水泵体加工工艺及车床夹具设计【含6张CAD图纸、文档所见即所得】
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- 内容简介：
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- I -摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。水泵体零件的工艺规程及其粗车、半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面；粗车、半精车 88H7 孔、车 90 宽 6 槽的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 - II -AbstractThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Process water pump body parts and its rough, semi-refined car, 132h7 184 end excircle surface and surface; rough, semi-refined car 88H7 90 holes, the car width 6 grooves of the fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in la.Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error.- 3 - 1 -目 录摘 要.IAbstract .II目 录.1第 1 章 绪论 .21.1 引言 .21.2 机械加工工艺规程的作用 .21.3 研究方法及技术路线 .31.4 课题背景及发展趋势 .4第 2 章 工艺规程设计 .52.1 毛坯的制造形式 .52.2 零件分析 .52.3 基面选择 .62.3.1 粗基准的选择 .62.3.2 精基准的选择 .62.4 制定工艺路线 .72.5 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .82.6 确定切削用量及基本工时 .11第 3 章 水泵体专用夹具设计 .293.1 问题的提出 .293.2 定位基准的选择 .293.3 切削力和夹紧力的计算 .293.4 定位误差分析 .303.5 平衡块的计算 .313.6 夹具设计及操作简要说明 .32结论.33参考文献.34致 谢.35 - 2 - 第一章 绪论11 引言制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝 ，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空 。12 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。制订工艺规程的程序：1、 计算生产纲领，确定生产类型2、 分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查3、 确定毛坯种类、形状、尺寸及精度- 3 -4、 制订工艺路线5、 进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。 ）13 研究方法及技术路线1. 深入生产实践调查研究 在深入生产实践调查研究中，应当掌握下面一些资料：工程图纸，工艺文件，生产纲领，制造与使用夹具情况等。2. 制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查，确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成，选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序，选择机床设备等） ，进行工序设计（确定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺装备，计算时间定额等） ，确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3. 确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，以确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。4. 确定夹具其他部分的结构形式如分度装置，对刀元件和夹具体等5. 绘制夹具总装配图在绘制总装配图时，尽量采用 1：1 比例，主视图应选取面对操作者的工作位置。绘图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧表面和被加工表面等。其中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构，传动装置等顺序， 画出具体结构。6. 标注各部分主要尺寸，公差配合，和技术要求7. 标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称，编号，序号，零件名称及材料，数量等。8. 绘制家具零件图 - 4 -拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相同。14 课题背景及发展趋势机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的重要作用是：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，冲锋发挥和扩大机床的工艺性能。因此夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具的设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项技术措施。我们在设计中也应该注意一些重要方法，我们必须深入生产实践调查研究，因为，这样有利于我们掌握一些重要资料，例如： （1）工件的图纸详细阅读图纸，了解工件被加工表面的技术要求，该件在机械中的位置和作用，以及装配中的特殊要求。 （2）工艺文件了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的状况，基准面的选择状况，可用的机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。 （3）生产纲领夹具的结构形式应与工件批量大小相适应，做到经济合理。 （4）制造与使用夹具的状况等。我深刻明白要想做好这次夹具设计，我也要了解并注意设计夹具出现的问题，对夹具最基本的要求是：工件的定位准确，定位精度满足加工要求，工件夹紧牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夹具中的定位精度，主要是定为基准是否与工序基准重合，定位基准的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。这些因素所造成的误差，可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时，要注意到夹具制造上的可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下，不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。夹具在机床上的定位精度，和刀具在夹具上的导向精度也不应忽视。夹具在机床上的定位精度，主要与定位元件表面与机床配合处的位置精度。夹具与机床连接处的配合间隙等因素有关。因此，提高夹具制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通过提高夹具制造精度的措施已不可能或不合理时，应采用调整法或就地加工法解决，即在安装夹具时找正定位表面的准确位置，或在夹具安装后加工定位表面，使夹具在机床上获得高精度定位。刀具在夹具上的导向精度通常利用导向元件或对刀元件来保证。因此影响刀具在夹具上的导向精度的因素有：导套中心到定位元件产生变形等。夹具中出现过定位时，可通过撤销多余定位定位元- 5 -件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。第 2 章 工艺规程设计21 毛坯的制造形式零件材料为 HT200，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 8 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2. 2 零件分析要对该零件的平面、孔、槽和螺纹进行加工。具体加工要求如下：右端 184 端面 粗糙度6.3aR158f7 外圆面 粗糙度3.2aR152 外圆面 粗糙度12.5aR152 端面 粗糙度6.3aR62H9 孔 粗糙度3.2aR100J7 孔 粗糙度1.6aR102.5 孔 粗糙度12.5aR100J7 孔 粗糙度1.6aR65 宽 2.2 槽 粗糙度12.5aR左端 184 端面 粗糙度6.3aR132h7 外圆面 粗糙度3.2aR132h7 端面 粗糙度6.3aR90 宽 6 槽 粗糙度12.5aR6-28 孔 粗糙度 Ra12.56-13 孔 粗糙度 Ra12.5 - 6 -152 端面上 6-M8-6H 螺纹8-22 孔 粗糙度 Ra12.58-11 孔 粗糙度 Ra12.52-M10-6H 螺纹132 端面上 4-M5-6H 深 12 螺纹20 凸台面 粗糙度 Ra12.5Rc1/8 螺纹8 孔 粗糙度 Ra6.323 基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、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.3.1 粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及零件知，选用 88H7 毛坯孔及其其端面作为定位粗基准。232 精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合” ，以免产生基准不重合误差。2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一” ，以免生产基准转换误差。- 7 -3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4）为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准” 、反复加工的原则。5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由上及零件图知，选用 88H7 孔及其端面作为定位精基准。24 制定工艺路线 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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工序 01 铸造毛坯工序 02 人工时效温度（500550）消除应力工序 03 粗车、半精车 184 端面、158f7 外圆面及其端面；粗车62H9、100J7、102.5 孔、110J7 孔；半精车 62H9、100J7、110J7 孔；精车 100J7、110J7 孔：车 65 宽 2.2 槽；车倒角 1 450工序 04 调头车，粗车、半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面；粗车、半精车 88H7 孔、车 90 宽 6 槽工序 05 锪平 6-28 孔，钻 6-13 孔工序 06 钻、攻 152 端面上 6-M8-6H 螺纹工序 07 锪平 8-22 孔，钻 8-11 孔、钻、攻 2-M10-6H 螺纹工序 08 钻、攻 132 端面上 4-M5-6H 深 12 螺纹工序 09 锪平 20 凸台面，钻、攻 Rc1/8 螺纹工序 10 钻 8 孔工序 11 去毛刺工序 12 清洗工序 13 检验至图纸要求并入库 - 8 -2.5 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 右端 184 端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-8，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm2. 158f7 外圆面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-6，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm3. 152 外圆面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.0mm, 铸件尺寸公差为 CT9 级，加工余量为 MA-E 级, 粗糙度12.5，查机械制造工艺设计简aR明手册表 1.4-6，一步车削即可满足其精度要求。4. 152 端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-8，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm5. 62H9 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT9 级，加工余量为 MA-E 级, 粗糙度3.2, 查机械制造工艺设计简明aR- 9 -手册表 1.4-7，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm6. 100J7 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.6mm,铸件尺寸公差为 CT7 级，加工余量为 MA-E 级, 粗糙度1.6,查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-7，三步车削即粗车半精车精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm 精车 单边余量 Z=0.1mm7. 102.5 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.0mm,铸件尺寸公差为 CT9 级，加工余量为 MA-E 级, 粗糙度12.5, 查机械制造工艺设计简aR明手册表 1.4-7，一步车削即可满足其精度要求。8. 100J7 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.6mm,铸件尺寸公差为 CT7 级，加工余量为 MA-E 级, 粗糙度1.6,查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-7，三步车削即粗车半精车精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm 精车 单边余量 Z=0.1mm9. 65 宽 2.2 槽的加工余量因其 65 与 62 尺寸相差不大，且宽度仅为 2.2，故毛坯采用与 62 孔相同。粗糙度12.5，查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，一步车削即可满足其精度要aR求。10. 左端 184 端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR - 10 -手册表 1.4-8，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm11. 132h7 外圆面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-6，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm12. 132h7 端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸件尺寸公差为 CT8 级，加工余量为 MA-E 级，粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明aR手册表 1.4-8，二步车削即粗车半精车方可满足其精度要求。粗车 单边余量 Z=2.0mm半精车 单边余量 Z=0.5mm13. 90 宽 6 槽的加工余量因其 90 与 88 尺寸相差不大，且宽度仅为 6，故毛坯采用与 88 孔相同。粗糙度12.5，查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，一步车削即可满足其精度aR要求。14. 6-28 孔，6-13 的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用实心铸造。粗糙度 Ra12.5，首先锪平 6-28 孔，再钻 6-13 孔，即可满足其精度要求。15. 152 端面上 6-M8-6H 螺纹的加工余量因螺纹的尺寸小于 30，故采用实心铸造。表面粗糙度 Ra12.5，先钻 6-M8-6H 的螺纹底孔 6，再攻丝 M8。16. 8-22 孔，8-11 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用实心铸造。粗糙度 Ra12.5，先锪平 8-22 孔，再钻8-11 孔，即可满足其精度要求。17. 2-M10-6H 螺纹的加工余量- 11 -因螺纹的尺寸小于 30，故采用实心铸造。表面粗糙度 Ra12.5，先钻 2-M10-6H 的螺纹底孔 8，再攻丝 M10。18. 132 端面上 4-M5-6H 深 12 螺纹的加工余量因螺纹的尺寸小于 30，故采用实心铸造。表面粗糙度 Ra12.5，先钻 4-M5-6H 的螺纹底孔 3，再攻丝 M5。19. 20 凸台面、Rc1/8 螺纹的加工余量因螺纹的尺寸小于 30，故采用实心铸造。表面粗糙度 Ra12.5，先锪平 20 凸台面，再钻 Rc1/8 螺纹的底孔 4，再攻丝 Rc1/8。20. 8 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用实心铸造。粗糙度 Ra6.3，一步钻削即可满足其精度要求。21其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。26 确定切削用量及基本工时工序 01 铸造毛坯工序 02 人工时效温度（500550）消除应力工序 03 粗车、半精车 184 端面、158f7 外圆面及其端面；粗车62H9、100J7、102.5 孔、110J7 孔；半精车 62H9、100J7、110J7 孔；精车 100J7、110J7 孔；车 65 宽 2.2 槽；车倒角 1 450工步一：粗车 184 端面、158f7 外圆面及其端面1） 车削深度， ap=2.0mm。2）机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5-12， f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册表 3.6-18，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据 C650 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min, - 12 -实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册表 4.3-2，Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时t =i ;其中 l=（24+26.5+29.1）mm; =2.0mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=1.113minmfnlw21ll 10.1675430 . 21 .295 .2624工步二：半精车 184 端面、158f7 外圆面及其端面1） 车削深度， ap=0.5mm。2）机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5-12， f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册表 3.6-18，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据 C650 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册表 4.3-2，Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时t =i ;其中 l=（24+26.5+29.1）mm; =0.5mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=1.093minmfnlw21ll 10.1675435 . 01 .295 .2624工步三：粗车 62H9、100J7、102.5 孔、110J7 孔- 13 -1) 切削深度 单边余量为 Z=2.0mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 258r/minWd1000cv101891000与 258r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/0 .951000275110m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=200mm; =2.0mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=2.130minmfnlw21ll 10.3575230 . 2200工步四：半精车 62H9、100J7、110J7 孔1) 切削深度 单边余量为 Z=0.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk - 14 -所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 258r/minWd1000cv101891000与 258r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/0 .951000275110m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=200mm; =0.5mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=2.114minmfnlw21ll 10.3575235 . 0200工步五：精车 100J7、110J7 孔1) 切削深度 单边余量为 Z=0.1mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 258r/minWd1000cv101891000与 258r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/0 .951000275110m 5) 切削工时，- 15 - t =i ;其中 l=200mm; =0.1mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=2.110minmfnlw21ll 10.3575231 . 0200工步六：车 65 宽 2.2 槽1) 切削深度 单边余量为 Z=1.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 436r/minWd1000cv65891000与 436r/min 相近的机床转速为 475r/min。现选取=475r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/9 .96100047565m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=2.2mm; =1.5mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.022minmfnlw21ll 10.3575405 . 12 . 2工步七：车倒角 1 450工序 04 调头车，粗车、半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面；粗车、半精车 88H7 孔、车 90 宽 6 槽工步一：粗车 184 端面、132h7 外圆面及其端面1） 车削深度， ap=2.0mm。 - 16 -2）机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5-12， f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册表 3.6-18，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据 C650 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册表 4.3-2，Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时t =i ;其中 l=（23.5+13.5+27）mm; =2.0mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.868minmfnlw21ll 10.1675400 . 2275 .135 .23工步二：半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面1） 车削深度， ap=0.5mm。2）机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5-12， f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册表 3.6-18，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据 C650 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。- 17 -5)校验机床功率 查切削手册表 4.3-2，Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=0.5mm，nc=475r/min，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时t =i ;其中 l=（23.5+13.5+27）mm; =0.5mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.848minmfnlw21ll 10.1675405 . 0275 .135 .23工步三：粗车 88H7 孔1) 切削深度 单边余量为 Z=2.0mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 322r/minWd1000cv88891000与 322r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/0 .76100027588m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=26mm; =2.0mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.291minmfnlw21ll 10.3575200 . 226工步四：半精车 88H7 孔 - 18 -1) 切削深度 单边余量为 Z=2.0mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 322r/minWd1000cv88891000与 322r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/0 .76100027588m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=26mm; =2.0mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.291minmfnlw21ll 10.3575200 . 226工步五：车 90 宽 6 槽1) 切削深度 单边余量为 Z=1.0mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册表 3.5-12，取 f=0.35mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表vCvxvyvk1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk- 19 -所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/minvcv35. 015. 02 . 08 . 02 . 260342 4) 确定机床主轴转速ns= 315r/minWd1000cv90891000与 315r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/7 .77100027590m 5) 切削工时， t =i ;其中 l=6mm; =1.0mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.073minmfnlw21ll 10.3575200 . 16工步六：车倒角 C1工序 05 锪平 6-28 孔，钻 6-13 孔工步一：锪平 6-28 孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=28mm，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=28mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r20mm 时，=75mm/min。0dcv - 20 - 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=75 1.0 1.0 0.75 1.0m/min56.3m/minvckvv=r/mm640r/mm01000dvn283 .561000 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=600r/mm， ，=25mm/mincv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=1mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=14mm，计算得，y L=（14+1）mm=15mm 故有： t=0.600minmin625. 060015工步二：钻 6-131 孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=13mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图 3 所示） ，其直径 d=13mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头，25，后角，横刃长度，弧面长度。2120 ,Kr 011502.5bmm5lmm3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/30. 015. 0（2）计算切削速度- 21 -根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=30mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min22.5m/minvckvv=r/mm551r/mm01000dvn135 .221000 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=600r/mm，=20mm/min。cv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=20mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=9.5，计算得，y L=（20+9.5）mm=29.5mm 故有： t=1.180minmin625. 06005 .29工序 06 钻、攻 152 端面上 6-M8-6H 螺纹工步一：钻 152 端面上 6-M8-6H 螺纹底孔 6选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）mm6 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得0.28/fmm r机 （切削表 2.15）16/mincVm查 849r/minmin/61610001000rDvn 按机床选取 n=800r/min min/1 .15100080061000mdnvw切削工时： ，则机动工时为mml201mml0 . 32mml33 - 22 -min696. 0min628. 080030 . 320321ifnllltwm工步二：攻 152 端面上 6-M8-6H 螺纹 选择 M8mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 f=1.0mm/rfp7.5/mincVm机299r/minmin/85 . 710001000rDvn 按机床选取 n=275r/min切削工时： ，则机动工时为mml201mml0 . 12mml33min524. 0min60 . 12753120321ifnllltwm工序 07 锪平 8-22 孔，钻 8-11 孔、钻、攻 2-M10-6H 螺纹工步一：锪平 8-22 孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=22mm，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=22mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r20mm 时，=75mm/min。0dcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=75 1.0 1.0 0.75 1.0m/min56.3m/minvckvv- 23 -=r/mm815r/mm01000dvn223 .561000 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=800r/mm， ，=25mm/mincv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=1mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=11mm，计算得，y L=（11+1）mm=12mm 故有： t=0.480minmin825. 080012工步二：钻 8-11 孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=11mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图 3 所示） ，其直径 d=11mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头，25，后角，横刃长度，弧面长度。2120 ,Kr 011502.5bmm5lmm3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/30. 015. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=30mm/min。020dmmcv - 24 - 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min22.5m/minvckvv=r/mm651r/mm01000dvn115 .221000 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=600r/mm，=20mm/min。cv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=14mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=8.5，计算得，y L=（14+8.5）mm=22.5mm 故有： t=1.200minmin825. 06005 .22工步三：钻 2-M10-6H 螺纹底孔 8选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）mm8 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得0.28/fmm r机 （切削表 2.15）16/mincVm查 637r/minmin/81610001000rDvn 按机床选取 n=600r/min min/1 .15100060081000mdnvw切削工时： ，则机动工时为mml141mml0 . 42mml33min25. 0min228. 060030 . 414321ifnllltwm工步四：攻 2-M10-6H 螺纹选择 M10mm 高速钢机用丝锥- 25 - 等于工件螺纹的螺距，即 f=1.0mm/rfp7.5/mincVm机239r/minmin/105 . 710001000rDvn 按机床选取 n=275r/min切削工时： ，则机动工时为mml141mml0 . 12mml33min131. 0min20 . 12753114321ifnllltwm工序 08 钻、攻 132 端面上 4-M5-6H 深 12 螺纹工步一：132 端面上 4-M5-6H 螺纹底孔 3选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）mm3 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得0.28/fmm r机 （切削表 2.15）min/10mv 1062r/minmin/31010001000rDvn 按机床选取 n=1000r/min min/4 . 91000100031000mdnvw切削工时： ，则机动工时为mml151mml5 . 12mml03min236. 0min428. 0100005 . 115321ifnllltwm工步二：攻 132 端面上 4-M5-6H 深 12 螺纹选择 M5mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 f=1.0mm/rfp7.5/mincVm机478r/minmin/55 . 710001000rDvn 按机床选取 n=475r/min切削工时： ，则机动工时为mml121mml0 . 12mml03 - 26 -min109. 0min40 . 14750112321ifnllltwm工序 09 锪平 20 凸台面，钻、攻 Rc1/8 螺纹工步一：锪平 20 凸台面1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：d=20mm 凸台面，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z525 立式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=30mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r20mm 时，=75mm/min。0dcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=75 1.0 1.0 0.75 1.0m/min56.3m/minvckvv=r/mm598r/mm01000dvn303 .561000 根据 Z525 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=600r/mm， ，=20mm/mincv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=2mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=10mm，计算得，y- 27 - L=（10+2）mm=12mm 故有： t=0.08minmin125. 060012工步二：钻 Rc1/8 螺纹底孔 4选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）mm4 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得0.28/fmm r机 （切削表 2.15）min/10mv 796r/minmin/41010001000rDvn 按机床选取 n=800r/min min/0 .10100080041000mdnvw切削工时： ，则机动工时为mml75.201mml0 . 22mml33min115. 0min128. 080030 . 275.20321ifnllltwm工步三：攻 Rc1/8 螺纹选择 Rc1/8 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 f=2.0mm/rfp7.5/mincVm机299r/minmin/85 . 710001000rDvn 按机床选取 n=275r/min切削工时： ，则机动工时为mml121mml0 . 22mml03min025. 0min10 . 227500 . 212321ifnllltwm工序 10 钻 8 孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=8mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。 - 28 -机床：选用 Z525 立式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图 3 所示） ，其直径 d=18mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头，25，后角，横刃长度，弧面长度。2120 ,Kr 011502.5bmm5lmm3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/30. 015. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=30mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min22.5m/minvckvv=r/mm896r/mm01000dvn85 .221000 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=800r/mm，=25mm/min。cv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=34mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL=6，计算得，y L=（34+6）mm=40mm 故有： t=0.2minmin125. 080040工序 11 去毛刺工序 12 清洗- 29 -工序 13 检验至图纸要求并入库第 3 章 水泵体的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。由指导老师的分配，决定设计工序 04：调头车，粗车、半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面；粗车、半精车 88H7 孔、车 90 宽 6 槽的车床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于粗车、半精车 184 端面、132h7 外圆面及其端面；粗车、半精车 88H7 孔、车 90 宽 6 槽，与 110J7 孔有 0.04 同轴度要求，定位时应考虑在内。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已加工过的 110J7 孔及其端面作定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用移动压板夹紧工件。3.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用外圆车刀 机床： C650 车床 由3 所列公式 得 - 30 - FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0查表 9.48 得其中： 修正系数0 . 1vk 30FC83. 0Fq0 . 1FX z=24 65. 0Fy83. 0Fu8Pa0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=4321KKKK其中：为基本安全系数 1.51K 为加工性质系数 1.12K 为刀具钝化系数 1.13K 为断续切削系数 1.14K 所以 NKFF7 .1775（2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP NffFN4 .355121夹紧螺钉： 公称直径 d=16mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限： MPaB19260032. 032. 01极限应力幅：MPakkkma76.511lim许用应力幅： MPaSaaa3 .17
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