油泵下体零件加工工艺及联动夹紧铣床夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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油泵下体加工工艺及联动
联动夹紧铣床夹具
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（校名）机械加工工艺卡片工件名称柴油机油泵工序号1零件名称油泵下体零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51刀片为YG8安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣工件的左端面端铣刀游标卡尺11.511601450159.350.0631设计者 指导老师共 页第 页（校名）机械加工工艺卡片工件名称柴油机油泵工序号2零件名称油泵下体零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51刀片为YG8安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min2铣工件的右端面端铣刀游标卡尺11.511601450159.350.0631设计者 指导老师共 页第 页（校名）机械加工工艺卡片工件名称柴油机油泵工序号3零件名称油泵下体零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻孔至39锥柄麻花钻游标卡尺10.2537522.373.1设计者 指导老师共 页第 页（校名）机械加工工艺卡片工件名称柴油机油泵工序号3零件名称油泵下体零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min2扩孔锥柄麻花钻游标卡尺10.57684.2381.006设计者 指导老师共 页第 页（校名）机械加工工艺卡片工件名称柴油机油泵工序号3零件名称油泵下体零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min3铰的孔锥柄麻花钻游标卡尺10.351989.330.6060设计者 指导老师共 页第 页机械加工工艺卡片零件油泵工序号工序名称工序内容设备夹具刀具量具名称型号名称规格名称规格名称规格1铸造为砂型铸造2处理毛坯时效处理3铣铣工件的左端面立式铣床X51专用夹具高速钢端铣刀254铣铣工件的右端面立式铣床X51专用夹具高速钢端铣刀255铣铣60.5mm的上下两端面立式铣床X51专用夹具高速钢端铣刀6钻、扩、铰进行钻、扩、铰40mm的孔立式钻床Z525专用夹具锥柄麻花钻7钻、扩钻、扩6-18mm的孔立式钻床Z525专用夹具锥柄麻花钻8钻钻34.1mm的孔立式钻床Z525专用夹具 锥柄麻花钻 9检查是否符合加工要求10入库清洗入库题 目： 联动夹紧铣床夹具设计 摘要课题零件任务为油泵。本首先是零件的介绍，零件的介绍包括零件的结构形状、加工的工艺规程。加工的工艺规程过程中，要根据零件的结构和表面工艺加工要求进行制作毛坯。制作毛坯要考虑材料的挑选、制作成本以及结构强度等问题。然后选择的毛坯要及时做到想要的时效处理。要要做到明确每一个工序、每一个工步的具体加工情况要求。包括每一个工序中选择的定位基准，灭一个工序中选择的加工机床以及刀具等。要结合文献资料计算分析每一个工步的切削用量以及工时。然后为了能够提高加工的效率，需要的是制作专用夹具进行加工。设计的夹具在结构和工艺方面要做到符合加工要求的精度、提高生产率、减少人工操作劳动力等。所以，要做到一个合格的夹具，需要每一个元件都能够的选材、制作形式都非常注重，才能够做一个合理、符合加工的夹具。关键词：油泵、毛坯、工艺、定位基准、夹具目 录前 言.4第一章 柴油机油泵零件的分析.51.1油泵零件的作用.51.2油泵下体零件的工艺.5第二章 工艺规程的设计.62.1毛坯的制作.62.2加工工艺的特点.62.3加工定位基准的选择.62.4加工阶段的区分.72.5加工工序的原则.82.6加工工艺路线的制定.82.7确定切削用量及基本工时.10第三章 夹具设计.143.1问题提出.143.2定位基准的选择.143.3切削力及夹紧力的计算.143.4误差的分析.163.5夹具设计及简要说明.163.6夹具整体装配图.16总结.18致谢.19参考文献.20前 言机械在如今的地位很重要。机械的制造水平可以说是衡量一个国家的强度之处。说起机械，人们都会想起生活中常见的机械产品、机械设备。身边有很多机械产品，比较经常见到的机械产品有小车、火车、轮船、飞机等。而这些比较先进的高科技产品都是机械行业制造带来的。一个高质量、高科技的机械产品都离不开加工工艺方面的设计。所以要在制作企业中明确工艺中的每个工序工步。合理地去安排加工的顺序，通过计算、分析、调整慢慢地加工出高质量的各个零件。对于零件的加工最好是采用不同的工艺加工方案，在这些方案中挑选出一条最为合理的工艺规程进行加工，在机械制造行业的发展过程也是人类不断地追求进步的过程。无论是古代还是如今，机械制造行业都是非常重要的一个部分。由于人们的不断追求，所以如今的机械越来越先进。但现在越来越多的机械行业发展已经给地球带来了极大的污染问题。所以本世纪的机械行业不但要做到追求更高质量、高效率的产品。也应注意环保问题。是本世纪追求的目标。以无污染、少污染为依据进行加工和制造。所以，现在的机械行业也不断涌现出太阳能、风能等无污染的机械产品。这些的追求做到更层次的设计，所以需要我们那些机械行业的工程师的努力，去制造改变。 第一章 柴油机油泵零件的分析1.1油泵零件的作用 油泵零件它的性能以及结构等方面的好坏直接影响道使用的寿命。所以，平时要做到去除水分或者油泥。预防一些杂油对油泵柱阻塞，造成磨损或者腐烂。它的具体尺寸和结构见下所示：1.2油泵下体零件的工艺油泵下体图它的结构和形状等方面不是复杂的零件。有两组的加工表面。把这两组加工分为两部分如下所示： （1）加工面是以直径是72mm的外圆为中心进行加工。 这一组加工面包括：工艺面、40mm的孔 （2）以 40孔为基准的加工面 这一组加工面包括： 166mm长的两侧面，6-18mm的孔、34.1mm的孔。第2章 工艺规程的设计2.1毛坯的制作本次的零件选用材料是HT200，油泵在加工运行的过程会收到很大的压力。设计的工件要做到满足这些外力的冲击。所以选择的制作毛坯材料要有足够的强度以及刚度。选择的HT200符合一定的强度和刚度。本次的加工零件属于成批生产的类型。并且本零件它的结构方面不算复杂、尺寸小。综合这些因素可以选择砂型铸造类型进行制作毛坯。而且要做到保证铸件的尺寸大小和一些要求。2.2加工工艺的特点通过零件的结构以及工艺方面的分析，得出零件需要加工主要是面和一些孔系。要做到两者都能够达到精度，那么必须要按照先加工面在加工孔的原则进行加工。本设计主要是做到能够保证孔的尺寸精度，因为表面的加工精度比孔的精度更容易达到。由此可以得出，柴油机油泵下体零件加工要做到保证尺寸精度、个孔系位置精度、以及形状精度等。2.3加工定位基准的选择加工的定位基准选择是工艺规程环节中最为重要的组成部分之一。选择的加工定位基准正确可以生产率得到提高。反而，如果选择的定位基准不正确，会使得加工的质量得不到保证，会在加工过程中出现很多问题，严重还使得零件报废。影响加工效率的同时，还使得浪费了材料的制作成本。下面是基准选择的基本要求，要根据这些要求出发选择一个正确的定位基准进行加工：1、粗基准的选择粗基准的选择，这个选择也是比较重要的过程。它为后面的加工保留一定的加工余量供给加工。关于粗基准选择的一些要求见下：（1） 一般选择加工余量相对均匀的表面为粗基准面。（2）一般挑选加工余量为最小的表面为粗基准面。（3） 一般挑选比较均匀、干净、整齐、等表面为粗基准。粗基准的选择对于后期精加工起到非常的作用。本次选择的粗基准在结构上看其实是不容易的。利用上面的基本要求去进行选择加工的粗基准。所以，本次粗基准应选择底面和侧面。这样的定位保证了40mm孔加工的所有的精度要求。利用两个支撑钉和支撑板进行固定加工工件，可以达到限制了工件的两个自由度。而利用40mm 孔的端面紧于支承钉，这样的定位既可达到了完全的定位。2、精基准的选择 做到基准重合原则。因为它们相结合不容易引起一些小误差。 做到基准统一原则。设计的基准尽量要做到统一，这样的目的是因为可以保证各个表面的参值统一。位置精度得到保证。反而，会出现基准转换等所带来一些小误差。 做到互为基准的原则。2.4加工阶段的区分 粗加工阶段这个阶段可以说是第一阶段，其加工的目的就是切掉多余的金属。可以说就是为接下来半精车或者精车做好准备。然后利用粗加工的过程看工件是否符合加工要求，如果发现有不良情况或者缺陷，要做出立刻做出相应的处理。 半精加工阶段这个阶段可以说是第二阶段，其加工的目的就是为精加工做准备。可以说就是为接下来精车做好准备。 精加工阶段这个阶段可以完成工件加工的技术要求。能够达到最终需要的精度要求。加工至符合图纸要求。2.5加工工序的原则工艺规程中的工序数。要按实际的加工办法出发，根据加工类型以及加工的零件技术等方面出发考虑工序数。要有一定的工序原则。（1）工序分散原则工序分散这个原则一般设计出来的工序需要很多的工人以及种类多的加工设备和加工装备。（2）工序集中原则工序做到集中的目的也是为了能够缩短加工路线。使得加工的设备和装备等相应地减少。和进行辅助加工时间得到相应地减少了。这样可以降低了劳动力和缩短了加工时间。使得加工生产能够得到简单化。有利于管理。2.6加工工艺路线的制定要做一条合理和可靠的工艺路线，那么要从多几个方面出发考虑。首先，要保证于加工处理的零件能够在所有要求上和图纸的要求一样。在成批生产零件的条件下，制作的工艺加工路线要做到提高加工效率，降低人工劳动力等。然后制作一些相应的专用夹具进行加工处理。除这些要求达到之外，还应该考虑制作工艺过程的经济成本。利用低成本进行制作。下面的制定路线规程是经过这些要求进行设计，在这几条路线中挑选出一个合理，符合加工要求的工艺规程路线。见下：加工工艺方案一工序1：铸造,为砂型铸造。工序2：处理，毛坯时效处理工序3：铣60.5mm的上下两端面工序4：进行钻、扩、铰40mm的孔工序5：钻、扩6-18mm的孔工序6：钻34.1mm的孔工序7：铣工件的左端面工序8：铣工件的右端面工序9：终检，是否符合加工要求工序10：入库，清洗入库加工工艺方案二工序1：铸造,为砂型铸造。工序2：处理，毛坯时效处理工序3：铣工件的左端面工序4：铣工件的右端面工序5：铣60.5mm的上下两端面工序6：钻、扩6-18mm的孔工序7：进行钻、扩、铰40mm的孔工序8：钻34.1mm的孔工序9：终检，是否符合加工要求工序10：入库，清洗入库加工工艺方案三工序1：铸造,为砂型铸造。工序2：处理，毛坯时效处理工序3：铣工件的左端面工序4：铣工件的右端面工序5：铣60.5mm的上下两端面工序6：进行钻、扩、铰40mm的孔工序7：钻、扩6-18mm的孔工序8：钻34.1mm的孔工序9：终检，是否符合加工要求工序10：入库，清洗入库上面设计的几条工艺路线，进行对比比较选择最为适合的一条工艺规程。三条工艺路线从表面上看，都大体上相同。它们的工序方面都比较集中。但是，方案一的设计不利于保证加工的质量，而加工工艺方案二和加工工艺方案三对比，方案二则先加工6-18孔，再进行加工40孔。方二的设计也不利于保证加工的质量，所以应按方案三的工艺规程设计本次的规程。先加工完40mm孔，然后利用该孔做定位加工6-18mm孔。2.7确定切削用量及基本工时1、 铣工件左右端面工步1：铣工件左端面本工步利用的设备为：立式铣床，型号X51。本工步利用的刀具为：高速钢端铣刀，刀片为YG8查阅文献表得出如下值：，。铣削深度，其一次走刀可以完成。因为加工的余量不算大。 查阅本工序的机床参数得出，功率为7.5kw，属于中等刚度。由表得出 所以机床的主轴转速计算为：根据机床实际参数取1450所以，实际的切削速度为：则得：根据机床实际参数取计算加工的基本工时，据表查得切削各项值为：，所以，加工的基本工时为：工步二：铣工件右端面本工步利用的设备为：立式铣床，型号X51。本工步利用的刀具为：高速钢端铣刀，刀片为YG8查阅文献表得出如下值：，。铣削深度，其一次走刀可以完成。因为加工的余量不算大。 查阅本工序的机床参数得出，功率为7.5kw，属于中等刚度。由表得出 所以机床的主轴转速计算为：根据机床实际参数取1450所以，实际的切削速度为：则得：根据机床实际参数取计算加工的基本工时，据表查得切削各项值为：，所以，加工的基本工时为：2、钻，扩，绞40mm的孔工步一：钻孔至39本工步利用的设备为：立式钻床，型号Z525。本工步利用的刀具为：锥柄麻花钻查阅文献得进给量值为。考虑到实际情况进给量应乘系数，系数为0.75.故：根据钻床实际参数取由参考文献表可以得出切削速度值为，所以机床的主轴转速计算为： 根据钻床实际参数取所以，实际的切削速度为：计算加工的基本工时，据表查得切削各项值为：，所以，加工的基本工时为：工步二：扩孔本工步利用的设备为：立式钻床，型号Z525。本工步利用的刀具为：锥柄麻花钻确定进给量：将孔扩至，扩钻的切削用量为根据钻床实际参数取由参考文献可以计算得出机床的主轴转速计算为： 根据钻床实际参数取所以，实际的切削速度为：计算加工的基本工时，据表查得切削各项值为：，所以，加工的基本工时为：工步3：铰的孔由文献提供表得，所以机床的主轴转速为：按照机床的实际参数得出：实际的切削速度为实际的切削用量为计算加工的基本工时，据表查得切削各项值为：，所以，加工的基本工时为：上面进行了加工面和加工孔两种类型的切削用量以及基本工时的计算，其他的铣面和钻孔等工序计算办法都一样。在这里不再累述。第三章 夹具设计专用夹具的设计是能够使得加工达到一定的精度、提高加工的效率。所以设计一个专用夹具一定要做到合理化。要力求设计的夹具结构方面不能复杂，当然也不能影响加工的前提下。结构越简单越好。便于装卸等问题。3.1问题提出联动夹紧铣床夹具，这个专用夹具设计是用来加工柴油机油泵下体的底面。由第一章的零件图纸可以得出，该加工面精度要求没有特别高，所以设计夹具上应做到考虑提高生产加工效率，其精度不是主要。要不制作成本考虑上来，应该做到低成本高质量的夹具设计。3.2定位基准的选择定位基准的选择是非常重要的一步。如果选择的定位基准不正确，会使得加工的质量得不到保证，会在加工过程中出现很多问题，严重还使得零件报废。影响加工效率的同时，还使得浪费了材料的制作成本。考虑到选择的定位基准要进行计算以及分析。所以我们要按实际的零件图出发，分析柴油机油泵下体图，可以得出该零件的结构方面不规则。所以在选择粗基准方面不容易。依据上面的粗基准选择要求分析。所以，本次粗基准应选择底面和侧面。这样的定位保证了40mm孔加工的所有的精度要求。利用两个支撑钉和支撑板进行固定加工工件，可以达到限制了工件的两个自由度。而利用40mm 孔的端面紧于支承钉，这样的定位既可达到了完全的定位。为了提高加工的效率，缩短在进行装卸夹具时使用的时间，所以确定利用联动的螺母作为本次设计的夹紧机构。3.3切削力及夹紧力的计算（1） 切削力的计算本工序的刀具选择铣刀。刀具参数为40mm、z=24,利用两把铣刀一起同时安装在机床的主轴上，并且把它们隔开7mm的距离。根据这样的设计可以直接铣出两个面。提高加工效率。尺寸也容易得到保证。采用的机床为:万能铣床（型号x61W）根据文献3 得出公式如下： 根据表得出的修正系数 z=24 把这些数值代入上式得出 F=889.4N 因为工件在加工的过程中会受到其他力的作用，所以要把工件在加工过程中最为不利的瞬间考虑，那么必须要乘以安全系数其中的安全系数为 K=其中：是基本安全系数1.5 是加工性质系数1.1 是刀具钝化系数1.1 是断续切削系数1.1所以求得 （2) 夹紧力的计算螺钉的夹紧机构为式中的f为摩擦系数，取 F=+G G为工件重量所以有： 螺钉的直径为d=15mm，根据螺钉的规格可以得出 螺钉的疲劳极限计算为： 螺钉的极限应力幅计算为：螺钉的许用应力幅计算为： 通过计算得出本次的夹紧机构能够满足要求，夹具设计合理可靠。3.4误差的分析因为选择的基准都是同一个轴，所以基准不重合误差可以看做为零。而定位之间孔与孔之间产生的加工间隙产生的误差属于加工的自由公差。所以，可以看做在接受的范围内。加工的过程中，要在机床上安装刀具。刀具会产生一定的位置差。根据计算和查阅文献可以得出该过程在接受的误差范围。还有就是工件自身在夹紧进行加工时，会出现夹紧误差。这个过程上面计算。合理。由此可得定位装置可以采用。3.5夹具设计及简要说明一套合格的夹具，要做到考虑设计制作过程的成本。制作出来的夹具要能够提高于加工效率，使得减少人工操作。设计的夹具在结构方面也有一定的要求，不能出现一些笨重等情况，体积过大。这样不但浪费材料、还使得安装加工特别地不方便。所以设计夹具要便于装卸等操作。3.6夹具整体装配图在整体装配图中各个元件分别是1-长浮动杠杆。2-垫圈。3-夹具体底座。4-长螺杆。5-螺母。6-短移动压板。7-六角螺母。8-V型块。9-辅助支承。10-六角螺母。11-弹簧垫圈。12-短浮动杠杆。13-球头钉。14-球面支承钉。如下所示为这套联动夹紧夹具的设计装配图。它们装配时有一定的技术要求，具体情况见CAD大图。 总结经过这段时间的设计。使得我对机械很多方面的更进一步认识。巩固了大学这几年以来点点滴滴所学习的机械知识。这个过程是把知识和实际相结合的最有效办法。在这个设计的整个过程中，要做到考虑很多方面的知识，遇到的问题很多。特别是设计工艺路线方案方面，要做到的工艺路线符
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