機械制造技術(shù)課程設(shè)計-機油泵傳動軸支架加工工藝及銑K面大端面夾具設(shè)計

課程設(shè)計全套圖紙加V信153893706或扣3346389411課程名稱：機械制造工藝學(xué)學(xué)院：機械工程學(xué)院專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化姓名：學(xué)號：年級：20級任課教師：201年月日目錄10740第1章零件的分析 1264051.1零件的分析 1104441.2零件的加工表面 134461.3結(jié)構(gòu)工藝性分析 111362第2章計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 3143792.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 348872.2生效率分析 381072.3生產(chǎn)類型 310171第3章毛坯的制造方法 5156733.1確定毛坯的制造形式 5251033.2定位基準(zhǔn)選擇 535983.2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 569763.2.2精基準(zhǔn)選擇的原則 6240763.3制定工藝路線 6155343.4確定各加工表面的毛坯余量 7146333.5計算時間定額 813757第4章銑床夾具設(shè)計 15297914.1專用夾具的提出 15274284.2定位分析 15125514.3分析計算定位誤差 15231034.4切削力和夾緊力的計算 1616803總結(jié) 1810048參考文獻(xiàn) 19零件的分析1.1零件的分析題目所給的零件是機油泵傳動軸支架，它位于傳動軸的端部。主要作用是支承傳動軸，連接油口，起到固定機油泵的作用。是拖拉機里用到的最普追的零件之一。它結(jié)構(gòu)簡單，體積也較小，屬叉袈類零件。其中專32孔要與軸配合，要求精度較高。圖1-1機油泵傳動軸支架1.2零件的加工表面機油泵傳動軸支架的所有加工表面現(xiàn)分述如下：1.機油泵傳動軸支架K面，粗糙度Ra6.3

2.機油泵傳動軸支架Φ52端面，粗糙度Ra12.5機油泵傳動軸支架Φ32，粗糙度Ra3.2機油泵傳動軸支架2Φ8，粗糙度Ra3.2機油泵傳動軸支架3Φ11孔，粗糙度Ra12.5機油泵傳動軸支架Φ11斜孔，粗糙度Ra6.31.3結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查如下所述：1.避免設(shè)置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數(shù)。2.改為通孔或擴大中間孔可減少裝夾次數(shù)，保證孔的同軸度。3.被加工表面設(shè)置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調(diào)整時間。4.錐度相同只需作一次調(diào)整。5.軸上的沉割槽、鍵槽或過渡圓角應(yīng)盡量一致，以減少刀具種類。6.底部為圓形弧，只能單件垂直進(jìn)刀加工，改為平面可多件連續(xù)加工。7.需多刀加工的零件，各段長度應(yīng)相近的整數(shù)倍，銑刀按間距設(shè)置，刀架移動即可。8.避免內(nèi)表面、內(nèi)凹面的加工，利于提高效率，保證精度。9.加工螺紋時應(yīng)留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。10.加工多聯(lián)齒輪或插鍵槽時應(yīng)留有空刀。11.將支承面改為臺階式，將加工面鑄出凸臺、保留精加工面的必要長度，以減少加工面，提高效率，保證精度。12.避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。13.避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。14.刀具應(yīng)易于加工切削部位，避免采用接長鉆頭等非標(biāo)準(zhǔn)刀具。計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）a——備品百分率——廢品百分率2.2生效率分析

1）標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間+輔助時間

a\標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=生產(chǎn)一個良品的作業(yè)時間。b\標(biāo)準(zhǔn)工時=正常工時+寬放時間=正常工時×（1+寬放率）c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些d\正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。2生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時）÷（日工作小時×直接人工數(shù)）×100%

2.3生產(chǎn)類型根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型：1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點，具體情況見表1-1。表1-1：生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系生產(chǎn)類型重型（零件質(zhì)量大于2000kg）中型（零件質(zhì)量為100-2000kg）輕型（零件質(zhì)量小于100kg）單件生產(chǎn)小于等于5小于等于20小于等于100小批生產(chǎn)5-10020-200100-500中批生產(chǎn)100-300200-500500-5000大批生產(chǎn)300-1000500-50005000-50000大量生產(chǎn)大于1000大于5000大于50000機油泵傳動軸支架零件圖重要遠(yuǎn)小于100Kg，屬于輕型零件，年生產(chǎn)量4000件，由上表知，屬于中批量生產(chǎn)。毛坯的制造方法3.1確定毛坯的制造形式機油泵傳動軸支架零件材料為HT200，鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。3.2定位基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用機油泵傳動軸支架Φ52后端面和Φ32毛坯孔作為定位粗基準(zhǔn)。3.2.2精基準(zhǔn)選擇的原則選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：1.用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。2.當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4.為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。5.有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線方案：工序01：金屬型澆注工序02：時效處理163～229HBW工序03：銑Φ52前端面工序04：銑Φ52后端面工序05：粗鏜、精鏜Φ32；孔口倒角C1.5工序06：銑K面工序07：鉆、鉸2Φ8孔；锪Φ1090°工序08：鉆3Φ11孔工序09：鉆Φ11斜孔工序10：去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求工序12：包裝、入庫3.4確定各加工表面的毛坯余量1.機油泵傳動軸支架Φ52端面，表面粗糙度為Ra12.5，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取8級，加工余量等級取F級確定單邊總余量Z=2.0mm，一步銑削即可滿足其精度要求。2.機油泵傳動軸支架K面，表面粗糙度為Ra6.3，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取8級，加工余量等級取F級確定單邊總余量Z=2.0mm，一步銑削即可滿足其精度要求。3.機油泵傳動軸支架Φ32孔，表面粗糙度為Ra3.2，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取8級，加工余量等級取F級確定單邊總余量Z=1.5mm，兩步鏜削即粗鏜——精鏜方可滿足其精度要求。粗鏜單邊余量Z=1.3mm精鏜單邊余量Z=0.2mm4.機油泵傳動軸支架2Φ8孔，表面粗糙度為Ra3.2，因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—9，首先鉆孔至Φ7.8，再鉸Φ7.8孔至Φ8。5.機油泵傳動軸支架3Φ11孔，表面粗糙度為Ra12.5，因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表1.4—7，一步鉆削即可滿足其精度要求。6.機油泵傳動軸支架Φ11斜孔，表面粗糙度為Ra12.5，因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表1.4—7，一步鉆削即可滿足其精度要求。7.機油泵傳動軸支架上其他的不加工表面，要求不高，鑄造即可滿足其要求。3.5計算時間定額工序03：銑Φ52前端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時——工作臺直徑工序04：銑Φ52后端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時——工作臺直徑工序05：粗鏜、精鏜Φ32；孔口倒角C1.5工步一：粗鏜Φ32所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀1.確定切削深度2.確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，=0.02～0.18mm/r按坐標(biāo)鏜床T4240的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.12mm/r3.確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=150，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則47m/min≈474r/min按坐標(biāo)鏜床T4240上的轉(zhuǎn)速，選擇4.基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=1.3mm，=42mm，=4mm，=0，=0.12mm/r,，工步二：精鏜Φ32所選刀具為YT5硬質(zhì)合金鏜刀1.確定切削深度2.確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，=0.02～0.18mm/r按坐標(biāo)鏜床T4240的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.09mm/r3.確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=200，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則63m/min≈627r/min按坐標(biāo)鏜床T4240上的轉(zhuǎn)速，選擇4.基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=0.2、mm，=42mm，=4mm，=0，=0.09mm/r,，工步三：孔口倒角C1.5工序06：銑K面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則②決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時=0.5+(d-)=1～3——工作臺的水平進(jìn)給量（mm/min）——工作臺的垂直進(jìn)給量（mm/min）——銑削寬度（垂直于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸）（mm）——銑削深度（平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸）（mm）d——銑刀直徑（mm）=0.5+(d-)=0.5+(30-)=13.9mm，走刀次數(shù)工序07：鉆、鉸2Φ8孔；锪Φ1090°工步一：鉆孔至Φ7.8確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為工步三：锪Φ1090°工序08：鉆3Φ11孔確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=3則機動工時為 工序09：鉆Φ11斜孔確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 銑床夾具設(shè)計由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序06：銑K面的銑床夾具。4.1專用夾具的提出本夾具主要用于銑K面，粗糙度為Ra6.3，精度要求一般，故設(shè)計夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率，K面精度則不予考慮。4.2定位分析選用機油泵傳動軸支架Φ52后端面、Φ32孔和Φ8孔下端面定位，定位分析如下：1.機油泵傳動軸支架Φ52后端面作為第一定位基準(zhǔn)，與心軸Φ52端面相配合限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。2.機油泵傳動軸支架Φ32孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ32外圓相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。3.機油泵傳動軸支架Φ8孔下端面作為第三定位基準(zhǔn)，與六角頭支承相配合限制一個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。4.3分析計算定位誤差1.基準(zhǔn)位移誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。工件以Φ32孔在軸上定位銑K面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算式中——基準(zhǔn)位移誤差，mm——孔的最大直徑，mm——軸的最小直徑，mm=0.033mm2.基準(zhǔn)不重合誤差加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為=式中——基準(zhǔn)不重合誤差，mm——工件的最大外圓面積直徑公差，mm=4.4切削力和夾緊力的計算1切屑力計算查表1-2-3圓周力：徑向力：軸向力：其中：查《機床夾具手冊》表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N2夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=10mm，材料45鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5～4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強度要求，夾具安全可靠總結(jié)本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)