1設計說明書設計題目：總泵缸體的工藝規(guī)程及鉆 2-Φ10.5 孔的鉆床夾具設計 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 年 月 日2摘 要本次課程設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識?？偙酶左w加工工藝規(guī)程及鉆 2-Φ10.5 孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。3ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error4目錄序 言 .1一 零件的分析 .21.1 零件的作用 21.2 零件的工藝分析 2二. 工藝規(guī)程設計 .32.1 確定毛坯的制造形式 32.2 基面的選擇 32.3 精基準的選擇 .42.4 制定工藝路線 52.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 72.6 確定切削用量及基本工時 8三 夾具設計 .183.1 問題的提出 183.2 定位基準的選擇 183.3 切削力和夾緊力的計算 183.4 定位誤差分析 193.5 鉆套的設計 213.6 夾具設計簡要操作說明 24總 結 .25致 謝 .26參 考 文 獻 .271序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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濟綜合實力和科學技術水平的重要指標?？偙酶左w的加工工藝規(guī)程及其鉆 4-Φ10.5 孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次課程設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師批評指正。2一 零件的分析1.1 零件的作用圖 1-1 總泵缸體1.2 零件的工藝分析總泵缸體有 2 組加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以端面為基準的加工面，這組加工面主要是車 Φ32 端面，外圓，Φ18，Φ21 孔，鉆 2-Φ10.5 孔2：以 2-Φ10.5 孔為基準的加工面，這組加工面主要是剩余的各個孔端面3二. 工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200。由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。2.2 基面的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應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系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。（2） 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。（3） 應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。4（4） 應盡可能選擇平整、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，必要時需經初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取 Φ32 外圓面作為定位基準。2.3 精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經加工好的 Φ32 孔和一端面為定位精基準，加工其它表5面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。2.4 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案：表 2-1 方案一加工工藝序號 工序名稱 工序的主要內容1 鑄造 鑄造適合的毛胚料2 時效處理 時效處理3 車平面 車?21 端面4 車 車 Φ32 端面，外圓，Φ18，Φ21 孔5 鉆 鉆 2-Φ10.5 孔6 銑削 銑上端 Φ32 端面7 鉆 鉆 Φ20 孔 14，攻絲 M22 深 128 鉆 鉆孔 Φ0.7 孔9 鉆 鉆 Φ3.5 孔10 鉆（锪） 鉆 M12 底孔，锪孔 Φ12.5 深3，攻絲 M12611 銑 銑寬 20mm 側面12 磨 磨 Φ21 孔13 檢驗，入庫表 2-2 方案二加工工藝序號 工序名稱 工序的主要內容1 鑄造 鑄造適合的毛胚料2 時效處理 時效處理3 車 車?21 端面4 車 車 Φ32 端面，外圓，Φ18，Φ21 孔5 鉆 鉆 2-Φ10.5 孔6 銑 銑上端 Φ32 端面7 鉆 鉆 Φ20 孔 14，攻絲 M22 深 128 鉆 鉆孔 Φ0.7 孔9 鉆 鉆 2-Φ5 孔10 鉆（锪） 鉆 M12 底孔，锪孔 Φ12.5 深3，攻絲 M1211 銑 銑 16mm 側面12 檢驗，入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一多了一道磨 Φ21 孔的工序，因為 Φ21 孔粗糙度要求為 0.8，雖然精車可以滿足要求，但是精車 0.8 的粗糙度，對車床的要求太高，一般的機床無法滿足要求，因此為了能更好的保證工件的光潔度，提高加工的效率，綜合考慮我們選擇方案一。7具體的加工路線如下表 2-3 加工工藝序號 工序名稱 工序的主要內容1 鑄造 鑄造適合的毛胚料2 時效處理 時效處理3 車平面 車?21 端面4 車 車 Φ32 端面，外圓，Φ18，Φ21 孔5 鉆 鉆 2-Φ10.5 孔6 銑削 銑上端 Φ32 端面7 鉆 鉆 Φ20 孔 14，攻絲 M22 深 128 鉆 鉆孔 Φ0.7 孔9 鉆 鉆 Φ3.5 孔10 鉆（锪） 鉆 M12 底孔，锪孔 Φ12.5 深3，攻絲 M1211 銑 銑寬 20mm 側面12 磨 磨 Φ21 孔13 檢驗，入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定總泵缸體零件材料為 HT200 生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。81、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。2、總泵缸體的端面由于總泵缸體的端面與其他接觸面接觸，同時又是 Φ21 查機械加工工藝手冊可知余量為 2,mm3、總泵缸體的孔因為孔比較小只有 Φ21mm，因此毛坯做成實心，不鑄造出孔。2.6 確定切削用量及基本工時工序：車 Φ20 端面1) 切削深度 單邊余量為 Z=2mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.8mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見vCvxv vk《切削手冊》表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkvkrvBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=30m/0.350.15.2468vcv????min4) 確定機床主軸轉速 9ns= = 382r/minWπd10cv30x14?與 382r/min 相近的機床轉速為 400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?π4017.58/minx??5) 切削工時， t = i ;其中 l=19mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= =0.059(min)fl21940.8?工序：車 Φ32 端面，外圓，Φ18，Φ21 孔1) 切削深度 單邊余量為 Z=2mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.8mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見vCvxv vk《切削手冊》表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkvkrvBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89mvc 35.015.02. 864????10/min4) 確定機床主軸轉速 ns= = 753r/minWπd10cv?x34.589與 753r/min 相近的機床轉速為 750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/94750πx??5) 切削工時， t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= x2=0.966(min)mfnlw21?0.8759?工序：鉆 2-Φ10.5 孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ10.51)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=24~34m/min. 取 V=30m/min3)確定機床主軸轉速 ns= = 909r/minWπd10cv301.5??與 909r/min 相近的機床轉速為 1000r/min。現(xiàn)選取11=1000r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?π.51032.97/min??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=10mm; =4mm; =3mm; mfnlw21?1l2lt =2x（ ） =2x（ ）=0.13(min)fl21043.??工序：銑上端 Φ32 端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d320?min/15v4?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 map5.?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in48.631510rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/12min/3.14075321dnvw????當 ＝750r/min 時 rznfwm /607542.?按機床標準選取 mf?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l39l1ml32?in4.027521???xfnlltwm工序：鉆 Φ20 孔 14，攻絲 M22 深 12鉆 M22 螺紋底孔 m0?選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）2由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得/r8.0f?機（《切削》表 2.15）min25Vcmin/r39802x51Dvc??ππ 機機n按機床選取 n=475r/mini/.1740ππ 機機cV基本工時： min127.08.532f???xnlt機機13⑵攻螺紋 M22mm：選擇 M22mm 高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr?7.5/mincV?機 107.598(/in)cnrD??查 6.102x4.3c??π按機床選取 n=2726.8/mincV機基本工時： 197.028.73f1???xlt機機工序：鉆 Φ3.5 孔機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ3.51)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=12~20m/min. 取 V=15m/min3)確定機床主軸轉速 ns= = 1364r/minWπd10cv與 1364r/min 相近的機床轉速為 1500r/min?，F(xiàn)選取=1500r/min。wn14所以實際切削速度 = =cv10sdn?π3.5106.48/min??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=10mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt =2x（ ） =2x（ ）=0.0234(min)mfnlw210.1345??工序：鉆 M12 底孔，锪孔 Φ12.5 深 3，攻絲 M12選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）10m?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得/r28.f?機（《切削》表 2.15）inVcc10v0x1659r/minD??機機 π π按機床選取 4/in機x1057.13/incV??機機 π π基本工時： min7.028.4f21??xnlt機機攻螺紋 M12mm：選擇 M12mm 高速鋼機用絲錐15等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr?7.5/mincV?機 107.59(/in)12cnrD??查按機床選取 /ir機6.8/incVm?機基本工時： 1203.5(min)7.ltf????機工序：銑寬 16mm 側面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d250?min/125v4?z2. 決定銑削用量4）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 map5.1?5）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in17.96510rdvns???按機床標準選取 ＝750wn/165071.5/min1wdnv????當 ＝750r/min 時 rznfwm /60742.0按機床標準選取 mf?6）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l15l91l32?in8.0732???xfntwm工序：磨 Φ21 孔1) 選擇砂輪。見《機械工藝設計手冊》第三章中磨料A46KV6P 350×40×127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級，陶瓷結合劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350×40×1272) 切削用量的選擇。查《機械工藝設計手冊》表 33-42 有工件速度 ＝18m/minwv縱向進給量的確定 ＝0.5B＝20mm(雙行程 )af切削深度的確定 ＝0.0157mm/str3) 切削工時 rabfvkDZt102??式中 D---被加工直徑 17b----加工寬度Z --單邊加工余量bK---系數(shù)V---工作臺移動速度--工作臺往返一次砂輪軸向進給量的確定af--工作臺往返一次砂輪徑向進給量的確定 ＝2.5(min)0157.21809452???t18三 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配第 VII 道工序的鉆 2-Φ10.5 孔的鉆床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于加工鉆 2-Φ10.5，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。3.2 定位基準的選擇本道工序加工鉆 2-Φ10.5，精度不高，因此我們采用已加工 Φ32 外圓柱面和側面和端面作為定位基準。定位工序簡圖如下：193.3 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）6.08.2HBDfF?鉆削力矩 式（5-3）91T式中： 10.5Dm????axaxmin187491733HB????代入公式（5-2）和（5-3）得1.2fr??20?0.8.6261.5174FN???9.0.0239Tm??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。3.4 定位誤差分析定位方案如下圖：圖 3-1 定位方案圖夾緊方案如下圖：21圖 3-2 夾緊方案圖(1)分析計算孔的深度尺寸 7 的定位誤差：用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是 V 形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在 V 形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下：△jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011△db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016△dw=△db-△jb=0.005（1） 分析計算孔中心線與側板中心線的重合度誤差：△jb=0△db=0△dw=0223.5 鉆套的設計鉆 2-Φ10.5 孔加工的時間，是批量生產，因此我們采用可換鉆套方能滿足加工要求，因此我們采用快換鉆套，使用可換鉆套的好處，就是我們加工的鉆套磨損后，我們可以快換的更換鉆套及鉆套襯套，從而保證我們 批量化生產的時候不用更換鉆模板在磨損后，松開壓緊螺釘，旋轉鉆套，即可取出鉆套，然后換上絲錐既可以開始攻絲。查機床夾具標準件可知，快換鉆套的結構如下圖 3-3 快換鉆套具體的尺寸如下直徑 d|基本尺寸: 10～12直徑 d|極限偏差 F7: +0.016～+0.03423D|基本尺寸: 18D|極限偏差 m6: +0.007～+0.018D|極限偏差 k6: +0.001～+0.012D1（滾花前）: 30D2: 26H|1: 16H|2: 28H|3: 36高度 h: 10高度 h1: 4半徑 r: 20距離 m: 11C: 0.5C1: 2C2: 1.5寬度 a: 0.5寬度 b: 2公差 δ: 0.008配鉆套螺釘 GB2268-80: M6因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，我們靠壓緊螺釘把鉆套壓緊在鉆模板上，防止加工的時間鉆套的旋轉，有上面查的鉆套的具體尺寸，可知與 Φ20 孔相配合的快換鉆套的壓緊螺釘為M8。查機床夾具標準件可知24圖 3-4 鉆套螺釘具體的尺寸如下直徑 d: M5L1|基本尺寸: 3L1|極限偏差: +0.050～+0.200直徑 d1|基本尺寸: 7.5直徑 d1|極限偏差 d11: -0.130～-0.040D: 13直徑 d2: 3.7L: 15L0: 9寬度 n: 1.2寬度 t: 1.7寬度 b: 1半徑 r: 0.525鉆套內徑: 0～63.6 夾具設計簡要操作說明使用支撐釘和 v 型塊定位，采用手柄帶動壓塊快速夾緊，通過旋轉的長度來指定可靠的卡緊力。當我們需要取出工件的時間，我們旋轉手柄使壓塊和工件脫離，然后取出工件，當我們裝上工件后，旋轉手柄帶動壓塊壓緊工件釘， ，大大的提高了生產效率，適合于大批量生產。26總 結課程設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。本次課程設計題目是總泵缸體的工藝規(guī)程及鉆 4-Φ10.5 孔的鉆床夾具設計。首先需要清楚認識零件的作用，題 目 所 給 定的 零 件 是 總 泵 缸 體 。 是 整 個 液 壓 系 統(tǒng) 的 核 心 ， 作 用 是 通過 活 塞 的 來 回 往 復 運 動 產 生 推 動 工 作 缸 動 作 所 需 的 油 壓 。 了解零件之后就要開始對零件進行工藝分析。認識零件與工藝分析都屬于對零件的分析這一部分。工藝規(guī)程設計包括了確定毛坯的制造形式、基面的選擇、精基準的選擇以及制定工藝路線，確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。最后還要確定切削用量和基本工時。工藝規(guī)程設計之后就要進行夾具設計，在這里本夾具主要用于加工鉆 2-Φ10.5，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。定位基準我選用的是采用已加工的 Φ32 外圓柱面和底面作為定位基準。接下來就是計算切削力、夾緊力，分析定位誤差，設計鉆