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）.doc

太原理工大学课程设计说明书 - 1 - 目目录录 摘摘 要要.3 第第一一章章 绪绪论论 .4 1 1. .1 1 课课题题研研究究的的背背景景.4 1 1. .2 2 课课题题研研究究的的意意义义.4 1 1. .3 3 国国内内外外的的研研究究动动态态 .4 第第二二章章 零零件件的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型.6 2 2. .1 1 零零件件的的用用途途 .6 2 2. .2 2 零零件件的的工工艺艺分分析析.8 2 2. .3 3 零零件件的的生生产产类类型型.8 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.9 3 3. .1 1 确确定定毛毛坯坯种种类类 .9 3 3. .2 2 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸及及机机械械加加工工总总余余量量.9 3 3. .3 3 设设计计毛毛坯坯图图 .10 3 3. .4 4 绘绘制制毛毛坯坯图图 .11 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.13 4 4. .1 1 基基准准面面的的选选择择 .13 4 4. .2 2 零零件件的的表表面面加加工工方方法法.13 4 4. .3 3 工工序序的的集集中中与与分分散散 .14 4 4. .4 4 工工序序顺顺序序的的安安排排 .15 4 4. .5 5 制制定定工工艺艺路路线线 .15 4 4. .6 6 加加工工设设备备及及工工艺艺装装备备选选择择.18 - 2 - 4 4. .7 7 工工序序间间加加工工余余量量、工工序序尺尺寸寸的的确确定定.20 4 4. .8 8 切切削削用用量量的的计计算算 .21 4 4. .9 9 基基本本时时间间 j t 的的计计算算 .30 第第五五章章 铣铣床床夹夹具具设设计计 .35 5 5. .1 1 问问题题的的提提出出 .35 5 5. .2 2 夹夹具具设设计计 .35 5 5. .3 3 切切削削力力和和夹夹紧紧力力的的分分析析计计算算.36 5 5. .4 4 定定位位误误差差分分析析 .38 5 5. .5 5 导导向向机机构构 .38 小小结结 .40 参参考考文文献献 .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：机油泵、工艺规程、夹具设计机油泵、工艺规程、夹具设计 全全套套图图纸纸，加加 1 15 53 38 89 93 37 70 06 6 - 4 - 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 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。 1.21.2 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 1.31.3 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 2.12.1 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。 2.22.2零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。 2.32.3 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 3.13.1 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。 3.23.2 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 47.522.83.551.021.4 底面 2 52.43.58.51.2 凸台 202.43.523.51.2 - 10 - 左右端面 412.83.5471.4 67 孔67 3.23611.6 22 孔 222.43161.2 3.33.3 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 - 3.43.4 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 4.14.1 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。 4.1.14.1.1 粗基准的选择粗基准的选择 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。 - 14 - 4.1.24.1.2 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。 4.24.2 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 IT105 m 粗铣半精铣 底面 2 IT1220 m 粗铣 凸台 IT1210 m 粗铣 67 孔 IT82.5 m 粗镗半精镗精 镗 22 孔 IT122.5 m 钻扩铰 左右端面 IT102.5 m 粗铣半精铣精 铣 - 15 - 17 孔 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 4.34.3 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。 4.44.4 工序顺序的安排工序顺序的安排 4.44.4 1.1.机械加工顺序机械加工顺序 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。 - 16 - 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。 4.4.24.4.2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。 4.54.5 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 2067 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 - 17 - 精铣前后端面底面定位、前后端面定位 扩 20 孔到 21.867 孔的大端面、底面和 17 孔 100 铰 21.8 孔到 2267 孔的大端面、底面和 17 孔 半精镗 67 孔底面， 17 孔定位 110 精镗 67 孔底面， 17 孔定位 钻 M6 螺纹底孔为 4.867 孔， 22 孔的端面，凸台定 位 120 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 - 18 - 60 粗镗，半精镗，精镗 67 孔、倒角 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 17 孔、倒角底面定位 钻 M6 螺纹底孔为 4.867 孔， 67 孔的大端面定位 100 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 - 19 - 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。 4.64.6 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Y8 硬质合金面铣刀、 - 20 - 式铣床游标卡尺 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 扩 20 孔到 21.8 立式钻床 Z3025 扩孔钻、游标卡尺 100 铰 21.8 孔到 22 立式钻床 Z3025 铰刀、游标卡尺 半精镗 67 孔卧式镗床 T68 硬质合金镗刀、游标卡 尺 110 精镗 67 孔卧式镗床 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 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 - 21 - 160 终检入库百分表、卡尺 4.74.7 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） 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 17 孔、倒角178.5（单边） 601 钻孔 20 0.21 0 20 20（直径） 701 粗镗 67 孔 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 22 孔 0.23 0 22 0.5（直径） - 22 - 2 半精镗 67 孔 0.074 0 66.5 1.5（直径） 110 3 精镗 67 孔 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） 4.84.8 切削用量的计算切削用量的计算 工序工序 2020 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 - 23 - 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、 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。 - 24 - 工序工序 3030：粗铣凸台：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、 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 4040：粗铣前后端面：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 - 25 - 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、 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 5050：钻：钻 2 2 个个 17 孔、倒角孔、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 6060；钻；钻 20 孔孔 - 26 - 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=0.3mm/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 7070：粗镗：粗镗 67 孔（走刀孔（走刀 2 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. 0104 . 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 8080：半精铣底面：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 - 27 - 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 =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 9090： 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 - 28 - 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 c =59.4m/min，则 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 100100 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 110110： 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 120120： 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 4.94.9 基本时间基本时间 j t 的计算的计算 工序工序 2020： 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 ， 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 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 ， 41mml ， - 32 - 则该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 Mz 21 工序工序 3030：粗铣凸台：粗铣凸台 该工序的基本时间为 si f lll tj55min0.912 165 43041 Mz 21 工序工序 4040：粗铣前后端面：粗铣前后端面 该工序的基本时间为 sii f lll tj681min2.8 150 447160 Mz 21 工序工序 5050：钻：钻 2 2 个个 17 孔、倒角孔、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 6060；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 7070：粗镗：粗镗 67 孔（走刀孔（走刀 2 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为为为 。 该工序的基本时间为 si fn lll tj45min0.892 0.5121 225 21 工序工序 8080：半精铣底槽面：半精铣底槽面 该工序的基本时间为 si f lll tj69min1.152 130 43041 Mz 21 工序工序 9090 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 100100： 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 110110： 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 120120： 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 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。 5.15.1 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。 5.25.2 夹具设计夹具设计 5.2.15.2.1 定位机构定位机构 、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， - 36 - 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。 5.2.25.2.2 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。 5.35.3 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 NKFF 8 . 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 45 钢 性能级数