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K552 机油 机械 加工 工艺 规程 工序 60 端面 22 夹具 设计

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K552-机油泵体机械加工工艺规程及工序60车左端面镗φ22的孔夹具设计,K552,机油,机械,加工,工艺,规程,工序,60,端面,22,夹具,设计

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附表2 机械加工工序卡工序名称工序简图车左端面，镗、铰22的孔并倒角工序号第1页60共1页产品名称零件名称零件图号机油泵机油泵体019车床名称车床型号冷却液卧式车床CA6140无毛坯材料灰铸铁工时定额min准终时间毛坯尺寸1605094辅助时间夹具名称基本时间夹具编号单件时间每台产品零件数工时定额上工序钻、扩、铰217的孔下工序镗60孔并倒角并车孔内台阶面序号工步内容转数（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/r）刀 具辅助工具量 具名称编号名称编号名称编号61粗车左端面62半精车左端面63粗镗孔64半精镗孔65精镗孔 编制 校对 审核 2 车左端面镗22的孔夹具设计2.1 车床夹具设计要求说明利用本夹具主要用来加工车左端面镗22的孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。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。（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T形槽，安装定位元件、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。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。2.2车床夹具的设计要点（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D140mm，或D(23)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-a所示。这种连接方式定心精度较高。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-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，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/h6或H7/js6装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-c所示，过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-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，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2.3 定位机构由零件图可知：在对车左端面镗22的孔行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，底面孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。车左端面镗22的孔时为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。2.4夹紧机构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，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。2.5零件的车床夹具的加工误差分析该夹具以一面两销定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.6定位销选用本夹具选用一可换定位销和棱形销来定位，其参数如下表：表3.1 定位销dHD公称尺寸允差1716150.01122514M1242.7 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。2.8 零件的车床专用夹具简单使用说明为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。（1）夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。（2）当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产，特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的方法进行夹具的平衡工作。（3）为了保证安全，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此，还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该加防护罩。8附表2 机械加工工序卡工序名称工序简图车左端面，镗、铰22的孔并倒角工序号第1页60共1页产品名称零件名称零件图号机油泵机油泵体019车床名称车床型号冷却液卧式车床CA6140无毛坯材料灰铸铁工时定额min准终时间1.9毛坯尺寸1605094辅助时间6.9夹具名称基本时间25.8夹具编号单件时间36.5每台产品零件数工时定额38.4上工序钻、扩、铰217的孔下工序镗60孔并倒角并车孔内台阶面序号工步内容转数（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/r）刀 具辅助工具量 具名称编号名称编号名称编号61粗车左端面9000.6硬质合金车刀YG6游标卡尺62半精车左端面9000.6硬质合金车刀YG6游标卡尺63粗镗孔90057.930.5硬质合金镗刀游标卡尺64半精镗孔20012.870.6硬质合金镗刀游标卡尺65精镗孔553.541.6硬质合金镗刀游标卡尺 编制 吴剑坚 校对 吴剑坚 审核 吴剑坚 附表2 机械加工工序卡工序名称工序简图镗60孔并倒角、车孔内台阶面工序号第1页70共1页产品名称零件名称零件图号机油泵机油泵体019车床名称车床型号冷却液卧式车床CA6140无毛坯材料灰铸铁工时定额min准终时间1.9毛坯尺寸16052.894辅助时间6.9夹具名称车夹具基本时间25.8夹具编号15020301单件时间36.5每台产品零件数10工时定额38.4上工序铣右端面下工序钻、攻左侧M6螺纹孔序号工步内容0转数（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/r）刀 具辅助工具量 具名称编号名称编号名称编号81镗孔5859.5 (）82粗铰孔59.559.9 (）83精铰孔59.960 （）84粗车85半精车 编制 俞天一、周益华 校对 俞天一、周益华 审核 俞天一、周益华 附表1 机械加工工艺过程卡产品型号及名称 机油泵零件生产批量中小批量第 1 页零件名称 机油泵体零件图号019共 1 页毛坯种类 铸件材料名称及型号 HT200每件毛坯制坯数成品外形尺寸 1605094毛坯外形尺寸 1605894零件重量 1.77kg毛坯重量每台产品件数车间名称工序号工种工序名称单件工时机床型号及名称夹具名称及编号刀具名称及编号辅具名称及编号量具名称及编号 10铸工铸造毛坯 20时效处理 30检验 40铣工粗铣底面及精铣底面两侧面 50钳工钻、扩、铰217的孔 60车工车左端面镗22的孔并倒角 70车工车右端面、80 车工镗60孔并倒角、车孔内端面 90钳工钻、攻左侧M6螺纹孔100钳工钻、攻右侧M6螺纹孔 110去毛刺 120检查 130清洗入库 编制 校对 审核 工学院 课程设计报告课程名称： 车辆制造工艺学课程设计指导老师： 班 级： 姓 名： 学 号： 学 期： 学年 第2学期南京农业大学工学院教务处印 工学院课程设计报告目 录0 序言 21零件的作用以及工艺分析 21.1零件的作用 21.2 零件的工艺分析 22.工艺规程的设计 42.1 确定毛坯的制造形式 42.2 基准的选择 42.2.1 粗基准的选择 42.2.2 精基准的选择 42.3 确定各零件表面加工方法 52.4 制定加工工艺路线 52.5 机械加工方式及加工余量的确定 62.6 确定22孔的切削用量和时间定额 72.6.1 工步1：钻孔16.2 82.6.2 工步2：扩孔17 9 3.夹具的设计103.1 定位103.1.1 定位方案103.1.2 定位基准的选择113.1.3 误差的分析113.2 夹紧113.2.1 夹紧方案123.2.2 切削力与夹紧力的计算与分析124.结论13参考文献140 序言汽车制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。课程设计的目的：（1）综合运用汽车制造工艺学课程以及其它先修课程的理论和生产实际知识，进行典型零件的机械制造工艺规程与夹具设计的基本训练，培养理论联系实际的正确设计思想。（2）学习并掌握如何根据生产批量要求，来进行机加工工艺规程和所用夹具的设计方法，培养学生解决实际问题的能力。（3）对学生在设计制图和运用设计资料（包括手册、图册、标准和规范等）以及进行经验估算和验算等基本设计技能方面进行一次全面训练，以提高他们的实际工作能力。（4）培养团队工作意识与方法，从确保设计质量出发，学会工作中的合作与分工。1.零件的作用以及工艺分析1.1 零件的作用机油泵是不断地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零件的目的。当发动机工作时，机油沿泵体内壁从进油口流至出油口。机油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。1.2 零件的工艺分析通过对零件图的分析，可知机油泵体零件加工后的尺寸为160mm50mm94mm。但是图中也有部分问题：原图的顶部表面为铸造表面，不应有尺寸精度，平行度等要求；图中较多尺寸以22孔的轴心线为基准，而根据加工要求，通常先加工平面再加工孔，这样的加工方式较为高效。除此之外，其他方面并没有大错。针对出现的问题，我们对零件图进行了部分修改。机油泵体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。尺寸精度最高为0.04mm，表面粗糙度最高为Ra1.6。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，该零件的位置公差要求严格，部分加工工序需要用专用夹具进行夹紧定位。机油泵体零件为中小批量生产。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）未注铸造圆角半径R2-5。（3）所有螺纹空口倒角至螺纹大径。（4）去除毛刺锐角（5）硬度HBS168-190图1 加工零件图2.工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料采用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、可切削加工性。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，成本低，故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为中小批量生产，砂模铸造适合各种金属材料的铸造成型，且机器造型有较高的效率和精度，最终选择机器砂型铸造。2.2 基准的选择2.2.1 粗基准的选择基准的选择的正确与合理可以保证加工的质量，提高生产效率。粗基准的选择应尽可能选择不加工面为粗基准。而对于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。根据这个基准原则，选择零件底座的上表面作为粗基准2.2.2 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精度要求然后以精铣后的底座下表面、两端面、以及22孔的轴心线作为精基准。2.3 确定各零件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，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-6至1.4-22，通过对各个加工方案的加工方法如下表需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方法底面IT106.3m粗铣半精铣底侧面IT103.2m粗铣精铣60孔IT81.6m粗镗半精镗精镗22孔IT81.6m钻扩铰左端面IT103.2m粗铣半精铣右端面IT81.6m粗铣半精铣精铣17孔IT1212.5m钻2.4 制定加工工艺路线制定工艺路线的出发点，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中小批量生产的条件下，应当使工序集中来提高生产效率，减少生产设备数量。机械加工的顺序：（1）基准先行：先加工精基准，即在前面加工阶段先加工底座下表面和两端面。同时考虑位置精度的要求，左右端面互为基准反复加工。（2）先粗后精：一般精度要求高的表面安排在加工过程的最后，避免受其他表面加工的影响。（3）先主后次：先加工主要表面左右端面和圆孔表面，后加工次要表面底座孔等。（4）先面后孔：可借助平面接触面积较大、平整、安装定位可靠的特点，以平面作为精准加工孔等尺寸，从而得到较好的平面与孔的位置精度。根据以上原则，我们通过大量的讨论与研究之后，确定工艺路线如下：工序号工序内容定位基准10铸造毛坯20铣底座上、下表面底座上、下表面30铣左右端面左右端面、底座下表面40钻、扩、铰22的孔并倒角右端面、底座下表面50镗60孔并倒角22的孔的轴心线60铣底部两侧面22的孔的轴心线70钻、扩217的孔22的孔的轴心线、左端面80钻、铰左侧M6螺纹孔22的孔的轴心线、左端面90钻、铰右侧M6螺纹孔60的孔的轴心线，右端面100去锐边毛刺110终检2.5 机械加工方式及加工余量的确定已知毛坯制造方法为机器砂模铸造，材料为灰铸铁，规模为中小批量，查实用机械制造工工艺设计手册取铸件尺寸公差等级CT为10级,加工余量等级MA为G级。 （1）下底面工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸半精铣1.0IT948粗铣3.0IT1249毛坯52（2）20上表面工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸粗铣2.7IT122020毛坯22.7（3）左右侧面工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸精铣0.62IT750粗铣3.02IT1251.2毛坯57.2（4）2(H7)工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸扩孔0.4IT1017钻孔8.1IT1216.2（5）(H7)工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸精铰0.03IT722粗铰0.07IT821.94扩孔0.9IT1021.80钻孔10IT1220.00（6）（H7）工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸精镗0.05IT760半精镗0.5IT959.9粗镗3.0IT1258.9毛坯52.9（7）底侧面工序名称加工余量经济精度基本尺寸标准尺寸精铣20.6IT8146半精铣21.0IT10144.8粗铣23.0IT12142.8毛坯136.82.6.1 工步1：钻孔16.2（1）背吃刀量的确定 （2）进给量f、切削速度的确定工件材料为HT200，采用硬质合金钻头，钻头直径为16.2mm，根据实用机械加工手册，f的范围为0.40-0.45，取：查表得：（3）主轴转速的确定计算转速：由于本工步使用的是立式钻床Z5125A，根据机械加工工艺手册（第2卷）表3.1-2，得，级数为9级，取=1400r/min实际切削速度v （4）切削工时的确定 其中为工作行程，为进给量，为机床实际转速，为进给次数，为工件加工长度,为刀具切入行程，刀具切出行程 由孔径 得取2.6.2 工步2：扩孔17（1）背吃刀量的确定 （2）进给量f、切削速度的确定工件材料为HT200，采用硬质合金钻头，钻头直径为17mm，根据实用机械加工手册，f的范围为0.40-0.45，取：查表得：（3）主轴转速的确定计算转速：由于本工步使用的是立式钻床Z5125A，根据机械加工工艺手册（第2卷）表3.1-2，得，级数为9级，取=1350r/min实际切削速度v （4）切削工时的确定 其中为工作行程，为进给量，为机床实际转速，为进给次数，为工件加工长度,为刀具切入行程，刀具切出行程 由孔径 得取参考文献1 曾东建. 汽车制造工艺学. 北京