螺纹取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量 c v =0.6mm，则 p a min/472.2 6 8.910001000 r d v n w s 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速=400r/min，故实际切 w n 削速度为 min/7.5 1000 4006 1000 m nd v ww c 4.9 基本时间 的计算 j t 工序 20： 工步 1： 粗铣底面 1 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： ， mz 21 f lll tj 由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表 5.41 铣削基本时间计算， r k 90 ，。确定 mmcdl3)(1)c-(d-5 . 0 o01 mm53l 0.05)d,(0.03c 20 ， 30mm 1 l4mm 2 l 41mml 则该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 mz 21 工步 2： 粗铣底面 2 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： - 28 - ， mz 21 f lll tj 由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表 5.41 铣削基本时间计算， r k 90 ，。确定 mmcdl3)(1)c-(d-5 . 0 o01 mm53l 0.05)d,(0.03c 20 ， 30mm 1 l4mm 2 l 41mml 则该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 mz 21 工序 30：粗铣凸台 该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 mz 21 工序 40：粗铣前后端面 该工序的基本时间为 sii f lll tj681min2.8 150 447160 mz 21 工序 50：钻 2 个孔、倒角 17 由表 5.39，工步， 9.5mm1)mmcot45 2 17 (2)mm(1cot 2 1 r k d l mml2 2 ，该工序的基本时间为 mml20 si fn lll tj48min780.2 0.3272 29.520 21 工序 60；钻孔 20 由表 5.39，工步， 11mm1)mmcot45 2 20 (2)mm(1cot 2 1 r k d l - 29 - mml2 2 ，该工序的基本时间为 mml16 s fn lll tj18min0.3 0.3315 21116 21 工序 70：粗镗孔（走刀 2 次） 67 由表 5.57，i 为进给次数，i=2 i fn lll tj 21 。 90,25, 0,2 21r kmmllmml为为为 该工序的基本时间为 si fn lll tj45min0.892 0.5121 225 21 工序 80：半精铣底槽面 该工序的基本时间为 si f lll tj69min1.152 130 43041 mz 21 工序 90 工步 1：半精铣前后端面 该工序的基本时间为 si f lll tj921min23.2 130 447160 mz 21 工步 2：精铣前后端面 该工序的基本时间为 si f lll tj253min224.2 100 447160 mz 21 工序 100： 工步 1：扩孔到 21.8 - 30 - mmk dd l r 9 . 22 2 20-21.8 2)mm(1cot 2 - 1 1 , mml2 2 该工序的基本时间为 s fn lll tj170.28min 0.3250 22.916 21 工步 2：铰孔 22 mmk dd l r 2.12 2 21.8-22 2)mm(1cot 2 - 1 1 , mml2 2 该工序的基本时间为 s fn lll tj100.16min 1125 22.116 21 工序 110： 工步 1：半精镗孔 67 该工序的基本时间为 s fn lll tj19min0.32 0.5168 225 21 工步 2：精镗孔 67 该工序的基本时间为 s fn lll tj38min0.63 0.3143 225 21 工序 120： 工步 1：钻 m6 螺纹底孔为 4.8 由表 5.39，工步， 3.4mm1)mmcot45 2 4.8 (2)mm(1cot 2 1 r k d l mml2 2 ，该工序的基本时间为 mml15 - 31 - si fn lll tj14min680.4 0.121000 23.415 21 工步 2：攻螺纹 m6 i)( 0 2121 fn lll fn lll tj ， 式中。 mmpplpl0.75,32,31 21 为为为为为为为为为为 该工序的基本时间为 s fn lll fn lll tj34min0.564) 2500.75 0.7530.75212 4000.75 0.7530.75212 (i)( 0 2121 - 32 - 五、五、 夹具设计夹具设计 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。 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。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 决定设计的夹具是钻 4-m6 孔夹具 5.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻 4-m6 孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求， 为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 5.2 定位基准的选择定位基准的选择 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， 是离不开基准的。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。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 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。 （1）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。 - 33 - （2）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。 （3）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。 （4）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。 本道工序加工 m6 孔，精度不高，因此我们采用已加工 好的 22 孔定位，采 用半轴和挡销定位限制 6 个自由度，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不 在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求。 5.3 切削力和夹紧力的计算切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（5-2） 6 . 08 . 0 26hbdff 钻削力矩 式（5-3） 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt 式中： 5dmm maxmaxmin 11 187187 149174 33 hbhbhbhb 代入公式（5-2）和（5-3）得 1 0.20fmm r 0.80.6 f26x5x0.20x1741542n 190.80.6 t10x5 x0.20 x17424785n.m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算 无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 5.4 定位误差分析定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间 存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在 - 34 - 单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差 仅存在 z 轴方向，且向下，见下图。 0.0140.0220.0300.066 2 d yz ttd 式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； d t 定位销外圆直径公差（mm） 。 td 5.5 钻套设计钻套设计 m6 的加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻 丝，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套以减少更换钻套的辅助时间。 根据工艺要求：。即先用 4.8 的麻花钻钻孔，根据 gb114184 的规定钻头 上偏差为零，故钻套孔径为 5。再用标准 m6 丝锥攻丝。 5.6 夹具的