夹具实体设计

1、第一章 零件的分析一.零件的作用题目所给的零件是一个壳体，它是用于液压泵中，主要是起着装载各部分液压泵零件，以及让这些零件能按照人们的要求正常工作。二.零件的工艺分析按照零件的工艺要求以及工作要求，选取零件的材料为KTH35010，可锻铸铁有较高的韧性和强度，能用于承受较高的冲击，振动及扭转负荷下的进行工作。为此一下是壳体需要加工的表面及加工表面之间的要求。1. 上下两端面粗糙度为12.5。2. 侧面槽44×28mm的粗糙度为12.5。3. 内孔48mm的内壁粗糙度为6.3。4. 内孔30mm的内壁粗糙度为6.3。第二章 工艺规程的设计一. 确定毛坯1. 确定毛坯种类零件材料为KTH

2、350-10,考虑零件在运行中受到的冲击力小，零件结构复杂生产类型为大批量生产，故宜选用金属型铸造，查机械加工工艺设计简明手册P516 ,选用可锻铸铁尺寸公差等级为C78，本设计中选用8级。2. 确定铸件加工余量及形状查机械加工工艺设计简明手册P509，可知孔径小于10mm的铸件将不予铸出。孔径大于10mm时，查机械加工工艺设计简明手册P517，可知：铸件加工余量与工艺余量是为了机械加工时能满足最后精度要求而具有足够被切削的材料量，一般按照 e=CAA 公式计算 式中e余量值 A铸件的最大尺寸（mm） A加工表面最大尺寸（mm） C系数；由于本设计中零件为组建且为大批量生产，则加工顶面时C=0

3、.65，加工侧表面及地面时C=0.45.铸件中孔30mm的加工余量e=0.45×89×662.13mm上表面的加工余量e0.65×89×893.13mm铸件中84mm下表面加工余量e0.65×89×843.10mm上表面孔的加工余量e0.45×89×40=1.92mm3. 绘制铸件毛坯图（见附图）二. 加工工艺规程的设计（一）选择定位基准1. 粗基准的选择以零件的上表面作为粗基准加工84mm的下表面，以27.86mm的孔的轴线为辅助基准。2. 精基准的选择考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原

4、则和“基准统一”原则，以粗加工后的地面作为主要的定位精基准，以27.86mm的孔的轴线作为辅助定位精基准。（二）制定工艺路线 根据零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的要求等技术要求，以及技工方法所能达到的经济精度，除此之外还应当考虑到经济效果，以便生产成本尽量降低。查机械加工工艺设计简明手册P404，可知选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 对铸件进行时效处理，消除内应力。工序 对铸件进行整形。工序 粗铣上表面，以下表面为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具。工序 粗铣下表面，以上表面为精基准，采用X51立式铣床加专用夹具。工序 以下表面为精基准，钻上表面的孔，采用Z535立式钻床加专用

5、夹具。工序 粗铣侧表面槽，以30mm的孔的轴线为基准，保证尺寸为44mm×28mm，采用X51立式铣床加专用夹具。工序 钻44mm×28mm侧表面槽上的孔。保证尺寸为8mm，孔深度30mm。 钻2×4mm（要加工内螺纹的孔）的两个以8mm轴线对称的孔，以上表面12mm的轴线为粗基准，采用Z535立式钻床加专用夹具。工序 扩侧表面槽上的孔8mm，保证尺寸为12mm，深度为8mm，以上表面孔12mm的轴线为基准，采用Z535立式钻床加专用夹具。工序 扩30mm×30mm侧表面孔10.08mm以上表面孔12mm的轴线为粗基准。 扩30mm×30mm侧

6、表面孔12mm，保证尺寸为20mm，深度为12mm，采用Z535立式钻床加专用夹具。工序 钻下表面四个孔，保证尺寸为4×7mm，以下表面为精基准，以30mm的轴线为辅助基准，采用Z535立式钻床加专用夹具。工序 扩27.86mm的孔至尺寸为30H7，以下表面为精基准，以轴线为辅助基准。扩30H7mm的孔至尺寸为48H7mm，以下表面为精基准，以轴线为辅助基准。采用Z535立式钻床加专用夹具。工序 锪平上表面对应的下表面的沉孔，保证尺寸为6×14mm。以6×7mm的轴线为基准。采用Z535立式钻床加专用夹具。工序XIII 锪平下表面对应的上表面的沉孔，保证尺寸为4&

7、#215;16mm。以4×7mm的轴线为基准。采用Z535立式钻床加专用夹具。工序XIV 攻上表面内孔螺纹，保证尺寸为M6。以30mm的轴线为基准。采用Z535立式钻床加专用夹具。工序XV 攻侧表面槽两个内孔螺纹，保证尺寸为2×M6。以该侧表面的轴线12mm为基准。采用Z535立式钻床加专用夹具。工序XVI 钳各个倒角，保证尺寸为C2，及去毛刺。工序XVII 终检。（三）机械加工余量，工序尺寸及公差的确定1. 内圆柱供需尺寸：前面根据资料，已经初步确定各个内圆柱面的加工总余量，可见在确定各表面的加工工序的余量如下：圆柱面的加工余量：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表

8、面粗糙度6×7钻136×72512（上表面）钻1.92131225M6钻13425攻螺纹2.0010M66.38（侧表面槽）钻1382512（侧表面槽）扩4.0101212.512（另侧面槽）钻1.9213122520（另侧面槽）扩8.0112012.54×7钻124×712.56×12锪136×14254×16锪134×162530H7铸CT827.86±0.825扩2.147306.348H7铸CT830625扩20.147486.3平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序基本偏差10

9、铸件1.6CT8±0.830粗铣上表面3.1381140粗铣下表面3.1081360铣侧表面槽5.02811±0.065（四）.工件切削用量及时间定额工序II 钳铸件完成时，有飞边，毛刺等，去飞边，毛刺。工序III 粗铣上表面，以零件上表面为粗基准。1. 加工条件工件材料：KTH35010，350MP铸造。加工要求：粗铣上端面，加工余量3.13mm;保证工件厚度8。机床：X51立式铣床；刀具：查课程设计指导书P99，可知刀具为YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90mm,深度ap6mm,齿数z=12,故根据机械加工工艺设计简明手册P1080，取刀具直径d0=125mm。根据切

10、削用量手册表3.16，选择刀具前角00°后角08°，副后角0=10°，刃倾角s=10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副偏角Kr=5°。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择背吃刀量为ap=3.13mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量要求不高，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削用量手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw，据机械加工工艺设计简明手册，查得： fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0

11、.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削用量手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据机械加工工艺设计简明手册）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削用量手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap3.13mm，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为： kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：v=×其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据课程设计指导书P94，选择主轴转速nc=380

12、r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=149.15m/minf zc=v fc/ncz=390/380×12 mm/z=0.09mm/z5)校验机床功率 根据机械加工工艺设计简明手册P1260，可知n380/606.33r/s,根据机床使用说明书，可知：主轴允许功率Pcm=92.4×10×d×a×f×a×z×n×k 92.4×10×125×72×0.18×3.13×6.33×11.0

13、45kw查课程设计指导书P94，可知，P4.5kw，而PP×4.5×0.753.375kw，则其切削所消耗得功率远远小于机床功率，故校验合格。最终确定:ap=3.13mm，nc=380r/min，vf=390mm/s，vc=149.15m/min，fz=0.09mm/z。6）计算基本工时 查课程设计指导书P132，可知基本时间计算公式： tm 式中 d铣刀直径 25mm由上可知：l=89mm,a=72mm,d=125mm,f=0.09mm/z,z=12,=3.5mm,mm则：tmmin工序IV 粗铣下表面，以上表面为基准，保证厚度为8mm切削用量与时间定额及其计算过程同工序

14、III一样。工序V 钻上表面孔6×7mm和为加工内螺纹做准备的孔4mm,以及孔12mm，以下表面为精基准。1. 选择钻头 根据课程设计指导书P108和机械加工工艺设计简明手册P1020，可知选择高速钢麻花钻钻头，粗钻6×7mm时do=7mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o16°，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=1.2mm,棱带长度，°，° 2.选择切削用量 （1）确定进给量按加工要求确定进给量：查课程设计指导书P108，可取， （2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查机械加工工艺设计简明手册）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削用

15、量手册表2.30，切削速度计算公式为： （m/min）其中，查得修正系数：，=，故实际的切削速度： （4）检验机床扭矩及功率查切削用量手册表2.20，当f0.26, do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。查机械制造工艺与机床夹具P341,钻头消耗功率：Pc=（kw）。 查课程设计指导书P91，可得，则，则其所得的切削消耗的功率小于机床的功率，故检验合格。机床主轴转速：查课程设计指导书P91，可取主轴转速n=1100r/min。最终确定： 3、计算工时式中 钻盲孔时 由上可知取2.5以上数据代入公式得：4、

16、钻4mm和12mm的孔切削用量与时间定额及其计算过程与上面相同工序VI 粗铣侧表面槽，以30mm的孔的轴线为基准，保证尺寸为44mm×28mm，深度为5mm。1. 刀具选择：查机械加工工艺设计简明手册P1071，可选 铣刀为莫氏锥柄立铣刀，d=28mm 总长l=147mm 齿数z=6。2. 机床：X51立式铣床。3. 根据课程设计指导书P103，可选取 ,现采用立式铣床，根据课程设计指导书P94，可选取，故实际切削速度：当时，工作台每分钟的进给量应为：查课程设计指导书P94，可选取4. 计算切削工时：查课程设计指导书P94，可知：式中 ，取将以上数据代入公式：工序VII 钻侧表面槽上

17、的孔8mm，和两个要加工螺纹的孔4mm。1. 刀具选择：查机械加工工艺设计简明手册P1021，可取钻头直径d=8mm,棱带长度L=37mm,总长l=79mm，横刃长度k1.35mm, °，°，的高速钢短柄麻花钻。2. 选择切削用量（1）.确定进给量按照加工要求确定进给量，查课程设计指导书P108，可选取。（2）. 后刀面最大磨损限度（查机械制造工艺设计简明手册）为0.6mm，寿命（3）.切削速度查切削用量手册切削速度计算公式：其中 ，查得修正系数：，=，故实际的切削速度：（4）.检验机床扭矩及功率查切削用量手册当 do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故

18、MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。.查机械制造工艺与机床夹具P341,钻头消耗功率：Pc=（kw）。 查课程设计指导书P91，可得，则，则其所得的切削消耗的功率小于机床的功率，故检验合格。机床主轴转速：查课程设计指导书P91，可取主轴转速n=1100r/min。最终确定： ，3、计算工时式中 钻盲孔时 由上可知取2.5以上数据代入公式得：4.加工2×4mm的两个对称孔切削用量与时间定额及其计算扭矩的过程和上面相同。工序VIII 扩侧面槽上的孔8mm，以上表面孔12mm的轴线为基准，保证尺寸为12mm，深度为8mm。1. 查机械加工工艺设计简明手册P1

19、036，选取12mm的标准硬质合金扩孔钻，总长度L182mm，棱带长度K101mm，。2. 查机械加工工艺设计简明手册P1322，选取扩孔进给量为，并由机床说明书最终确定。根据资料，切削速度，其中用钻头钻同样实心孔的切削速度，又则根据课程设计指导书P91，选取3、计算工时式中 钻盲孔时 由上12mm为盲孔可知取0。以上数据代入公式得：工序IX 扩30mm×30mm侧表面上的孔10.06mm，保证尺寸为 12mm，深度为36mm，扩30mm×30mm侧表面上的孔12mm至尺寸为20mm,深度为12mm。切削用量与时间定额及其计算扭矩的过程和工序VIII相同。工序X 钻下表面4

20、×7mm的孔切削用量与时间定额及其计算扭矩的过程和工序V相同。工序XI 扩孔27.86mm，以下表面为加工基准，保证尺寸为30H7mm的通孔。1. 查机械加工工艺设计简明手册P1036，选取30mm的标准硬质合金扩孔钻，总长度L296mm，棱带长度K175mm，2. 查机械加工工艺设计简明手册P1322，选取扩孔进给量为，并由机床说明书最终确定。根据资料，切削速度，其中用钻头钻同样实心孔的切削速度，又则根据课程设计指导书P91，选取3. 计算工时式中 钻盲孔时 由上12mm为盲孔可知取2.5mm。以上数据代入公式得：4. 扩孔30mm，以下表面为加工基准，保证尺寸为48H7mm的通孔

21、。.查机械加工工艺设计简明手册P1037，选取48mm的标准高速钢扩孔钻，总长度L369mm，棱带长度K220mm，.查机械加工工艺设计简明手册P1321，选取扩孔进给量为，并由机床说明书最终确定。根据资料，切削速度，其中用钻头钻同样实心孔的切削速度，又则根据课程设计指导书P91，选取3、计算工时式中 钻盲孔时 由上12mm为盲孔可知取0。以上数据代入公式得：工序XII 锪平上表面对应的下表面的六个沉孔。以6×7mm的轴线为基准，保证尺寸为6×14mm。1. 刀具选择：查金属切削手册P7-64，可取D14mm的带导杆直柄端面锪钻z4。2. 选择切削用量.确定进给量 根据加工

22、要求确定进给量，查切削用量手册可选取确定钻头磨损标准与寿命查切削用量手册选取前刀面最大磨损量为0.6mm，寿命为T45min。.切削速度 根据资料切削速度，其中用钻头钻同样实心孔的切削速度，又则根据课程设计指导书P91，选取3.计算工时，查课程设计指导书P117，可知：式中以上数据代入公式得：工序XIII 锪平下表面对应的上表面的4×16mm的沉孔 切削用量与时间定额及其计算过程和工序XII相同。工序XIV 攻上表面M6的内螺纹孔，以30H7mm的轴线为基准，保证尺寸为M6×1。1. 机床的选择：Z525。2. 刀具选择：丝锥M6，P1mm。3. 切削用量选择：，机床主轴转

23、速为，查课程设计指导书P91，选取，则实际的切削速度为。4. 计算工时：工序XV 攻侧表面槽上2×M6的内螺纹孔，以该表面 12mm的孔的轴线为基准，保证尺寸为2×M6。切削用量与时间定额及其计算过程和工序XIV相同。第三章 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，提高工件精度，需要设计专用的夹具。经过老师悉心的指导，决定在第十一道工序扩27.86mm至30H7mm设计专用加工夹具。本夹具将用于钻床，刀具为扩孔钻头。一.问题的提出本夹具主要用于扩孔，使零件加工精度得以保证，由于本道工序的加工表面精度是整个零件精度要求中精度最高的一道。所以本道工序主要考虑如何

24、提高精度，降低基准误差，在此基础上能一定程度上提高劳动效率，降低劳动强度。二.夹具的设计1. 定位基准的选择考虑道工序的结构，可以采用工序基准与定位基准重合，即“基准重合”原则的定位方式加工。如果以上表面作为定位基准，由于工序基准与定位基准不重合，容易引起较大的误差。因此，采用以下表面作为定位基准。2. 钻套的设计为了保证加工精度，和加工时不至于钻头偏斜，故在扩孔时需要设置一钻套来引导钻头扩孔。.钻套的选择钻套内径与刀具之间应保证由一定的间隙，以防止刀具发生卡住或者咬死。一般根据刀具和工件加工精度要求选取钻套孔的公差，对于钻孔和扩孔宜用F7，本道工序中，钻套与刀具的配合按照基孔制排和选取，选择

25、H7/f7。钻套的尺寸由手册查得30扩孔钻按照GB114184，查得尺寸为 ，即扩孔钻的最大极限尺寸为29.98mm，故扩孔时用的引导孔内径为30F7（）。查课程设计指导书P181，绘制钻套零件（见夹具图）3. 定位销的选择查机械夹具设计手册P178，可选取GB220380固定式定位销，本夹具中选择的定位销为削边销。在本夹具中定位销选取g6制造，与夹具体孔配合为H7/g6.4. 计算定位误差分析定位质量由已知加工孔30mm时以下表面为工序精基准，以下表面4×7mm其中的一个孔作为加紧定位，一个作为定位孔，两个孔的中心距离为76。.确定定位销中心距及尺寸误差取，故定位销中心距为76±0.025mm，查机械制图P261，可取其中一个孔的定位用第三系列螺栓M7×1粗牙。查得机械加工工