CB-10型齒輪泵泵體加工工藝規(guī)程及夾具設計【液壓自動夾具-銑面和鉆孔】【三維SW】【含圖紙+文檔全套】

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2）要求夾具結構合理、緊湊，使用方便； 3）完成零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖及夾具零件圖電子稿和紙質稿； 4）圖紙、圖面布置合理、正確清晰符合制圖標準及有關規(guī)定。 5）撰寫設計說明書內容包括：課題的目的、意義、國內外動態(tài)；研究的主要內容；機械加工工藝路線和夾具結構方案的擬定和主要參數的設計計算；加工工藝和夾具方案的確定，設計專用夾具，進行計算，條理清楚，計算有據；格式按寧波大紅鷹學院機電學院機械設計制造及其自動化專業(yè)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設計）規(guī)范化要求。文字在1萬字以上。 6）其他要求：在進行設計過程中，不能照抄現有資料，應當經過自己的 努力，理解和消化資料，認真分析和解決實踐過程中遇到的問題，充分發(fā)揮自己獨立思考和創(chuàng)作設計，培養(yǎng)和鍛煉工程實際中的發(fā)現問題和解決問題的能力，反對盲從和抄襲行為。設計期間應完成以下工作：查閱相關文獻資料，其中外文資料不少于兩篇，外文翻譯不低于2000字，英文翻譯必須注明出處，并提供原版PDF文件。 3、設計參數 （1）年產量為50000臺/年；零件技術要求見圖紙； （2）產品要求優(yōu)質、高產、低消耗。 4、應收集的資料及主要參考文獻 應收集的資料：箱體的結構、材料、功用及相關技術要求；箱體的工藝性；工藝路線擬定的方法；各種專用夾具的種類、特點及原理，鉆床、銑床、數控機床類夾具的設計方法及國家機械制圖標準。主要參考文獻： [1] 尹成湖．機械可制造技術基礎[M].—北京：高等教育出版社，2008.8 [2] 尹成湖 李保章 杜金萍.機械制造技術基礎課程設計[M].高等教育出版社，2009 [3] 柯建宏.機械制造技術基礎課程設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2008.8 [4] 浦林祥.金屬切削機床與夾具金屬切削機床夾具設計手冊[M].機械工業(yè)出版社1995第2版 [5] 張瀅瀅，劉春雨.關于機床夾具的發(fā)展前景的探討[J]. 科技創(chuàng)新導報 2011年26期 [6] 陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，1997.6　 [7] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M].高等教育出版社，2009.12 [8] 吳拓.簡明機床夾具設計手冊[M]. 化學工業(yè)出版社，2010.4 [9] 毛平淮.互換性與測量技術基礎：第2版[M].機械工業(yè)出版社，2011.1 [10] 何慶、李郁主編，機床夾具設計教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2012.8 [11] 朱耀祥，浦林祥?主編，現代夾具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.2 [12] 濮良貴、陳國定、吳立言主編，機械設計（第9版），北京：高等教育出版社，2013.5 二、畢業(yè)論文進度計劃 序號 起訖日期 各階段工作內容 備注 1 2015.10.1～11.30 閱讀畢業(yè)設計任務書，明確設計的要求和任務，收集并閱讀文獻 資料，完成開題報告，和外文翻 譯和文獻綜述。 外文資料不少于兩篇，翻譯不低于2000字，提供原版PDF。 2 10.9～10.20 分析零件圖，確定毛坯類型及制 造方法，完成毛坯圖。 3 10.21～10.31 選擇定位基準，確定加工方法，擬定機械加工工藝路線方案。 11.1～11.12 確定機械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機床及工藝設備。 4 11.13～11.30 確定切削用量及基本工時，并填 寫工藝文件。 提交開題報告、外文翻譯、文獻綜述。 5 12.01～12.31 確定專用夾具工件的定位方案和夾緊方案，計算定位誤差和計算夾緊 力，繪制夾具總圖和零件圖。 2016年3月1日中期檢查 6 2016．01．01～03．31 撰寫畢業(yè)設計說明書，整理并修 改和完善所有畢業(yè)設計資料。 7 2016年3月31日 提交經整改后的開題報告、外文翻譯、文獻綜述、畢業(yè)設計說明書（論文）、圖紙，指導記錄本等所有資料。 電子稿、紙質稿 8 2016．04．05～04．17 指導老師進行三次審核 提交膠裝材料 9 2016．05 制作PPT，參加答辯。 三、專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人（簽字）： 年 月 日 文獻綜述 前言 液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵是一種能量轉換傳遞裝置，它把原動機的機械能轉換成油液的壓力傳給液壓系統(tǒng)，屬于液壓系統(tǒng)中的能源裝置。目前液壓泵按其主要運動構件的形狀和運動方式分，有齒輪泵、螺桿泵、葉片泵、軸向柱塞泵、徑向柱塞泵等類型。齒輪泵以其結構緊湊、體積小、重量輕、自吸性能好、對污物不敏感、工作可靠、壽命長、便于維護修理、成本低。廣泛地應用于各種液壓機械上。而由于齒輪泵本身的結構特點導致齒輪泵產生泄漏、徑向液壓力不平衡和困油現象，影響了齒輪泵的額定壓力和容積效率；導致使用壽命縮短；產生強烈的噪聲并引起振動和氣蝕，影響工作平穩(wěn)性，難以實現高壓化。為了提高齒輪泵的適用范圍，于是就有必要對其進行優(yōu)化，符合人們對其所需要的功能及經濟性能。下面簡述齒輪泵的未來發(fā)展方向及所能達到的功能。 正文 隨著人們環(huán)保意識的增強，對齒輪泵的要求越來越嚴格，如何降低嚙合過程的機械噪聲與困油沖擊產生的液壓噪聲是齒輪泵發(fā)展的趨勢之一；大排量與變排量是齒輪泵適應各種工作環(huán)境的必然要求；集成化是機械設備發(fā)展的必然趨勢，泵與電機的一體化，能夠減小設備的體積，提高傳動效率，控制方便等優(yōu)勢。大家都知道，當一個東西發(fā)展到一定程度時，必然會對該事物進行不斷地升級、優(yōu)化，以便去更加的符合人們的需求，在這種激烈的競爭下，不斷地新產品新事物如雨后春筍般呼之欲出，因為你沒有創(chuàng)新就會被淘汰。 1、齒輪泵的發(fā)展現狀 國內外有關齒輪泵的研究主要集中在以下幾個方面： 1.1齒輪參數及泵體結構的優(yōu)化設計 作為液壓系統(tǒng)傳動動力源的齒輪泵，在設計齒輪時，主要應考慮以下要求嘲：在滿足油泵排量的要求下，盡可能選取較小的尺寸，以得到較小的油泵外形：齒輪參數的選擇盡可能考慮減少流量的脈動與噪音的產生；選擇合適的齒頂厚度、齒輪寬度及幅面寬度(齒根圓半徑與齒輪軸半徑的差)，能起到減少泄漏及摩擦損失的作用，提高油泵效率：齒輪及輪軸具有適應工況要求的強度，要求尺寸整齊標準，為編制制造工藝創(chuàng)造條件。蘇勇1刀對齒輪泵的模數、齒數變位系數、齒輪間隙的選擇做了些探討。齒輪泵中一對齒輪，是最關鍵的元件．其參數選擇合理與否，將直接影響著泵的性能、噪聲和壽命。根據不同的應用場合需要，會有不同的優(yōu)化數學模型。李志華等人提出了一個多目標離散變量優(yōu)化設計數學模型，同時考慮到了齒輪泵工作條件不同，設計者按具體條件，考慮主要問題側重面的不同，構建了包括：流量脈動率最小、單位排量體積最小和徑向力最小這三個主要目標函數。 1.2困油沖擊及卸荷措施 齒輪泵的困油現象對齒輪泵乃至整個液壓系統(tǒng)都產生了很大的危害。困油沖擊與齒輪嚙合的重疊系數及卸荷是否完全等有很大關系(包括卸荷槽的位置、形狀及面積等)。 1.3齒輪泵噪聲的控制技術 液壓系統(tǒng)噪聲的根源是復雜的和多方面的，它涉及到液壓技術，流體力學，振動力學，聲學及其他學科的滲透和影響，液壓泵產生噪聲，一般與其種類，結構，大小，轉速及工作壓力有關。液壓泵的噪聲隨液壓功率的增加而增加，而液壓功率是由泵的輸出功率P，每轉排量q及轉速n這三個工作參數的增加而增加。對于齒輪泵，可以采取如下措施來降低噪聲【柳：加大罩殼的厚度、提高零部件的剛性、使油容易吸進、改進困油卸荷槽、改進齒形、使齒輪的模數減小，加大齒寬，提高零部件尺寸的精度及降低表面粗糙度等。 1.4降低齒輪泵的流量脈動的方法 由于齒輪泵的流量脈動較大，在一些要求較高的液壓系統(tǒng)中，很少采用齒輪泵。關于降低齒輪泵流量脈動的方法已有很多，如合理選擇齒輪的參數；采用剖分式齒輪；采用多齒輪等。 1.5齒輪泵的變量方法研究 齒輪泵不能變量大大限制了它的使用范圍，丁萬榮等人提出了用通過改變齒輪嚙合寬度來改變排量，比較具有實用價值。可以根據需要做成手動變量操作方式和自動變量操作方式，其排量與嚙合寬度成線性關系。改變嚙合寬度的關鍵是解決齒輪泵的軸向密封。祝海林等人提出兩齒輪式變量，兩齒輪式齒輪大小不等，分別以小齒輪和大齒輪作主動輪可以獲得兩種排量，還有多齒輪式、帶內齒圈式、轉動軸套式、變轉速。 1.6齒輪泵高壓化的研究 高壓齒輪泵和低壓齒輪泵的工作原理是相同的，但低壓齒輪泵卻不能在高壓下使用。其原因有二由于低壓齒輪泵齒輪的端面間隙和徑向間隙都是定值，當工作壓力提高后，其間隙的泄漏量大大增加，使容積效率顯著下降：b)隨著工作壓力的提高，不平衡的徑向力也隨之增大，以致軸承承載能力不足而不能工作。目前研究的解決方法有：a)對齒輪的徑向問隙和軸向間隙進行自動補償；b)減小齒輪泵的徑向力，可通過減小排油口的尺寸、優(yōu)化齒輪參數，改變齒輪密封的齒數；c)提高軸承的承載能力，如采用新型復合材料滑動軸承代替滾針軸承。d)采用多級齒輪泵，即將兩個以上齒輪泵串聯來提高壓力． 2、輪泵研究進展 2.1外嚙合齒輪泵 外嚙合齒輪泵是應用最廣泛的一種齒輪泵(稱為普通齒輪泵)，其設計及生產技術水平也最成熟。多采用三片式結構、浮動軸套軸向間隙自動補償措施、鋁合金殼體徑向“掃膛”工藝，并采用平衡槽以減小齒輪(軸承)的徑向不平衡力。目前，這種齒輪泵的額定壓力可達25 MPa。但是，由于這種齒輪泵的齒數較少，導致其流量脈動較大。 2.2衛(wèi)星齒輪泵 為了減小普通齒輪泵的流量脈動，作者研制了一種衛(wèi)星齒輪泵(或稱多齒輪泵，復合齒輪泵)。衛(wèi)星齒輪泵的結構原理如圖l所示，在殼體4中安裝1個中心輪1，在中心輪的周圍均勻布置3個衛(wèi)星輪5。殼體的前部安裝1個前端蓋6，其上布置有進液口，殼體的后部安裝1個后端蓋2，其上布置有出液口。中心輪由2個中心輪軸套7支承，每個衛(wèi)星輪分別由2個衛(wèi)星輪軸套3支承。 圖1衛(wèi)星齒輪泵結構原理 1．中心輪2．后端蓋3．衛(wèi)星輪軸套4．殼體5．衛(wèi)星輪6．前端蓋7．中心輪軸套 當衛(wèi)星齒輪泵工作時，原動機動力由中心輪輸人(假設中心輪順時轉動)，則中心輪帶動3個衛(wèi)星輪逆時針轉動，形成3個外嚙合齒輪泵(簡稱子泵)，液體由前端蓋上的進液口進入，經進液通道分別進入對嚙合齒輪的進液腔(O1、O2、O3)，壓力液體則由3對嚙合齒輪的排液腔(Pl、P2、P3)經排液通道由出液1：3排出泵外。研究表明： (1)當取中心輪齒數Zl= Nk +1時(N為衛(wèi)星輪的個數，k為自然數)，衛(wèi)星齒輪泵的流量脈動率顯著減小。 (2)由于結構的對稱性，中心輪所受的齒輪嚙合力及徑向液壓力是平衡的，因此，中心輪及其軸套的靜態(tài)徑向力為零。 (3)由于中心輪同時與N個衛(wèi)星輪嚙合，避免了單對齒輪嚙合時所產生的沖擊和噪聲。同時，泵的排量可顯著增加。 2.3平衡式復合齒輪泵 平衡式復合齒輪泵是作者在行星傳動理論與齒輪泵工作原理相結合的基礎上提出的一種新型液壓元件(獲國家自然科學基金資助，編號：59575010)。它保留了普通齒輪泵的優(yōu)點，解決了普通齒輪泵存在的徑向液壓力不平衡問如圖2所示，它主要由中心輪、惰輪、內齒輪、密封塊及前后泵蓋等組成。由于結構的對稱性，使該泵各齒 輪所受靜態(tài)徑向液壓力完全平衡，形成了由中齒輪1、惰輪2構成的外嚙合齒輪泵和由惰輪2、內齒輪3構成的內嚙合齒輪泵的復合結構，即平衡式復合齒輪泵。 題。 圖2平衡式復合齒輪泵工作原理 1．中心輪2．惰輪3．內齒圈4．密封塊 研究表明：平衡式復合齒輪泵具有徑向液壓力平衡、流量大、流量均勻性好等一系列優(yōu)點。同時，由于各齒輪所受徑向液壓力平衡，使各齒輪與泵體之間的間隙可以控制得很小，從而為平衡式復合齒輪泵的高壓化創(chuàng)造了條件。 2.4無嚙合力齒輪泵 無嚙合力齒輪泵的結構原理如圖3所示，主要由輸入軸、同步齒輪、隔板、吸排液齒輪、軸承、泵體及前后泵蓋等組成。原動機動力由輸入軸1通過同步齒輪2、3傳遞給吸排液齒輪7、8。吸排液齒輪分別通過花鍵套裝在輸入軸l和傳動軸9上。齒輪傳動的嚙合力由同步齒輪承受，吸排液齒輪只承受因吸排油而產生的液壓力。對于普通齒輪泵，由于主、從動齒輪所受的徑向力不同，造成2對軸承載荷不均。另外，將排液與動力傳遞合在一起，給齒輪的設計與加工帶來很多困難，齒輪既要滿足動力傳遞方面的強度及齒面 圖3無嚙合力齒輪泵的結構原理 硬度要求，又要滿足吸排液方面的精度及表面粗糙度要求，致使齒輪的材料選擇及加工方法均受到一定的限制，齒輪的加工成本較高。而無嚙合力齒輪泵將吸排液與動力傳遞分開設計。傳遞動力的嚙合力由同步齒輪承擔，其設計方法與一般齒輪傳動相同，主要考慮輪齒的強度及齒面硬度。排液的液壓力由吸排液齒輪承擔，其設計方法以考慮齒輪精度、輪齒表面粗糙度及耐磨性為主，其材料除了采用普通齒輪泵所選用的高性能合金鋼以外，還可以采用普通鋼材(經表面處理)、耐磨鑄鐵、陶瓷及高分子材料等。結構仍然可以采用普通齒輪泵中的端面間隙補償以及復合材料軸承等結構形式。因此，無嚙合力齒輪泵除了可以用于礦物油以外，還可以用于高水基液壓液、水、甚至化學溶劑等有腐蝕性的介質。 3、齒輪泵的發(fā)展趨勢 液壓傳動系統(tǒng)正向著快響應、小體積、低噪聲的方向發(fā)展。為了適應這種要求，齒輪泵除積極采取措施保持其在中低壓定量系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)等的霸主地位外，尚需要向以下幾方向發(fā)展。 3.1高壓化 高壓化是系統(tǒng)所要求的，也是齒輪泵與柱塞泵、葉片泵競爭所必須解決的問題。齒輪泵的高壓化工作己取得了較大進展，但因受其本身的限制，要想進一步提高工作壓力是很困難的，必須研制出新結構的齒輪泵。 3.2低流量脈動 流量脈動將引起壓力脈動，從而導致系統(tǒng)產生振動和噪聲，這是與液壓系統(tǒng)的要求不符的。 3.3低噪聲 國外早就有“安靜”的液壓泵之說。隨著人們環(huán)保意識的增強，對齒輪泵的噪聲要求也越來越嚴格。齒輪泵的噪聲主要由兩部分組成，一部分是齒輪嚙合過程中所產生的機械噪聲，另一部分是困油沖擊所產生的液壓噪聲。前者與齒輪的加工精度有關，后者主要取決于泵的卸荷是否徹底。在這方面，內嚙合齒輪泵因具有運轉平穩(wěn)、無困油現象、噪聲低等特點，因此今后將會有較大發(fā)展。 3.4大排量 對于一些要求快速運動的系統(tǒng)來說，大捧量是必需的。但普通齒輪泵排量的提高受到很多因素的限制。這方面，平衡式復合齒輪泵具有顯著優(yōu)勢。 3.5變排量 齒輪泵的排量不可調節(jié)，限制了它的使用范圍。為了改變齒輪泵的排量，國內外學者進行了大量的研究工作，并取得了很多研究成果。有關齒輪泵變排量方面的專利已有很多，但真正能轉化為產品的卻不多。 4、齒輪泵的發(fā)展中所存在的問題 針對齒輪泵的發(fā)展，國內外學者對齒輪泵參數及泵體結構的優(yōu)化設計、齒輪泵噪聲的控制技術、齒輪泵的高壓化途徑、齒輪泵的變量方法研究等方面做了大量研究工作。特別是各種新的泵體結構不斷出現，包括多齒輪泵、多級齒輪泵、復合齒輪泵等等，使齒輪泵的高壓化與低流量脈動從根本上得以實現。但是這些新的泵體結構中真正能轉化為產品的很少，尚需要結合生產實際，研制出可轉化為產品、性能穩(wěn)定、質量可靠的齒輪泵。 5、如何解決問題 5.1多齒輪泵采用對稱式結構，從結構上解決了齒輪泵液壓徑向力不平衡的問題。采用瞬態(tài)流量疊加原理，很大程度上降低了齒輪泵的流量脈動。 5.2多聯齒輪泵是另外一種解決齒輪泵流量脈動大的結構，具有結構簡單、尺寸緊湊、噪聲小、流量脈動小等特點。 5.3平衡式復合齒輪泵是在多齒輪泵基礎上做了進一步的改進，平衡式復合齒輪泵被認為是齒輪泵較為理想的一種結構。既保留了普通齒輪泵的優(yōu)點，又徹底解決了普通齒輪泵存在的徑向液壓力不平衡問題。其排量大，流量均勻性好，易于實現齒輪泵的高壓化。 5.5齒輪泵也不斷向高壓化、低流量脈動、低噪聲、大排量、變排量、集成化的方向發(fā)展。研發(fā)新型泵體結構，從根源上解決齒輪泵液壓徑向力不平衡、流量脈動大的問題，是未來齒輪泵的發(fā)展方向。 6、外嚙合齒輪泵的工作原理 外嚙合齒輪泵的工作原理如圖1．1所示。在泵的殼體內有一對外嚙合齒輪，齒輪兩側有端蓋。泵體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封工作容腔。當齒輪按圖示方向旋轉時，右側吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下，經液壓泵的吸油管被吸進來，進入右側吸油腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪的轉動，把油液帶到左側壓油腔去。在壓油區(qū)一側，由于輪齒逐漸進入嚙合，密封工作容積不斷減小，油液便被擠出去。吸油區(qū)和壓油區(qū)是由相互嚙合的輪齒以及泵體分隔開的。兩齒輪不斷地轉動，泵的吸油口和排油口便連續(xù)不斷地吸油與排油，使泵不停的向系統(tǒng)供油。 圖1-1齒輪泵工作原理圖 7、外齒合齒輪泵與CAD的聯系和展望 7.1聯系：硬件技術的發(fā)展和微機的普及使CAD技術在各行業(yè)中得到廣泛應用，也促使CAD技術不斷向前發(fā)展。CAD技術的發(fā)展趨勢主要圍繞在標準化、開放式、集成化、智能化四個方面。齒輪泵是液壓系統(tǒng)中的重要元件，由于它具有結構簡單、加工方便、體積小且重量輕等特點，使其在機械、化工、輕工、冶金、能源等領域得到廣泛的應用。隨著計算機技術和CAD技術的發(fā)展，許多廠家將計算機輔助設計技術應用到泵的設計中來。 7.2展望：（1）對齒輪參數設計計算中應加上強度校核部分，進行計算機有限元分析。（2）運用數據庫技術，對泵內一些標準件(如螺栓、軸承等)進行參數化建模。（3）將泵的CAD設計功能完善、模塊化，即將參數計算、優(yōu)化、三維模型生成、二維圖紙生成、裝配圖生成等模塊集成在solidworks環(huán)境中。 8、外齒合齒輪泵泵體孔加工工藝改進及專用夾具設計 外嚙合芮輪泵屬于齒輪泵的一種，是利用齒輪嚙合原理工作的液壓泵。由于運動部件與固定部件存在間隙，工作過程中必然存在泄漏，且泄漏置與間隙的立方成正比關系，與壓力差的一次方成正比。其中，端面的間隙泄露量最大，約占80%-85%，徑向問隙泄漏量約占10%一15%，其余為輪齒齒合處的泄漏。影響上述間隙大小的一個重要的因素就是泵體孔的加工精度，大孔對應著齒輪齒頂圓和泵體內圓之間的徑向間隙，小孔和火扎的端面加工影響端面間隙。為減少泄漏量，必須保證加工精度，減小間隙。外嚙合齒輪泵的泵體上的兩對孔加工精度要求較高，但在中小批量生產的條件下，采用數控加工并不經濟。因此。可以從產品的設計、加工方法、工藝設備等方面提高加工質量以達到規(guī)定要求。 8.1加工工藝規(guī)程 （1）工藝性分析 通過研究零件的圖樣和技術要求，確定主要加工表面是兩孔的內圓柱面。齒輪泵泵體上由于泵體孔較大，因此毛坯選用有鑄造底孔的鑄件。 （2）定位基準的選擇 首先，為保證泵體的寬度，粗基準取小孔對應的端面。其次，由于孔的位置度公差要求較高，大孔和對應的端面G還有垂直度的要求，因此在大孔的加工中應有精基準端面G。還有，精度上大孔和小孔有同軸度要求，因此選擇端面G和孔作為精基準。 8.2夾具設計 在加工外嚙合齒輪泵泵體孔的過程中，第一道工序中使用分度回轉夾具加工鑄造底孔的大孔和鉆小孔。為了簡化設備，使用的夾具為通用的同轉臺。第二道下序是關鍵工序，為保證加工精度，必須使用專用夾具即直線分度夾具。 結論 傳統(tǒng)齒輪泵存在著液壓徑向力不平衡、流量脈動大等缺點，這會易使齒輪泵產生泄露和磨損，降低軸承壽命，難以實現高壓化。這是由齒輪泵的結構特點決定的。多齒輪泵采用對稱式結構，從結構上解決了齒輪泵液壓徑向力不平衡的問題。采用瞬態(tài)流量疊加原理，很大程度上降低了齒輪泵的流量脈動。多聯齒輪泵是另外一種解決齒輪泵流量脈動大的結構，具有結構簡單、尺寸緊湊、噪聲小、流量脈動小等特點。平衡式復合齒輪泵是在多齒輪泵基礎上做了進一步的改進，平衡式復合齒輪泵被認為是齒輪泵較為理想的一種結構。既保留了普通齒輪泵的優(yōu)點，又徹底解決了普通齒輪泵存在的徑向液壓力不平衡問題。其排量大，流量均勻性好，易于實現齒輪泵的高壓化。齒輪泵也不斷向高壓化、低流量脈動、低噪聲、大排量、變排量、集成化的方向發(fā)展。研發(fā)新型泵體結構，從根源上解決齒輪泵液壓徑向力不平衡、流量脈動大的問題，是未來齒輪泵的發(fā)展方向。 參考文獻 1、劉永，2007：《外齒合齒輪泵CAD的研究》，湖北工業(yè)大學碩士論文 2、代雪峰，2014：《內齒合式齒輪泵殼體加工工藝分析》，《裝備制造技術》第二期 3、梁立艷，賈維高，2009:《內嚙合齒輪泵泵體型腔制造技術》，《(新技術新工藝》·軍工企業(yè)高效加工技術交流，第3期 4、欒振輝，《齒輪泵研究硇壩狀與發(fā)展》，安徽理工大學 5、段榮華，2014:《內齒合齒輪泵泵體結構分析與優(yōu)化設計》，濟南大學 6、張宗元，趙升噸，2014:《齒輪液壓泵的結構合理性探討》，西安交通大學 7、李康康，《高壓內齒合齒輪泵關鍵技術研究》，遼寧工程技術大學 8、羅 驥，吳盛林，袁子榮，2006:《水液壓內嚙合齒輪泵的設計與制造》，《南京理工大學學報》第30卷第6期 9、趙冉，張業(yè)民，張峰，《外齒合齒輪泵泵體孔加工工藝改進及專用夾具設計》 10、賈長名，2010:《齒輪泵參數化設計方法與制造技術研究》，天津大學機械工程學院 11、黃海燕，2007,：《泵休雙連孔的加工》，廣東韶關市機電技工學校 12、王愛平，2005:《內嚙合齒輪泵幾何參數的研究》，濟南大學 13、Int J Adv Manuf Technol (2010) 48:33–43 DOI 10.1007/s00170-009-2284-4，James N. Asante 14、Int J Adv Manuf Technol (2014) 70:79–96 DOI 10.1007/s00170-013-5249-6，James N. Asante 寧XX大學 畢業(yè)設計(論文) 泵體加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 摘 要 本文是對泵體零件加工應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，設計合理的加工工藝過程。此外還對泵體零件的兩道工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是設計泵體鉆床夾具設計。 關鍵詞：泵體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 35 Abstract This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design. Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 序 言 1 第2章泵體的加工工藝規(guī)程設計 2 2.1零件的分析 2 2.1.1零件的作用 2 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產類型 4 2.3確定毛坯 4 2.3.1確定毛坯種類 4 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 4 2.3.3繪制鑄造零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設計 5 2.4.1選擇定位基準 5 2.4.2制定工藝路線 5 2.4.3 工藝方案的比較與分析 7 2.4.4選擇加工設備和工藝設備 9 2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 2.5確定切削用量及基本工時 11 2.6本章小結 21 第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設計 22 3.1 夾具的設計 22 3.1.1 定位分析 22 3.1.2 定位原理 22 3.1.3 定位元件的分析 23 3.1.4 夾緊元件的選擇 23 3.1.5定位誤差的分析 24 3.1.6切削力及夾緊力的計算 25 3.2 夾具設計及操作的簡要說明 26 第4章 銑端面夾具設計 27 4.1概述 27 4.2方案設計 27 4.3定位基準的選擇 27 4.4切削力和夾緊力的計算 28 4.5定位誤差分析 29 4.6 定向鍵與對刀裝置設計 29 4.7夾具設計及操作說明 30 結 論 32 參 考 文 獻 33 致謝 34 第1章 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。 機殼零件加工工藝及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、機械工程材料等的基礎下，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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。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。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章泵體的加工工藝規(guī)程設計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是泵體。旋片泵依靠傳遞到液體中的液體原動機機械能的效果。由于從泵葉輪入口到過程的出口處的液體的作用，它的速度可以增加，壓力能量正在通過液體排出壓出的葉輪室的，大部分的速度能轉換成壓力能量，和然后沿排放管線輸送出在此情況下，由于葉輪入口和液體，以形成在表面壓力（大氣壓力）的影響之下的池真空或低壓，液體水的排出，它被壓入入口葉輪，于是，旋轉著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。 2.1.2零件的工藝分析 圖1.1 泵體零件圖 零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是泵體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 泵體結構較為復雜，加工面多、技術要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結構工藝性對保證加工質量、提高生產效率、降低生產成本有重要意義。 泵體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現分述如下： （1） φ32H11孔和φ有0.04的同軸公差要求。 （2） φ48H8孔和表面1都對于φ48H8孔內壁有0.04的垂直度公差要求。 （3） φ16H8孔與φ45H8內壁有60：0.004的平行度公差要求。 2.2確定生產類型 已知此泵體零件的生產類型為大批量生產，因此，初步確定工藝安排：加工過程分為階段;步驟應該集中精力;加工設備，通用設備為主，大量使用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200?？紤]零件零件結構簡單，根據任務書，故選擇鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》172頁表1-4-7 2.3.3繪制鑄造零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設計 2.4.1選擇定位基準 ①粗基準的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。 ②精基準的選擇 考慮為確保精度和零件的裝夾方便準確，根據“標準相一致”的原則和“基準統(tǒng)一”的原則，加工通孔的定位精度為主要參考，下面?zhèn)瓤?，用于支撐定位精度基準后? 2.4.2制定工藝路線 根據零件，尺寸精度和位置精度等技術要求和處理方式的幾何形狀可以實現經濟的精度，在生產程序中的案件已經確定，你可以考慮使用多種工具，專用夾具，并嘗試使集中，以提高生產率的過程。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 現確定工藝路線如下： 方案一： 工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準鉆φ32 H11孔、φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z525 工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：T68 工序Ⅷ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具:麻花鉆、锪鉆，機床：Z525 工序Ⅸ 以表面①②⑤為基準鉆φ16-H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z525 工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量。鉸φ12孔，攻螺紋G3/8孔。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z525 工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。刀具：麻花鉆，機床：Z525 工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔、鉸2×φ6T14孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z525 工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔、φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：T61Ⅰ 工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z525 工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準精銑表面①。 刀具：銑刀，機床：X52K 工序ⅩⅥ 檢查 方案二： 工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B 工序Ⅷ 以表面①②⑤為基準鉆φ16H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序Ⅸ 以表面②④⑤為基準鉆φ32H11孔，φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具：麻花鉆、锪鉆，機床：Z540A 工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z540A 工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14。 刀具：麻花鉆，鉸刀,機床：Z540A 工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔, φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B 工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔內壁，φ16H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z540A 工序ⅩⅥ 檢查。 以上所有刀具、機床選擇均查找于《機械制造工藝與夾具設計指導》。 2.4.3 工藝方案的比較與分析 分析兩套方案，不難看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的順序明確、清晰；而第二套方案中第五部就銑了表面①，而表面①所要求的粗糙度為3.2，屬于精度比較高的面，所以導致在接下來的工序中，難免會因為裝夾、掛擦導致其精度降低，且在第二套方案中，鉆孔步驟混亂，容易造成重復性裝夾，浪費時間。但在第一套方案當中，工序Ⅶ和工序Ⅸ可排列在一起，從而減少換用機床時間，降低時間成本。 改進的工藝如下： 工序Ⅰ 銑表面④，選用表面①為粗基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅱ 銑表面①，以表面④為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅲ 銑表面②，以表面③為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅳ 銑表面③，以表面②為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅴ 銑表面⑤，以表面②④為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅵ 鉆φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅶ 鏜2-φ48H8孔，以表面①②⑤為基準。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質合金鏜刀，游標卡尺進行測量。 工序Ⅷ 鉆φ16H8孔，以表面①②⑤為基準，需留余量。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅸ 鉆4-φ10孔，锪φ20孔，鉆G3/8螺紋底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、錐柄锪孔鉆、中心鉆，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅹ 鉆φ12孔，以表面②④⑤為基準，需留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀、公制細牙機用絲錐，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅺ 鉆6×M8-7H底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆，游標卡尺進行測量。 工序Ⅻ 與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅢ 鏜φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質合金鏜刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅣ 鉸2-φ48H8孔內壁，φ16H8孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用套式機用鉸刀，錐柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅤ 銑表面①，以表面②④⑤為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅥ 檢查。 2.4.4選擇加工設備和工藝設備 ①機床的選擇 工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床 工序5、6、7、11采用Z525鉆床 ②選擇夾具 該泵體的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 泵體零件材料HT200，生產類型為大批生產，采用金屬型鑄造毛坯。根據《機械加工工藝設計實用手冊》表6-90，P516，選擇鑄造精度CT9；再由表6-79，P510,查得鑄造斜度3°；未注明圓角半徑R3。 鑄件加工余量由《機械加工余量與公差手冊》，表3－1，P78中選擇等級F；鑄件機械加工余量由表3-3，P80，單面為3.5mm，孔和雙面為3mm；鑄件尺寸公差查表3-6，P84。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 加工表面 加工內容 加工余量（mm） 精度等級 工序尺寸（mm） 粗糙度 （um） 工序余量（mm） 最小 最大 銑端面① 鑄件 3.5 CT8 粗銑 0.75 IT11 6.3 0.56 1.55 銑端面 鑄件 3.5 CT8 粗銑 0.75 IT11 6.3 0.72 1.55 精銑 0.09 IT7 6.3 0.56 1.55 銑斷面 鑄件 3.5 CT8 銑削 0.75 IT11 6.3 0.56 1.65 銑端面 鑄件 3.5 CT8 銑削 0.75 IT11 6.3 0.53 1.65 銑端面⑤ 鑄件 3.5 CT8 鏜削 0.56 IT11 6.3 0.49 1.3 鉆、鏜φ32H11孔 鑄件 CT8 鉆孔 30 IT12 12 2.64 3.1 鏜孔 2.8 IT11 6.3 5.9 9.81 鉆、鉸φ22孔 鑄件 CT8 鉆 15 IT12 12 鉸 2 IT7 3.2 0.129 0.28 鉆、鏜φ2-48H8孔 鑄件 CT8 鉆 IT12 12 鏜 3 IT7 3.2 2.975 3.25 鉆、擴4-φ10孔 鑄件 CT8 鉆 8 IT12 12 擴 2 IT11 3.2 1.91 2.15 鉆、鉸φ12孔 鑄件 CT8 鉆 10 IT12 12 鉸 2 IT11 3.2 1.89 2.15 鉆、攻G3/8螺紋孔 鑄件 CT8 攻 4 IT11 3.2 1.89 2.15 鉆6-M8-7H孔 鑄件 CT8 鉆 8 IT12 12 鉆、鉸2×φ6T14孔 鑄件 CT8 鉆 4 IT12 12 鉸 2 IT11 3.2 1.25 2.12 2.5確定切削用量及基本工時 2.5.1粗銑前端面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.2粗銑后端面 機床：X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 ①粗銑a面 銑削深度 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min 2.5.3 粗銑下底面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.4銑上端面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.5銑左端面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.5粗精鏜φ48的切削用量及基本工時 所選用刀具為硬質合金（鎢鈷類），直徑為φ48的圓形鏜刀。 ①.確定切削深度 == ②.確定進給量 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時： =0.15～0.40 按機床的進給量（表4.2—9），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 轉速，選擇 =160=2.6 ④.計算基本工時 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 2.5.6鉆、鉸φ16H8孔 機床：Z525鉆床 刀具：16直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說明書，取。 根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z525機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.7 鉆、锪擴4-φ10，4-φ20孔、鉆G3/8螺紋孔 鉆φ12孔、鉸φ12孔、攻螺紋G3/8 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 2.5.8 鉆孔攻絲M8 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]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 走刀次數為1 機動時間： 攻絲M8 機床：組合攻絲機 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機床主軸轉速：，取 絲錐回轉轉速：取 實際切削速度： 由工序2可知： 走刀次數為1 機動時間： 14、 精銑前端面 機床：X52K銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.6本章小結 本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。 第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設計 3.1 夾具的設計 在本次夾具設計中，設計鉆底面4-φ10孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新換代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用較高。 3.1.1 定位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。 根據零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設計過程中盡量以設計基準為定位基準，以便減小加工誤差。 所以在這道設計中采用外圓表面以及底平面和一側端面為定位基準。 3.1.2 定位原理 在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現這些要求的。要實現工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點： （1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置； （2） 使夾具在機床上占有正確的位置； （3） 使刀具相對于夾具占有正確的位置。 工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據正確的加工位置，這就可以通過設置定位支承點，限制工件的相對運動來實現。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據運動原理學可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、、來表示；繞三個坐標軸的轉動的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應自由度進行限制。 工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應的自由度。 3.1.3 定位元件的分析 在加工過程中，因為該零件較為復雜，加上零件的特殊性，因此在設計過程中設計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉方向，設計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態(tài)。 不完全定位可分為下列兩種情況： ①. 由于工件的加工前的結構特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度； ②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。 3.1.4 夾緊元件的選擇 工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產生很大的應力，由于定加工過程產生的誤差在夾緊上經常會出現點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設計中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導軌。 ①.選擇鉆套 鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。 可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產。 快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。 在這次設計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示： 圖4-1 快換鉆套 ②.夾具底座與工作臺的連接 由于加工過程中選用的機床為Z525搖臂鉆床，《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯系尺寸可得，底座T型槽數為5個，工作臺上面T型槽數為5個，工作臺側面槽數為3個，，，，，，，，，，，，，。 3.1.5定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中采用的某一定位方案，只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 該夾具以2個平面和1個支撐釘定位，螺旋機構， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 當以固定邊接觸時 式中為彼此最小間隙 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 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。 3.1.6切削力及夾緊力的計算 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”原則；　參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數 由資料《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，決定選用液壓泵螺旋夾緊機構。 取，， 夾緊力，由式（2.9）有：： 式中參數可查得： 其中： 原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 3.2 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。采用螺紋螺旋夾緊機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 第4章 銑端面夾具設計 4.1概述 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要 保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件 正確位置固定不動，這一任務就是由夾具來完成。 對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件 的生產成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時 往比較費時間，并且操作復雜，生產效率低。 本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證 工件精度， 提高生產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 4.2方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案 設計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就 會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設計要求，因 此必須慎重考慮。 設計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。 2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、 夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 4.3定位基準的選擇 我們采用已經加工好的端面作為定位基準 共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉的自由度沒有限制，為了保證空 間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一擋銷來限 制旋轉方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。 4.4切削力和夾緊力的計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據工件受力切削力，夾緊力的作用下的情況下，以找出在夾緊最不利的瞬間的過程中，按靜力平衡原則計算理論夾緊力。最后，為了確?？煽康膴A緊，然后由一個安全系數乘以作為夾緊力的所需的實際值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數： 由此可得： 所以 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機構。 原動力計算公式 即： 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機構。 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。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 定位誤差分析 ⑴ V形塊的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 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。 4.6 定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。 對刀塊圖紙 根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.7夾具設計及操作說明 應著重于提高生產效率，但它采用的是手動夾具設計模式，當工件夾緊和松開比較費時。這樣的夾持機構是結構簡單，夾緊和在機器可靠，多功能大夾具被廣泛使用。由于小尺寸的工件，經過仔細分析和比較計劃，選擇手動夾緊（螺絲夾緊機構）的。 另外，當具有制造誤差的一個文件夾，該工作過程磨破，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換V型塊。以便隨時根據情況進行調整換取。 附加工數控程序代碼： % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X.0317 Y.0659 S0 M03 N0050 G43 Z1.378 H00 N0060 Z.8268 N0070 G3 X.0317 Y.0659 Z.7075 I-.0261 J-.0659 K.019 F9.8 N0080 X.0317 Y.0659 Z.5882 I-.0261 J-.0659 K.019 N0090 X-.0652 Y0.0 Z.5512 I-.0261 J-.0659 K.019 N0100 I.0652 J0.0 N0110 G1 X-.144 M08 N0120 G3 I.144 J0.0 N0130 G1 X-.2227 N0140 G3 I.2227 J0.0 N0150 G1 X-.3015 N0160 G3 I.3015 J0.0 N0170 G1 X-.3802 N0180 G3 I.3802 J0.0 N0190 G1 X-.4589 N0200 G3 I.4589 J0.0 N0210 G1 X-.5377 N0220 G3 I.5377 J0.0 N0230 G1 X-.6164 N0240 G3 I.6164 J0.0 N0250 G1 X-.6952 N0260 G3 I.6952 J0.0 N0270 G1 X-.7739 N0280 G3 I.7739 J0.0 N0290 G1 X-.8526 N0300 G3 I.8526 J0.0 N0310 G1 X-.9314 N0320 G3 I.9314 J0.0 N0330 G1 X-1.0101 N0340 G3 I1.0101 J0.0 N0350 G1 X-1.0889 N0360 G3 I1.0889 J0.0 N0370 G1 X-1.1676 N0380 G3 I1.1676 J0.0 N0390 G1 X-1.2463 N0400 G3 I1.2463 J0.0 N0410 G1 X-1.3251 N0420 G3 I1.3251 J0.0 N0430 G1 X-1.4038 N0440 G3 I1.4038 J0.0 N0450 G1 X-1.4826 N0460 G3 I1.4826 J0.0 N0470 G1 X-1.4038 N0480 Z.6693 N0490 G0 Z1.378 N0500 X.0851 Y.0659 N0510 Z.6693 N0520 G3 X.0851 Y.0659 Z.55 I-.026 J-.0659 K.019 N0530 X.0851 Y.0659 Z.4307 I-.026 J-.0659 K.019 N0540 X-.0118 Y0.0 Z.3937 I-.026 J-.0659 K.019 N0550 I.0118 J0.0 N0560 G1 X-.0905 N0570 G3 I.0905 J0.0 N0580 G1 X-.1693 N0590 G3 I.1693 J0.0 N0600 G1 X-.248 N0610 G3 I.248 J0.0 N0620 G1 X-.3268 N0630 G3 I.3268 J0.0 N0640 G1 X-.4055 N0650 G3 I.4055 J0.0 N0660 G1 X-.4842 N0670 G3 I.4842 J0.0 N0680 G1 X-.563 N0690 G3 I.563 J0.0 N0700 G1 X-.6417 N0710 G3 I.6417 J0.0 N0720 G1 X-.7205 N0730 G3 I.7205 J0.0 N0740 G1 X-.7992 N0750 G3 I.7992 J0.0 N0760 G1 X-.8779 N0770 G3 I.8779 J0.0 N0780 G1 X-.9567 N0790 G3 I.9567 J0.0 N0800 G1 X-1.0354 N0810 G3 I1.0354 J0.0 N0820 G1 X-1.1142 N0830 G3 I1.1142 J0.0 N0840 G1 X-1.1929 N0850 G3 I1.1929 J0.0 N0860 G1 X-1.2716 N0870 G3 I1.2716 J0.0 N0880 G1 X-1.1929 N0890 Z.5118 N0900 G0 Z1.378 N0910 M02 % 結論 結 論 生產零件從毛坯到成品的銑削，鏜孔，鉆孔，攻絲，去毛刺等工序后的設計，在中間。由于是大批量生產，踩分散，中間和調試工具，可以節(jié)省時間來取代它。在均量和切削工時計算各處理。 在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2542。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上海科學技術出版社，1984。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2540。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17 致謝 致謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。X老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。 在論文工作中，得到了XX學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！