汽车刹车泵壳体加工工艺及钻2×φ13孔夹具设计

零件的分析全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1零件的作用题目给的是汽车刹车泵壳体，主要以沿厚度均匀分布的中面应力，而不是以沿厚度变化的弯曲应力来抵抗外荷载。壳体的这种内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度，从而具有更大的承载能力1.2零件的工艺分析汽车刹车泵壳体共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：以Φ22H9孔为中心的一组加工表面这一组加工表面有：Φ36端面、Φ36外圆、Φ35外圆、Φ31槽、Φ27槽、Φ25H11孔、Φ22H9孔、M10×1螺纹等。以尺寸162为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：Φ21端面、2-Φ13孔、Φ15.5端面、Φ8.4孔、M5螺纹、Φ4孔、Φ5孔、Φ23端面、M12×1螺纹这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第二组面，再以第二组加工表面和端面为基准加工另外一组加工面。第2章加工工艺规程2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。2.2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。2.2.1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。由粗基准选择原则及汽车刹车泵壳体零件图知，选择壳体Ф32外圆作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则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。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。由精基准选择原则及汽车刹车泵壳体零件图知，选择壳体底面和两个Ф13孔作为定位精基准。2.3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。最终工艺方案如下：工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣底面工序04：钻2×Φ13孔工序05：车Φ35端面、Φ36外圆、Φ35外圆、Φ31槽工序06：粗车、半精车、精车Φ22H9孔；车Φ25H11孔；车27槽、倒角°工序07：车Φ21端面工序08：铣Φ15.5端面工序09：铣Φ23端面工序10：钻Φ5孔；扩、攻M12×1螺纹工序11：钻、攻M10×1螺纹工序12：钻、攻M5螺纹；锪平Φ8.4孔；钻Φ4孔工序13：磨Φ22H9孔工序14：去毛刺工序15：检验至图纸要求并入库2.4确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.底面的加工余量查《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CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。2.2×Φ13孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步钻削方可满足其精度要求3.Φ35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=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。4.Φ24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=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。5.Φ36外圆的加工余量查《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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。6.Φ35外圆的加工余量查《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=0.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。7.Φ31槽的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工槽的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。8.Φ22H9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CT8级，表面粗糙度Ra为0.4。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，四步加工（即粗车、半精车、精车、磨）方可满足其精度要求。Φ25H11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=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。Φ27槽的加工余量查《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=1.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。Φ21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=1.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。Φ15.5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=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。Φ23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=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。Φ5孔；M12×1螺纹的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，先钻Φ5孔，然后再扩M12×1螺纹底孔Φ11、再攻M12×1螺纹即可方可满足其精度要求。M10×1螺纹的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，先钻M10×1螺纹底孔Φ9、再攻M10×1螺纹即可方可满足其精度要求。M5螺纹；Φ8.4孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，先钻M5螺纹底孔Φ425、然后再攻M5螺纹、再后锪平Φ8.4孔即可方可满足其精度要求。Φ4孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步钻销即可方可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序03：铣底面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：钻2×Φ13孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工序05：车Φ35端面、Φ36外圆、Φ35外圆、Φ31槽工步一：车Φ35端面1、切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.0mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm×25mm、≤3mm、工件直径为0～100mm时，=0.1～0.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.27mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为=760×1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.27mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=160m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48.5m/min≈441r/min按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=460r/min则实际切削速度=48.5m/min5）校验机床功率由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=460r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。<，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.0mm，=0.27mm/r，=460r/min，=96.9m/min2、确定粗车Φ35端面的基本时间，式中=39mm，=18mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步二：车Φ36外圆的基本时间，式中=13mm，=1.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步三：车Φ35外圆的基本时间，式中=8mm，=0.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步四：车Φ31槽的基本时间，式中=4mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工序06：粗车、半精车、精车Φ22H9孔；车Φ25H11孔；车27槽、倒角工步一：粗车Φ18孔至Φ21的基本时间，式中=149mm，=1.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步二：半精车Φ21孔至Φ21.6的基本时间1、=0.3mm2、=0.15mm/r3、=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min=610r/min4、确定基本工时，式中=149m，=0.3mm，=0mm，=0mm，=0.15mm/r，=610r/min,=1则工步三：精车Φ21.6孔至Φ21.8的基本时间1、=0.1mm2、=0.1mm/r3、=1800.80.650.811.15m/min≈87.2m/min=760r/min4、确定基本工时，式中=149m，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.1mm/r，=7600r/min,=1则工步四：车Φ25H11孔的基本时间，式中=7mm，=1.6mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步五：车27槽的基本时间，式中=2mm，=1.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工步六：倒角工序07：车Φ21端面，式中=21mm，=0mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1则工序08：铣Φ15.5端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序09：铣Φ23端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序10：钻Φ5孔；扩、攻M12×1螺纹工步一：钻Φ5孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Φ5孔至Φ11利用扩孔钻将Φ5孔至Φ11，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：攻M12×1螺纹选择M12mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.5mm/r398r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工序11：钻、攻M10×1螺纹工步一：钻M10×1螺纹底孔Φ9确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：攻M10×1螺纹选择M10mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.05mm/r354r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工序12：钻、攻M5螺纹；锪平Φ8.4孔；钻Φ4孔工步一：钻M5螺纹底孔Φ4.25确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：攻M5螺纹选择M5mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.375mm/r382r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工步三：锪平Φ8.4孔1.选择钻头选择高速钢锪刀，其直径d=8.4mm2．选择切削用量（1）选择进给量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。（2）计算切削速度根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，,切削速度的修正系数为：，，，，故根据Z525型钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=545r/mm，。3．计算基本工时工步四：钻Φ4孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序13：磨Φ22H9孔机床内圆磨床M21101)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，砂轮尺寸为450380520切削用量的选择式中：n工件每分钟转速（r/min)磨轮行程长度，mmZ--单边加工余量考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1--轴（纵）向进给量（mm/r）--双行程磨削深度进给量（mm/双行程）查《机械加工工艺手册》表33-42有主轴转速n=600r/min工作台移动速度＝6.0m/min切削深度Z＝0.1mm进给量=0.0015mm/双行程3)切削工时

第3章钻床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。有老师分配的任务，我被要求设计钻孔和钻、攻螺纹的钻床夹具设计。3.1问题提出钻2×Φ13孔，以底面和Φ35端面及Φ15.5端面为定位基准，钻2×Φ13孔，由上面的工艺路线知，属于精基准定位。3.2定位分析钻2×Φ13孔，以底面为主要定位基准，采用底面和Φ35端面及Φ15.5端面定位，对应的定位元件为支承板和挡销。定位分析如下，支承板与底面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；支承板与Φ35端面配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动；挡销与Φ15.5端面配合定位，限制一个自由度，即Y轴移动。3.3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，以底面定位加工Φ13孔时，底面与支承板接触好，=0。≠0、≠0时，造成定位误差的原因是相互独立的因素时(、、等)，应将两项误差相加，即3.4切削力的计算与夹紧力分析计算切削力如下：查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由钻Φ38孔的工时计算知，，=0.2mm/r，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即4.2计算夹紧力所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查参考文献2，P92，表3-16螺母的夹紧力为