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本科生毕业设计 (论文)外 文 翻 译原 文 标 题Design and Application of Flexible Fixture译 文 标 题柔性夹具的设计与应用作者所在系别机电工程学院作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113作 者 姓 名张海宁作 者 学 号20134011312指导教师姓名张海宁指导教师职称教授完 成 时 间2017年3月3北华航天工业学院教务处制 0 译文标题柔性夹具的设计与应用原文标题Design and Application of Flexible Fixture作 者Hui Li;译 名李辉国 籍中国原文出处中国知网译文： 摘要：柔性夹具是因为它能适应工件的形状和大小的变化，在许多领域的应用，如飞机的整体结构、零部件制造、表面和空气的零件制造、飞机装配。由于柔性夹具的使用，大大降低了制造成本，提高生产效率。在本文中，柔性夹紧平台设计的研究和应用表明，例。通过比较模拟结果，发现柔性夹具的后续支持具有较高的精度。关键词：柔性夹具，多轴控制，1.简介 柔性夹具是数控机床或加工中心用于夹紧工件的不同。柔性夹具分为两类：一是传统的柔性夹具，和其他与创新原理和结构的现代柔性夹具。传统的柔性夹具分为可调夹具和组合夹具，和现代柔性夹具主要包括：相变材料的夹具，夹具和夹具模块化程序控制的自适应。因为低的灵活性，传统的柔性夹具不能满足高要求的现代制造业。现代柔性夹具系统以其灵活性高、扩展和重构的特点，精度高，已逐渐成为主流。 例如，美国、西班牙等国家率先采用模块化程序控制夹具。柔性夹具系统和多了。在1991年，Horst Witte Geratebau在德国开发了化学模块系统。在1994至2001，可公司研发的柔性夹具系统基于POGOunit，提供一个灵活、敏捷的解决方案已被施加一些航空制造企业。1997，诺斯洛普公司在美国制造的龙门机床夹具可重构系统。2004，M. Torres在西班牙开发了柔性工装系统称为老爹便和龙门铣床命名老爹的笑容，这都是在生产中的广泛应用。 飞机的零件制造工艺复杂、类型。虽然对飞机制造的大尺度结构的广泛应用，仍然有大量的中小型零件。传统的模具由于其复杂性和独特性，已不能应用于中小型结构。可重构模块化柔性夹具，可以解决这些问题。 本文的主要目的是设计一个由组合夹具单元组成的柔性夹具平台。2. 柔性夹具的组成 提高柔性，柔性夹具平台采用模块化的设计方法，提供一系列的工具模块，可根据加工工件的特点，重构。 图1显示的柔性夹具平台，主要模块包括：定位模块、自适应定位模块，旋转夹紧气缸模块、自适应抽油模块，后续支持模块和辅助模块。定位模块和自适应定位模块通过螺栓调整位置高度实现定位和功能安装在辅助模块。旋转夹紧缸模块也安装在辅助模块通过螺栓来适应不同的夹持高度。自适应吸盘或后续支持模块安装在柔性支撑柱吸附或支持工件。3.柔性夹具控制系统设计 柔性夹具系统的灵活性主要体现在重构和系统适应性强，尽可能地提高工装控制系统可扩展性。刀具运动控制系统设计的关键是尽可能地提高系统的可扩展性、稳定性和可靠性的工装、控制系统。有三种方式实现多轴运动控制。1。伺服运动控制是基于数控系统；2。伺服运动控制是基于PC机和运动控制卡；3、伺服运动控制是基于PLC的脉冲产生c伺服系统主要用于数控机床，具有控制精度高、可实现多轴同步联动，以及加速和减速功能F。PC运动控制卡的程序的成本低于它的数控伺服控制。用户应插入PC板的运动控制卡为PCI插槽，然后调用由文特尔提供的库函数的运动控制功能。方法应用广泛，但轴的数量是有限的，一般不超过8 axes.plc脉冲产生模块的控制，可以收集更多的点，具有良好的稳定性。但脉冲产生模块的数量可以配备每个PLC的限制。为了控制更多的轴，方法是增加PLC。所以多轴控制系统，成本较高。柔性夹具是因为它能适应工件的形状和大小的变化，在许多领域的应用，如飞机的整体结构、零部件制造、表面和空气的零件制造、飞机装配。由于柔性夹具的使用，大大降低了制造成本，提高生产效率。在本文中，柔性夹紧平台设计的研究和应用表明，例。通过比较模拟结果，发现柔性夹具的后续支持具有较高的精度。 考虑到灵活性和柔性夹具的可扩展性，显然，传统的非总线控制方式在控制系统的要求，因此适合采用guc-t多轴运动控制方案。虽然硬件能够实现对位移的扩展，软件不能添加支持模块时，该软件不能适应改造后的系统，需要结束写。去除支撑模块后，系统会报警，影响其他模块的运行。该系统是分布式架构，和控制器的控制点和轴线控制命令。同时，该计划要求的轴驱动模块和I/O模块支持总线模块，这无疑会增加系统的成本 该控制方案在某些方面有所改进，总线节点控制层添加到电机驱动器使轴回到零或加速和减速。控制节点层接收和解码的控制命令执行相应的操作电脑。PC坐标轴的位置关系而不是控制轴的特定动作协调通信系统的功能。此外，放弃高层次的总线协议在上述程序。CAN总线控制而不是可以开放协议适用于该程序，因为可以openp协议过于复杂，要在程序中使用。根据本系统的特点，开发了一系列的协议实现节点使总线负载互连达到最低值。由于节点控制层的增加，降低了PC控制的实时性，使得PC机作为上位机。另一方面，主机发送和接收软件通过以太网通信较CNC系统，另一方面，它作为网络协调节点行为的主要作用。改进后的控制系统的结构如图3所示。 OPC服务器和客户端在数控机床的PCU运行，而PC机控制软件在PC机上轴位置坐标的运行和切换命令的形成轨迹规划模块封装成可以通过驱动模块的数据格式。他们将被发送到PC的USB端口，然后转化到CAN数据帧。CAN节点接收并解析CAN数据帧驱动模块来实现相应的功能。4. 柔性夹具应用实例 框架结构作为一个整体，如图4所示，是中性的脸。传统的工具是很难支持对方在支持一方的工件，当它被切割，和柔性夹具重构模具的加工工件的快速。 型薄壁框架结构，柔性夹具平台将被重构为下图所示。长度和工件的宽度约为760670mm。工件的材料7050-t7351铝合金预拉伸板。工件支撑和固定的支撑柱四真空吸盘。在处理区分开，中间支撑柱的末端执行器的后续支持如下的轨迹球工具增加局部刚度和减小加工变形。 在图5中，后续支持球应该是在理想状态下的工具，但实际上它是由于的采集控制部分的迟滞现象的工具背后的位置。因为实际的滞后时间小于，如果进给量为600mmmin，后续支撑点就落后的工具小于10mm。在这种情况下，有限元模拟可以计算出工件的夹具 工件被压缩的壳和壳吸附安装球里面，所以工件夹紧点简化为固定约束的有限元模型。的尼龙球的下部是假设为固定约束。在图6中，当后续支撑点后面10mm左右的工具，最大变形发生在刀具的前。在这种情况下，最大的不超过0.014mm符合要求的加工公差范围。由于工件的特点，中间部分的刚度较高。没有后续的支持，加工区域的最大变形量小于0.11mm（图7），也符合要求。因此，后续支持在加工区不重要。 在图8中，当研磨工件边缘不支持，在加工点处的变形将2.5mm，不满足加工精度要求。在边框固定的支撑柱，当距离加工点和支撑柱力达60mm之间，变形是0.32mm，不满足加工精度要求（图9）。因此，添加动态支持 由于工件边缘的刚度，后续支持而不是单一的固定点支持满足要求。而假设加工进给速度为600mmmin和后续的支撑点，将在工具小于10mm，工件在切削点的变形量小于0.03mm，充分满足为支持和工件系统的改进，六阶固有频率的有限元分析如表1和图12所示的分析。 当主轴转速为10000r/min，铣削工具3螺旋圆柱铣刀的铣削力的时期，为500。工件的变形显示为图13. 工件的最大变形量为远离加工区，0.28mm。加工点附近的最大变形量小于0.03mm，满足加工要求。铣削力频率对工件变形的影响如图14所示。在低频区，工件变形与铣削力的频率增加。当频率330hz，变形达到最大值和工件产生共鸣与支持系统。当频率为400Hz，变形达到最小值。然后在640hz频率达到最大值后减小。因此，当选择铣削速度，避免工件的固有频率和支持系统，防止共振。5. 结论 柔性夹具模块具有高弹性的特点，高度的灵活性和可扩展性强，符合要求，在加工特殊工件。操作简单方便，大大提高了工作效率。但它只能用于组合以西门子840D数控系统。它未能实现跨操作系统平台，这是未来研究的重点。 的设计思想，模块化柔性夹具控制系统及系统重构提供参考现代夹具设计。目前，一些柔性支承柱模块集成了位移传感器和力传感器，反馈回来的变形和力过程控制器来实现加工过程中的变形控制。控制方案的兼容性的扩张也是未来研究的重点。指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩：指导教师签字： 年 月 日注：1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（3 000字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。共 5 页 第 4 页Available online at 2212-8271 2016 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/).Peer-review under responsibility of the scientific committee of the 5th CIRP Global Web Conference Research and Innovation for Future Productiondoi: 10.1016/cir.2016.10.104 Procedia CIRP 56 ( 2016 ) 528 532 ScienceDirect?aNanjing university of aeronautics and astranautics,Nanjing,210016,China ?E-mail address:?Keywords:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2016 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/).Peer-review under responsibility of the scientifi c committee of the 5th CIRP Global Web Conference Research and Innovation for Future Production529 Li Hui et al. / Procedia CIRP 56 ( 2016 ) 528 532 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?530 Li Hui et al. / Procedia CIRP 56 ( 2016 ) 528 532 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?531 Li Hui et al. / Procedia CIRP 56 ( 2016 ) 528 532 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?532 Li Hui et al. / Procedia CIRP 56 ( 2016 ) 528 532 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?理工科类本科生毕业设计（论文）开题报告论文(设计)题目泵体零件机械加工工艺及夹具设计作者所在系别机电工程学院作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113班作 者 姓 名张海宁作 者 学 号20134011312指导教师姓名马兰指导教师职称教授完 成 时 间2017年3月3北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告。开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2开题报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。开题报告不合格者需重做。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4开题报告中除最后一页外均由学生填写，填写各栏目时可根据内容另加附页。5阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。6参考文献的书写应遵循毕业设计（论文）撰写规范要求。7开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交，文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写规范的要求，字数在2000字左右。毕业设计(论文)开题报告学生姓名张海宁专 业机械设计制造及其自动化班 级B13113班指导教师姓名马兰职 称教授工作单位北华航天工业学院课题来源教师自拟题目课题性质应用研究课题名称泵体零件机械加工工艺和专用夹具设计本设计的科学依据（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）制造工艺是制造技术的灵魂、核心和关键，是生产中最活跃的因素。其过程是采用金属切削刀具或磨具及其他加工方法来加工工件，使工件达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，从而生产出合格零件。夹具的使用可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产等。考虑到机械加工工艺安排及夹具的使用在泵体的生产中直接影响到其加工质量和生产效率等，所以研究泵体的机械加工工艺及夹具设计的课题有着十分重要的意义。当代机械制造业主要采用单件生产、多品种/小批量和重复大批量生产等多种方式。多样化经营模式、工艺复杂，所需设备和工装繁多。目前采用CAPP编制工艺很普遍，成组工序允许采用同一设备和工艺装置，以及相同或相近的机床调整方式来加工工全组零件。成组技术亦可应用于零件加工的全工艺过程。采用先进的机床和刀具，工序集中，使加工高效、简洁、可靠，简化生产计划和生产组织工作。夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展为门类齐全的工艺装备。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了很多新的要求。 在现代制造业的发展中，机械加工过程越来越柔性化，现代机床夹具的发展方向：标准化、精密化、高效化、柔性化。随着现代科学的快速发展，加工控制和测量技术在不断进步，国外先进的制造工艺是将泵体和泵盖分别加工，然后组合到一起进行产品的总装，在保证精度的前提下，大大提高了加工效率，降低了成本。在大型泵体部件的加工工艺中，采用先进的设备、工装和检测手段确保产品质量，是泵行业不断追求工艺技术创新和突破的努力方向。设计内容和预期成果（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）工作内容：1.课题调研，完成开题报告、外文资料翻译、文献综述；2.编制给定零件机械加工工艺文件；3.根据给定工序内容设计两套专用夹具；4.设计并绘制总装图中的所有非标准零件；5.编写设计说明书。最终成果： 1.开题报告、外文资料翻译、文献综述各一份； 2.机械加工工序卡片一套 3.给定工序专用夹具总装图两张； 4.其中一张总装图中所有非标准零件的零件图； 5.设计说明书一册。拟采取设计方法和技术支持（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 设计方案：首先对零件进行分析，然后对给定零件进行工艺过程设计，制订加工顺序并编制相应的工序卡片，最后进行专用夹具的设计。技术要点：分析零件、选择定位基准、制订加工顺序、划分加工阶段、计算工序尺寸、制订切削参数、制订工时定额等。熟悉工序技术要求，熟悉并准备所有设计资料；制订合理的定位方案，并设计定位元件结构；制订合理的夹紧方案，并设计夹紧结构；制订导向方案，并选择导向元件；制订分度方案，并设计分度机构；制订夹具整体布局方案，设计夹具体；标注合理的技术要求，并分析精度是否满足要求；对夹具进行技术经济分析。 可能遇到的问题及解决办法：1、定位基准的选择。参照选择原则选择合理的定位基准；2、工序顺序的安排。借鉴查到的资料上的工序顺序和向指导老师询问；3、工序尺寸、切削参数、工时定额的计算。按照指导书里的计算格式去查要用到的参考书并认真计算；4、制定专用夹具的定位与夹紧方案。借鉴查到的资料里的方案和向指导老师询问。5、制订夹具整体布局方案。参照参考书里的专用夹具布局、询问指导老师。实现本项目预期目标和已具备的条件（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）在以前的学习中，学习了机械制造技术基础和工艺装备设计，基本上掌握了制定工艺的方法要点和夹具的设计要点，大四上学期的专业方向综合课程设计也是工艺和专用夹具设计，为这次的课题奠定了一定的基础，做课题时用到的参考书也了解了都有哪些，对泵体通过在网上、图书馆查阅资料也有了一定的认识，对国内外先进的加工方法和新的工艺也有了一些了解，这为以后的设计打下了基础，不会盲目的去做，在机床、夹具、刀具的选用上以传统工艺为主，主要的设计环境就是室内，并且无特殊的技术条件。各环节拟定阶段性工作进度(以周为单位)1、查阅资料，撰写文献综述； 1周2、根据撰写的文献综述填写开题报告，并查找与之相关的外文资料并翻译；1周3、准备各种资料，熟悉零件图，并绘制零件图； 1周4、完成机械加工过程的设计； 1周5、对所设计的加工工艺进行技术经济分析； 1周6、完成工艺技术经济分析报告； 1周7、编写工序卡片； 1周8、根据工序内容编写一套夹具设计任务书，设计一套专用夹具； 1周9、根据工序内容编写第二套夹具设计任务书，设计第二套专用夹具； 1周10、绘制两套夹具的零件图； 1周11、完成设计说明书一份； 1周12、对所设计的专用夹具进行技术经济分析，并完成分析报告； 1周13、其它时间：机动处理，比如整理打印图纸、打印装订分析报告，答辩准备等。 1周开 题 报 告 审 定 纪 要时 间地点主持人参会教师姓 名职 务（职 称）姓 名职 务（职 称）论证情况摘要 记录人：指导教师意见指导教师签名： 年 月 日教研室意见教研室主任签名： 年 月 日本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目泵体零件机械加工工艺及夹具设计作者所在系别机械工程系作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113班作 者 姓 名张海宁作 者 学 号20134011312指导教师姓名马兰指导教师职称教授完 成 时 间2017年3月3北华航天工业学院教务处制- 6 -说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述泵体零件机械加工工艺和及夹具设计文献综述摘 要：制造工艺是制造技术的灵魂、核心和关键，是生产中最活跃的因素。夹具的使用可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产等，因此，夹具在机械制造中占有重要的地位。本文介绍了机械制造业泵体工艺及夹具研究的意义，通过查阅资料分析了机械加工工艺及夹具设计的国内外发展现状并阐述了一些新的工艺方法，还分析了机械加工工艺及夹具的发展趋势与发展方向。关键词：泵体工艺 夹具设计 发展现状 发展趋势Pump parts machining process and Dedicated fixture design literature reviewAbstract：Manufacturing process is the manufacturing technology, the soul of core and key, is the most active factor of production. The use of fixture can effectively guarantee the processing quality, improve production efficiency, reduce the cost of production, expand the scope of machine tool technology, reduces the labor intensity of the workers, and ensure safety in production, therefore, fixture in the mechanical manufacturing plays an important role. This article describes the significance of the machinery manufacturing pump technology and fixtures, the machining process and fixture design development in the world through access to information analysis and describes some of the new process also analyzes the development of mechanical processes and fixturestrends and development directions.Key words：Pump Technology Fixture Design Development Status Development Trends1 前言制造工艺是制造技术的灵魂、核心和关键，是生产中最活跃的因素。其过程是采用金属切削刀具或磨具及其他加工方法来加工工件，使工件达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，从而生产成为合格零件。而机械加工工艺规程是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件8。机床夹具是机床上装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。使用夹具可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产等，因此，夹具在机械制造中占有重要的地位10。考虑到机械加工工艺安排及夹具的使用在泵体的生产中直接影响到其加工质量和生产效率等，所以研究泵体的机械加工工艺及夹具设计的课题有着十分重要的意义。课题的主要研究内容是泵体的加工工艺规程设计和专用夹具的工装设计。其中需要解决的主要问题是处理好生产中工件的加工质量、生产效率和经济性之间的关系。为了更好地完成课题，拓展关于泵体工艺及专用夹具设计的有关知识面，我通过在图书馆网站上的中国期刊全文数据库以及网上相关资料的搜索等方式进行该资料的收集，搜索时通过关键词“泵体工艺”、“夹具设计现状及趋势”、“机械制造工艺”、“加工工艺发展现状及趋势”等进行搜索，共搜索到的相关期刊、论文的数目为128篇，其中对课题研究有指导作用的有14篇。2 机械加工工艺及夹具的国内外发展现状长期以来，人们对于机械制造领域所涉及的各种问题，往往都是孤立地对待，对于机械制造中所用的机床、工具和制造过程均分别地加以研究。因此，在很长的时期内，尽管在机械制造领域中许多研究和开发工作取得了较大的成就，然而在大幅度提高小批量生产的生产率方面，并未发生重大的突破。近些年来。人们才逐渐意识到只有把机械制造的各个组成部分看做一个有机的整体，以信息论、控制论和系统工程学为工具，用系统的观点分析和研究，才能对机械制造过程进行最有效的控制，并提高加工质量和加工效率9。随着社会发展和技术的进步，特别是大规模集成电路和计算机技术的迅速发展，促进了计算机数控（CNCComputer Numerical Control）、直线数控（DNCDirect Numerical Control）和柔性制造（FMSFlexible Manufacturing System）技术的发展，推动了机械制造系统的自动化13。成组技术在制造工艺方面最先得到广泛应用。开始是用于成组工序，即把加工方法、安装方式和机床调整相近的零件归结为零件族，设计出适用于全组零件加工的成组工序。成组工序允许采用同一设备和工艺装置，以及相同或相近的机床调整方式来加工全组零件，这样，只要能按零件族安排生产调度计划，就可以大大减少由于零件品种更换所需要的机床调整时间。此外，由于零件族内诸零件的安装方式和尺寸相近，可设计出应用于成组工序的可调整夹具成组夹具。只要进行少量的调整或更换某些零件，成组夹具就可适用于全组零件的工序安装11。国内泵体类零件加工线的一个新突破是以三台德国Chiron高速加工中心为主体的VE分配泵泵体新的生产线，实践证明，它工序高度集中，生产率高，加工精度高，辅助工序减少，并使生产计划组织工作得以简化1。当然由于工序高度集中，如果设备可靠性、使用维修、刀具管理跟不上，有可能产生单机瓶颈。这就要求加工设备具有良好的稳定性和可靠性。因此对机床的主轴、传动部件、导轨、液压系统、润滑系统、控制系统等提出了很高的要求2。在生产中采用先进的机床和刀具，采用气动、液动、多件装夹等高效夹具，采用可换工作台、可换夹具、多位夹具等可以使加工高效、简洁、可靠3。夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展为门类齐全的工艺装备6。在现代制造业中, 制造装备和工艺装备视为实现产品优质、高产、低耗原则而必备的硬件。机床夹具属于重要工艺装备之一, 广泛应用于机械制造业。柔性夹具是指用同一夹具系统, 完成形状尺寸变化的多种工件装夹的装备。无论是工件尺寸系列化, 形状相似性, 还是加工的零件尺寸形状无一类似, 夹具都具有能正确可靠快速的定位装夹功能。事实上, 柔性夹具作为现代制造业中一种新型的工艺装备已应用于柔性自动化加工制造中。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右12。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了很多新的要求14。3 机械加工工艺及夹具的发展趋势与发展方向随着现代科学的快速发展，加工控制和测量技术在不断进步，国外先进的制造工艺是将泵体和泵盖分别加工，然后组合到一起进行产品的总装，在保证精度的前提下，大大提高了加工效率，降低了成本。在大型泵体部件的加工工艺中，采用先进的设备、工装和检测手段确保产品质量，是泵行业不断追求工艺技术创新和突破的努力方向4。现代制造业的发展趋势是自动化、信息化。所谓自动化就是指机器在无人干预的状况下，自动按照规定的程序和指令完成一定的生产加工过程。成组技术与计算机技术及其他先进制造技术的结合，可以研究和创立具有现代意义的成组技术，其功能可能超越任何一项其他先进制造技术5。现代机床夹具的发展方向：1、标准化：机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2、精密化：随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。3、高效化：高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻公认的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其是在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。4、柔性化：机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构，发展可调夹具，将是当前夹具发展的主要方向7。综上所述，夹具在机械加工生产过程中起着重大的作用，夹具的发展是为了满足当代机械加工工艺的需要，可以说是社会发展、生产的需要带动着夹具的发展，其发展过程是必然的。4 总结综上所述，在泵体零件机械加工工艺和专用夹具设计方面的研究，主要是从采用先进的设备、工装和检测手段以及对机床夹具的要求等方面入手，尽量使工序集中，提高生产率，提高加工精度，减少辅助工序，降低成本，使生产计划组织工作得以简化。但是由于工序高度集中容易造成单机瓶颈，这是一个需要解决的问题，这些问题出现在机床的稳定性、可靠性，对设备的使用维护以及刀具的制造管理上。所以，对泵体零件机械加工工艺和专用夹具设计的研究仍要不断进行。参考文献1 刘新亚. BQ型喷油泵泵体加工工艺的研究.航空制造技术，1996,2:17-18.2 何世斌, 沈惠山, 朱心伍. VE泵泵体加工新工艺. 现代车用动力,2002,3:32-35.3 梅军. 泵体的工艺改进. 机械工程师,2009,3:44.4 夏国锋.泵体的先进加工方法.现代制造工程，2002,1:31-32.5 彭学斌,张永泉.泵体部件的加工工艺探讨与实践.金属加工(冷加工),2010, 6:35-36.6 张永泉,彭学斌. 大型双吸泵泵体的加工艺及误差分析. 通用机械,2009,8:82-84.7 赵冉,张业民,张峰. 外啮合齿轮泵泵体孔加工工艺改进及专用夹具设计. 中国科技信息,2008,22:151-153.8 陈立德.机械设计基础.高等教育出版社，2007：152-160.9 严敬，杨小林.国外水泵研究现状概述.排灌机械，2003,05:1-3.10 徐发仁.机床夹具设计.重庆大学出版社，1993:32-41.11 张胜文，赵良才.计算机辅助工艺CAPP系统设计.第二版.北京：机械工业出版社，2010:18-21.12 S Gopalakrishnan. Pump Research and Development. Journal of Fluids Engineering, 1996, 2:237-247.13 Peter H Hergt. Pump Research and Development:Past,Present and Future. Journal of Fluids Engineering, 1997, 2:248-253.14 Valenti. CFD Software Improves Pump Design. Mechanical Engineering, 1996, 11:24-26.毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述指导教师意见 指导教师： 年 月 日专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日北华航天工业学院毕业论文摘 要 在机床上加工工件时，定位和夹紧的全过程称为“安装”。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本设计的主要内容是设计车床夹具和铣床夹具，需要对泵体上48的孔进行车削加工2M8螺纹孔外侧端面的铣削加工 。泵体零件上往往都有各种不同用途和不同精度的孔需要加工。在机械加工中，孔的加工量所占比例较大，其中钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀等定尺寸刀具加工占相当多数。这时，除了要保证孔的尺寸精度外，还要达到孔的位置精度要求。在单件小批量生产中，用划线后找正孔轴线位置方法加工。在批量生产中一般都采用钻床夹具与镗床夹具，钻床夹具又称钻模，镗床夹具又称镗模，通过钻套、镗套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置。关键词：通用夹具 专用夹具 钻床夹具 车床夹具 IIAbstractIn the machine machining, positioning and clamping process called installation. The machine used to complete the task of work piece installation of process equipment, is an important fixture in the most widely used the machine tools fixture.There are many kinds of the machine tools fixture, among them, use the widest range of general fixture, size, and there has been more standardized professional factory production. And widely used in mass production, designed for a work piece machining processes and special fixture service to the factory according to the work piece machining process to design and manufacture. The design of the main content is boring and milling machine fixture design jigs, need to pump body 48 holes on the attachment left end fine machining milling.Pump body parts are usually different purposes and accuracy of the hole machining. In machining, the hole of manufactured, among which the proportion of drilling, reaming, reamer, boring tools for size of such a sizable majority. At this time, except to ensure the accuracy of the size of the hole hole, but also achieve the position precision requirements. In single small batch production, use crossed for positive hole axis position after processing methods. In batch production in general by drilling and boring fixture, drilling fixture and diamond fixture, boring fixture and say, boring, boring set by drilling tools for processing guide can accurately determine tool and the relative position between the work piece.Key words：General fixture Special jig Drilling fixture turning attachment IV目 录摘要：.Abstract：.第一章：绪论11.1 机床夹具概述11.2 机床夹具的发展趋势2第二章：工艺规程设计32.1 零件的分析42.2 毛坯的选择42.3 制订工艺路线42.4 加工余量的确定7第三章 切削用量及工时的确定133.1 粗铣右端面133.2 精铣右端面153.3 粗铣左端面173.4 精铣左端面193.5 钻沉头孔203.6 钻5xM5螺纹孔223.7 镗48内孔243.8 车48端面253.9 钻、铰孔12和钻孔8293.10 镗52内孔313.11 钻、铰孔12333.12 铣2M8螺纹孔端面353.13 钻2M8螺纹孔36第四章 专用夹具设计384.1 车床夹具384.2 钻床夹具40第五章 结论45致谢46参考文献47第1章 绪论1.1 机床夹具概述1.1.1 机床夹具夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中1。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。1.1.2 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 （1）机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 （2）机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。1.1.3 机床夹具在机械加工中的作用在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求、生产成本和工人操作方面的要求，以达到预期的效果。（1）保证精度 用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具，并且它还是全面质量管理的一个环节。夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。（3）改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便餐、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。（4）降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。（5）保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。（6）扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。1.2 机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.2.1 机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。（2）能装夹一组具有相似性特征的工件。（3）适用于精密加工的高精度机床夹具。（4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。（5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。（6）提高机床夹具的标准化程度2 。1.2.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴的同轴度公差可控制在1m内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2章 工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目所给的零件是泵体零件，泵体是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。要求箱体零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。因此，箱体零的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命4 。图2-12.1.2 零件的工艺分析 零件形状： 此泵体的外形较简单，有许多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是轴孔，轴孔之间有相当高的位置和形状的要求 。现分析结构特点如下：（1）外形基本上是多个圆柱面组成的封闭式多面体； （2）结构形状比较简单，内部为空腔形；（3）泵体的加工面，仅为左右俩侧面，此外还有精度要求较高的配作孔 技术要求如下：（1）尺寸精度 内孔的尺寸精度、表面粗糙度要求。（2）为满足泵体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求。2.2 毛坏的选择根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁，零件形状为非圆柱体，且属于大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。2.3 工艺路线的拟定2.3.1 孔和平面加工分析 此零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于生产量也相当大，怎样满足生产率的要求也是零件加工过程中的主要考虑因素。 （1）孔和平面的加工顺序 零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工泵体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。泵体零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 泵体零件的加工工艺应遵循粗精加工基准面的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。这样处理还有一个好处就是在粗加工以后零件表面有应力集中的现象，粗精分开可以在粗加工以后进行热处理以消除应力。（2）镗孔加工方案选择 泵体零件孔加工方案，应选择能够满足孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择最经济的机床。 根据泵体零件图所示的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 用镗模法镗孔 在大批量生产中，泵体镗孔加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 用卧式镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而卧式镗孔却能适应这种要求。 综合以上的特点，本零件镗孔的加工采用卧式镗床镗孔。2.3.2 定位基准的选择 粗基准的选择：采用泵体上底面做粗基准，考虑到此面表面较为平整，没有浇口、冒口，符合粗基准的选择条件。 精基准的选择：采用泵体上右侧面作为精基准，考虑到此平面比较大，并且此平面有定位孔，可以实现泵体零件“一面两孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用它来定位,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则3 。2.3.3 拟定工艺路线初步拟定的工艺路线：工序1铸造毛坯。工序2 人工时效温度（500550）消除应力。工序3 非加工表面喷漆。工序4 粗铣右侧面。工序5 粗铣左侧面。工序6 精铣右侧面。工序7 精铣左侧面。工序8 钻沉头孔47孔及锪孔至412，深度4。工序9 粗镗48内孔。工序10精镗48内孔。工序11 粗车、精车48端面。工序12粗镗52内孔。工序13精镗52内孔。工序14 钻5-M5螺纹孔，攻螺纹。工序15 钻、铰孔12。工序16 钻孔8。工序17 钻、铰孔12。工序18 铣2M8螺纹孔外侧端面。工序19 钻2M8螺纹孔，攻螺纹。工序20 检验。工序21 入库。 上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则但某些工序有些问题还值得进一步讨论。如钻孔12和钻孔8可在同一台钻床下完成并同时应用同一套夹具，这样节省了一套夹具和节约装夹时间并且保证同轴度。 修改后的工艺路线：工序1铸造毛坯。工序2 人工时效温度（500550）消除应力。工序3 非加工表面喷漆。工序4 粗铣右侧面。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选用X62W卧式万能铣床和专用夹具。工序5 精铣右侧面。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选用X62W卧式万能铣床和专用夹具。工序6 粗铣左侧面。以右侧面作为粗基准。选用立式铣床X52和专用夹具。工序7 精铣左侧面。以右侧面作为精基准。选用立式铣床X52和专用夹具。工序8 钻沉头孔47孔及锪孔至412，深度4。以左侧面作为基准，内表面进行夹紧。选用立式钻床Z535和专用夹具。工序9 钻5-M5螺纹孔，攻螺纹。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立式钻床Z535和专用夹具。工序10 粗镗48内孔。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选用卧式镗床T611和专用夹具。工序11 精镗48内孔。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选用卧式镗床T611和专用夹具。工序12 粗车、精车48端面。以左侧面作为精基准，一面两孔定位，压板夹紧。选用C620-1卧式车床和专用夹具。工序13 钻、铰孔12和钻孔8。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立式钻床Z535和专用夹具。工序14 粗镗52内孔。以右侧面作为粗基准。选用卧式镗床T611和专用夹具。工序15 精镗52内孔。以右侧面及两个工艺孔作为精基准。选用卧式镗床T611和专用夹具。工序16 钻、铰孔12。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立式钻床Z535和专用夹具。工序17 铣2M8螺纹孔外侧端面。以左侧面及两个工艺孔作为基准。选用X62W卧式万能铣床和专用夹具。工序18 钻2M8螺纹孔，攻螺纹。以左侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立式钻床Z535和专用夹具。工序19 检验。工序20 入库。2.4 加工余量的确定 泵体零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，根据机械制造工艺设计简明手册查得各种铸铁的性能比较，得灰铸铁的硬度HB为143269， 灰铸铁的物理性能，HT200密度=7.27.3，计算零件毛坯的重量约为1 kg。根据原始资料，该零件为5000件/年的年产量，毛坯重量估算为1kg100kg。 金属机械加工工艺手册工艺表17-5 机械加工车间的生产性质为轻型，确定为大批生产。查机械制造技术基础第3版表6-4，确定毛坯铸件的制造方法为金属模机器造型。 根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-5根据铸造的类别、特点、应用范围和铸造方法的经济合理性，按表确定机器造型金属模的加工余量等级为F级,尺寸公差等级为7-9级，选择CT8级精度5 。2.4.1 左、右两侧面的加工余量 根据工序要求，左、右两侧面粗糙度要求均为 ，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，查得采用粗铣、半精铣两道加工工序完成，经济精度选为IT11。 参照机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，其加工余量规定为，现取。参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-21，粗铣后精铣，加工长度，加工宽度，那么精铣余量为，粗铣余量为。则铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-1，铸件尺寸公差等级选用CT8。可得铸件尺寸公差为。 则： 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：2.4.2 镗48孔的加工余量 48孔：内孔表面粗糙度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-7，采用粗镗、半精镗两个工序完成，经济精度选为IT10。根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-1，可得铸件尺寸公差为。 粗镗：48孔，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-10,其余量值为； 半精镗：48孔，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-10,其余量值为。 则： 铸孔毛坯名义尺寸分别为： 毛坯最小尺寸分别为： 毛坯最大尺寸分别为： 2.4.3 车48端面的加工余量 根据工艺要求，48的端面粗糙度要求 ，公差要求为自由公差，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，查得采用粗车、精车两道加工工序。 参照机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，其加工余量选为。则铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-1，铸件尺寸公差等级选用CT8。可得铸件尺寸公差为。 精车余量：参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-5，端面精车余量为； 粗车余量： 。现规定本工序（粗车）的加工精度为IT11级，因此可知本道工序的加工公差为（入体方向）。则 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为： 粗车后最大尺寸为： 粗车后最小尺寸为： 2.4.4 镗52孔的加工余量 52孔：内孔表面粗糙度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-7，采用粗镗、精镗两个工序完成，经济精度选为IT10。根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-1，可得铸件尺寸公差为。 粗镗：52孔，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-10,其余量值为； 半精镗：52孔，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-10,其余量值为。 则 铸孔毛坯名义尺寸分别为： 毛坯最小尺寸分别为： 毛坯最大尺寸分别为：2.4.5 钻、铰孔12的加工余量 12孔：内孔表面粗糙度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-7，采用钻、铰两个工序完成，经济精度选为IT9。毛坯为实心，不冲出孔。参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定工序尺寸余量为： 钻孔：11.8 铰孔：12 加工余量2.4.6 钻、铰孔12的加工余量 12孔：内孔表面粗糙度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-7，采用钻、铰两个工序完成，经济精度选为IT9。毛坯为实心，不冲出孔。参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定工序尺寸余量为： 钻孔：11.8 铰孔：12 2.4.7 铣2M8螺纹孔外侧端面的加工余量 根据工艺要求，此外侧端面粗糙度要求 ，公差要求为自由公差，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，查得采用粗铣的加工方法即可，经济精度选为IT13。 参照机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，其加工余量规定为，现取。则铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-1，铸件尺寸公差等级选用CT8。可得铸件尺寸公差为。 则 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：2.5 工序尺寸及其公差的确定2.5.1 铣右侧面 本工序定位基准和设计基准重合，则查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-1铣右侧面工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm半精铣IT110.19Z=167粗铣IT120.3Z=169加工前1.6702.5.2 铣左侧面 本工序定位基准和设计基准重合，则查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-2铣左侧面工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm半精铣IT110.19Z=166粗铣IT120.3Z=16加工前1.6692.5.3 钻沉头孔47孔及锪孔至412 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-3钻沉头孔47孔及锪孔至412工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm锪孔至412IT110.1Z=12钻47IT110.Z=72.5.4 镗48内孔 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-4镗48内孔工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm半精镗IT90.062248粗镗IT100.1346加工前1.4432.5.5 车48端面 由于本工序设计基准与定位基准不重合，要进行尺寸链的换算，如图所示： 本工序要要间接保证工序尺寸,则为封闭环， 为增环，为减环。 计算可得，=-=66-10=56 ES()=ES()-EI()=0-(-0.022)=0.022 EI()=EI()-ES()=-0.19-0=-0.19 所以，封闭环的基本尺寸和上、下偏差按“入体原则”标注为。 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-5车48端面工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm半精车0.5粗车IT90.0361.59.5加工前1.082.5.6 镗52孔 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-6镗52孔工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm半精镗IT90.062252粗镗IT100.1350加工前1.4472.5.7 钻5-M5螺纹孔，攻螺纹 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-7钻5-M5螺纹孔，攻螺纹工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm攻丝IT70.0120.8M5钻孔IT2.5.8 钻、铰孔12 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-8钻、铰孔12工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm铰孔IT80.0272Z=0.212钻孔IT120.182Z=11.8 钻8 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-9钻8工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm钻孔IT120.182Z=882.5.10 钻、铰孔12 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-10钻、铰孔12工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm铰孔IT80.0112Z=0.212钻孔IT120.182Z=11.811.825.11 铣2M8螺纹孔外侧端面 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-11铣2M8螺纹孔外侧端面工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸及其偏差/mm粗铣IT130.462Z=472加工前1.67625.12 钻2-M8螺纹孔，攻螺纹 查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7、表1.4-14和互换性与测量技术基础表2-4并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)：表2-12钻2-M8螺纹孔，攻螺纹工序尺寸及其公差加工形式公差等级公差值工序尺寸及其偏差/mm攻丝IT70.012M8钻孔IT120.126.7第3章 切削用量及工时的确定3.1 粗铣右侧面3.1.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣的端面，粗糙度要求。 机床：X62W卧式万能铣床 选择刀具：根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表3.1， 铣刀直径选取。 根据切削用量简明手册表3.16，选择，。 根据切削用量简明手册表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、。3.1.2 计算切削用量 （1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 （2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（机械制造工艺设计简明手册表4.2-38），但因采用不对称铣削，故可以取。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据切削用量简明手册表3.8查得刀具寿命。 （4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可以根据切削用量简明手册表3.16查得：、 各修正系数为 所以： 根据X62W型铣刀说明书，机械制造工艺设计简明手册表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.24，当， ，近似为。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。 3.1.3 计算切削工时 计算基本工时 （3-1） 式中， 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7，3.2 精铣右侧面3.2.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣的端面，粗糙度要求。 机床：X62W卧式万能铣床 选择刀具：根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表3.1，铣刀直径选取。 根据切削用量简明手册表3.16，选择，。 根据切削用量简明手册表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、。3.2.2 计算切削用量 （1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 （2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（机械制造工艺设计简明手册表4.2-38），但因采用不对称铣削，故可以取。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据切削用量简明手册表3.8查得刀具寿命。 （4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可以根据切削用量简明手册表3.16，查得：、 各修正系数为 所以： 根据X62W型铣刀说明书，机械制造工艺设计简明手册表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.24，当，近似为。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。 3.2.3 计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7， 3.3 粗铣左侧面3.3.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣削左侧面，粗糙度要求。 机床：X52 选择刀具：根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表3.1， 铣刀直径选取。 根据切削用量简明手册表3.16，选择，。 根据切削用量简明手册表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、。3.3.2 计算切削用量 （1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 （2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（机械制造工艺设计简明手册表4.2-38），但因采用不对称铣削，故可以取。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据切削用量简明手册表3.8查得刀具寿命。 （4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可以根据切削用量简明手册表3.16查得：、 各修正系数为 所以： 根据X52型铣刀说明书，机械制造工艺设计简明手册表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.24，当，近似为。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。3.3.3 计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7， 3.4 精铣左侧面3.4.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣削左侧面，粗糙度要求。 机床：X52 选择刀具：根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表3.1， 铣刀直径选取。 根据切削用量简明手册表3.16，选择，。 根据切削用量简明手册表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、3.4.2 计算切削用量（1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。（2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表3.5，当使用YG6时，铣床功率为（机械制造工艺设计简明手册表4.2-38），但因采用不对称铣削，故可以取。（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据切削用量简明手册表3.8查得刀具寿命。（4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可以根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可以根据切削用量简明手册表3.16查得：、各修正系数为 所以： 根据X52型铣刀说明书，机械制造工艺设计简明手册表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.24，当，近似为。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。3.4.3 计算切削工时 计算基本工时 式中， 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7， 3.5 钻沉头孔47孔及锪孔至4123.5.1 钻47孔 选择钻头 机床：立式钻床Z535 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头，材料为，其直径为，其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。计算切削用量 （1）进给量 根据切削用量简明手册表2.7查得 ，取。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.8，寿命。 （3）计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。 各修正系数为 故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 （3-2） 3.5.2 锪孔至4 选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据切削用量简明手册表2.5，选取高速钢扩孔钻钻头，材料为，其直径为，其几何形状和角度为标准刃磨形状，、。计算切削用量 （1）进给量 根据切削用量简明手册表2.10，查得 ，取。 （2）决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.9，寿命。 （3）计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。各修正系数为 、故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。 计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 （3-3）则本工序总切削工时3.6 钻5-M5螺纹孔，攻螺纹3.6.1 钻孔4.2 （1）选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头。根据实用金属切削手册表6-44，查得。其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。 （2）计算切削用量 进给量 根据切削用量简明手册表2.7，取，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.8，寿命。 计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。 各修正系数为 ,故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。3.62 攻丝 刀具：细柄机动丝锥 进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-48，查得粗牙普通螺纹，螺距,因此进给量。 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取。 机床主轴转速： 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取。 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： （盲孔） 机动时间： 则本工序用的时间：3.7 镗48内孔3.7.1 粗镗3.7.11 镗床、镗刀及镗刀杆的选择 由实用金属切削手册表6-165，选择普通高速钢单刃镗刀，BH=10mm10mm,L=40mm，f=2mm。由表6-144选用锥柄轴向紧固90镗刀杆Lo=150mm，L=250mm，Do=48mm，D=30mm，b1=10mm，b=10mm。由于，所以不用轴向支撑。 镗床选择为卧式镗床T611。 切削用量的选择 由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=3mm（直径上），f=0.5mm/r，v=35m/min。 确定主轴转速 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。 计算工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，3.7.2 精镗3.7.21 镗床、镗刀及镗刀杆的选择 由实用金属切削手册表6-165，选择普通高速钢单刃镗刀，BH=10mm10mm,L=40mm，f=2mm。由表6-144选用锥柄轴向紧固90镗刀杆Lo=150mm，L=250mm，Do=48mm，D=30mm，b1=10mm，b=10mm。由于，所以不用轴向支撑。 镗床选择为卧式镗床T611。 切削用量的选择 由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=2mm（直径上），f=0.3mm/r，v=30m/min。 确定主轴转速 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。 计算工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，3.8 粗车、精车48端面3.8.1 粗车 选择刀具 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：粗车48的端面，粗糙度要求。 机床：C620-1，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-7，主电机功率为7.0Kw。刀具：刀片材料硬质合金YG6，刀杆尺寸，0=12， 0=8,，切削用量简明手册表1.1,表1.2,表1.3。 计算切削用量 （1）确定切削深度已知毛坯的最大加工余量，可在一次走刀内完成，。 （2）进给量 根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为，以及工件直径为时， 。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-9，取。 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的需求，故需进行校验。 根据C620-1车床说明书，其进给机构允许的进给力。 根据切削用量简明手册表1.22，当灰铸铁的硬度,时，查得。 切削时的修正系数为，（见表1.29-2），故实际进给力为 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选的进给量可用。（3）选择车刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表1.9，车刀刀齿后刀面最大磨损限度为，刀具寿命。（4）确定切削速度 切削速度即可以根据公式计算，也可以直接由表查得。 根据切削用量简明手册表1.11，当，时，查的切削速度。 根据切削用量简明手册表1.28，切削速度的修正系数为：、，故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-8，现取，速度损失较小。 故实际切削速度 （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表1.25，当，近似为。 修正系数，所以。 根据切削用量简明手册表1.30，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。 计算切削工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1。3.8.2 精车 选择刀具 工件材料：HT200，硬度190HBS，金属型铸造。 加工要求：粗车48的端面，粗糙度要求。 机床：C620-1，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-7，主电机功率为7.0Kw。 刀具：刀片材料硬质合金YG6，刀杆尺寸，0=12， 0=8,，切削用量简明手册表1.1,表1.2,表1.3。 计算切削用量 （1）确定切削深度 已知毛坯的最大加工余量，可在一次走刀内完成， （2）进给量 根据切削用量简明手册表1.4，当刀杆尺寸为，以及工件直径为时， 。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-9，取。 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的需求，故需进行校验。 根据C620-1车床说明书，其进给机构允许的进给力。 根据切削用量简明手册表1.22，当灰铸铁的硬度,时，查得。 切削时的修正系数为，（见表1.29-2），故实际进给力为 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选的进给量可用。 （3）选择车刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表1.9，车刀刀齿后刀面最大磨损限度为，刀具寿命。 （4）确定切削速度 切削速度即可以根据公式计算，也可以直接由表查得。 根据切削用量简明手册表1.11，当，时，查的切削速度。 根据切削用量简明手册表1.28，切削速度的修正系数为：、，故。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-8，现取，速度损失较小。 故实际切削速度 （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表1.25，当，近似为。 修正系数，所以。 根据切削用量简明手册表1.30，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。 计算切削工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1。则本道工序加工工时为3.9 钻、铰孔12和钻孔83.91 钻、铰孔 钻孔11.8 （1）选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头。根据实用金属切削手册表6-44，查得。其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。 （2）计算切削用量 进给量 根据切削用量简明手册表2.7，取，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为1.2，寿命。 计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。各修正系数为 故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 铰孔12 （1）选择铰刀 根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-16，铰刀选为的高速钢直柄机用铰刀，,。根据切削用量简明手册表2.6，其几何参数为，。 （2）选择切削用量 决定进给量f：根据切削用量简明手册表2.11，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定铰刀磨钝标准及寿命：根据切削用量简明手册表2.12，当时，铰刀后刀面最大磨损量为1.2，寿命。 决定切削速度：根据切削用量简明手册表2.30，计算削速度：那么 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算基本工时： 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 3.92 钻孔8 （1）选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头。根据实用金属切削手册表6-44，查得。其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。 （2）计算切削用量 进给量根据切削用量简明手册表2.7，取，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.9，寿命。 计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。各修正系数为 故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。则本工序用的时间：3.10 镗52内孔3.10.1 粗镗 镗床、镗刀及镗刀杆的选择 由实用金属切削手册表6-165，选择普通高速钢单刃镗刀，BH=10mm10mm,L=45mm，f=2mm。由表6-144选用锥柄轴向紧固90镗刀杆Lo=150mm，L=250mm，Do=52mm，D=30mm，b1=10mm，b=10mm。由于，所以不用轴向支撑。 镗床选择为卧式镗床T611。 切削用量的选择 由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=3mm（直径上），f=0.5mm/r，v=35m/min。 确定主轴转速 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。 计算工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，3.10.2 精镗3.10.21 镗床、镗刀及镗刀杆的选择 由实用金属切削手册表6-165，选择普通高速钢单刃镗刀，BH=10mm10mm,L=45mm，f=2mm。由表6-144选用锥柄轴向紧固90镗刀杆Lo=150mm，L=250mm，Do=52mm，D=30mm，b1=10mm，b=10mm。由于，所以不用轴向支撑。 镗床选择为卧式镗床T611。 切削用量的选择 由实用金属切削手册表6-188，粗镗ap=2mm（直径上），f=0.3mm/r，v=30m/min。 确定主轴转速 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，与相近的机床转速为与。现取，速度损失较小。 所以实际切削速度。 计算工时 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1， （3-4）则本道工序加工工时为 3.11 钻、铰孔123.111 钻孔12 （1）选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头。根据实用金属切削手册表6-44，查得。其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。 （2）计算切削用量 进给量 根据切削用量简明手册表2.7，取，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为1.2，寿命。 计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。 各修正系数为 故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 3.11.2 铰孔12 （1）选择铰刀 根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-16，铰刀选为的高速钢直柄机用铰刀，,。根据切削用量简明手册表2.6，其几何参数为，。 （2）选择切削用量 决定进给量f：根据切削用量简明手册表2.11，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定铰刀磨钝标准及寿命： 根据切削用量简明手册表2.12，当时，铰刀后刀面最大磨损量为1.2，寿命。 决定切削速度： 根据切削用量简明手册表2.30，计算削速度：那么 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算基本工时： 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 则本工序用的时间：3.12 铣2M8螺纹孔外侧端面3.12.1 加工条件 加工要求：铣削2M8两外侧面，粗糙度要求。 机床：X62W卧式万能铣床3.12.2 选择刀具 根据实用金属切削手册表3-73，选择高速钢直柄立铣刀。 根据切削用量简明手册表3.14，故选取，。 根据切削用量简明手册表3.2，由于灰铸铁硬度，故铣刀的几何形状取、。3.12.3 选择切削深度 （1）决定铣削深度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则。 （2）决定每齿进给量 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表3.4，当使用高速钢直柄立铣刀，时，。根据切削用量简明手册表3.14，取。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为，由于铣刀直径，根据切削用量简明手册表3.8查得刀具寿命。 （4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度根据切削用量简明手册表3.14查得：、各修正系数为 所以： 根据X62W型铣刀说明书，机械制造工艺设计简明手册表4.2-39与4.2-40，选择、。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： （5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表3.22，当，近似为。 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，机床主轴允许功率为 故,因此所选择的切削用量可以采用。即，。3.12.4 计算切削工时 计算基本工时 （3-5）式中， 根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7， 3.13 钻2M8螺纹孔，攻螺纹3.131 钻孔6.7 （1）选择钻头 机床：立式钻床Z535。 钻头：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-5，选取高速钢直柄麻花钻头。根据实用金属切削手册表6-44，查得。其几何形状和角度由切削用量简明手册表2.1和2.2查得：标准刃磨形状，、。 （2）计算切削用量 进给量 根据切削用量简明手册表2.7，取，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-13，查得。 决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.8，寿命。 计算切削速度 根据切削用量简明手册表2.15，查的切削速度。 各修正系数为 故 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，与相近的机床转速为与，现取。 所以实际切削速度。 （3）计算切削工时 切削工时，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5。 3.132 攻丝 刀具：细柄机动丝锥 进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-48，查得粗牙普通螺纹，螺距,因此进给量。 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取。 机床主轴转速： 根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取。 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 机动时间： 则：本工序用的时间：第4章 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工泵体零件时，需要设计专用夹具。 根据任务要求中的设计内容，经过与指导老师协商，决定设计第6道工序和第11道工序的专用夹具。其中第6道工序，即车48端面，在CA6140卧式车床上加工完成，所用刀具是硬质合金车刀；第11道工序为钻2M8的内孔，所用机床为Z535立式钻床，所用刀具为高速钢直柄麻花钻头。4.1 车床夹具图4-14.1.1 问题的提出 本夹具主要用于加工48孔，因为48孔有精度要求，定位要求高，因此我们在保证加工精度的前提下还要考虑提高生产效率的。 4.1.2 定位基准的选择 根据零件结构分析可得，因为工件底面是工件的设计基准，也是装配基准。所以以底平面为主要的定位面，则采用经典的一面两销定位，底面将限制工件Z方向的移动、X方向上的旋转、Y方向上的旋转三个自由度。一个圆柱销限制X方向和Y方向的移动，另一个削边销则限制Z方向的转动。 这样可以限制工件的六个自由度,实现完全定位。考虑到尽可能的减小工件装夹时的转角误差，同时使工件能顺利装卸， 4.1.3 定位误差分析 一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 4.1.4 车床切削力的计算查表1-2-3 圆周力： 径向力： 轴向力：其中：查机床夹具手册表1-2-4， （4-1）表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。4.2 钻床夹具图4-24.2.1 定位基准的选择 同车床夹具一样。4.2.2 定位误差分析 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 因为我们加工的6-M10孔没有任何精度要求，只有尺寸要求，且尺寸没有公差要求，按机械标准来说，属于11级精度，属于最低精度，因此定位误差分析不予计算，也知道能满足要求，我们只需要保证钻模板上面钻套之间的距离都可以保证好孔的精度和位置。4.2.3 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（5-2） 钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.2.4 钻模板和导向装置设计 钻模类型的选择 钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件，选择钻模类型和结构。在选型时要注意以下几点6 ： （1）工件被加工孔径大于10mm时，钻模应固定在工作台上（特别是钢件）。因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。 （2）当工件上加工的孔处在同一回转半径，且