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車輛與交通工程學院
課程設(shè)計說明書
設(shè)計類型
設(shè)計題目＿機油泵傳動軸加工工藝及夾具設(shè)計
專業(yè)班級＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
學生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
完成日期＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
指導教師＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
摘 要
本文是對機油泵傳動軸零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。
關(guān)鍵詞：機油泵傳動軸，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
2
目 錄
摘 要 2
目 錄 3
1 緒 論 4
2 零件的分析 5
2.1零件的工藝分析 5
2.2 零件的工藝要求 5
3 工藝規(guī)程設(shè)計 7
3.1 加工工藝過程 7
3.2確定各表面加工方案 7
3.2.1 考慮因素 7
3.2.2 加工方案的選擇 7
3.3 確定定位基準 8
3.3.1粗基準的選擇 8
3.3.2精基準選擇的原則 8
3.4工藝路線的擬訂 9
3.4.1工序的合理組合 9
3.4.2工序的集中與分散 10
3.4.3加工階段的劃分 10
3.4.4加工工藝路線方案的比較 11
3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13
3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 13
3.5.2零件的偏差計算 13
3.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 14
4 專用夾具設(shè)計 20
4.1 問題的提出 20
4.2 定位基準的選擇 20
4.3 定位誤差分析 20
4.4 切削力和夾緊力的計算 21
4.5 鉆模板和導向裝置設(shè)計 21
24
1 緒 論
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。
而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。
而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是：
⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；
⑵ 完成專用夾具的設(shè)計。
通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。
機油泵傳動軸零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
2 零件的分析
2.1零件的工藝分析
機油泵傳動軸是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有機油泵傳動軸端面要求加工，對精度要求也很高。零件的底面、2-Φ8孔粗糙度要求是，所以都要求精加工。其中心孔有同軸度公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
2.2 零件的工藝要求
一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。
圖2.1 零件零件圖
該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大孔、小孔。
⑴ 以平面為主有：
① 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；
② Φ52圓柱兩端面銑加工，其粗糙度要求是。
⑵ 孔系加工有： ①Φ32鉆、擴加工，其表面粗糙度為；
②小孔鉆鉸加工
零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。
上面主要是對零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準備。
6
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 加工工藝過程
由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。
由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。
3.2確定各表面加工方案
一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較低的機床。
3.2.1 考慮因素
⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。
⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。
⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。
⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。
3.2.2 加工方案的選擇
⑴ 由參考文獻[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。
⑵ 由參考文獻[3]表2.1～11確定，Φ32孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序為：鉆——擴。
⑷小孔鉆鉸孔加工方法：
因為Φ8孔的表面粗糙度的要求，所以我們采用鉆———鉸的加工方法。
⑸ Φ52圓柱兩端面端面的加工方法是：
因Φ52圓柱兩端面兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。
3.3 確定定位基準
3.3.1粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸符合圖紙要求。
粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：
⑴ 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。
3.3.2精基準選擇的原則
⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
⑵ 基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。
選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。
3.4工藝路線的擬訂
對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。
3.4.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴ 工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。
⑵ 工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%～1.1%蘇打及0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
3.4.2工序的集中與分散
制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
⑴ 工序集中的特點
工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。
⑵ 工序分散的特點
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。
工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。
3.4.3加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：
⑴ 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～IT12。粗糙度為Ra80～100μm。
⑵ 半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9～IT10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。
⑶ 精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
3.4.4加工工藝路線方案的比較
在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂三個加工工藝路線方案。
方案一：
00 鑄 鑄造毛坯
05 時 時效熱處理，非加工表面進行噴漆
10 銑 粗、精銑削底平面
15 鉆 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔
20 锪 2XΦ8mm孔倒角
25 銑 銑Φ52圓柱兩端面
30 鉸 擴、鉸Φ32mm孔
35 鉆 鉆Φ11mm潤滑油孔
40 锪 Φ32mm孔兩側(cè)倒角
45 洗 去毛刺，請洗
50 檢 檢驗入庫
方案二：
00 鑄 鑄造毛坯
05 時 時效熱處理，非加工表面進行噴漆
10 銑 銑削底平面
15 銑 銑Φ52圓柱兩端面
20 鉆 鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔
25 锪 2XΦ8mm孔倒角
30 鉸 擴、鉸Φ32mm孔
35 鉆 鉆Φ11mm潤滑油孔
40 锪 Φ32mm孔兩側(cè)倒角
45 洗 去毛刺，請洗
50 檢 檢驗入庫
加工工藝路線方案的論證：
從前兩步工序可以看出：方案把2XΦ8孔加工都安排在前面中，
以便后續(xù)工件裝夾、安裝工件。
方案二加工Φ52圓柱兩端面沒有必要的定位基準，會導致Φ32mm孔的加工精度不高，所以選擇方案一。
由以上分析：具體的工藝過程如下表：
工序號
工 序 內(nèi) 容
00
鑄造毛坯
05
時效熱處理，非加工表面進行噴漆
10
銑削底平面
15
鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔
20
2XΦ8mm孔倒角
25
銑Φ52圓柱兩端面
30
擴、鉸Φ32mm孔
35
鉆Φ11mm潤滑油孔
40
Φ32mm孔兩側(cè)倒角
45
去毛刺，請洗
50
檢驗入庫
3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件的鍛造采用的是HT15-33鑄造制造，其材料是HT15-33，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：
⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。
⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。
⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。
⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。
⑸ 工藝基準以設(shè)計基準相一致。
⑹ 便于裝夾、加工和檢查。
⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工。
在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。
3.5.2零件的偏差計算
⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算
底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻[4]表11～19。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取
精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。
參照參考文獻[3]表3～2，3～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得：
鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。
擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。
鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。
鉆孔Φ32
參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為：
加工該孔的工藝是：擴——鉸
3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序10：銑削底平面
機床：立式銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實際銑削速度： 式（1.2）
進給量： 式（1.3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
式（1.4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式（1.5）
工序15：鉆3XΦ11mm孔，鉆鉸2XΦ8mm孔
1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。
2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由
參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)，
故
查Z525說明書，取，實際鉸孔速度
因φ8孔不是一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，φ8孔的精度較高，要分2次加工。
參考文獻[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ8孔的切削速度v=，由此算出轉(zhuǎn)速為：
n=1000v/πd=1000×26.7/3.14×11=
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=，則實際切削速度為：
v=3.14×11×630/1000=
參考文獻[3]表2.4-69，得：=9.81×42.7(N)
M=9.81×0.021(Nm)
分別求出鉆φ8孔和M如下：
=9.81×42.7×11××1=2427N
M=9.81×0.021×××1=15.63Nm
它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機床剛度足夠。
工序20: 2XΦ8mm孔倒角
進給量：根據(jù)參考文獻[5]表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻[5]表2.4-41，取
由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序25:銑Φ52圓柱兩端面
機床：立式銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
每齒進給量：根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，
實際銑削速度，由式（1.2）有：
進給量，由式（1.3）有：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機動時間，由式（1.5）有：
工序30:擴、鉸Φ32mm孔
（1）確定擴孔切削用量
1）確定進給量 根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-31，。根據(jù)Z525機床說明書，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機床說明書，取。實際切削速度為
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度有：
刀具切出長度： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
（2）確定鉸孔切削用量
1）確定進給量 根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。
2）確定切削速度及 由楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-39，取。由
楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表28-3，得修正系數(shù)，
故
查Z525說明書，取，實際鉸孔速度
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序35:鉆Φ11mm潤滑油孔
切削用量：
取背吃刀量，由參考文獻[2]可查出，根據(jù)z525立式鉆床，取進給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即
查參考文獻[2]表3.17，取，
故實際切屑速度為。
切屑用時：
=10mm，，，
故， ，
，
工序40:Φ32mm孔兩側(cè)倒角
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
進給量：根據(jù)楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4～38，取。
切削速度：參照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表2.4～41，取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照楊叔子．《機械加工工藝師手冊》表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
- 1 -
4 專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工泵體零件時，需要設(shè)計專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計工序為鉆φ32孔，所用機床為Z535立式鉆床，所用刀具為高速鋼直柄麻花鉆頭。
4.1 問題的提出
本夾具主要用于加工φ32孔，因為φ32孔有精度要求，定位要求高，因此我們在保證加工精度的前提下還要考慮提高生產(chǎn)效率的。
4.2 定位基準的選擇
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析可得，因為工件底面是工件的設(shè)計基準，也是裝配基準。所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件Z方向的移動、X方向上的旋轉(zhuǎn)、Y方向上的旋轉(zhuǎn)三個自由度。一個圓柱銷限制X方向和Y方向的移動，另一個削邊銷則限制Z方向的轉(zhuǎn)動。
這樣可以限制工件的六個自由度,實現(xiàn)完全定位。考慮到盡可能的減小工件裝夾時的轉(zhuǎn)角誤差，同時使工件能順利裝卸，
4.3 定位誤差分析
一面兩銷定位誤差
(1)移動時基準位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
4.4 切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。
4.5 鉆模板和導向裝置設(shè)計
鉆模類型的選擇
鉆模類型很多，在設(shè)計鉆模時，首先要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件，選擇鉆模類型和結(jié)構(gòu)。在選型時要注意以下幾點[6] ：
（1）工件被加工孔徑大于10mm時，鉆模應(yīng)固定在工作臺上（特別是鋼件）。因此其夾具體上應(yīng)有專供夾壓用的凸緣或凸臺。
（2）當工件上加工的孔處在同一回轉(zhuǎn)半徑，且夾具的總重量超過100N時，應(yīng)采用具有分度裝置的回轉(zhuǎn)鉆模，如能與通用回轉(zhuǎn)臺配合使用則更好。
（3）當在一般的中型工件某一平面上加工若干個任意分布的平行孔系時，宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。大型工件則可采用蓋板式鉆模在搖臂鉆床上加工。如生產(chǎn)批量較大，則可在立式鉆床或組合機床上采用多軸傳動頭加工。
（4）對于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱式鉆模，以縮短夾具的設(shè)計制造周期。
鉆模板的類型和設(shè)計
（1）鉆模板的類型
鉆模板通常是裝配在夾具體或支架上，或與夾具體上的其它元件相連接，常見的有以下幾種類型：
固定式鉆模板
鉆模板是直接固定在夾具體上的，故鉆套相對于夾具體也是固定的，鉆孔精度較高。但是這種結(jié)構(gòu)對某些工件而言，裝拆不太方便。該鉆模板與夾具體多采用圓錐銷定位、螺釘緊固的結(jié)構(gòu)。對于簡單鉆模也可采用整體鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。
分離式鉆模板
這種鉆模板與夾具體是分離的，并成為一個獨立部分，且模板對工作要確定定位要求。工件在夾具體中每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次。該鉆模板鉆孔精度較高，但裝卸工件的時間較長，因而效率較低。
鉸鏈式鉆模板
如這種鉆模板是通過鉸鏈與夾具體或固定支架連接在一起的，鉆模板可繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)。鉸鏈軸和鉆模板上相應(yīng)孔的配合為基軸制間隙配合 (G7/h6)，鉸鏈軸和支座孔的配合為基軸制過盈配合(N7/h6)，鉆模板和支座兩側(cè)面間的配合則按基孔制間隙配合(H7/g6)。當鉆孔的位置精度要求較高時，應(yīng)予配制，并將鉆模板與支座側(cè)面間的配合間隙控制在0.01~0.02mm之內(nèi)。同時還要注意使鉆模板工作時處于正確位置。圖7-63所示是為保證這一要求的幾種常用結(jié)構(gòu)，設(shè)計時可根據(jù)情況選用。
這種鉆模板常采用蝶形螺母鎖緊，裝卸工件比較方便，對于鉆孔后還需要進行锪平面、攻絲等工步尤為適宜。但該鉆模板可達到的位置精度較低，結(jié)構(gòu)也較復雜。
（2）鉆模板的設(shè)計要點
在設(shè)計鉆模板的結(jié)構(gòu)時，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)規(guī)模以及機床類型等條件而定。要求所設(shè)計的鉆模板結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、制造容易，并注意以下幾點：
在保證鉆模板有足夠剛度的前提下，要盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度往往按鉆套的高度來確定，一般在10~30mm之間。如果鉆套較長，可將鉆模板局部加厚。此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。
鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影響工件孔的位置精度，因此至關(guān)重要。在上述各鉆模板結(jié)構(gòu)中，以固定式鉆模板鉆套底孔的位置精度最高，而以懸掛式鉆模板鉆套底孔的位置精度為最低。
焊接結(jié)構(gòu)的鉆模板往往因焊接內(nèi)應(yīng)力不能徹底消除，而不易保持精度。一般當工件孔距大于±0.1mm時方可采用。若孔距公差小于±0.05mm時，應(yīng)采用裝配式鉆模板[7]。
要保證加工過程的穩(wěn)定性。如用懸掛式鉆模板，則其導柱上的彈簧力必須足夠大，以使鉆模板在夾具體上能維持所需的定位壓力；當鉆模板本身的重量超過 800N時，導柱上可不裝彈簧；為保證鉆模板移動平穩(wěn)和工作可靠，當鉆模板處于原始位置時，裝在導柱上經(jīng)過預壓的彈簧長度一般不應(yīng)小于工作行程的3倍，其預壓力不小于150N。
通過以上可知我們選擇固定式設(shè)計我們的孔比較合適。
鉆套類型的選擇和設(shè)計
鉆套和鉆模板是鉆夾具上的特殊元件。鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，其作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工[8]。
（1）鉆套的類型
根據(jù)鉆套的結(jié)構(gòu)和使用特點，主要有四種類型。
固定鉆套
固定鉆套的兩種形式為無肩，帶肩，該類鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底孔內(nèi)。在使用過程中若不需要更換鉆套（據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，鉆套一般可使用1000~12000次），則用固定鉆套較為經(jīng)濟，鉆孔的位置精度也較高。
可換鉆套
當生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時，則用可換鉆套較為方便，可換鉆套裝在襯套中，襯套是以H7/n6或H7/r6的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用F7/m6或F7/k6配合。當鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘還能防止加工時鉆套轉(zhuǎn)動或退刀時鉆套隨刀具拔出。
快換鉆套
當被加工孔需依次進行鉆、擴、鉸時，由于刀具直徑逐漸增大，應(yīng)使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來引導刀具，這時使用快換鉆套可減少更換鉆套的時間，快換鉆套的有關(guān)配合與可換鉆套的相同。更換鉆套時，將鉆套的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。鉆套的削邊方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。
以上三類鉆套已標準化，其結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料和熱處理方法等，可查閱有關(guān)手冊。
特殊鉆套
由于工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時需要設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的鉆套，
因為我們加工的零件屬于批量生產(chǎn)，且加工好底孔后我們不需要攻絲，所以選用快換鉆套。
因為可換鉆套和夾具體是間隙配合，因此在加工的時間為了防止鉆套的轉(zhuǎn)動，我們采用鉆套螺釘壓緊，
（2）鉆套內(nèi)孔的基本尺寸及公差配合的選擇
鉆套內(nèi)孔
鉆套內(nèi)孔（又稱導向孔）直徑的基本尺寸應(yīng)為所用刀具的最大極限尺寸，并采用基軸制間隙配合。鉆孔或擴孔時其公差取F7或F8，粗鉸時取G7，精鉸時取G6。若鉆套引導的是刀具的導柱部分，則可按基孔制的相應(yīng)配合選取，如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。
導向長度H
鉆套的導向長度H對刀具的導向作用影響很大，H較大時，刀具在鉆套內(nèi)不易產(chǎn)生偏斜，但會加快刀具與鉆套的磨損；H過小時，則鉆孔時導向性不好。通常取導向長度H與其孔徑之比為：H/d=1~2.5。當加工精度要求較高或加工的孔徑較小時，由于所用的鉆頭剛性較差，則H/d值可取大些，如鉆孔直徑d<5mm時，應(yīng)取H/d≥2.5；如加工兩孔的距離公差為±0.05mm時，可取H/d=2.5~3.5。
排屑間隙h
如圖7-61所示，排屑間隙h是指鉆套底部與工件表面之間的空間。如果h太小，則切屑排出困難，會損傷加工表面，甚至還可能折斷鉆頭。如果h太大，則會使鉆頭的偏斜增大，影響被加工孔的位置精度。一般加工鑄鐵件時，h=(0.3~0.7)d；加工鋼件時， h=(0.7~1.5)d；式中d為所用鉆頭的直徑。對于位置精度要求很高的孔或在斜面上鉆孔時，可將h值取得盡量小些，甚至可以取為零。
有上可知我們加工的后的排屑間隙h應(yīng)在3-7之間，我們設(shè)計的時間為了保證這個，我們設(shè)計的距離為5mm，所以滿足要求
鉆床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖。
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