机械制造技术课程设计-机油泵体工艺及粗铣底部147平面夹具设计（全套图纸） .pdf

太 原理 工 大 学 课 程 设 计 说 明 书 - 1 - 目录目录 摘摘 要要 . - 3 - 第一章第一章 绪论绪论 - 4 - 1.1 课题研究的背景课题研究的背景 . - 4 - 1.2 课题研究的意义课题研究的意义 . - 4 - 1.3 国内外的研究动态国内外的研究动态 . - 4 - 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 . - 6 - 2.1 零件的用途零件的用途 - 6 - 2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 . - 8 - 2.3 零件的生产类型零件的生产类型 . - 8 - 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 . - 9 - 3.1 确定毛坯种类确定毛坯种类 - 9 - 3.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量确定毛坯尺寸及机械加工总余量 - 9 - 3.3 设计毛坯图设计毛坯图 - 10 - 3.4 绘制毛坯图绘制毛坯图 - 11 - 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 . - 13 - 4.1 基准面的选择基准面的选择 . - 13 - 4.2 零件的表面加工方法零件的表面加工方法 . - 14 - 4.3 工序的集中与分散工序的集中与分散 . - 15 - 4.4 工序顺序的安排工序顺序的安排 . - 15 - 4.5 制定工艺路线制定工艺路线 - 16 - 4.6 加工设备及工艺装备选择加工设备及工艺装备选择 . - 19 - - 2 - 4.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定工序间加工余量、工序尺寸的确定 - 21 - 4.8 切削用量的计算切削用量的计算 . - 22 - 4.9 基本时间基本时间 j t 的计算的计算 - 31 - 第五章第五章 铣床夹具设计铣床夹具设计 - 35 - 5.1 问题的提出问题的提出 . - 35 - 5.2 夹具设计夹具设计 - 35 - 5.3 切削力和夹紧力的分析计算切削力和夹紧力的分析计算 . - 36 - 5.4 定位误差分析定位误差分析 - 38 - 5.5 导向机构导向机构 - 39 - 小结小结 . - 40 - 参考文献参考文献 - 41 - - 3 - 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，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：机机油泵油泵、工艺、工艺规程规程、夹具设计、夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 - 4 - 第一章第一章 绪论绪论 1.1 课题研究的背景课题研究的背景 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 国内外的研究动态国内外的研究动态 - 5 - 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，现在有的 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。 - 7 - 图 2.1 机油泵泵体零件图 图 2.2 零件图三维建模 图 2.3 零件图三维建模 零件的技术要求 ： (1)铸件表面不允许有裂纹、气孔、粘沙等缺陷。 （2）铸件拔模斜度1-3，未注圆角半径r2-3。 - 8 - （3）所有螺纹空口倒角至螺纹大径。 （4）去锐边毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 2.2零件的工艺分析零件的工艺分析 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 3.1 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 1 47.52 2.8 3.5 51.021.4 底面 2 5 2.4 3.5 8.51.2 凸台 20 2.4 3.5 23.51.2 - 10 - 左右端面 41 2.8 3.5 471.4 67 孔 67 3.2 3 611.6 22 孔 22 2.4 3 161.2 3.3 设计毛坯图设计毛坯图 （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 型铸造斜度为 o 1 o 3 ,圆角半径 r2-3。 （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。 - 11 - 3.4 绘制毛坯图绘制毛坯图 图 3.1 机油泵泵体毛坯图 - 12 - 图 3.2毛坯三维模型 - 13 - 图 3.3毛坯三维模型 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 粗粗基准的选择基准的选择 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。 - 14 - 4.1.2 精基准的选择精基准的选择 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 67 孔和两端面以及底面为精基准。 4.2 零件的表面加工方法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 4.1 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 1 it10 5 m 粗铣半精铣 底面 2 it12 20 m 粗铣 凸台 it12 10 m 粗铣 67 孔 it8 2.5 m 粗镗半精镗精 镗 22 孔 it12 2.5 m 钻扩铰 左右端面 it10 2.5 m 粗铣半精铣精 铣 - 15 - 17 孔 it12 20 m 钻 4-m6 螺纹 it12 12.5 m 钻丝锥攻螺纹 盖配孔（配座） it11 5 钻粗铰 4.3 工序的集中与分散工序的集中与分散 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 工序顺序的安排工序顺序的安排 4.4 1.机械加工顺序机械加工顺序 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 - 16 - 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。 4.4.2辅助工序辅助工序 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 17 孔、倒角 底面，前后端面，侧面定位 60 钻孔 20 67 孔的大端面、底面和 17 孔 70 粗镗 67 孔 底面， 17 孔定位 80 半精铣底面 凸台，侧面定位 90 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 - 17 - 100 扩 20 孔到 21.8 67 孔的大端面、底面和 17 孔 铰 21.8 孔到 22 67 孔的大端面、底面和 17 孔 110 半精镗 67 孔 底面， 17 孔定位 精镗 67 孔 底面， 17 孔定位 120 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 67 孔， 22 孔的端面，凸台定 位 攻丝 67 孔， 22 孔的端面，凸台定 位 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 22 孔 67 孔的大端面、底面 60 粗镗， 半精镗， 精镗 67 前端面，底面定位 - 18 - 孔、倒角 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 m6 螺纹底孔为 4.8 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 - 19 - 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加工设备及工艺装备选择 表 4.2 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 x51 y8 硬质合金面铣刀、游 标卡尺 30 粗铣凸台 立 式 铣 床 x51 y8 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 钻孔 20 立 式 钻 床 z3025 高速钢钻、卡尺、钻模 板 60 粗镗 67 孔 卧 式 镗 床 t68 硬质合金镗刀、游标卡 尺 70 半精铣底面 立 式 铣 床 x51 y8 硬质合金面铣刀 、游标卡尺 80 半精铣前后端面 xq6225卧 式铣床 y8 硬质合金面铣刀、游 标卡尺 - 20 - 精铣前后端面 xq6225卧 式铣床 y8 硬质合金面铣刀、游 标卡尺 90 钻 2 个 17 孔、倒角 立 式 钻 床 z525 高速钢钻、游标卡尺、 钻模板 100 扩 20 孔到 21.8 立 式 钻 床 z3025 扩孔钻、游标卡尺 铰 21.8 孔到 22 立 式 钻 床 z3025 铰刀、游标卡尺 110 半精镗 67 孔 卧 式 镗 床 t68 硬质合金镗刀、游标卡 尺 精镗 67 孔 卧 式 镗 床 t68 硬质合金镗刀、游标卡 尺 120 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 攻丝 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 - 21 - 4.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定工序间加工余量、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 4.3 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） 10 1 铸造毛坯 20 粗铣底面 0 0.16- 48.52 2.5 30 1 粗铣凸台 20 3.5 40 1 粗铣前后端面 0 0.16- 44 2（单边） 50 1 钻 2 个 17 孔、倒角 17 8.5（单边） 60 1 钻孔 20 0.21 0 20+ 20（直径） 70 1 粗镗 67 孔 0.30 0 65+ 2（直径） 80 1 半精铣底面 0.23 0.08 47.52+ + 1 90 1 半精铣前后端面 0 0.062- 42 1（单边） 2 精铣前后端面 0 0.10- 41 0.5（单边） 100 1 扩孔到 21.8 0.21 0 21.8 + 1.8（直径） 2 铰 22 孔 0.23 0 22+ 0.5（直径） 110 2 半精镗 67 孔 0.074 0 66.5+ 1.5（直径） - 22 - 3 精镗 67 孔 0.046 0 67+ 0.5（直径） 120 1 钻 m6 螺纹底孔为 4.8 0.075 0 4.8+ 4.8（直径） 2 攻螺纹 m6 0.008 0 6+ 1.2（直径） 4.8 切削用量的计算切削用量的计算 工序工序 20 粗铣底面粗铣底面 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 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 w d =80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高 速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =57.6m/min，则 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： - 23 - 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、 w d =80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =57.6m/min，则 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。 工序工序 30：粗：粗铣铣凸台凸台 - 24 - （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、 w d =80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =57.6m/min，则 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。 工序工序 40：粗：粗铣铣前后端前后端面面 （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。 - 25 - （3）铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 w d =160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =50.4m/min，则 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。 工序工序 50：钻：钻 2 个个 17 孔孔、倒角倒角 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 c v =18m/min,进给量 f=0.3mm/r,取 p a =17mm， 则 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 w n =272r/min，故 实际切削速度为 min/14.53 1000 27217 1000 m nd v ww c = = 工序工序 60；钻；钻 20 孔孔 由工件材料为 ht200、高速钢钻头，查表 5.20 高速钢钻削灰铸铁 - 26 - 的切削用量得，切削速度 c v =20m/min,进给量 f=0.3mm/r,取 p a =20mm， 则 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 w n =315r/min， 故实际切削速度为 min/19.8 1000 31520 1000 m nd v ww c = 工序工序 70：粗镗：粗镗 67 孔（走刀孔（走刀 2 次）次） 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，粗镗取 c v =24m/min, f=0.5mm/r，粗镗孔时因余量为 2mm，故 p a =2mm，则 min/121 63 2410001000 r d v n w s = = 由 1, 0,75 . 0 , 1,180= fcfcfcfcfc knyxc ，计算切屑力： nnkvfacf fc n c yx pfcc fcfcfc 9 . 209914 . 05 . 0218081 . 9 81 . 9 075 . 0 = 功率 kwkwvfp ccc 84 . 0 104 . 0 9 . 209910 3-3- = 取机床效率为 0.85，则所需机床功率为 5kw0.99kw 0.85 0.84 = ，故机床功 率足够，切削用量选择合理。 工序工序 80：半精：半精铣铣底底面面 （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 - 27 - 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、 w d =80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高 速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =70.2m/min，则 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： 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、 w d =160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =59.4m/min，则 - 28 - 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、 w d =160mm、齿数 z=16.查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =72m/min，则 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： - 29 - 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。 工序工序 100 工步 1：扩孔到 21.8 高速钢扩孔取其切削速度 c v =20m/min,进给量 f=0.3mm/r，背吃刀 量 p a =0.9mm，则 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 w n =250r/min， 故实际切削速度为 min/17.1 1000 25021.8 1000 m nd v ww c = 工步 2：铰 22 孔 查表 5.25， 取其切削速度 c v =11m/min,进给量 f=1mm/r， 背吃刀量 p a =0.1mm，则 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 w n 125r/min，故 实际切削速度为 min/8.6 1000 12522 1000 m nd v ww c = 工序工序 110： 工步 1：半精镗 67 孔 - 30 - 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取 c v =35m/min, f=0.5mm/r，半精镗孔时因余量为 1.5mm，故 p a =1.5mm，则 min/168 66.5 3510001000 r d v n w s = 工步 2：精镗 67 孔 查表 5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，精镗取 c v =30m/min, f=0.3mm，精镗孔时因余量为 0.5mm，故 p a =0.5mm，则 min/143 67 3010001000 r d v n w s = 工序工序 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 c v =20m/min,进给量 f=0.12mm/r,取 p a =4.8mm， 则 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 w n =1000r/min， 故实际切削速度为 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 c v =8.9m/min,背吃刀量 p a =0.6mm，则 min/472.2 6 8.910001000 r d v n w s = - 31 - 由本工序采用 z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速 w n =400r/min， 故实际切削速度为 min/7.5 1000 4006 1000 m nd v ww c = 4.9 基本时间基本时间 j t 的计算的计算 工序工序 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 r k = 90 ， 查表 5.41 铣削基本时间计算， mmcdl3)(1)c-(d-5 . 0 o01 += ， mm53l 0.05)d,(0.03c 20 = 。 确 定 30mm 1= l ， 4mm 2 =l ， 41mm=l ， 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： mz 21 f lll tj + = ， 由面铣刀不对称铣平面、 主偏角 r k = 90 ， 查表 5.41 铣削基本时间计算， mmcdl3)(1)c-(d-5 . 0 o01 += ， mm53l 0.05)d,(0.03c 20 = 。 确 定 30mm 1= l ， 4mm 2 =l ， 41mm=l ， - 32 - 则该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 mz 21 = + = + = 工序工序 30：粗：粗铣铣凸台凸台 该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 mz 21 = + = + = 工序工序 40：粗：粗铣铣前后端前后端面面 该工序的基本时间为 sii f lll tj681min2.8 150 447160 mz 21 = + = + = 工序工序 50：钻：钻 2 个个 17 孔孔、倒角倒角 由表 5.39，工步 9.5mm1)mmcot45 2 17 (2)mm(1cot 2 1 =+=+= r k d l ， mml2 2 = mml20= ，该工序的基本时间为 si fn lll tj48min780.2 0.3272 29.520 21 = + = + = 工序工序 60；钻；钻 20 孔孔 由表 5.39，工步 11mm1)mmcot45 2 20 (2)mm(1cot 2 1 =+=+= r k d l ， mml2 2 = mml16= ，该工序的基本时间为 - 33 - s fn lll tj18min0.3 0.3315 21116 21 = + = + = 工序工序 70：粗镗：粗镗 67 孔（走刀孔（走刀 2 次）次） 由表 5.57， i fn lll tj 21+ + = ，i 为进给次数，i=2 =90,25, 0,2 21r kmmllmml主偏角 。 该工序的基本时间为 si fn lll tj45min0.892 0.5121 225 21 = + = + = 工序工序 80：半精：半精铣铣底槽底槽面面 该工序的基本时间为 si f lll tj69min1.152 130 43041 mz 21 = + = + = 工序工序 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 = + = + = 工序工序 100： 工步 1：扩孔到 21.8 - 34 - 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 22 孔 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 = + = + = 工序工序 110： 工步 1：半精镗 67 孔 该工序的基本时间为 s fn lll tj19min0.32 0.5168 225 21 = + = + = 工步 2：精镗 67 孔 该工序的基本时间为 s fn lll tj38min0.63 0.3143 225 21 = + = + = 工序工序 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 = - 35 - mml15= ，该工序的基本时间为 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 为工件螺距为）（）（= 。 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 = + + + = + + + = 第五章第五章 铣床夹具设计铣床夹具设计 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。经与老师协商，决定设计第一道工序-粗铣 底部 147 平面的铣床夹具。本夹具将用于铣床 x51，刀具为高 速钢套式面铣刀。 5.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于粗铣底部 147 平面，由于本道工序是粗加工阶段， 因此并不需要过分强调加工精度，主要考虑如何提高劳动生产率，降 低劳动强度。 5.2 夹具设计夹具设计 5.2.1 定位机定位机构构 - 36 - 、支承板作为第一定位基准，与工件前端面相配合限制三个自由度， 即 x 轴的移动、y 轴的转动和 z 轴的转动； 两个 a 型固定式定位销为第二定位基准，与工件17 孔上端面相配 合限制两个自由度，即 x 轴的转动、z 轴的移动； 另一 a 型固定式定位销为第三定位基准，与工件一侧面配合限制一 个自由度，即 y 轴的移动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定 位。 5.2.2 夹紧机构夹紧机构 工件的夹紧则是由螺母、螺栓、弹簧和移动压板组成的夹紧机构 来实现，到松动螺母，即移动移动压板，进而取出工件，同理，当放 上待加工工件后，将移动压板移动到合适位置，拧紧螺母即可夹紧工 件。 5.3 切削力和夹紧力的分析计算切削力和夹紧力的分析计算 （1）刀具： 采用立铣刀 20mm 机床： x51 立式铣床 由3 所列公式 得 f v fzf w q u e y z x pf nd zafac f 0 = 查表 9.48 得其中： 修正系数0 . 1= v k 30= f c 83 . 0 = f q 0 . 1= f x 65 . 0 = f y 83 . 0 = f u 8= p a z=24 0= f w 代入上式，可得 f=928.5n - 37 - 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 k= 4321 kkkk 其中： 1 k为基本安全系数 1.5 2 k为加工性质系数 1.1 3 k为刀具钝化系数 1.1 4 k 为断续切削系数 1.1 所以 nkff8 .1589= (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由()fkffn=+ 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25 . 0 21 = ff f= z p+g g 为工件自重 n ff f n 3 . 3126 21 = + = 夹紧螺钉： 公称直径 d=6mm，材料