機油泵傳動軸支架加工工藝及鉆11斜孔夾具設(shè)計帶三維圖】整套設(shè)計說明書

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)機油泵傳動軸支架機械加工工藝及夾具設(shè)計學(xué)生姓名xxx學(xué)院名稱機電工程學(xué)院專業(yè)名稱指導(dǎo)教師xxx 摘要本次設(shè)計是對機油泵傳動軸支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。機油泵傳動軸支架零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以機油泵傳動軸支架端面作為粗基準(zhǔn)，以上表面作為精基準(zhǔn)。關(guān)鍵詞 機械加工，加工工藝，專用夾具。目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc20812 摘要 PAGEREF _T

2、oc20812 I HYPERLINK l _Toc52 1 緒論 PAGEREF _Toc52 1 HYPERLINK l _Toc21335 2機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設(shè)計 PAGEREF _Toc21335 2 HYPERLINK l _Toc8140 PAGEREF _Toc8140 2 HYPERLINK l _Toc30845 PAGEREF _Toc30845 2 HYPERLINK l _Toc17708 2.3 制定工藝路線 PAGEREF _Toc17708 3 HYPERLINK l _Toc26634 2.4選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 PAGEREF _Toc266

3、34 4 HYPERLINK l _Toc32030 PAGEREF _Toc32030 4 HYPERLINK l _Toc15239 PAGEREF _Toc15239 6 HYPERLINK l _Toc25417 PAGEREF _Toc25417 7 HYPERLINK l _Toc28476 3 鉆11孔夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc28476 10 HYPERLINK l _Toc32044 3.1概述 PAGEREF _Toc32044 10 HYPERLINK l _Toc19381 3.2方案設(shè)計 PAGEREF _Toc19381 11 HYPERLINK l _To

4、c3582 3.3定位基準(zhǔn)的選擇 PAGEREF _Toc3582 11 HYPERLINK l _Toc14499 3.4切削力計算 PAGEREF _Toc14499 11 HYPERLINK l _Toc12962 夾緊力的計算 PAGEREF _Toc12962 12 HYPERLINK l _Toc11150 定位誤差分析 PAGEREF _Toc11150 13 HYPERLINK l _Toc19972 3.7 導(dǎo)向裝置設(shè)計 PAGEREF _Toc19972 14 HYPERLINK l _Toc14631 體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc14631 15 HYPERLINK

5、l _Toc20894 PAGEREF _Toc20894 16 HYPERLINK l _Toc17995 參 考 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc17995 161 緒論對工件進(jìn)行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進(jìn)行機械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時，工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛

6、性，因此可加大切屑用量，提高勞動生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ稀Ｃ總€工件增加的成本時極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就愈顯著。2機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設(shè)計基準(zhǔn)：基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)其功用的不同可分別為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。在工件工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn)，加工表面與工序基準(zhǔn)之

7、間一般有兩次核對位置要求：一是加工表面對工序基準(zhǔn)的距離要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面對工序基準(zhǔn)的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。所以工件定位時，用以確定工件在夾具中位置的表面（或點，線）稱為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)的選擇，一般應(yīng)本著基準(zhǔn)重合原則，盡可能選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，工件在定位時，每個工件的夾具中的位置是不確定的，一般是限制工件的六個自由度，分別是指：沿三坐標(biāo)軸的移動自由度，和繞三坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度。基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一，基面選擇正確合理，可以使加工質(zhì)量的到保證，減輕勞動強度，生產(chǎn)效率得到提高。否則，會使加工困難，甚至造成加工零件報廢。粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇原則

8、：選擇粗基準(zhǔn)，主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。為了方便地加工出精基準(zhǔn)，使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度，選擇粗基準(zhǔn)，以便于工件的準(zhǔn)確定位。選擇粗基準(zhǔn)的的出發(fā)點是：一要考慮如何合理分配各加工表面的余量；二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求，一般應(yīng)按下列原則來選擇：1) 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)優(yōu)先選擇該表面為粗基準(zhǔn)。2)若工件每個表面都有加工要求，為了保證各表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇加工量最少的表面為粗基準(zhǔn)。3)若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，則應(yīng)選擇某個加工面為粗基準(zhǔn)。4)選擇基準(zhǔn)的表面應(yīng)

9、盡可能平整，沒有鑄造飛邊，澆口，冒口或其他缺陷。粗基準(zhǔn)一般只允許使用一次?；谏鲜龅囊蠛涂紤]到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實際情況，粗基準(zhǔn)選用前機體內(nèi)一個較大的非加工面在毛坯圖上已經(jīng)標(biāo)出。(2) 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)選擇原則：選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達(dá)到使用起來方便可靠。一般應(yīng)按下列原則來選擇：1)基準(zhǔn)重合原則；應(yīng)選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工其他各表面，采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程所產(chǎn)生的誤差，并可使各工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相似，從而簡化夾具的設(shè)計和制造。3) 自為

10、基準(zhǔn)原則；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇加工表面本身來作為定位基準(zhǔn)。4) 互為基準(zhǔn)原則；對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的方法。5) 可靠，方便原則；應(yīng)選擇定位可靠，裝夾方便的表面作為精基準(zhǔn)。本零件是鑄造件，要用毛坯面定位先加工出一個精基準(zhǔn)。然后以精基準(zhǔn)定位，加工零件。精基準(zhǔn)放在工序最前面加工。以上表面毛坯面定位。詳見工藝卡片。2.3 制定工藝路線（1）熱處理工序的安排加工工藝安排熱處理，因為零件精度要求較高HT200要鑄造完成要進(jìn)行時效處理，防止工件變形。（2）定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇下表面，則由非加工面為定位基準(zhǔn)，銑精基準(zhǔn)。精基為上表面，則加工

11、時穩(wěn)定性差一些，加工精度就受到了影響，角向定位也是這樣。因此，擬訂工藝路線方案如下：工序1：清沙，去除非加工表面鑄造積瘤工序2：時效處理，去除內(nèi)應(yīng)力工序3：毛坯面定位，銑上表面，保證尺寸12及工序4：鉆2-8H7(+0.015/0) 沉孔10 x90及3-11孔工序5：以底面為基準(zhǔn)，粗鏜32孔至工序6：以底面為基準(zhǔn)，精鏜31孔至32H7(+0.015/0)工序7：以底面為基準(zhǔn)，銑端面，保證30及11尺寸，工件總長度250工序8：檢驗工序9：入庫2.4選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，加工設(shè)備易以通用機床為主，配以專用夾具，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。1)

12、搖臂鉆床 Z3040X16 主要參數(shù)：最大鉆孔孔直徑40 mm主軸中心線至立柱母線距離 最大1600 mm最小350 mm主軸端面至底座工作面距離 最大1250 mm最小350 mm主軸行程315 mm主軸錐孔（莫氏）4# No.主軸軸轉(zhuǎn)速范圍25-2000 r/min主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)16 主軸進(jìn)給量范圍0.04-3.20 mm/r主軸進(jìn)給級數(shù)16工作臺尺寸500630 mm主軸箱水平移動距離1250 mm主電機功率3 kw 機床重量3500 kg機床外型尺寸（長寬高)250010702840 mm2)立式銑床 X52K 主要參數(shù)：單 位/X52K工作面積 寬*長mm320*1250承載重量kg5

13、00T型槽數(shù)目個3T型槽寬度mm18T型槽間距mm70X向（工作臺縱向）手動/機動mm700/680Y向（滑座橫向）手動/機動mm255/240Z向（升降臺垂向）手動/機動mm370/350最大回轉(zhuǎn)角度deg45轉(zhuǎn)速r/min30-1500轉(zhuǎn)速級數(shù)Step18軸向移動距離mm85主軸端面至工作臺距離最小/最大mm45/415主軸中心線至床身垂直導(dǎo)軌面距離mm350切削進(jìn)給速度mm/minX，Y：23.5-1180，Z：8-394快速移動進(jìn)給速度mm/minX，Y：2300，Z：770進(jìn)給級數(shù)Step18機床外形尺寸（長*寬*高）mm2272*1770*2094機床凈重（約）kg28004）立式

14、鉆床 Z5140 主要參數(shù):工作臺尺寸（長X寬）mm450X500 工作臺行程mm300 主軸中心線至導(dǎo)軌面距離mm335 主軸端面至工作臺面距離mm0-750 最大鉆孔直徑mm40 最大送刀抗力N16000 主軸最大輸送扭矩N.m350 主軸孔錐度Morse4 主軸變速級數(shù)級12 主軸行程mm250 主軸箱行程mm200 送刀級數(shù)級9 外形尺寸（長X寬X高）mm1080X810X2510 機床重量kg2000依據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊所選量具公布如下：測量范圍為：0100的深度規(guī)深度規(guī)用于精確測量凹臺和溝槽深度。塞規(guī)具有獨特的導(dǎo)向圓柱體設(shè)計，方便、快、準(zhǔn)。適用于現(xiàn)場測量。測量范圍為1030

15、的內(nèi)槽卡鉗 內(nèi)槽卡鉗適用于測量各種筒形工件、管材內(nèi)徑以及凹槽尺寸。1. 銑上表面，保證尺寸12及mm，已知A面總余量為2mm，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。查參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取粗銑的每齒進(jìn)給量為，取精度銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=，粗銑走刀1次，=3.5mm，精銑走刀1次，=1.5mm。查參考文獻(xiàn)3表3.1-74，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為，取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定銑刀直徑D為40mm，故相應(yīng)的切削速度為:校核機床功率(只校核粗加工工序)：切削功率為:=取z=10個齒，則 代入式中得：168101=由文獻(xiàn)3表故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為，則：帶入公式得：168101故機床功率足夠。2. 鉆2-8

16、H7()因8孔不是一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，8孔的精度較高，要分2次加工。參考文獻(xiàn)3表2.4-41，用插入法求得鉆8孔的切削速度v=，由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/d=100011=按機床實際轉(zhuǎn)速取n=，則實際切削速度為：v11630/1000=參考文獻(xiàn)3表2.4-69，得：(N)M(Nm)分別求出鉆8孔和M如下：111=2427NMNm它們均小于機床的最大進(jìn)給力7840N和機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機床剛度足夠。3以底面為基準(zhǔn)，粗鏜32孔至取粗鏜的每齒進(jìn)給量為，粗鏜走刀1次，=3.5mm 查參考文獻(xiàn)3表3.1-74，取粗鏜的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定鏜刀直徑D為1

17、9mm，故相應(yīng)的切削速度為:4以底面為基準(zhǔn)，精鏜31孔至32H7(+)取精鏜的每齒進(jìn)給量為，粗鏜走刀1次，=1.5mm 查參考文獻(xiàn)3表3.1-74，取精鏜的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定鏜刀直徑D為19mm，故相應(yīng)的切削速度為:5. 以底面為基準(zhǔn)，銑端面，保證30及11尺寸，工件總長度1250n=按機床實際轉(zhuǎn)速取n=650則實際切削速度為: 13參考文獻(xiàn)3表2.4-41，得： kF(N)MkM(Nm)分別求出11的和M如下： 131=2616N MNm它們均小于機床的最大進(jìn)給力7840N和機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機床剛度足夠。3 鉆11孔夾具設(shè)計本夾具主要用于機油泵傳動軸支架 鉆11斜孔夾具

18、設(shè)計，本夾具主要用于鉆床Z525機床上， 在機床對零件進(jìn)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(gòu)使工件正確位置固定不動，這一任務(wù)就是由夾具來完成。對于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)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(fù)雜，生產(chǎn)效率低。本零件屬于大量生產(chǎn)，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(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案設(shè)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

19、加工精度不能達(dá)到設(shè)計要求，因此必須慎重考慮。設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則：定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠，符合六位定位原理。夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，采用一面二銷孔和端面共限制6個自由度為了保證空間工件定位準(zhǔn)確，我們需要限制6個自由度，一面是底面端面，二個孔是一個是2-8孔，形成一面2銷進(jìn)行定位。這樣空間6個自由度就限制完了。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 刀具：鉆頭11。F=Cdfk 式中： C=420， Z=1

20、.0, y k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K則 F鉆削時 T=17.34 N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(jìn)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(dāng)即能滿足加工要求。這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。采用

21、夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率。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可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：3.6 定位誤差分析該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，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

22、可得： 定位誤差： 當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙通過分析可得： 因此：當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.7 導(dǎo)向裝置設(shè)計 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D6013669-47582.6369812163.34710458

23、115610111016206812158101518122025101218221215222616283615182630182230342036HT200222635392630424625HT20056303548523542555930566742481106648507074鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切

24、削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在