泵体零件机械加工工艺规程及钻6-M8螺孔夹具设计【说明书+CAD】
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泵体零件机械加工工艺规程及钻6-M8螺孔夹具设计【说明书+CAD】,零件,机械,加工,工艺,规程,M8,夹具,设计,说明书,CAD
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四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 泵体工艺规程及钻6M8孔夹具设计 系： 机电工程 专业：机械设计制造及其自动化 班级：03.3学号：030110622学生： 余方亮 指导教师： 姜明 接受任务时间 2007.03.05 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1. 零件图一张, 毛坯图一张 . 夹具装配图一份, 夹具零件图一套 . 机械加工工艺卡一套, 主要工序工序卡一份 . 设计说明书一份。2原始数据零件图一张, 生产纲领10000件3指定查阅的主要参考文献及说明1. 机械制造工艺手册 .机械零件设计手册 .夹具设计手册4. 进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1零件功能, 结构, 尺寸, 精度, 要求分析及相关资料收集2007.03.05-303.162机械加工工艺设计2007.03.19-03.303工序设计2007.04.02-04.13夹具设计2007.04.16-05.11说明书编制2007.05.14-05.254检查及提交论文2007.05.28-06.055答辩及准备2007.06.06-2007.06.24四川理工学院 机械加工工序卡片产品型号零（部）件图号产品名称泵体零（部）件名称泵体共 1 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号机加钻6M8-7H孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z535夹具编号夹具名称切削液钻床专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工艺装备（含：刀具、量具、专用工具）主轴转速r/min 切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工 步 工 时机动辅助1钻6-M8-7H孔钻床专用夹具、麻花钻、游标卡尺1100690.252010.483.302131设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件名签字日期四川理工学院机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称零（部）件名称第 1 页材料牌号HT200毛坯种类锻件毛坯外型尺寸每毛坯可件数每 台 件 数备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件0锻锻造锻造1铣粗铣长度为77前端面机加X61铣夹具、端面铣刀100、游标卡尺2铣粗铣长度为70后端面机加X61铣夹具，端面铣刀100、游标卡尺3铣粗铣长度为100的下底面机加X61铣夹具、端面铣刀100、游标卡尺4铣铣长度为54的上端面机加X61铣夹具、端面铣刀80、游标卡尺5铣铣长度为37的左端面机加X61铣夹具、立铣刀20、游标卡尺6钻钻32H11孔, 22孔机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=30、d=20深度游标卡尺7镗粗镗2-48H8孔机加T616镗夹具、硬质合金镗刀d=45、游标卡尺8钻钻16H8孔机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=15、深度游标卡尺9钻锪钻、锪扩4-10孔、钻G3/8螺纹孔机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=10、锥柄锪孔钻d=20、中心钻、深度游标卡尺10钻铰攻钻12孔、铰12孔、攻螺纹G3/8机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=10、直柄机用铰刀d=10、公制细牙螺纹丝锥、深度游标卡尺11钻钻6M8-7H孔机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=8、游标卡尺12钻铰泵盖配钻26T14孔机加Z535钻夹具、直柄麻花钻d=4、直柄机用铰刀d=6、游标卡尺13镗镗32H11孔, 22孔机加Z535硬质合金镗刀d=32、d=22、游标卡尺14铰铰2-48H8孔内壁，16H8孔机加Z535套式机用铰刀d=48、锥柄机用铰刀d=16、游标卡尺15铣精铣长度为77的前端面机加X61铣夹具、端面铣刀d=100、游标卡尺16检查17入库设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）更改文件号签字日期标记处数更改文件名签字日期四川理工学院毕业设计（论文）四 川 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 泵体工艺规程及钻6M8孔夹具设计学 生 余 方 亮 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机 械 制 造 03 级 3 班 学 号 030110622 指 导 教 师 刘 珠 II摘 要泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。本次设计了泵体工艺规程及钻孔夹具的基本过程，包括五章：第一章，绪论；第二章，工艺设计；第三章，工序设计；第四章，夹具设计；第五章，设计总结。以便清楚明了表达泵体在生产中的应用、机械加工工艺过程及机床夹具设计的基本步骤，文中插入了相关表格和简图，详细叙述了泵体加工定位基准面、工序尺寸的计算过程，夹具元件设计等。关键词：毛坯余量、工艺、工序、切削用量、夹具、定位、误差。ABSTRCTThe pump depends the effect which revolving impeller works on liquid in transferring mechanical energy to liquid. Owing to pump, when the liquid flow out of the impeller, its speed energy and stress energy both develop much, the liquid debarred by the impeller , most speed energy is transferred to stress energy ,and then it is transported through pipeline .At this moment ,the entry of the impeller become vacuum or low-pressure , hydraulic pressure (pneumatic pressure ) effect on the liquid in the absorbing pool, and the liquid is pulled into the entry of the impeller , so ,the rotating impeller continuous inhalants and Drainage liquid.This time has designed the pump bodys processing craft and the pump design unit process which including five chapters, first chapter, exordium; The second chapter, technics design; The third chapter, working procedure design; The fourth chapter,jig design and the last chapter,design conclusion.In order to understand clearly expresses the pump in production application, machine-finishing technological process and the engine bed jig design basic step, in the article has inserted the related form and the diagram, narrated the pump to process the localization reduced plane, the working procedure size computational process in detail, the jig cell design and so on.Keywords: rough allowance, working procedure, techniques, cutting dosage, jig allocation, error目录中文摘要英文摘要第一章 绪论4第二章 工艺设计52.1 零件分析52.1.1 零件的作用52.1.2 零件的工艺分析52.2 毛坯的选择与设计加工余量的确定5 2.2.1确定毛坯制造形式5 2.2.2 基准的选择62.3 工艺规程的设计6 2.3.1制定工艺路线6 2.3.2工艺方案的比较和分析10第三章 工序设计12 3.1 工序尺寸与毛坯尺寸的确定123.2 确定切削用量及时间定额13 3.2.1 工序：铣端面70mm13 3.2.2 工序:镗2-48H8孔15 3.2.3 工序:钻6-M8-7H孔15第四章 夹具设计184.1夹具的设计184.1.1 夹紧方案及夹紧元件选择184.1.2 导向装置及导向元件选择194.2切削力与夹紧力的计算19 4.2.1 切削力的计算19 4.2.2 夹紧力的计算20 4.2.3 气压系统主要参数的计算18 4.2.3.1 活塞式气缸18 4.2.3.2 气缸的密封22 4.3 夹具零件22 4.3.1 固定式定位销22 4.3.2 螺栓24 4.3.3 螺母24 4.3.4 垫圈25 4.3.5 镗套26 4.3.6 标准型弹簧垫圈264.4 定位误差的分析274.5 夹具设计与操作的简要说明29 4.5.1 夹具的组成29 4.5.2 夹具的操作30 第五章 设计总结31参考文献32致谢3335四川理工学院毕业设计（论文）第一章 绪论毕业设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的.这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。对我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次锻炼，从中提高自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作，进入正式的工作场合打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。泵体工艺规程及钻6M8螺孔夹具设计是在学完了机械制造基础，进行课程设计之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。最后我们通过设计夹具的训练，锻炼了自己能按被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。同时能掌握与设计有关的各种资料的名称，出处，能够熟练运用各种工具书。第二章 工艺设计2.1零件分析2.1.1零件的作用泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。2.1.2 零件的工艺分析。泵体结构较为复杂，加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。泵体几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：（1） 32H11孔和有0.04的同轴公差要求。（2） 48H8孔和表面1都对于48H8孔内壁有0.04的垂直度公差要求。（3） 16H8孔与45H8内壁有60：0.004的平行度公差要求。2.2毛坯的选择与设计及加工余量的确定2.2.1确定毛坯制造形式泵体零件材料为HT200。考虑到零件形状复杂、有腔形、制造精度、机械性能、寿命及批量（年产1万件），可选择金属型铸造以提高毛坯精度、减少加工余量。查阅机械加工工艺设计实用手册,P498表6-68。金属型铸造，铸造精度CT在6-9之间。金属型铸造的工艺方法与特点是以金属型摸腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以砂芯作为内腔的铸造方法。铸造冷却速度快，铸件内部组织严密，机械性能较高，单位生产面积产量高。适于成批与大量生产，一般不宜于单件或少量生产。常用于泵体的铸件生产。所以，在我的设计中，毛坯使用金属型铸造。查阅机械加工工艺设计实用手册，P516表6-90。金属型铸造成批生产灰铸铁的铸造尺寸公差等级要求为CT7-9，取CT8。铸件公差按HB6130-86。查阅机械加工工艺设计实用手册，P510表6-79。取铸造斜度为3。查阅机械加工工艺设计实用手册，P512表6-85（HB6130-86）。铸件基本尺寸在100-160之间，公差等级为CT8，则铸件尺寸公差值取1.8。未注明铸件圆角半径R3。2.2.2 基准的选择正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。 定位基准分为精基准、粗基准、辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面为定位基准（粗基准），在后续加工工序中，用已加工表面作为定位基准（精基准）。在制定工艺规程时，应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各加工加工出来，另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位做一辅助基准，用以定位。选择基准时，应遵守精确、简便的原则。粗基准的选择。对于箱体类零件应先加工面后加工孔再以面为基准加工孔。根据有关粗基准的选择原则（当零件有不加相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准。）先以前面1作为粗基准加工其它工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有几个不加工表面时，则应以与加工表面要求面，因为其它面与前面1都有同轴度和垂直度的要求,所以先选择其作为粗标准。精基准的选择。应遵循“基准重合及统一”原则，选择面积较大的平面或孔及其组合。因此应选择表面作为精基准，有利于夹紧及定位。2.3工艺规程的设计2.3.1 制定工艺路线零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其内容包括定位基准、确定夹紧方法、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等。设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。根据泵体零件为大批生厂，所以采用通用机床，配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为金属模，机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性。示意简图如下：图1-1 现确定工艺路线如下：方案一：工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准钻32H11孔、22孔。 刀具：麻花钻，机床：Z304016工序 以表面为基准镗2-48H8孔。 刀具：镗刀，机床：T61工序 以表面为基准钻，锪扩4-10孔，钻G3/8螺纹孔。 刀具:麻花钻、锪钻，机床：Z304016工序 以表面为基准钻16-H8孔，留余量。 刀具：麻花钻，机床：Z304016工序 以表面为基准钻12孔，留余量。铰12孔，攻螺纹G3/8孔。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥，机床：Z304016工序 以表面为基准钻6M8-7H孔。刀具：麻花钻，机床：Z304016工序 以表面为基准与泵盖配钻26T14孔、铰26T14孔。 刀具：麻花钻，机床：Z304016工序 以表面为基准镗32H11孔、22孔。 刀具：镗刀，机床：T61工序 以表面为基准铰2-48H8孔。 刀具：铰刀，机床：Z304016工序 以表面为基准精铣表面。 刀具：铣刀，机床：X52K工序 检查方案二：工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X51工序 以表面为基准镗2-48H8孔。 刀具：镗刀，机床：坐标镗床TGX4132B工序 以表面为基准钻16H8孔，留余量。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻32H11孔，22孔。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻，锪扩4-10孔，钻G3/8螺纹孔。 刀具：麻花钻、锪钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻12孔，留余量，铰12孔，攻螺纹G3/8。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥，机床：Z540A工序 以表面为基准钻6M8-7H孔。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准与泵盖配钻26T14孔，铰26T14。 刀具：麻花钻，铰刀,机床：Z540A工序 以表面为基准镗32H11孔, 22孔。 刀具：镗刀，机床：坐标镗床TGX4132B工序 以表面为基准铰2-48H8孔内壁，16H8孔。 刀具：铰刀，机床：Z540A工序 检查。以上所有刀具、机床选择均查找于机械制造工艺与夹具设计指导。2.3.2 工艺方案的比较与分析分析两套方案，不难看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的顺序明确、清晰；而第二套方案中第五部就铣了表面，而表面所要求的粗糙度为3.2，属于精度比较高的面，所以导致在接下来的工序中，难免会因为装夹、挂擦导致其精度降低，且在第二套方案中，钻孔步骤混乱，容易造成重复性装夹，浪费时间。但在第一套方案当中，工序和工序可排列在一起，从而减少换用机床时间，降低时间成本。改进的工艺如下：工序 铣表面，选用表面为粗基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 钻32H11孔, 22孔，以表面为基准。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。工序 镗2-48H8孔，以表面为基准。选用T616镗床，专用夹具，并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。工序 钻16H8孔，以表面为基准，需留余量。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。工序 钻4-10孔，锪20孔，钻G3/8螺纹底孔，以表面为基准。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、锥柄锪孔钻、中心钻，深度游标卡尺进行测量。工序 钻12孔，以表面为基准，需留余量，铰12孔，攻螺纹G3/8。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀、公制细牙机用丝锥，深度游标卡尺进行测量。工序 钻6M8-7H底孔，以表面为基准。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻，游标卡尺进行测量。工序 与泵盖配钻26T14孔，铰26T14孔，以表面为基准。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀，游标卡尺进行测量。工序 镗32H11孔, 22孔，以表面为基准。选用T616镗床，专用夹具，并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。工序 铰2-48H8孔内壁，16H8孔，以表面为基准。选用Z535钻床，专用夹具，并且使用套式机用铰刀，锥柄机用铰刀，游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X51铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 检查。第三章 工序设计3.1工序尺寸与毛坯尺寸的确定泵体零件材料HT200，生产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。根据机械加工工艺设计实用手册表6-90，P516，选择铸造精度CT9；再由表6-79，P510,查得铸造斜度3；未注明圆角半径R3。 铸件加工余量由机械加工余量与公差手册，表31，P78中选择等级F；铸件机械加工余量由表3-3，P80，单面为3.5mm，孔和双面为3mm；铸件尺寸公差查表3-6，P84。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：加工表面加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸（mm）粗糙度（um）工序余量（mm）最小最大铣端面铸件3.5CT8粗铣0.75IT116.30.561.55铣端面铸件 3.5 CT8粗铣0.75 IT116.30.721.55精铣0.09IT76.30.561.55铣断面铸件3.5 CT8 铣削0.75 IT116.30.561.65铣端面铸件3.5 CT8铣削 0.75 IT116.30.531.65铣端面铸件 3.5 CT8镗削 0.56 IT116.3 0.491.3钻、镗32H11孔铸件 CT8钻孔30IT12122.643.1镗孔 2.8 IT116.3 5.99.81钻、铰22孔铸件 CT8钻 15 IT1212 铰2 IT73.20.1290.28钻、镗2-48H8孔铸件 CT8钻 IT1212 镗3 IT73.22.9753.25钻、扩4-10孔铸件 CT8钻 8 IT1212扩 2 IT113.21.912.15钻、铰12孔铸件CT8钻10IT1212铰2IT113.21.892.15钻、攻G3/8螺纹孔铸件CT8攻4IT113.21.892.15钻6-M8-7H孔铸件 CT8钻 8 IT1212钻、铰26T14孔铸件CT8钻4IT1212铰2IT113.21.252.123.2 确定切削用量及时间定额3.2.1 工序:铣端面70mm加工要求：铣面77mm，表面粗糙度3.2um。机 床：X51立式铣床刀 具：硬质合金端面铣刀YG6,D=100,B=63，d=32，Z=4, =90计算铣削用量： 1） 铣削深度=4mm2） 每齿进给量 =0.3mm/z,表3-28，P108机械制造工艺手册3） 切削速度 查表3-30机械制造工艺手册，取V=1.5m/s即90m/min。根据刀具采用套式面铣刀，表5-43，P270机械制造工艺手册。=100，Z=4。则根据X51立式铣床说明P226附表4-16-1取=300r/min则实际切削速度 当=300r/min时，工作台每分钟进给量查附表4-16-2，P226取=400mm/min4) 切削工时的计算：由表7-7，P305机械制造工艺手册， 则： 查机械制造工艺设计手册表7-307-32，得到工件在铣床上所需辅助时间：T0.48+0.20+0.55+1.222.45min所以总计时间： 3.2.2 工序：镗2-48H8工件材料：HT200、金属型铸造加工要求：镗2-48H8孔，其内壁粗糙度为3.2机 床：T616镗床刀 具：刀具材料为硬质合金、YG8、刀杆尺寸为16mm25mm，长度为300mm查表3-22，P101，机械制造工艺设计手册，加工铸铁，f=0.1-0.2mm/r.根据T616卧式镗床主轴进给量。取f=0.145mm/r。根据有关手册，取V100m/min,则： 根据T616机床规格，查表4-7-1，P213, 机械制造工艺设计手册,选取镗削工时：由P299，表7-1，机械制造工艺手册查出 加工一个48H8孔所需时间： 加工两个48H8孔所需时间：查机械制造工艺设计手册，表7-337-34得到镗床上辅助时间min则，总时间 3.2.3 工序：钻6-M8-7H孔工件材料：HT200、金属型铸造加工要求：钻6-M8-7H孔，深度20mm机 床：Z535钻床刀 具：刀具材料为硬质合金钢、d=8mm,L=117,l=75，查表3-39，P119， 机械制造工艺设计手册，加工铸铁，当起硬度=200HB，钻头直径d=8时，f=0.22-0.28mm/r.根据Z535钻床主轴进给量。取f=0.25mm/r。查表3-41得，当进给量0.20.5mm/r，灰铸铁硬度200时，其钻头切削速度v=69m/min。则 按照Z535机床规格，。钻削工时：按照表7-5，P302, 机械制造工艺设计手册，查得公式为：则钻一个M8-7H孔所用工时： 钻6个M8-7H所需工时；查机械制造工艺设计手册表7-337-34得到在钻床上的辅助时间min则总加工时间 min第四章 夹具设计4.1 夹具的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。经与指导老师协商，由本人设计第I道工序。设计钻6-M8-7H工序的专用夹具，夹具用于Z535钻床。查阅表4-54-5-2,P209P210，机械制造工艺设计手册，得立式钻床尺寸，以便在设计专用夹具的过程中考虑夹具与钻床是否能够配合。刀具材料为硬质合金钢，参见P1010P1030机械加工工艺设计实用手册，表12-2512-34。4.1.1 夹紧方案及夹紧元件选择工件用U型压板压于夹具上，夹具通过气压产生两个向下的压力将工件夹紧，这样，在加工孔的时候，夹紧力与切削力方向一致，可减小夹紧力。并且由于夹紧力指向定位面，所以定位更加的可靠。根据工件具体的造型，在机床夹具设计手册，P376，选择U型压板。结构简图如下：图4-14.1.2 导向装置的选择： 选择钻套结构类型和主要尺寸，对于M8-7H孔，选择长型固定钻套，按照GB2262-80选择，其具体尺寸按照孔的加工大小自行选择。4.2 切削力与夹紧力的计算4.2.1切削力的计算铣削力的计算：见表1-2-7钻削切削力的计算公式，机床夹具设计手册P35，可得硬质合金刀钻削切削力计算公式： D钻头直径（mm）， D8mm；s每转进给量（mm）， s=0.25mm修正指数，按表1-2-8取， 1.03切削力： N4.2.2夹紧力的计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件手切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对加紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后保证夹紧可靠，在乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：=式中 -实际所需夹紧力（N）； W -在一定条件下，有静力平衡计算出的理论夹紧力（N）； K -安全系数。安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，见表1-2-1，机床夹具设计手册，P35。（考虑工件材料及加工余量均匀性得基本安全系数）取1.5，（加工性质）取1.2（粗加工），（刀具钝化程度）取1.0，（切削特点）取1.0（连续切削），（夹紧力的稳定性）取1.0（机动夹紧），（手动夹紧时的手柄位置）取1.0（操作方便），（仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况）取1.0（接触点确定）。所以 从夹具与工件接触和钻头工作条件来看，工件仅收到钻头带来的圆周方向的切削力，所以，只需要在圆周方向的摩擦力，即可以保证工件的稳定。夹紧力即是工件和压块之间的压力，方向垂直工件向下。由于，所以 (k为工件和压块表面间的摩擦系数)。4.2.3气压系统主要参数的计算4.2.3.1 活塞式汽缸 1 气缸内径与输出轴向力计算根据表1-5-28，P157， 。 p气缸工作压力（，表压）；气缸的机械效率，D0.1m时，0.80.9；d活塞杆直径（m）； R弹簧压力（N），R=C(L+S);L弹簧预压缩量（cm）； S活塞行程（cm）；C弹簧刚度（N/cm）， ； G弹簧材料的抗剪模量（）； 弹簧钢丝直径（cm）弹簧平均直径（cm）； 弹簧外圆直径（cm）n弹簧有效圈数。单向作用气缸简图：图4-2且通过表1-5-28可得: R=C（L+S） C=2.5 L=1.5cm s=5.2cm 则 R=20.5 设各铰链的效率为0.98 气缸效率 0.88 通过夹紧力预算推力为P= 根据，表选用p=0.5Mpa P=3574 带入上面的公式2 计算D值时，活塞杆直径d上为预定则 d=（）D 则 d=24mm 。弹簧的确定：查机械设计手册，表25-10（GB2089-80） 弹簧材料直径为6mm，中径50mm 节距=16.5mm，一圈弹簧工作极限负荷下的变形量 f=9.4，最大，自由高度，H=52260，有效圈数n=2.514.5，单圈弹簧质量 0.0314kg参数活塞杆直径 活塞杆长度内容确定 d=（）D 按结构需要验算 时，即d 选用杆的材料为45钢 d=0.0061 合理选L=2 则合理表中：P活塞杆承受的轴向压力 活塞杆材料的许用应力 E活塞杆材料的弹性模量 A活塞杆的横截面积； m与气缸安装方式有关的安装系数，见表 1-5-31； n安全系数，一般取n=24,有冲击时取n=610; 承受压力时，活塞杆的最大安全长度。值可用公式算得，几可从表1-5-32查出3 气缸筒壁厚的确定与验算由于设计为专用气缸设计，其壁厚可按表1-5-33选取，D=190 t=14 (铸铁HT1533) 必要时按下式进行强度计算： 得出t在合理范围内，可以采用。式中： t气缸筒壁厚（mm）; p最高工作压力（Pa）; D气缸筒直径（mm）; 气缸筒材料的许用应力,见表1-5-34。4 缸进排气口螺孔直径的确定气缸进排气口螺孔的大小与空气消耗量（缸径、活塞杆直径、活塞的平均速度等）及供气压力均有关系，故难于精确计算，可由表1-5-27按缸径D查得。5 连接螺栓直径的确定与验算现根据螺栓材料与载荷，按表1-5-35初定螺栓直径d，再按下式计算： 又 ，取n=7，所以M8的螺栓需要7个。式中气缸的有效截面面积（）; p气缸的工作压力（a）;螺栓材料的抗拉强度（a）;x许用应力与抗拉强度之比，取x=;n螺栓数目；4.2.3.2 气缸的密封气缸中需要密封的有以下各对零件之间：气缸筒与气缸盖，活塞与活塞杆，气缸筒与活塞.活塞杆与气缸盖。常用的密封形式见根据，表-。在动密封中，型密封圈和型密封圈应用最为广泛。因为型密封圈的滑动接触面长度适中，摩擦阻力不大，密封性能好；采用形密封圈时。结构简单，摩擦阻力最小。由于接触面积小回降低密封性能，必要时适当增加密封圈数量以提高密封圈性能，所以选择型4.3 夹具零件4.3.1 固定式定位销.( GB2203-80)（1）材料：D 按GB1298-77 碳素工具钢技术条件；D18mm20按GB699-65优质碳素结构钢钢号和一般技术条件。（2）热处理：T8 HRC 5560； 渗碳深度0.81.2mm， HRC 5560 。（3）其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件条件。图4-34.3.2.螺栓(GB 5782-86摘录)选用螺栓分别为M8，M12，查机械设计课程设计手册，均为A级，技术条件如下：力学性能等级为610级，螺纹公差6g，表面处理为氧化。相关尺寸如图所示。其中M8的图型为简画法。图4-44.3.3螺母.(GB6170-86 M12 A级)螺纹规格D=M12,性能等级为04,不经表面处理.公差等级为6H.尺寸如图所示.图4-54.3.4 垫圈:(GB97.1-85摘录)查机械设计课程设计手册，表3-21:选平垫圈A级性能等级为140HV级，不经表面处理的小垫圈。图4-64.3.5 镗套. (GB2262-80)（1） 材料：20按GB699-65优质碳素结构钢钢号和一般技术条件；HT20-40按GB976-67灰铸铁牌号及机械性能。（2） 热处理：20渗碳深度0.81.2mm HRC5560；HT20-40粗加工后进行时效处理。（3） d的公差带为H6时，当D85mm，0.005mm；D85mm, =0.01mm, D的公差带为H7时，0.010mm。（4） 油槽锐角磨后倒钝。（5） 其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件.图4-74.3.5标准型弹簧垫圈（GB-859-87）材料65Mn 表面氧化的标准弹簧垫圈图4-84.4 定位误差的分析机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。在这些因素中，有一项因素与机床家具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。参阅机床夹具设计手册，P24表1-1-12。 （1-1）式中：-与机床夹具有关的加工误差； -与工序中除夹具外其他因素有关的误差； -工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： （1-2）式中：-夹具相对于机床成型运动的位置误差； -夹具相对于刀具位置的误差； -工件在夹具中的定位误差； -工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差； -夹具磨损所造成的加工误差。由式（1-1）可知，使夹具夹紧工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求的情况下，留给加工过程中其他误差的因素的比例大一些，以便较容易的控制加工误差。由（1-2）式可知，正确地计算出工件在夹具中的定位误差和减小其他各项误差，是设计夹具时必须认真考虑的重要问题之一。由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差称为定位误差,以表示在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动，因此可以任务加工表面的位置时固定的。在这种情况下，加工表面对其工序基准的位置误差，必然是工序基准的位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大变动量，即工序基准位置的最大变动量在加工尺寸方向上的投影。从零件上分析，零件是通过两孔一平面定位。其结构简图如下： 图4-9选择的两个孔的配合分别是和0.021+00.021 0.0150.001-0.021-0.02由公式 表1-1-12，P25,机械夹具设计手册。推出 4.5 夹具设计与操作的简要说明 4.5.1 夹具的组成（1） 定位装置定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使加工时相对于刀具及切削成形运动出于正确的位置，如我设计中所采用的圆销、开口销等。（2）夹紧装置 其作用是为了将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程当中不因受到重力、惯性力及切削力等外力作用下产生位置偏移，同时可以减小震动。如我设计中采用的U型压块、杠杆、气
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