机械制造技术课程设计-机油泵体加工工艺及镗67孔夹具设计（全套图纸）.doc

课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课课程程名名称称：机械制造技术基础课程设计 设设计计题题目目：机油泵体零件的机械加工工艺 规程及工艺装备设计 姓姓 名名： 专专业业班班级级： 指指导导教教师师： 2 20 01 16 6 年年 1 1 月月 2 22 2 日日 理理工工大大学学机机械械工工程程学学院院 前言前言 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。 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。 由于自己水平经验有限，难免有不足之处，敬请老师提出批评意 见。 全全套套图图纸纸，加加 1 15 53 38 89 93 37 70 06 6 目目录录 第第一一章章 绪绪论论.1 1.1 对机油泵体的认识.1 1.2 课设的意义 .1 第第二二章章 零零件件的的用用途途及及工工艺艺分分析析.2 2.1 零件的用途 .2 2.2 零件的工艺分析.3 2.3 零件的生产类型.3 第第三三章章 确确定定毛毛坯坯种种类类，绘绘制制毛毛坯坯图图，毛毛坯坯模模型型.4 3.1 确定毛坯种类.4 3.2 确定毛坯尺寸及机械加工总余量.4 3.3 设计毛坯图 .5 3.4 绘制毛坯图 .5 第第四四章章 选选择择加加工工方方法法，制制定定工工艺艺路路线线.7 4.1 基准面的选择 .7 4.1.1 粗基准的选择.7 4.1.2 精基准的选择.7 4.2 零件的表面加工方法.7 4.3 工序的集中与分散.8 4.4 工序顺序的安排.9 4.4 1.机械加工顺序 .9 4.4.2辅助工序 .9 4.5 制定工艺路线.9 4.6 加工设备及工艺装备选择.13 4.7 工序间加工余量、工序尺寸的确定.15 4.8 切削用量的计算.16 4.9 基本时间 的计算.25 j t 第第五五章章 夹夹具具设设计计.30 5.1 问题的提出.30 5.2 镗67 孔专用夹具设计.30 5.2.1 明确加工要求 .30 5.2.2 工件装夹方案的确定.31 5.3 镗削力及夹紧力的计算.32 5.4 定位误差计算.35 小小结结.37 致致谢谢.48 参参考考文文献献.39 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 对机油泵体的认识 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。 1.2 课设的意义 本次课程设计师为了让我们对所学的机械专业理论知识能够应 用到实际当中，希望能够从里面提出问题，发现问题，解决问题， 从而提高设计能力，同时也考核学生的设计能力。 2 第第二二章章 零零件件的的用用途途及及生生产产类类型型 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。 零件图如图 1所示 图1 零件图 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。 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。 2.2 零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，自己要清楚零件的尺寸标注的意义， 比如工序尺寸，基准尺寸，要合理的选择加工的工序基准。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，有孔的部位有的精度很高，比如直径为 67 的孔， 就需要卧式镗床 T68 就能够达到要求。 2.3 零件的生产类型 根据零件的生产要求，该零件为大批量生产。 4 第第三三章章 确确定定毛毛坯坯种种类类，绘绘制制毛毛坯坯图图，毛毛坯坯模模型型 3.1 确定毛坯生产类型 零件材料采用灰铸铁HT200，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。详细要求如表 3.1 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 147.522.83.5 51.02 1.4 5 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 67 67 3.23 611.6 孔 22 222.43 161.2 3.3 设计毛坯图 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 R2-3。 o 1 o 3 确定分型面 以底面为分型面。 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。 3.4 绘制机油泵泵体 毛坯图和毛坯模型如图 2 所示 6 图 2 机油泵泵体 毛坯图和毛坯模型 7 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 孔和两端面以及底面为精基准。 67 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 4.1： 8 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 1IT105 m 粗铣半精铣 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 9 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 1 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。 2 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工 工序。 3 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。 4 遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。 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： 10 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 67 孔 17 70粗镗孔 67 底面，孔定位 17 80半精铣底面凸台，侧面定位 90半精铣，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 67 孔 17 100 铰孔到 21.822 孔的大端面、底面和 67 孔 17 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 6722 定位 11 攻丝孔，孔的端面，凸台 6722 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，铰孔 22 孔的大端面、底面 67 12 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 17 角 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 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 13 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 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XQ622 5 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粗镗孔 67 卧式镗 床 T68 硬质合金镗刀、游 标卡尺 14 70半精铣底面立式铣 床 X51 Y8 硬质合金面铣 刀 、游标卡尺 半精铣前后端 面 XQ622 5 卧式铣床 Y8 硬质合金面铣 刀、游标卡尺 80 精铣前后端面XQ622 5 卧式铣床 Y8 硬质合金面铣 刀、游标卡尺 90钻 2 个孔、 17 倒角 立式钻 床 Z525 高速钢钻、游标卡 尺、钻模板 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 攻丝立式钻床 Z3025 丝锥刀、游标卡尺 15 130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 4.2 表 4.2 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 203.5 401粗铣前后端面 0 0.16- 44 2（单边） 501钻 2 个孔、倒 17 角 17 8.5（单 边） 16 601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） 1半精镗孔 67 0.074 0 66.5 1.5（直 径） 110 2精镗孔 67 0.046 0 67 0.5（直 径） 1201钻 M6 螺纹底孔为 4.8 0.075 0 4.8 4.8（直 径） 17 2攻螺纹 M6 0.008 0 6 1.2（直 径） 4.8 切削用量的计算 工序 10 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、=80mm、齿数 z=10.查表 5.8 高 w d 速钢套式面铣刀铣削速度，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 18 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 w d 高速钢套式面铣刀铣削速度，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 20：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 19 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 w d 高速钢套式面铣刀铣削速度，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 30：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 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 5.8 w d 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=50.4m/min，则 c 20 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 40：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 c v =17mm，则 p a min/337.0 17 1810001000 r d v n w s 由本工序采用 Z3052 型立式钻床，由表 3.17 得，转速 =272r/min，故实际切削速度为 w n min/14.53 1000 27217 1000 m nd v ww c 工序 50；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， c v p a 则 min/318.3 20 2010001000 r d v n w s 21 由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.14 得，转速 =315r/min，故实际切削速度为 w n min/19.8 1000 31520 1000 m nd v ww c 工序 60：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, c v f=0.5mm/r，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 . 9 81. 9 075 . 0 功率 kwkwvFP ccc 84. 0104 . 0 9 . 209910 3-3- 取机床效率为 0.85，则所需机床功率为，故机 5kW0.99kW 0.85 0.84 床功率足够，切削用量选择合理。 工序 70：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套式面铣刀、=80mm、齿数 z=10.查表 w d 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=70.2m/min，则 c 22 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 80： 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套式面铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 w d 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，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： 23 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套式面铣刀、=160mm、齿数 z=16.查表 w d 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，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 90 24 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 c v 量=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，故实际切削速度为 w n 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 c v 量=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，故实际切削速度为 w n min/8.6 1000 12522 1000 m nd v ww c 工序 100： 工步 1：半精镗孔 67 查表 5.27，硬质合金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 25 查表 5.27 精镗取=30m/min, f=0.3mm，精镗孔时因余量为 c v 0.5mm，故=0.5mm，则 p a min/143 67 3010001000 r d v n w s 工序 110： 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 c v =4.8mm，则 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，故实际切削速度为 w n 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，故实际切削速度为 w n min/7.5 1000 4006 1000 m nd v ww c 26 4.9 基本时间 的计算 j t 工序 10： 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 r k 90 计算，。确 mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0 o01 mm53l 0.05)d,(0.03C 20 定， 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： ， 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 r k 90 计算，。确 mmCdl3)(1)C-(d-5 . 0 o01 mm53l 0.05)d,(0.03C 20 定， 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 20：粗铣凸台 27 该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 Mz 21 工序 30：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 40：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 50；钻孔 20 由表 5.39，工步， 11mm1)mmcot45 2 20 (2)mm(1cot 2 1 r k D l mml2 2 ，该工序的基本时间为 mml16 s fn lll tj18min0.3 0.3315 21116 21 工序 60：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 28 该工序的基本时间为 si fn lll tj45min0.892 0.5121 225 21 工序 70：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 80 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 90： 工步 1：扩孔到 21.8 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 29 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 100： 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 110： 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 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 30 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 五五 夹夹具具设设计计 5.1 问题的提出 本夹具主要用来镗直径为67 的孔，该孔的精度要求较高， 在加工本工序时应主要考虑该孔的位置精度以及加工出来的孔是 否能满足要求，另外还要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强 度。 5.2 镗67 孔专用夹具设计 5.2.1 明确加工要求 （1）保证加工直径为67 的孔的深度。（2）保证孔径。 （3）保证孔平行度要求，如图1 工序要求图所示。 31 图 1 工序要求图 2.定位基准选择 由零件图可知，67 的孔的基准选为经过精加工后的底面 1 作为基准保证垂直方向的误差，选用两个直径为17 的孔保 证67 孔的水平方向的位置精度。 3.工件装夹方案的确定 （1）首先考虑加工满足加工要求，孔的深度由镗刀的的调节与 夹具相对位置来保证。孔径的大小由镗刀的径向调节来保证，而 平行度的要求，由于平行度的基准是直径为22 的孔的轴线， 由于加工直径为22 孔的基准与加工加工直径为67（公称尺 寸）的基准都为底面1，而且已经加工满足要求，因此可考虑让 镗套的轴线与基准面1 的平行度达到 100：0.01 即可。 32 （2）对工件进行定位与夹紧。由于在加工该工序的时候，以底 面和两个侧面为17 的孔定位。因此采用一面两销进行定位。一 个圆柱销限制 X 轴转动和移动， Y 轴的转动和移动以及绕Z 轴的转动 5 个自由度，一个菱形销限制Z 方向的转动，是完全 定位。夹紧方案采用螺旋夹紧简单，并且夹紧力作用于定位基准 面。如图 2 工序简图所示 图 2 工序简图 （3）此外考虑到镗孔的精度，因此设计一个镗套来提高加工 孔的精度，镗套主要就是提高机床主轴的导向精度。 5.3 镗削力及夹紧力的计算 1.最大切削力的计算 镗床选择：卧式镗床T68。 工作台面尺寸： 1000X800 33 工作台最大行程： 1140X850 镗刀： YT5（特别说明，本工序的镗削力是利用粗镗使用的 刀具计算得来，因此有不足之处，和李老师商定过，决定用 YT5 镗刀参数进行计算） 车削力的计算： 镗刀切削速度为 V= =35m/min 主轴转速： 168r/min 镗刀材料：（硬质合金镗刀）5YT 刀具的几何参数： 60 粗 K 90 精 K 10 0 s 80 由参考文献 机床夹具设计手册 查表可得： 1.圆周切削分力公式 ： PpC KfaF 75 . 0 902 式中 圆周切削分力； c F 背吃刀量； p a 修正系数； p K f每转进给量。 式中 ap=1.5mm f=0.5mm/r rpspoppkmpp KKKKKK 考虑工件材料机械性能的系数； mp K 34 考虑刀具几何参数的系数。 rpspoppk KKKK Kmp=(HBS/190)指数为 hf 取 HB=221 4 . 0n 94 . 0 pk K 0 . 1 op K0 . 1 sp K0 . 1 rp K 即：Fc=838.02N 2 径向切削分力公式 ： PpP KfaF 75 . 0 9 . 0 530 式中 径向切削分力； p F 背吃刀量 =1.5mm； p a 修正系数； p K f每转进给量。 式中参数： 77 . 0 pk K 0 . 1 op K0 . 1 sp K0 . 1 rp K 即：Fp=672.68N 3 轴向切削分力公式 ： Ppf KfaF 4 . 0 451 式中 轴向切削分力； f F 背吃刀量； p a 修正系数； p K f每转进给量。 式中参数： 11 . 1 pk K 0 . 1 op K0 . 1 sp K0 . 1 rp K 即：Ff=562.7N 根据工件受 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： FKWK （式 5.8） 式中 实际所需夹紧力； K W 35 在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧K 力； 安全系数。F 安全系数 K 可按下式计算， 6543210 KKKKKKKK （式 5.9） 式中 加工性质； 1 K 刀具钝化程度； 2 K 切削特点； 3 K 夹紧力的稳定性； 4 K 手动夹紧时的手柄位置； 5 K 仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情 6 K 况。 式中：为各种因素的 安全系数，见参考文献表可得： 60 KK