泵體加工工藝設計

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學士學位畢業(yè)設計 泵體加工工藝及夾具設計 學生姓名： 學 號： 指導教師： 所在學院：工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 201 年 月 畢業(yè)設計任務書 一、畢業(yè)設計原始資料 1．夾具體零件圖1張（給予）； 2．年產量20 000件（給予）； 3．機械設計零件手冊、機械加工工藝手冊、機床夾具設計手冊、機床夾具設計圖冊。 二、畢業(yè)設計任務及要求 1．對零件進行工藝分析，選擇毛坯的制造方法。 2．制訂零件的機械加工工藝規(guī)程，其中包括：過程和工藝裝備設計計算說明、工藝卡片、 工序卡片和綜合卡片。 3．夾具體零件圖1張、毛坯圖1張。 4．設計1套夾具。 5．設計對應夾具的主要零件1個。 三、畢業(yè)設計工作量 1．設計說明書 畢業(yè)設計說明書應包括下列內容：封面、畢業(yè)設計任務書、中文摘要、英文摘要、目錄、前言、正文、參考文獻、致謝、附錄、論文評定成績，并按順序排列。設計說明書的字數(shù)應在20000字以上，采用A4紙打印。 2．查閱參考文獻 查閱文獻10篇以上，其中查閱與課題有關的外文文獻2篇以上，并將其中的1篇文獻的摘要的原文和譯文（不少于3000漢字）附在附錄中。 3．設計圖紙 畢業(yè)設計圖紙應符合國家有關制圖標準，正確體現(xiàn)設計意圖，圖面整潔，布置勻稱，尺寸標注齊全，字體端正，線型規(guī)范。圖紙全部由計算機繪制。 序號 圖紙內容 規(guī)格 比例 1 工藝裝備結構設計（1張） 0-1號圖 1:1 2 夾具主要零件圖（1張） 1—3 1:1 3 零件圖和毛坯圖各1張 1—3 1:1 4．其它工作量： （1）機械加工工序卡片1套； （2）機械加工工藝過程卡片1套。 I 四、畢業(yè)設計進度安排 序號 起止日期 設計內容 1 2月 28日～3月14日 撰寫開題報告，開題答辯 2 3月15日～ 3月25日 收集查閱相關資料,根據(jù)所查閱的資料,結合自己所設計的內容進行工藝規(guī)程的設計,確定工藝路線。 3 3月26日～4月10日 對工藝路線進行分析并最終確定，計算切削余量，確定毛坯尺寸；計算切削用量和基本工時。 4 4月11日～5月10日 進行工藝裝備設計與計算。 5 5月 11 日～5月23日 編寫說明書，校正設計過程中的錯誤，輸出圖紙，準備答辯 6 5月24日～ 5月30日 畢業(yè)設計答辯 5月31日～ 6月6日 畢業(yè)設計整改 五、參考資料 1．機械制造工藝學教材、機床夾具設計教材、互換性與測量技術教材。 2．機械零件設計手冊。 3．機床夾具設計手冊。 4．機床夾具設計圖冊。 六、審批意見 1．教研室意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 2．學院意見： 教學院長簽名： 年 月 日 II 摘 要 在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。 本次設計的主要內容是泵體加工工藝規(guī)程及孔鏜孔夾具和孔的鉆孔夾具的設計。首先對泵體的零件進行分析，通過對泵體進行的研究和分析，描述了泵體零件的加工工藝的制定，各工序的加工工藝的分析以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量，與指導老協(xié)商后，覺得用夾具比較合適。 關鍵詞： 工序；工藝；工步；加工余量 III ABSTRACT Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment t can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.of the direction, and only one direction 48 hole feed.This paper introduces the basic principle and the classification of interpolation, principle of point by point comparison method, the visual of development environment and drawing function introduction. Using the top framework of visual in of, based on the 12 hole developed a parabolic interpolation of point by point comparison method, which can further the understanding to the characteristics of point by point comparison method and the further understanding of the development tools, for the further numerical fields.Under the global economic development environment,Chinas various industries in other countries by the advanced technology of impact at the same time. Keywords： The process, worker one, worker, the surplus of processing IV 目錄 摘 要 I Abstract IV 1 緒 論 1 2 零件的分析 1 2.1 零件的作用 2 2.2 零件的工藝分析 5 3 毛坯的確定以及毛坯圖和零件圖的繪出 8 3.1 分析毛坯的制作以及其組成 10 3.2 加工余量和工序、毛坯尺寸的確定 16 4 泵體的工藝規(guī)程的設計 19 4.1 定位基準的選擇 22 4.2 制訂工藝路線 24 4.3 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 26 4.4 加工工序設計 27 5 設計泵體鏜孔夾具 28 5.1 定位基準的選擇 29 5.2 分析誤差 32 5.3 夾具的夾緊力和切削力的計算 33 5.4 鏜套與襯套的設計 35 5.5 夾緊元件及動力裝置確定 36 5.6 夾具設計及操作的簡要說明 38 6 設計泵體鉆孔夾具 38 結輪 40 致 謝 41 參考文獻 42 V 1緒 論 本文是在實際操作的基礎上通過了解零件在裝配體中的作用，分析其性能特點，咨詢其工作原理等方面知識的基礎上完成的。通過零件的實際加工結合畢業(yè)設計要求，我在分析零件主要功能的基礎上設計零件的加工工藝，并且為了提高加工效率，滿足圖紙設計要求，真對其中一道工序的加工設計一套鉆夾具。 大學課程已全部結束，此次設計要把大學期間學的東西綜合運用，使我們學的東西融會貫通，并結合生產實習中學到的實踐知識獨立地分析和解決工藝問題。通過這次畢業(yè)設計與學習，使我能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。了解當今先進制造技術和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。 本次設計是機械的一個重要零件——泵體。內容涉及到零件分析、確定毛坯、擬訂工藝、工序設計以及兩套夾具設計。此次設計把我們大學期間學的大部分內容都用上了，還用到了其它有關手冊和圖表。這次設計是在學校的最后一次設計，它是一次很好的鍛煉機會，為我們未來從事的工作打下良好的基礎。 由于能力有限，經驗不足，設計中有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè)，還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設計和發(fā)展新的機械產品，不斷改進現(xiàn)有機械產品和生產新一代機械產品，以適應當前和將來的需要。 機械產品的生產，包括：生產設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產計劃的制訂和生產調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產。銷售對象遍及全部產業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經營特別復雜，企業(yè)的生產管理、規(guī)劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。 機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。研究機械產品在制造過程中，尤其是在使用中所產生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經濟的目標任務。 2零件的分析 2.1零件的作用 作為鑄件的一種，泵體有很多種類型，不同的泵體的作用不盡相同，在這里，我們對不同的泵體選取其中的幾種，加以舉例說明。 泵體由吸水室和壓水室兩大部分組成。在吸水室的進口和壓水室的出口分別是水泵進口法蘭和出口法蘭，用以連接進水管和出水管。吸水室一般是一段逐漸收縮的錐形短管或等徑直管，其作用是將水流引入葉輪，并向葉輪提供所需要的流態(tài)。壓水室的作用是收集葉輪流出的液體，并將液流引向出口。壓水室的外形很像蝸牛殼，俗稱蝸殼，葉輪就包在蝸殼里。 　　泵體的頂部設有排氣孔(灌水孔)，用以抽真空或灌水。在殼體的底部設有一放水孔，平時用方頭螺栓塞住，停機后用來放空泵體內積水，防止泵內零件銹蝕和冬季結冰凍壞泵體。泵體由鑄鐵或鑄鋼等材料制造，其內表面要求光滑，以減小水力損失 齒輪泵的工作原理是：依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體和使之增壓的回轉泵外嚙合雙齒輪的結構。一對相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉動時，吸入腔側輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進入齒間，隨著齒輪的轉動，一個個齒間的液體被帶至排出腔，齒輪泵就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉，齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒ud旋轉沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。 2.2.零件的工藝分析 外形尺寸為111*110*110，材料為灰鑄鐵HT200，主要加工面是左右端面，其中8字形兩孔和M8螺紋孔，這給加工帶來了不便，在選擇刀具上及工件裝夾上需要特殊要求。其它加工部分還包括各端面、輔助孔及各種緊固螺釘孔等。其中φ48孔為需要通過粗鏜，精鏜達到工序要求的位置，同時∮12內孔也需要鉆削加工。工件的尺寸公差及主要技術指標為：工件傳動軸孔尺寸精度≤IT7級；位置度≤0.01mm；同軸度≤0.01mm；表面粗糙度≤Ra0.8。 因工件的5個面 要加工，要求保證4個傳動軸孔的垂直度與同軸度要求。 一下為泵體的零件圖的幾個視圖： 2.1泵體主視圖 2.2泵體左視圖 2.3泵體剖視圖 3毛坯的確定以及毛坯圖和零件圖的繪出 零件的材料為HT200。根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產類型為大批生產。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于泵體零件的內腔及φ60、φ48及搭耳凸臺均需鑄出，故還應放型芯。此外，為消除殘余應力鑄造后應安排人工時效。 參考文獻【1】表2.2-5（P41），確定加工余量等級為灰鑄鐵CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為10級，MA為G級。 鑄件的分型面選擇通過C基準孔軸線，且與R面平行的面。澆冒口位置分別位于C基準孔凸臺的兩側。 參考文獻【表】2.2-4（P40）用查表法確定各表面的總余量如表所示： 加工表面 基本尺寸（mm） 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 左端面 54 G 3 端面，雙側加工（下） 右端面 54 G 3 端面，雙側加工（下） 右端Φ48孔 42 H 3*2 孔降一級，雙側加工 左側φ12孔 10 G 1*2 端面，雙側加工（下） 底面 19 G 1.5*2 端面，單側加工 左側φ32孔 26 G 3*2 孔降一級，雙側加工 查表2.2-1（P38） 鑄件主要尺寸的公差： 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 54 3 57 1 48 3 42 H10 12 2 10 H7 16 3 19 H7 32 6 Φ26 H7 4泵體的工藝規(guī)程的設計 4.1定位基準的選擇 1. 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇泵體零件的孔端面和毛坯孔作粗基準：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要面的加工余量盡量均勻；第二，裝入箱體內的旋轉零件與孔內壁應有足夠的間隙，此外還應能夠保證定位準確夾緊可靠。 2. 精基準的選擇：小齒輪泵泵體的左端面及兩個中心孔既是裝配基準又是設計基準，用他們作精基準，能使加工遵循基準重合的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了基準統(tǒng)一的原則，形成一面兩孔的典型定位方式。此外，左端面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單可靠，操作方便。 4.2制訂工藝路線 工藝路線的確定的合適與否直接關系到工件的加工的生產效率以及質量，是機械加工中的第一要素，必要重點對待，在泵體這個零件中，我們必須遵循零件加工工藝的基本原則，即為先面后孔，先粗車后精車，在這里，我們先對泵體的上、下平面進行加工然后就是泵體零件的四個側面以及四個倒角，然后就是側面和底面的銑削，最后就是鏜孔，最后鉆孔。 根據(jù)泵體零件的特點，確定泵體的加工工藝路線如下： 工藝路線一： 鑄造 時效 涂底漆 3.銑底部大端面，厚度16兼顧 4.鉆底部4-φ10孔 5.粗鏜φ22、φ32和2-φ48 6.精鏜φ22、φ32和2-φ48及端面 7.鉆攻側面上的M18x1.5 8.鉆攻上部平面上的M18x1.5 9.鉆右側上的2-φ6孔和鉆攻6-M8 10.鉆攻左側上的2-M8 11.去毛刺 12.檢驗 13.入庫 工藝路線二： 鑄造 時效 涂底漆 3.銑底部大端面，厚度16兼顧 4.鉆底部4-φ10孔 5.粗鏜φ22、φ32和2-φ48 6.精鏜φ22、φ32和2-φ48及端面 7.鉆攻側面上的M18x1.5 8.鉆右側上的2-φ6孔和鉆攻6-M8 9.鉆攻上部平面上的M18x1.5 10.鉆攻左側上的2-M8 11.去毛刺 12.檢驗 13.入庫 工藝路線三： 鑄造 時效 涂底漆 3.銑底部大端面，厚度16兼顧 4.鉆底部4-φ10孔 5.鉆攻側面上的M18x1.5 6.鉆右側上的2-φ6孔和鉆攻6-M8 7.鉆攻上部平面上的M18x1.5 8.鉆攻左側上的2-M8 9.粗鏜φ22、φ32和2-φ48 10.精鏜φ22、φ32和2-φ48及端面 11.去毛刺 12.檢驗 13.入庫 工藝路線四： 鑄造 時效 涂底漆 3.銑底部大端面，厚度16兼顧 4.鉆底部4-φ10孔 5.鉆攻側面上的M18x1.5 6.鉆右側上的2-φ6孔和鉆攻6-M8 7.粗鏜φ22、φ32和2-φ48 8.精鏜φ22、φ32和2-φ48及端面 9.鉆攻上部平面上的M18x1.5 10.鉆攻左側上的2-M8 11.去毛刺 12.檢驗 13.入庫 其中，方案二、三、四的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會對零件已加工好表面造成破壞，造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時間耽擱較長，生產率下降；所以，綜合選定，方案一可用。方案一對于工件的夾持和安裝都比較方便，并且拆卸也十分便捷。 4.3選擇加工設備及刀、量、夾具 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為主、輔以少量專用機床和組合機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主。輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 3.銑底部大端面，厚度16兼顧 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用銑床X5032，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、通用夾具、面銑刀 4. 鉆底部4-φ10孔。 采用搖臂鉆床Z3020，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、∮9麻花鉆頭。 5. 粗鏜φ22、φ32和2-φ48 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鏜床T617A，參考文獻[1]表6.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、YT18X鏜刀。 7.精鏜φ22、φ32和2-φ48及端面 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用臥式鏜床T6113，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、鏜刀YG15X 8. 鉆攻側面上的M18X1.5螺紋孔。 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鉆床Z3050，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、鉆頭φ16.5、M18絲攻. 9. 鉆攻上部平面上的M18x1.5 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鉆床Z3050，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、鉆頭φ16.5、M18絲攻. 10.鉆右側上的2-φ6孔和鉆攻6-M8。 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鉆床Z3050，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm 、鉆頭φ5.5、φ6.5鉆頭，M8絲攻. 11.鉆攻左側上的2-M8 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用鉆床Z3050，參考文獻[1]表4.2-38（P161）。游標卡尺0-125/0.02mm ，φ6.5鉆頭，M8絲攻. 4.4加工工序設計 工序3、4、5。 4.4.1選擇刀具 1. 選擇面銑刀400mm，齒數(shù)Z=14 4.4.2選擇切削用量 1.確定切削深度ap 查文獻（1）表2.3-5P63平面加工余量得總加工余量為3.5mm，端面精加工余量為1所以粗銑端面的余量為3.5-1=2.5m 2.確定進給量 根據(jù)表4，在粗銑鑄件刀桿為16*25mm,ap3,工件直徑為φ148為100~400mm時，f=0.8-1.4mm/r。按C6140機床說明書選擇確定進給量尚需滿足刀片強度和機床僅給機構的強度的要求故需校驗。 校核機床進給機構強度：根據(jù)C6140機床說明書其進給允許的走刀力.根據(jù)表17，當鑄鐵的強度HB=170-212;ap4時f>0.75mm/r, =45,V=1.1m/s(預計)時，走刀力為Fx0=950N.切削時Fx的修正系數(shù)為=1，=1，=1.11（見表22-3），故實際走刀力為Fxc=950*1.11=1054.5N。由于切削的走刀力小于機床近給機構允許的走刀力，故所選f=1.2mm/r的進給量可用。 4.4.3選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表10，銑刀后刀面最大磨損量取1mm,銑刀耐用度T=3600s 4.4.3確定切削速度V 根據(jù)表21 式中K v=KmvKtvKxrvKsvKTVKkv所以， 查表21-6,Ktv=1,Kxv=0.88(表21-7)，Ksv=0.8(表21-5)KTV=1(表11)Kkv=1(表21-9)Kmv=0.8 Kv-1*0.88*1*1*0.8=0.56； ； N=1000v/πD=1000*53/3.14*262=1.1r/s=64.4r/min； 按C6140機床說明書，選擇n=76r/min； 4.4.5校驗機床功率 Pm=Fzv*10=2716.6*10*0.9=2.4KW； 根據(jù)C6140機床說明書，允許功率為7KW>2.4KW，故選擇之切削用量可在C620-1機床上進行。 4.4.6計算基本工時 Tm=L/nf式中L=L+Y+△，l=210mm,根據(jù)表20，銑削時的入切削量及超且量Y+△=4.3mm,則L=210+4.3=214.3mm，故tm=214.3/1.1*1.2=162s； 精銑端面： 一、選刀具 銑刀形狀;刀桿尺寸及刀片厚度與粗銑相同，銑刀牌號為YG6，銑刀幾何形狀為表3，=45，=5r0= 120=8 =3=1 ，卷屑槽尺寸為Rn=4mm,Wn=3.5mm,dn=0.4mm 4.4.7選擇切削用量 1.決定切削深度ap ap=4.65 2.決定進給量f 精銑價格進給兩主要受價格光潔度的限制，根據(jù)表6當=1 V>1.33（預計）時，f=0.4-0.55mm/r 按C6140機床，選f=0.4mm/r,由于精加工，切削力小，故不需校核 3. 選銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表10，選銑刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=3600S 4. 決定切削速度V 根據(jù)表12 ap1.8mm，f0.42mm/r時，V=2.13m/s切削速度修正系數(shù)均為1，故V=2.13m/s=127.8m/min； N=100v/πD=1000*2.13/3.14*262=2.6r/s=156r/min； 根據(jù)C6140說明書，選擇n=150r/min； 則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14*262*150/1000=123.4m/min=2m/s； 只校核粗加工所以本工序不需校核。 4.4.7計算基本工時 根據(jù)Tm=L/nf式中L=L+Y+△，l=210mm,根據(jù)表20，銑削時的入切削量及超且量Y+△=2mm,則L=210+2=212mm，故tm=212/2.5*0.4=212s； 1.鏜φ76孔： 查文獻 (1)表2.3-5P63平面加工余量得總加工余量為4mm，端面加工余量為1.2七級預鑄孔查文獻1表2.3-10得粗鏜后孔的直徑為72故孔的精鏜余量為Z精=215-214.3/2=0.35，因為Z總=5所以Z粗=5-0.35=4.65 粗鏜及精鏜工序的余量和工序尺寸及公差列表如下： 加工表面 加工方法 余量 精度等級 工序尺寸及公差 Φ22 粗鏜 2 H10 Φ16H10 Φ32 半精鏜 1.3 H8 Φ26H8 Φ48 精鏜 0.35 H7 Φ42h7 按CA6140機床的進給量文獻1表4.2-9P146選擇f=0.65mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。 2.確定鏜孔φ22的切削用量，所選刀具是為YG6直徑為22mm的圓形鏜刀。 1. 確定切削深度ap=4.65mm 2. 確定進給量f 參考文獻4表10-10P745得f= 0.5-0.7mm/r,按C620-1 機床進給量選擇為0.5mm/r。 5.確定切削速度V 查文獻4表10-1P735，當ap0.4時式中K v=KmvKtvKxrvKsvKTVKkv所以， 查表21-6,Ktv=1,Kxv=0.88(表21-7)，Ksv=0.8(表21-5)KTV=1(表11)Kkv=1(表21-9)Kmv=0.8 Kv-1*0.88*1*1*0.8=0.56 ； N=1000v/πD= 284r/min； 查文獻1表4.2-8P145取n=305 r/min； 1. 計算工時 選鏜刀主偏角Xr-45，則L1=ap/tgKr+2~5 l=132 4.65+2=6.65 l2=3~5 ，l3=5，L=l1+l2+l=132+6.65+5=143.65； F=0.5mm/r n=5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=143.65+5/0.5*5=59.46s； 精鏜： 取f=0.12mm/r ； ap=0.35mm； ； N=1000v/πD=1000*107/3.14*215=158r/min按C620-1取n=149r/min； 計算工時： F=0.12 n=2.5 Tj=143.65+5/0.12*2.5=496s； 一）、粗鏜φ48孔 1.確定粗鏜孔的切削用量，所選刀具為YG6硬質合金鏜刀Kr=45，直徑為20mm的圓形鏜刀，其耐用度T=60min 2.切削深度ap ap=3.65mm 3.進給量 參考文獻4表10-10P745得f=0.5-0.7mm/r按C620-1機床進給量選擇f=0.5mm/r 4.切削速度 ==36.8m/min=0.6m/s； N=1000v/πD=1000*36.8/3.14*110=107r/min； 根據(jù)CA6140說明書，選擇n=90r/min=1.5r/s； 則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14*1.5*110/1000=0.5m/s =30m/min； 5.計算工時 選鏜刀主偏角Xr=45，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.5mm/r,n=1.5r/s； Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.5*1.5=113s； 二）、精鏜φ48孔 1.切削深度ap ap=0.35mm 2.進給量 參考文獻4表10-10P74選擇f=0.12mm/r 3.切削速度 ==107m/min=1.8m/s； N=1000v/πD=1000*107/3.14*110=310r/min； 根據(jù)CA61401說明書，選擇n=305r/min=5r/s； 則實際切削速度為：V=πDn/1000=3.14*305*110/1000=1.8m/s =105m/min 5.計算工時 選鏜刀主偏角Xr=45，則L1=ap/tgKr+2~5 l=78 l1=3.5 l2=3，l3=0,F=0.12mm/r,n=5r/s Tj=l+l1+l2+l3/fn=78+3+3.5/0.12*5=141s 工序9 查文獻[1]表2.3-21 P74平面加工余量得總加工余量為4mm，①設計尺寸（即一面零件尺寸加上另一面余量）X1=68則粗銑底面的工序尺寸為68mm。查文獻[3]表2-2得粗加工公差等級IT11-114.取IT=11，其公差T=0.29.所以X2=68； ②設計尺寸X1=68mm，參考文獻[1]表4.2-38（P162）。X52K主電機功率為7.5KW。參考文獻[4] 表10-123（P859）取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z。粗銑走刀一次。取精銑每轉進給量f=0.5mm/r,精銑走刀一次ap=1.5mm, 粗銑ap=3.5mm. 參考文獻[1] 表4.2-39,取粗銑的主軸轉速為150r/min,又銑刀直徑為φ18故相應的切削速度為：； 取精銑的主軸轉速為300r/min，又銑刀的直徑為φ18，故相應的切削速度為： ； 校核機床功率（一般只校核粗加工工序）： 切削功率Pm=167.910-5ap0.9fz0.74aeznkpm； 取Z=8 N=150/60=2.5r/s ae=52mm ap=3.5mm fz=0.2mm/z Kpm=1 Pm=167.9*10； 又由文獻1表4.2-38得機床功率為7.5KW，若取效率為0.85則7.5*0.85=6.375<6.4KW 故重新選擇主軸轉速118r/min.則n=118/60=2m/s； V粗=πDn/1000=3.14*200*118/1000=74.1m/min； Pm=167.9*10<6.375KW故機床功率足夠。 工時: 1.基本時間 Tj=l1+l2+l l1=0.5(d-)+1~3 l2=1~3 f=0.5mm/r d=φ18 ae=52 l=68 fmz=0.5*60=30mm/min l1=0.5(18-)+2=30.6 Tj=68+30.6+2/30=8.5 2.輔助時間： 操作內容 每次時間 次數(shù) 時間 裝夾工件 0.05 1 0.05 主軸停、開 0.01 4 0.04 打開或關閉切削液 0.02 4 0.06 縱向快速移動工作臺 靠近 0.03 2 0.06 離開 0.02 2 0.04 橫向快速移動工作臺 靠近 0.04 2 0.08 離開 0.03 2 0.06 升降工作臺 0.02 2 0.04 轉動夾具 0.03 1 0.03 轉動工件 0.1 1 0.1 測量 0.18 1 0.18 卸工件 0.03 1 0.03 清屑 0.03 1 0.03 Tf=0.8 3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=8.5+0.8=9.3； 4.布置工作地時間Tfw 查文獻1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TB*K=9.3*15.9%=1.5； 5.休息與生理時間Tx Tx=TB*K=1.5； 6.準備與終結時間 取部分時間為 中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min； 7. 單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=9.3+1.5*2=12.3； 8.單件計算時間Tc Tc=Td+Te/n=12.3+0.013=12.313； 工序10 查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.33m/s=19.8m/min； N=1000v/πD=1000*6.8/3.14*30.3=700r/min； 查文獻1表4.2-12得實際轉速為710 r/min則實際切削速度為 V=πDn/1000=3.14*710*30.3/1000=20m/min； 校核： Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*30.3*0.75*1=2827N； M=9.81*0.021*=9.81*0.021*30.3*30.3*0.75=12.52N.m； 他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉力矩1177.2N故機床的剛度足夠。 1. 基本時間 Tj=20+4.2+2/0.7*710=0.053； 攻絲0.053 ； Tj總=0.057*2=0.113*8=0.904r/m,其中K=17.4%； 2.輔助時間： 操作內容 每次時間 次數(shù) 時間 主軸變速 0.025 1 0.025 變速進給量 0.025 8 0.2 升降鉆桿 0.015 8 0.12 裝卸套筒刀具 0.06 2 0.12 卡尺測量 0.1 1 0.1 塞規(guī)測量 0.25 1 0.25 開停車 0.015 2 0.03 主軸運轉 0.02 2 0.04 清屑 0.04 1 0.04 Tf=0.895 3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.113+0.895=1 4.布置工作地時間Tfw 查文獻1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TB*K=1*15.9%=0.159 5.休息與生理時間Tx Tx=TB*K=0.159 6.準備與終結時間 取部分時間為 中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min 7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=1+0.159*2=1.318 8.單件計算時間Tc Tc=Td+Te/n=1.318+0.013=1.331 工序11 查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/min N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*11=700r/min 查文獻1表4.2-12得實際轉速為710 r/min則實際切削速度為 V=πDn/1000=3.14*710*11/1000=20m/min 校核： Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*11*0.75*1=2827N M=9.81*0.021*=9.81*0.021*121*0.75=12.52N.m 他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉力矩1177.2N故機床的剛度足夠。 1.基本時間 Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=1120 f=0.7 l=12 l2=1~4 l2=2 d=11 l1=5/2*tg118/2+1.5=3 Tj=12+3+2/0.7*1120=0.022 Tj總=0.022*2=0.044 K=17.4% 2.輔助時間 操作內容 每次時間 次數(shù) 時間 主軸變速 0.025 1 0.025 變速進給量 0.025 6 0.15 移動搖臂 0.015 6 0.09 升降鉆桿 0.015 6 0.09 裝卸套筒刀具 0.06 2 0.12 卡尺測量 0.1 1 0.1 塞規(guī)測量 0.25 1 0.25 開停車 0.015 2 0.03 主軸運轉 0.02 2 0.04 清屑 0.04 1 0.04 Tf=0.825 3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.044+0.825=0.869 4.布置工作地時間Tfw 查文獻1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TB*K=0.869*17.4%=0.14 5.休息與生理時間Tx Tx=TB*K=0.14 6.準備與終結時間 取部分時間為 中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min 7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.869+0.14*2=1.149 8.單件計算時間Tc Tc=Td+Te/n=1.149+0.013=1.162 鉆、攻3-M5： 查文獻5表12P781得f=0.7 v=0.33m/s=19.8m/min N=1000v/πD=1000*19.8/3.14*4=700r/min 查文獻1表4.2-12得實際轉速為710 r/min則實際切削速度為 V=πDn/1000=3.14*710*4/1000=20m/min 校核： Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*4*0.75*1=2827N M=9.81*0.021*=9.81*0.021*16*0.75=12.52N.m 他們均小于機床的最大進給力33354N和最大扭轉力矩1177.2N故機床的剛度足夠。 1. 基本時間 Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+1~2) n=710 f=0.7 l=20 l2=1~4 l2=2 d=4 l1=9/2*tg118/2+1.5=4.2 Tj=20+4.2+2/0.7*710=0.053 攻絲0.053 Tj總=0.057*2=0.113*8=0.904 K=17.4% 2.輔助時間： 操作內容 每次時間 次數(shù) 時間 主軸變速 0.025 1 0.025 變速進給量 0.025 8 0.2 升降鉆桿 0.015 8 0.12 裝卸套筒刀具 0.06 2 0.12 卡尺測量 0.1 1 0.1 塞規(guī)測量 0.25 1 0.25 開停車 0.015 2 0.03 主軸運轉 0.02 2 0.04 清屑 0.04 1 0.04 Tf=0.895 3.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.113+0.895=1 4.布置工作地時間Tfw 查文獻1表6.3-36得K=15.9% Tfw=TB*K=1*15.9%=0.159 5.休息與生理時間Tx Tx=TB*K=0.159 6.準備與終結時間 取部分時間為 中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min 7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=1+0.159*2=1.318 8.單件計算時間Tc Tc=Td+Te/n=1.318+0.013=1.331 5設計泵體鏜孔夾具 5.1 研究原始質料 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工泵體零件時，需要設計專用夾具。 根據(jù)任務要求中的設計內容，需要設計加工鏜孔夾具及鉆孔夾具兩套。其中加工側面的三孔的夾具將用于T6113臥式鏜床，而側面的∮12孔用到的刀具分別為兩把麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀以及锪鉆進行加工，利用本夾具主要用來鏜加工孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 5.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：孔的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設計基準）來滿足平行度公差要求。 孔的軸線間有位置公差，選擇左側面為定位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側面來限制六個自由度。 5.3分析誤差 工件的工序基準為四邊四個側面定位，通過對沿著中心軸線鏜削加工的內孔進行鏜削加工，此時可求出孔心在接觸點與壓板中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為:Td=Dmax-Dmin ； 本夾具采用泵體的外圓為定位基準，利用兩個光面壓板對稱壓著泵體零件來進行泵體多個自由度的限制，并且限位狀態(tài)良好，能夠滿足工序要求，這樣就很好地對工件進行了定位，從而很方便地對泵體零件進行鏜削加工。 由相關機械加工手冊可知： 1. 、分析定位誤差：在的前提下；夾具體距離定位孔距離為，高度為；有： 2. 、分析夾緊誤差 ，由以上公式，我們知道： 于是就是接觸誤差的位移值為： ⑶、根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知：通常不超過 ⑷、相對誤差的分析：有 分析誤差的總數(shù)累加之和： 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔軸線與左側面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術測量》表可知： 取（中等級）即 ：尺寸偏差為 由[16]《機床夾具設計手冊》可得： 3. 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則： 4. 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（4.11） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.4 切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（4.1） 式中 式（4.2） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（4.3） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（4.4） 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（4.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以，由式（4.6）有： 由式（4.7）有： 由式（4.8）有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算，由式（4.9）有： 式中參數(shù)由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下： 圖5.1 弧形壓塊受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 式（4.10） 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊