机油泵体零件的工艺工装设计

机油泵体零件的工艺工装设计摘要：本设计完成了机油泵体零件的机械加工工艺规程的编制和两道工序的夹具设计。根据对零件的结构及相关要素进行分析，拟定工艺路线确定最终工艺方案；铣面与钻孔工序采用专用机床与专用夹具可对零件进行加工，采用复合工步更好的提高了生产效率，最后对零件和夹具进行了三维实体建模设计，更直观的展示出零件加工中的定位与夹紧。关键词：机油泵体，工艺规程，夹具设计ITechnologyAndToolingDesignofEngineOilPumpBodyPartsAbstract:Thisdesignhascompletedthemachinepartsoftheoilpumpmachinerymachiningprocessplanningandtwoprocessfixturedesign.Accordingtothepartsofthestructureandtherelatedfactorsanalysis,wecandeterminethefinalprocess;facemillinganddrillingprocessusespecialmachinetoolsandspecialfixturefortheprocessingoftheparts.Usingcomplexengineeringstepimprovetheproductionefficiencymore.Atlast,the3Dentitymodelingdesignofthepartsandfixturesarecarriedout,andthepositioningandclampingofthepartsaremoreintuitive.Keywords:Theoilpumpbody；Processregulations；designoffixtureII目录1前言.11.1课题研究的背景.11.2课题研究的意义.11.3发展方向.12零件分析.22.1零件的用途.22.2零件的工艺分析.42.3确定零件的生产类型.43确定毛坯种类，绘制毛坯图及模型.43.1选择毛坯.43.2确定加工总余量并计算铸件基本尺寸.43.3设计并绘制毛坯图及模型.53.3.1设计毛坯图.53.3.2绘制毛坯图.54选择加工方法，制定工艺路线.74.1选择定位基准.74.1.1精基准的选择.74.1.2粗基准的选择.74.2工序的集中与分散.84.3零件的表面加工方法或方案.84.4加工顺序的安排.84.4.1机械加工工序.94.4.2热处理及表面处理工序.94.4.3辅助工序.94.5拟定工艺路线.104.5.1工艺路线一.104.5.2工艺路线二.104.6加工设备及工艺装备的选用.124.7工序间加工余量、工序尺寸的确定.13III4.8切削用量的计算.144.9时间定额的计算.225夹具设计.265.1铣前后端面专用夹具设计.265.1.1定位装置.265.1.2夹紧力的计算.275.2.2切削力和夹紧力的计算.29总结.30参考文献.31致谢.3201前言1.1课题研究的背景国内机油泵及其技术是向国外发达工业国家学习吸收后所发展起来的，在国内的机油泵市场缺乏自己核心技术，传统工业国家的技术垄断，自主开发能力的薄弱使得我们只能是机油泵的生产者，难以和那些传统工业国家去竞争。1.2课题研究的意义机油泵主要应用于汽车、工程机械和农用机械发动机中，在内燃机中起着重要作用。在内燃机的润滑系统中，机油泵类零件有着不可取代的地位。只有不断的进行研究才可以使我们摆脱技术垄断，只有拥有自己的核心技术，才能有主动权，同那些工业国家进行市场的竞争，同时对机油泵的不断研究又可以带动产业的发展。1.3发展方向今后机油泵的研究会向着低噪音、低油耗、高质量方面进行不断的发展，相比现在的机油泵，不仅发出很大的噪音，而且漏油现象经常性发生，使得发动机的寿命降低，未来机油泵的发展一定会克服这些问题。12零件分析2.1零件的用途机油泵是一种能够将润滑油通过润滑系统送至所要润滑的各个零件部位，机油泵泵体是机油泵的核心零件。若机油泵加工后表面粗糙度及尺寸精度偏差过大，会对机油泵的工作稳定及寿命造成直接的影响。23零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1-3O，未注圆角半价R2-3。所以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在对零件图重新绘制中，完整的标注及具体的技术要求是零件铸造的前提。该零件主要为铣削加工及钻削加工，零件加工部位相对容易，在确定加工路线时，可通过表面粗糙度及其加工方法进行确定。2.3确定零件的生产类型根据零件的生产纲领，该零件为大批生产。3确定毛坯种类，绘制毛坯图及模型3.1选择毛坯毛坯材料可选HT200，有较好的力学性能及切削加工性良好。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生产，根据机械制造技术基础课程设计表2-6，确定毛坯铸造方法为机械造型、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确定加工总余量并计算铸件基本尺寸已知毛坯铸造方式为机械造型、砂型铸造，材料为灰铸铁，生产规模为大批生产，查机械制造技术基础课程设计表2-7，可取铸件尺寸公差等级CT4为10级，机械加工余量等级为G级。表1毛坯尺寸及机械加工总余量（mm)3.3设计并绘制毛坯图及模型3.3.1设计毛坯图确定毛坯铸造斜度查机械制造技术基础课程设计可得其斜度为o1,圆角半径R2-3。o3确定分型面以底面为分型面。毛坯的热处理方式进行时效处理，以除去毛坯内应力，使其便于加工切削3.3.2绘制毛坯图加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工总余量铸件基本尺寸底面147.522.83.551.021.4底面252.03.58.51.0凸台202.43.523.51.2左右端面412.83.544.51.467孔673.26.0611.622孔222.46.0161.2564选择加工方法，制定工艺路线4.1选择定位基准4.1.1精基准的选择在设计中该零件应按照基准统一原则，互为基准原则来选定，还必须确保工件进行准确定位，精基准的选取还得使操作简便，故可取67孔和两端面及底面作为精基准。4.1.2粗基准的选择就机油泵体零件而言，应首要选择不加工的面或孔作为粗基准，若各个面及孔均要加工，则选取位置精度高的作为粗基准，按照这个原则，以凸台作为粗基准。74.2工序的集中与分散在加工划分阶段，工序应该都进行集中，工序的集中可减少装夹的次数，缩短了装夹工作时间，在一次装夹中可以加工较多的表面，可保证所加工平面间的相互位置精度，缩短了工艺路线。已知该零件的生产规模为大批生产，工序集中可以减少总的工序数目，缩短了工艺路线，同时也使生产规程与组织等相对容易，故本设计零件加工工序应选用工序集中。4.3零件的表面加工方法或方案根据零件图上所标注的各个加工面及孔的技术要求，查机械制造技术基础课程设计表2.24、表2.25，通过比较各个加工方案，最后确定的零件表面及孔的加工方法如下表表2零件表面及孔的加工方法4.4加工顺序的安排需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方法底面1IT83.2粗铣精铣底面2IT1312.5粗铣凸台IT96.3粗铣半精铣67孔IT71.6粗镗半精镗精镗22孔IT71.6钻扩粗铰精铰左右端面IT71.6粗铰半精铣精铣17孔IT1112.5钻4-M6螺纹IT1112.5钻丝锥攻螺纹盖配孔（配座）IT83.2钻铰84.4.1机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，即应将用作精基准的表面或孔作为第一步，再以加工好的重要孔或面为定位来加工其他面或孔。若定位基准面两个或更多是，则应该逐步的提高加工精度来进行基准面和主要面或孔的加工，以便为接下来的工序提供定位基准。遵循“先粗后精”原则，各表面的加工顺序，应按加工阶段由粗至精依次进行。遵循“先主后次”原则，先加工底面，前后端面，67孔这些重要面及孔，然后再加工凸台，座底孔这些次要表面及孔。遵循“先面后孔”原则，即先加工平面，后加工孔。4.4.2热处理及表面处理工序常见热处理有退火、调质、时效、渗碳等。选取合适的工艺至关重要，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。在切削量很大的工件加工之前应该降低毛坯材料的应力，以便于毛坯材料更易于切削加工，常使用正火、时效处理等。在切削量大的工件加工之后也应降低材料的应力，应添加相应工序，如退火等。在进行加工量较小的工件时应该降低工件的硬度，可增加相关工序，如淬火等。为了提高工件表面的耐磨性、耐蚀性而采用的镀铬、镀锌等热处理工序，通常情况下安排在工艺过程最后阶段。4.4.3辅助工序辅助工序是一种间接加工的工序，如检验工序、防锈、特别需要的内容等，它保证了加工过程中的质量，是工艺路线中不可缺少的重要步骤。94.5拟定工艺路线4.5.1工艺路线一工序号工序内容定位基准10铸造毛坯20粗铣底面前后端面定位30粗铣前后端面底面定位，端面互为基准定位40粗铣凸台底面，端面，侧面定位50粗镗63孔至65孔底面，22孔定位60钻2个17孔，倒角前后端面，侧面，底面定位70钻20孔67孔的端面，底面定位80精铣底面前后端面定位半精铣前后端面底面定位，前后端面定位90精铣前后端面底面定位，前后端面定位扩20孔至21.7767孔的端面，底面定位100铰21.77至2267孔的端面，底面定位半精镗至66.5孔底面，17孔定位110精镗至67孔底面，17孔定位钻M6螺纹底孔为567孔，22孔的端面及凸台定位120攻丝67孔，22孔的端面及凸台定位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104.5.2工艺路线二工序号工序内容定位基准10铸造毛坯20粗铣前端面后端面定位30粗铣，半精铣，精铣后端面底面定位，前端面定位40半精铣，精铣前端面后端面定位50粗铣凸台底面，端面，侧面定位60粗镗，半精镗，精镗67孔底面，22孔定位70钻2个17孔，倒角凸台，侧面，底面定位80钻孔20，扩孔并铰至2267孔的端面定位，底面，17孔定位90粗铣底面，精铣底面钻M6螺纹底孔567孔，22孔的端面及凸台定位100攻丝67孔，22孔的端面及凸台定位110去锐边毛刺120非加工表面涂硝化油漆130清洗工艺路线分析比较：根据机械加工工序所遵循原则，在需要铣平面和钻孔时，应该先铣平面，然11后钻孔，重要的加工表面或孔切削用量要均匀。路线一主要是先主后次的方法，即重要面及孔先去加工，如底面，镗67孔，前后端面依照互为基准原则相互定位加工，之后是其他的部位，这样做可使得几何精度较高。路线二加工路线选取错误，将铣底面放在最后进行加工，这种方式会使端面、凸台等部分切削不均匀，而且将粗精加工放在一起，致使工件的内应力很大，加工后工件变形会影响工件的精度，定位基准也没有路线一的准确，故选择加工路线一。4.6加工设备及工艺装备的选用工序号工序内容加工设备工艺装备10铸造毛坯20粗铣底面立式铣床X51硬质合金面铣刀、游标卡尺30粗铣前后端面立式铣床X51硬质合金面铣刀、游标卡尺40粗铣凸台立式铣床X51硬质合金面铣刀、游标卡尺50粗镗63孔至65孔卧式镗床T68硬质合金镗刀、游标卡尺60钻2个17孔，倒角立式钻床Z535高速钢钻、游标卡尺、钻模板70钻20孔摇臂钻床Z3045高速钢钻，游标卡尺、钻模板80精铣底面立式铣床X51硬质合金面铣刀、游标卡尺半精铣前后端面卧式铣床XQ6225硬质合金面铣刀、游标卡尺90精铣前后端面卧式铣床XQ6225硬质合金面铣刀、游标卡尺100扩20孔至21.77立式钻床Z535高速钢钻、游标卡尺、钻模板12铰21.77至22立式钻床Z535高速钢钻、游标卡尺、钻模板半精镗至66.5孔卧式镗床T68硬质合金镗刀、游标卡尺110精镗至67孔卧式镗床T68硬质合金镗刀、游标卡尺钻M6螺纹底孔为5立式钻床Z535高速钢钻、游标卡尺、钻模板120攻丝立式钻床Z535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，通过对工艺路线的分析，选取恰当的加工路线，查表确定各个工序的加工余量，利用倒退法计算工序尺寸，如下：工序号工步号工序内容工序尺寸加工余量（mm)10铸造毛坯1粗铣底面148.020-0.0393202粗铣底面250-0.183.5301粗铣前后端面42.50-0.0392401粗铣凸台21.20-0.0842.3501粗镗63孔650+0.0462（直径）13至65孔601钻2个17孔，倒角170+0.1117（直径）701钻20孔200+0.02120（直径）801精铣底面0.51半精铣前后端面41.50-0.0251902精铣前后端面410-0.0160.51扩20孔至21.821.80+0.0211.81001铰22220+0.0210.21101半精镗至66.5孔66.50+0.0741.52精镗至67孔670+0.0190.51钻M6螺纹底孔为550+0.07551202攻螺纹M6611钻盖配孔330+0.01831302铰孔至414.8切削用量的计算工序10铸造毛坯工序20粗铣底面1切削深度ap=3mm23.0854723.4114dVc10n10dndVc1080411068803.1进给量的确定X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿三面刃铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.2mm/z。铣削速度该工序选取高速钢镶齿三面刃铣刀，查表可知当切削宽度为48时，d=80,z=10。当fz=0.2mm/z时，ap=3mm,v=40m/min,则ns=159.23r/min查表3-7X51型立式铣床主轴转速，取转速=160r/min，故实际切削速度为：Vc=40.2m/min工作台的每分钟进给量为：fm=fzznw=0.210160=320mm/min查表得机床的纵向进给量为300mm/min。工步二：切削深度ap=3.5mm进给量的确定：51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿三面刃铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.2mm/z。铣削速度选取的为高速钢镶齿三面刃铣刀，查表5-8可知当切削宽度为48时，d=80,z=10。当fz=0.2mm/z时，ap=5mm,Vc=38.3m/min，则ns=152.5r/min由本工序采用X51型立式铣床，故查表，取转速为nw=160r/min故实际铣削速度：1510dn1068dVc1010dn1061604.Vc=40.2m/min工作台的每分钟进给量为Fm=fzznw=0.1210160=128mm/min查表得纵向进给量为125mm/min。工序30粗铣前后端面切削深度ap=2mm进给量的确定：X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿套式面铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.2mm/z。铣削速度此工序选取的是高速钢镶齿套式面铣刀，查表可知当切削宽度为96时，d=160,z=16。当fz=0.2mm/z时，ap=3mm,Vc=41.4m/min，则ns=82.4r/min由本工序采用X51型立式铣床，故查表，取转速为nw=100r/min故实际铣削速度:Vc=50.24m/min工作台的每分钟进给量为：fm=fzznw=0.1216100=192mm/min查表得纵向进给量为205mm/min。工序40粗铣凸台切削深度ap=2.3mm进给量的确定：X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿套式面铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.2mm/z。16dVc108041n10dndVc106301FCnFCkFCFCxFCyFCnyxpFckVcfaFC81.985.011068铣削速度选取高速钢镶齿套式面铣刀，查表5-8可知当切削宽度为48时，d=80,z=10。当fz=0.2mm/z时，ap=3mm,Vc=40m/min,则ns=159.23r/min查表X51型立式铣床主轴转速，取转速=160r/min，故实际切削速度为：Vc=40.2m/min工作台的每分钟进给量为：fm=fzznw=0.210160=320mm/min查表得机床的纵向进给量为300mm/min。工序50粗镗63孔查机械制造技术基础课程设计表高速钢镗刀切削铸铁材料时，Vc=30m/min,f=0.5mm/r,粗镗时ap=2mm,d=63,得：ns=151.7r/min由=180,=1，=0.75，=0，=1，计算切削力：=c=9.8118020.50.750.501N=2099.9N功率Pc=FcVc10-3=2099.90.510-3kw=1.05kw取机床效率为0.85，则所需机床功率为=1.24kw5kw,故机床的功率足够，切削用量选择合理。工序60钻2个17孔，倒角毛坯材料为HT200，可选高速钢钻头，查表得，切削速度Vc=18m/min,进给量f=0.3mm/r,ap=17mm,则17dVc10178010dn1027dVc1020110dn1032dVc1080491ns=337.0r/min由本工序采用Z535型立式钻床，由表得nw=272r/min,故实际切削速度为Vc=14.53m/min工序70钻20孔由工件材料为HT200，可选高速钢钻头，查表得，切削速度Vc=20m/min,进给量f=0.3mm/r,ap=20mm,则ns=318.3r/min由本工序采用Z3040型摇臂钻床，由表得nw=320r/min,故实际切削速度为Vc=20.1m/min工序80精铣底面切削深度ap=0.5mm进给量的确定X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿三面刃铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.12mm/z。铣削速度选取高速钢镶齿三面刃铣刀，查表可知当切削宽度为48时，d=80,z=10。当fz=0.12cmm/z时，ap=3mm,Vc=49m/min,则ns=195.1r/min由本工序采用X51型立式铣床，查表取转速nw=210r/min,故实际铣削速度：1810dn1028znfdVc101604.510dnznf108Vc=52.8m/min工作台的每分钟进给量为：fm=0.1210210=252mm/min根据表查得立式机床X51纵向工作台进给量为250mm/min。工序90半精铣前后端面切削深度ap=1mm进给量的确定：X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿套式面铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.12mm/z。铣削速度选取高速钢镶齿套式面铣刀，查表可知当切削宽度为96时，d=160,z=16。当fz=0.12mm/z时，ap=3mm,Vc=50.4m/min，则ns=100.3r/min由本工序采用X51型立式铣床，查表取转速nw=100.0r/min,故实际铣削速度：Vc=25.12m/min工作台的每分钟进给量为：fm=0.1210100=120mm/min根据表查得立式机床X51纵向工作台进给量为125mm/min。工步二精铣前后端面切削深度ap=0.5mm进给量的确定：19dVc1010dnznf1604.5910258dVc108.21010dn10258.X51型立式铣床功率为4.5KW，查表知高速钢镶齿套式面铣刀粗铣平面进给量，按照工件夹具系统的刚度为中等条件选取，工序的每齿进给量fz取0.08mm/z。铣削速度选取高速钢镶齿套式面铣刀，查表可知当切削宽度为96时，d=160,z=16。当fz=0.08mm/z时，ap=3mm,Vc=59.4m/min，则ns=118.2r/min由本工序采用X51型立式铣床，查表取转速nw=125.0r/min,故实际铣削速度：Vc=31.4m/min工作台的每分钟进给量为：fm=0.0810125=100mm/min根据表查得立式机床X51纵向工作台进给量为105mm/min。工序100扩20孔至21.8高速钢扩孔取切削速度Vc=10m/min,进给量f=0.1mm/r,背吃刀量ap=0.9mm,则ns=146.1r/min由本工序采用Z3040摇臂钻床，查表nw=125r/min,则实际钻削速度为Vc=8.6m/min工步二铰22孔查表高速钢铰刀铰孔切削用量，取切削速度Vc=6.0m/min,进给量f=0.8mm/r,背吃刀量ap=0.13mm,则20dVc1010dn26101082dVc105.6310dVc10673015180dVc1010dn1025ns=86.9r/min由本工序采用Z3040摇臂钻床，查表nw=80r/min,则实际钻削速度为Vc=5.5m/min工序110工步一半精镗至66.5孔查表5-27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取Vc=35m/min,f=0.5mm/r,半精镗孔是加工余量ap=1.5mm,则ns=167.6r/min工步二精镗67孔查表高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取Vc=30m/min,f=0.3mm/r,半精镗孔是加工余量ap=0.5mm,则ns=142.6r/min工序120工步一钻M6螺纹底孔5材料为HT200,采用高速钢钻，查表得，切削速度Vc=18m/min,进给量f=0.12mm/r,背吃刀量ap=5.0mm,则ns=1146.5r/min由本工序采用Z3040型摇臂钻床，查表得，钻速nw=1250r/min,故实际切削速度为：Vc=19.6m/min215180dVc1010dn1025dVc1010dn31010963dVc104510工步二攻螺纹M6高速钢钻，查表高速钢钻钻削灰铸铁的切削用量可得，切削速度Vc=18m/min,进给量f=0.12mm/r,背吃刀量ap=5.0mm,则ns=1146.5r/min由本工序采用Z3040型摇臂钻床，查表得，钻速nw=1250r/min,故实际切削速度为：Vc=19.6m/min工序130工步一钻盖配孔3材料为HT200，选取高速钢钻头，查表得，切削速度Vc=10m/min,进给量f=0.08mm/r,ap=3mm,则ns=1061.6r/min由本工序采用Z535型立式钻床，由表得nw=960r/min,故实际切削速度为Vc=9.0m/min工步二铰孔至4查表高速钢铰刀铰孔切削用量，取切削速度Vc=5.0m/min,进给量f=0.8mm/r,背吃刀量ap=0.13mm,则ns=398.1r/min2210dn104由本工序采用Z3040摇臂钻床，查表nw=400r/min,则实际钻削速度为Vc=5.0m/min4.9时间定额的计算工序10：工步1：粗铣底面1查机械制造工艺设计简明手册得工序机动时间计算公式Mz21fltj由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表铣削基本时间计算：rk90，。确定mCdl3)(1-(5.0o01m53l.)d,(.3C2，3m42ll则该工序的基本时间为sifltj5min0.91216543Mz21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：，Mz21fltj由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表铣削基本时间计算，rk90，。确定mCdl3)(1-(5.0o01m53l.)d,(.3C2，3m42ll则该工序的基本时间为sifltj5in0.91216543Mz21Mz2fltj23ml16工序20：粗铣凸台该工序的基本时间为sifltj5min0.9125431Mz21工序30：粗铣前后端面该工序的基本时间为siiftj681in2.5047Mz2工序40：钻2个孔、倒角由表，工步，9.5m)cot4527()(1cot1rkDll2ml20该工序的基本时间为sifnltj48min70.2.3795201工序50；钻孔20由表工步ml2该工序的基本时间为sfnltj18min0.3.3152621工序60：粗镗孔（走刀2次）7由表5.57，i为进给次数，i=2fnltj1。90,25,021rkmll为该工序的基本时间为)cot()(cotrkD24sifnltj45min0.892.5121工序70：半精铣底槽面该工序的基本时间为sifltj69in1.521304Mz21工序80工步1：半精铣前后端面该工序的基本时间为sifltj253min4.21076Mz21工步2：精铣前后端面该工序的基本时间为sifltj253min4.21076Mz21工序90：工步1：扩孔到2.8mkdDlr9.20-21.8)m(1cot-1,该工序的基本时间为sfnltj170.28in.325961工步2：铰孔mkdDlr2.1.8-2)m(1cot2-11该工序的基本时间为ml25sfnltj10.6min125.61工序100：工步1：半精镗孔67该工序的基本时间为sfnltj19min0.32516821工步2：精镗孔7该工序的基本时间为sfnltj38min0.63142521工序110：工步1：钻M6螺纹底孔为.8由表5.39，工步ml2该工序的基本时间为sifnltj14in680.4.1203521工步2：攻螺纹M6i)(02121fnlfltj，式中。mPlPl0.75,3,321为为为该工序的基本时间为sfnlfltj34min0.564)250.7.3140.75.321(i)(02121265夹具设计5.1铣前后端面专用夹具设计5.1.1定位装置以底面、前端面或后端面进行定位，需要对X、Y、Z方向限制三个自由度，下图为零件的主视图及侧视图选定定位元件利用在底面下方安放支撑板的方式限制零件底部的滑动，通过支撑板上的螺钉与夹具底座进行固定，从而可以达到定位目的。因前后端面的加工定位为互为基准方式，在加工前端面时，可在后端面选用支承钉进行定位，这两件支承钉在装配时，要求其接触面要同时进行磨削以保27证加工精度。选定夹紧装置根据铣床夹具的使用特点，应使夹具结构简单，夹紧力大，故可采用双螺旋夹紧装置。5.1.2夹紧力的计算可通过从理论方面对夹紧力进行大致的估算，切削加工过程中毛坯会受到来自不同方向的可变的力，所以，为了分析和进行计算，可以进行动态的转变，将动态的力分解才很多静态力，可以找一些特征点来进行力的分析及计算，以便对问题进行简化。铣削端面加工部分较大，且受力不均匀，但是可对切削结合面K时的受力大小及方向进行分析，就可以计算出夹紧力的大小，而其他加工部位可以省略计算，工件各特征切削点上切削力方向如下图：28fFXZA7091XZBF204yBNFfxZD161切削力的计算粗铣前后端面时，切削速度Vc=41.4m/min,进给量fz=0.2mm/z,背吃刀量ap=3mm,如果使用Kr=75的铣刀粗铣K面，查资料可得Fz=672N,Fr=248N,Fx=629N2夹紧力的估算根据切削点力的方向，分别计算出各个特征切削点夹紧力的大小，然后进行比较计算出夹紧力的最大值就是夹具所需的夹紧力。关于各个特征点夹紧力大小的估算具体内容如下切削点A如图所示工件在Fx的作用下有沿零件向上的一个分力，使零件有向上移动的趋势，那么这个向上的分力可以看做是夹紧力所要克服的一个力，因此，夹紧力FA的大小应该满足不等式=2768.7N切削点B如图所示，可知工件在Fz和Fx的作用下有绕着B点发生转动的趋势。两个力的合力会产生一个由外部指向工件的分力，记作Fy，那么夹紧力FB应该满足以下不等式防止工件绕着B点转动的夹紧力为FB1,那么=1493防止B点合力产生的旋转的夹紧力为FB2，那么=496夹具所需夹紧力为FB=1493+496=1989N切削点在C由于主切削力在Fx方向与夹紧力方向一致，故不进行估算。切削点D如图，工件在Fz和Fx的作用下有绕着D点转动的趋势，两个力的合力会产生一个由外部指向工件的分力，而防止工件产生移动的夹紧力大小为FD,即291MF70151ZMF2fX221M当工件切削至最远点M点处时，在Fz和Fx的作用下，会产生转动的趋势，防止工件绕D点转动所需的夹紧力为那么=1440N防止工件绕着M点转动所