机械制造技术课程设计-机油泵传动轴支架加工工艺及铣K面大端面夹具设计

课程设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411课程名称：机械制造工艺学学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：年级：20级任课教师：201年月日目录10740第1章零件的分析 1264051.1零件的分析 1104441.2零件的加工表面 134461.3结构工艺性分析 111362第2章计算生产纲领、确定生产类型 3143792.1生产纲领 348872.2生效率分析 381072.3生产类型 310171第3章毛坯的制造方法 5156733.1确定毛坯的制造形式 5251033.2定位基准选择 535983.2.1粗基准的选择原则 569763.2.2精基准选择的原则 6240763.3制定工艺路线 6155343.4确定各加工表面的毛坯余量 7146333.5计算时间定额 813757第4章铣床夹具设计 15297914.1专用夹具的提出 15274284.2定位分析 15125514.3分析计算定位误差 15231034.4切削力和夹紧力的计算 1616803总结 1810048参考文献 19零件的分析1.1零件的分析题目所给的零件是机油泵传动轴支架，它位于传动轴的端部。主要作用是支承传动轴，连接油口，起到固定机油泵的作用。是拖拉机里用到的最普追的零件之一。它结构简单，体积也较小，属叉袈类零件。其中专32孔要与轴配合，要求精度较高。图1-1机油泵传动轴支架1.2零件的加工表面机油泵传动轴支架的所有加工表面现分述如下：1.机油泵传动轴支架K面，粗糙度Ra6.3

2.机油泵传动轴支架Φ52端面，粗糙度Ra12.5机油泵传动轴支架Φ32，粗糙度Ra3.2机油泵传动轴支架2Φ8，粗糙度Ra3.2机油泵传动轴支架3Φ11孔，粗糙度Ra12.5机油泵传动轴支架Φ11斜孔，粗糙度Ra6.31.3结构工艺性分析零件的结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性与经济性。零件结构工艺性审查如下所述：1.避免设置倾斜的加工面，以便减少装夹次数。2.改为通孔或扩大中间孔可减少装夹次数，保证孔的同轴度。3.被加工表面设置在同一平面，可一次走刀加工，缩短调整时间。4.锥度相同只需作一次调整。5.轴上的沉割槽、键槽或过渡圆角应尽量一致，以减少刀具种类。6.底部为圆形弧，只能单件垂直进刀加工，改为平面可多件连续加工。7.需多刀加工的零件，各段长度应相近的整数倍，铣刀按间距设置，刀架移动即可。8.避免内表面、内凹面的加工，利于提高效率，保证精度。9.加工螺纹时应留有退刀槽，或具有螺纹尾扣，以方便退刀。10.加工多联齿轮或插键槽时应留有空刀。11.将支承面改为台阶式，将加工面铸出凸台、保留精加工面的必要长度，以减少加工面，提高效率，保证精度。12.避免在斜面上钻孔，避免钻头单刃切削，防止刀具损坏和孔中心偏斜。13.避免深孔加工，改善排屑和冷却条件。14.刀具应易于加工切削部位，避免采用接长钻头等非标准刀具。计算生产纲领、确定生产类型2.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率2.2生效率分析

1）标准工时：标准工时=标准作业时间+辅助时间

a\标准工时：标准工时=生产一个良品的作业时间。b\标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时×（1+宽放率）c\工厂使用的宽放率一般在10%～20%，对一些特殊的工种，如体力消耗较大的工种，宽放率可适当放宽一些d\正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2生产率＝（产出数量×标准工时）÷（日工作小时×直接人工数）×100%

2.3生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1.单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2.成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3.大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表1-1。表1-1：生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000机油泵传动轴支架零件图重要远小于100Kg，属于轻型零件，年生产量4000件，由上表知，属于中批量生产。毛坯的制造方法3.1确定毛坯的制造形式机油泵传动轴支架零件材料为HT200，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。3.2定位基准选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、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。3.2.1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。由以上及零件知，选用机油泵传动轴支架Φ52后端面和Φ32毛坯孔作为定位粗基准。3.2.2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。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。3.3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。工艺路线方案：工序01：金属型浇注工序02：时效处理163～229HBW工序03：铣Φ52前端面工序04：铣Φ52后端面工序05：粗镗、精镗Φ32；孔口倒角C1.5工序06：铣K面工序07：钻、铰2Φ8孔；锪Φ1090°工序08：钻3Φ11孔工序09：钻Φ11斜孔工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：包装、入库3.4确定各加工表面的毛坯余量1.机油泵传动轴支架Φ52端面，表面粗糙度为Ra12.5，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=2.0mm，一步铣削即可满足其精度要求。2.机油泵传动轴支架K面，表面粗糙度为Ra6.3，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=2.0mm，一步铣削即可满足其精度要求。3.机油泵传动轴支架Φ32孔，表面粗糙度为Ra3.2，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=1.5mm，两步镗削即粗镗——精镗方可满足其精度要求。粗镗单边余量Z=1.3mm精镗单边余量Z=0.2mm4.机油泵传动轴支架2Φ8孔，表面粗糙度为Ra3.2，因孔尺寸不大，故采用实心铸造，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—9，首先钻孔至Φ7.8，再铰Φ7.8孔至Φ8。5.机油泵传动轴支架3Φ11孔，表面粗糙度为Ra12.5，因孔尺寸不大，故采用实心铸造，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表1.4—7，一步钻削即可满足其精度要求。6.机油泵传动轴支架Φ11斜孔，表面粗糙度为Ra12.5，因孔尺寸不大，故采用实心铸造，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表1.4—7，一步钻削即可满足其精度要求。7.机油泵传动轴支架上其他的不加工表面，要求不高，铸造即可满足其要求。3.5计算时间定额工序03：铣Φ52前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，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Ra12.5，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立式铣床X52K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＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工序04：铣Φ52后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，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Ra12.5，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立式铣床X52K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＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时——工作台直径工序05：粗镗、精镗Φ32；孔口倒角C1.5工步一：粗镗Φ32所选刀具为YT5硬质合金镗刀1.确定切削深度2.确定进给量根据表1.5，=0.02～0.18mm/r按坐标镗床T4240的进给量（表4.2-21），选择=0.12mm/r3.确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=150，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则47m/min≈474r/min按坐标镗床T4240上的转速，选择4.基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=1.3mm，=42mm，=4mm，=0，=0.12mm/r,，工步二：精镗Φ32所选刀具为YT5硬质合金镗刀1.确定切削深度2.确定进给量根据表1.5，=0.02～0.18mm/r按坐标镗床T4240的进给量（表4.2-21），选择=0.09mm/r3.确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=200，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则63m/min≈627r/min按坐标镗床T4240上的转速，选择4.基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.2、mm，=42mm，=4mm，=0，=0.09mm/r,，工步三：孔口倒角C1.5工序06：铣K面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，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立式铣床X52K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＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时=0.5+(d-)=1～3——工作台的水平进给量（mm/min）——工作台的垂直进给量（mm/min）——铣削宽度（垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）——铣削深度（平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）d——铣刀直径（mm）=0.5+(d-)=0.5+(30-)=13.9mm，走刀次数工序07：钻、铰2Φ8孔；锪Φ1090°工步一：钻孔至Φ7.8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 工步二：铰Φ7.8孔至Φ8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则机动工时为工步三：锪Φ1090°工序08：钻3Φ11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=3则机动工时为 工序09：钻Φ11斜孔确定进给量：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 铣床夹具设计由指导老师的分配，决定设计工序06：铣K面的铣床夹具。4.1专用夹具的提出本夹具主要用于铣K面，粗糙度为Ra6.3，精度要求一般，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，K面精度则不予考虑。4.2定位分析选用机油泵传动轴支架Φ52后端面、Φ32孔和Φ8孔下端面定位，定位分析如下：1.机油泵传动轴支架Φ52后端面作为第一定位基准，与心轴Φ52端面相配合限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。2.机油泵传动轴支架Φ32孔作为第二定位基准，与心轴Φ32外圆相配合限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。3.机油泵传动轴支架Φ8孔下端面作为第三定位基准，与六角头支承相配合限制一个自由度，即X轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。4.3分析计算定位误差1.基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以Φ32孔在轴上定位铣K面，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算式中——基准位移误差，mm——孔的最大直径，mm——轴的最小直径，mm=0.033mm2.基准不重合误差加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为=式中——基准不重合误差，mm——工件的最大外圆面积直径公差，mm=4.4切削力和夹紧力的计算1切屑力计算查表1-2-3圆周力：径向力：轴向力：其中：查《机床夹具手册》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N2夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取F=+GG为工件自重夹紧螺钉：公称直径d=10mm，材料45钢性能级数为6.8级螺钉疲劳极限：极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为[s]=3.5～4取[s]=4得满足要求经校核：满足强度要求，夹具安全可靠总结本次设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图，绘图，设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺以及夹具设