柱塞泵缸體機械加工工藝及加工7Xφ19孔夾具設計,柱塞,缸體,機械,加工,工藝,19,夾具,設計 畢業(yè)設計論文 論文題目：柱塞泵體夾具設計 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: 26 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差合與測量等多方面的知識。 柱塞泵缸體零件加工工藝及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(chǎn)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。 Abstract This 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 ￠ 140 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 error 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 2 1.4機床夾具的功能 3 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 第2章 加工7XΦ19孔夾具設計 16 2.1 研究原始質(zhì)料 16 2.2 定位、夾緊方案的選擇 19 2.3切削力及夾緊力的計算 20 2.4 誤差分析與計算 21 2.5 零、部件的設計與選用 23 2.5.1定位銷選用 23 2.5.2夾緊裝置的選用 23 2.6 確定夾具體結構和總體結構 23 2.7 夾具設計及操作的簡要說明 25 結 論 26 參考文獻 27 致 謝 29 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和取得良好份的全過程的性質(zhì)的加工坯料的方法，該方法是基于所述工作者的處理。 加工工件或所述過程的一部分是制造過程的一個步驟，加工的方法中，直接改變形狀，大小和坯件表面質(zhì)量等，使其成為一個過程已知加工過程的一部分。例如，該處理流程粗加工的共用部分 - 精加工 - 裝配 - 檢驗 - 包裝，是一般方法的過程。 加工過程是處理的基礎上，改變形狀，尺寸，相對于生產(chǎn)的物體的位置和性質(zhì)，使得它成品或半成品，每一步，每一個過程的詳細描述，如上面所述原油處理可以包括空白的制造，研磨等，可被分成轎廂精加工，鉗工，銑床，等等，必要的每個步驟進行了詳細的數(shù)據(jù)，如粗糙度，以實現(xiàn)得多，公差來實現(xiàn)。 視產(chǎn)品與技術人員，設備條件和工人的質(zhì)量等的數(shù)量，以確定所使用的過程中，和寫在過程的文件，這是所述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。這是一個比較有針對性。每個工廠可能不一樣，因為實際的情況是不同的。 總體來說，該過程是一個程序，過程是對于每個步驟詳細參數(shù)，工藝規(guī)劃是基于一個特定工廠編寫過程的實際情況。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是加工過程是提供零件的加工過程和工藝文件操作方法之一，它是具體的生產(chǎn)條件下，更合理的工藝和操作方法，按照規(guī)定的處理的批準，以指導生產(chǎn)后所撰寫的文件的形式。加工過程一般包括以下情況：在工件的加工工藝路線，每個過程的具體內(nèi)容和使用的設備和工藝設備，試驗項目和試驗方法的工件，切削時間配額的數(shù)量等。 步驟開發(fā)流程規(guī)范 1）生產(chǎn)計劃的計算，以確定生產(chǎn)的類型。 2）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖，零件加工分析。 3）選擇了空白。 4）制定工藝路線。 5）確定每個步驟中，計算處理的尺寸和公差的津貼。 6），以確定所使用的每一個過程的設備和工具，夾具，量具和艾滋病。 7）來確定切削的量和固定的工作小時。 8）確定的主要過程的技術要求和試驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 工件夾具是一個技術和設備，它被廣泛應用于機械加工，熱處理，裝配，焊接和測試過程機械制造工藝。 燈具在使用統(tǒng)稱為工裝夾具金屬切削機床。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)，工裝夾具是不可缺少的技術和設備，這直接影響到精密加工，幫助勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品，如機床夾具設計在產(chǎn)品的設計制造和生產(chǎn)企業(yè)在技術制造成本準備一個極其重要的地位。夾具設計是一個重要的技術工作。 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 上機當工件夾持夾具，其主要功能是使工件定位并夾緊。 1.機床夾具的主要功能 機器的主要功能是加載工件夾具，工件定位和夾具。 （1）確定在工件的定位占據(jù)夾緊過程中的正確位置。定位是通過與工件或夾具元件定位基準表面接觸來實現(xiàn)的。可以保證工件的正確的大小和位置的定位精度的要求。 （2）之后，以夾緊工件的定位固定，以保持加工過程中的定位操作的相同的位置。因為在加工過程中的工件，通過各種力的作用下，如果工件是固定的，工件會松動。由此，夾緊工件，以提供安全，可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 用于生產(chǎn)統(tǒng)計研究國際協(xié)會顯示，目前，多品種小批量的生產(chǎn)工作的品種約占85％的總種工件的?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)要求企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的品種定期升級，以適應市場競爭。然而，通常很多企業(yè)仍習慣于使用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，生產(chǎn)企業(yè)在多品種，四年左右應該更新專用夾具80％左右，但磨損夾具的實際量只有約15％。特別是近年來，新技術的應用，數(shù)控機床（NC），加工中心（MC），成組技術（GT），柔性制造系統(tǒng)（FMS）等夾具提出了如下新的要求： 1）可以快速，方便地裝備新產(chǎn)品投入生產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）一組能夠夾緊工件具有類似特征的。 3）適用于高精密機床夾具精密加工。 4）適用于所有現(xiàn)代燈具新機的制造技術。 5）高效利用液壓或氣動夾緊裝置夾住，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具主要用于精度，效率，靈活性，標準化四個方面的發(fā)展方向。 精確 隨著越來越精密機械產(chǎn)品，必將在精密夾具相應增加。許多類型的精密夾具結構，例如一個多精度索引鏈輪，其分度精度可達±0.1;高精度的三爪卡盤的精密車削，定心精度為5μm;精密心軸同心度公差在1μm以內(nèi)進行控制;如果用于電磁無心磨床夾具軸承套圈，圓度公差的工件可達0.2?0.5微米。 效率 高效的工件夾具，主要用于降低基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度。常見的有效率夾子包括：自動化裝置，高速與夾具夾緊動力裝置的燈具。例如，在使用電動銑削工件夾持虎鉗的，效率可提高約5倍;使用高速車床顎自定心卡盤爪保證（試驗）的速度的條件下，2600r/ min的仍牢牢夾緊工件，使切割速度有很大的提高。 靈活性 柔性和撓性機夾具類似，它指的是機器通過調(diào)整夾具，組裝，組合等，以適應可變因素的能力。變量是：所述步驟的特征，產(chǎn)量，所述工件的形狀和大小。新品種具有柔性夾具的特點是：組合夾具，通用可調(diào)夾具，夾具組，裝配夾具，數(shù)控機床和夾具。在很長的，靈活的燈具燈具將成為發(fā)展的主要方向。 標準化 標準化和通用夾具是兩個相互關聯(lián)的方面。在配制的典型的夾具結構的基礎上，第一固定部件和零件是普遍的，建立的類型大小串聯(lián)或變體，以減少使用類似的功能元件和夾具的類型的部件，駁回一些的功結構差。常用的方法包括夾具，零部件，元器件，糟糕的發(fā)型和萬能材料。標準化階段夾具是普遍深入，主要是建立在零件或裝配夾具系列的大小，并為固定件審查地圖有利條件。目前，中國有一個固定部分和國家標準的組成部分：GB/ T2148?T2259-91以及各類通用夾具，組合夾具標準。標準化夾具和有利于商業(yè)化生產(chǎn)裝置，有助于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 柱塞泵缸體是整體裝置的重要零件，它支撐中心部分，承受著部分靜載荷，因為柱塞泵缸體與整個機體連接，并且中心部分與該零件是螺紋連接，因而該零件的螺紋承受著一定載荷，以及一定的沖擊力，所以該零件承受著靜、動載荷。 1.2 零件的工藝分析 柱塞泵缸體有2個加工面他們有位置度要求。這三個加工面的分別為： 1，以外圓為基準的加工面，這組加工左右端面。 2：以直徑為19的圓為基準的加工孔。 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術和經(jīng)濟意義零件的材料為GCR15，根據(jù)生產(chǎn)綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用圓鋼。 1.2 柱塞泵體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該柱塞泵體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于柱塞泵體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 柱塞泵體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工柱塞泵體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。柱塞泵體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 柱塞泵體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，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孔系加工精度。 1.2.2加工方案選擇 柱塞泵體孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據(jù)柱塞泵體零件圖所示的柱塞泵體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將柱塞泵體孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 在大批量生產(chǎn)中，柱塞泵體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 1.3 柱塞泵體加工定位基準的選擇 1.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入柱塞泵體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以柱塞泵體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 1.3.2 精基準的選擇 從保證柱塞泵體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證柱塞泵體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從柱塞泵體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是柱塞泵體的裝配基準，但因為它與柱塞泵體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對柱塞泵缸體這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關重要。以零件的上端面加工平面作為粗基準。選取已加工的內(nèi)圓為精基準。 2.2 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。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：毛坯時效處理； 工序Ⅱ：車右端面； 工序Ⅲ：掉頭車左端面； 工序Ⅳ：車外圓及臺階 工序Ⅴ：車內(nèi)圓及臺階 工序Ⅵ：加工柱塞泵體圓周上七個均布柱塞孔 工序Ⅶ：檢驗 工序VIII：入庫 方案二 工序Ⅰ：毛坯時效處理； 工序Ⅱ：車右端面； 工序Ⅲ：掉頭車左端面； 工序Ⅳ：車外圓及臺階 工序Ⅴ：車內(nèi)圓及臺階 工序Ⅵ：加工柱塞泵體圓周上七個均布柱塞孔 工序Ⅶ：檢驗 工序VIII：入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一加工的時間在一個定位的情況下，把可以加工的孔全部加工完然后攻絲，這樣可以保證加工的質(zhì)量和精度，同時也能提高生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)，因此我們綜合考慮選擇方案一 具體的方案如下： 工序Ⅰ：毛坯時效處理； 工序Ⅱ：車右端面； 工序Ⅲ：掉頭車左端面； 工序Ⅳ：車外圓及臺階 工序Ⅴ：車內(nèi)圓及臺階 工序Ⅵ：加工柱塞泵體圓周上七個均布柱塞孔 工序Ⅶ：檢驗 工序VIII：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 柱塞泵缸體零件材料為GCR15，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采棒料毛坯。 1、 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、 柱塞泵缸體的底面 由于柱塞泵缸體底面要與其他接觸面接觸，所以要進行車，其加工余量為3mm。 3、柱塞泵缸體的孔直徑、孔毛坯為實心?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為 鉆孔 表面粗糙度均為1.6 1、 孔Ⅰ端面 采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.6，根據(jù)參考文獻，其余量為Z=3mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：鍛造毛坯時效處理 工序II：車外圓和端面 選硬質(zhì)合金車刀 工步一：車外圓端面 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.27mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=254min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=480r/min,Vfc=480mm/s,則實際切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+15)/480=0.052min。 工步二：車φ48外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.27mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=254min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=480r/min,Vfc=480mm/s,則實際切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+25)/480=0.054min。 工序40 鉆中心孔 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-134 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-134 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-134 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB14311-134 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為HT15000，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=1117mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6117-134） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.134～11.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6117-134） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～110 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 110 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 110 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.11中可知，進給量取f=0.110。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（1110HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.134。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =111 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-111） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =11.11 確定鉆孔的切削用量 工序50鉆柱塞泵體圓周上七個均布柱塞孔 鉆孔選用CA6140車床上機床，刀具選用GB1436-134直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-11 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)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） = 第2章 加工7XΦ19孔夾具設計 2.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工7XΦ19孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。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(chǎn)率和降低勞動強度。本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。 機床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。 4、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。 5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。 6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。 機床的分類 機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。 按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具， 拼裝夾具。 按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。 夾具的分類和作用： （1）按專業(yè)程度劃分 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 （2）按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 （3）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 夾具的作用：1．縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調(diào)整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現(xiàn)。 2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量 加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。 3．降低對操作工人的技術要求和工人的勞動強 由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術要求并減輕了工人的勞動強度。 按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。 工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種： 將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上 將工件裝夾在家具上 采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點： a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能” d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 2.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔外圓端來定位，即一面、一短圓柱銷和V型塊定位，夾緊方式可設計圓環(huán)套在大頭孔圓周邊進行夾緊。 方案Ⅱ：應用一面即柱塞泵缸體底面，一銷即定位于大頭孔外端的擋銷和工藝孔的心軸來定位，夾緊方式就用螺母在心軸上夾緊。 方案Ⅲ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，還有一擋銷定位于大頭孔外端，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面三種方案：方案Ⅰ中的V型塊定位造成過定位，而夾緊方式加大了設計量，裝、取工件也不易。方案Ⅱ中的心軸夾緊、定位是不正確的，也端是不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。 通過比較分析只有方案Ⅲ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔為定位基準來設計鏜模，從而保證其尺寸公差要求。 2.3切削力及夾緊力的計算 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 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可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[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[5]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4.1 移動壓板受力簡圖 由表得：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。 2.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和一個心軸定位，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]可得： 1 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 當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：當短圓柱銷以任意邊接觸時 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。 2.5 零、部件的設計與選用 2.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和擋銷來定位，其參數(shù)如下： 表4.1 定位銷參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 14～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表4.2 擋銷參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 3～6 8 6 +0.023 +0.015 12 7 1 2 1 2 0.4 2.5.2夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如下表： 表4.3 移動壓板參數(shù) 公稱直徑 L 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 2.6 確定夾具體結構和總體結構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 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，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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構，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。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 2.7 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，該工件不但可以采用心軸夾緊、定位，還可設計圓環(huán)套來夾緊，但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位，不選用該方式，而設計圓環(huán)套不易裝、取工件，也不選用，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 結 論 通過近一個月的畢業(yè)設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。 在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。 本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下： （1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。 （2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。 參考文獻 [1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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[21] Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971 致 謝 在本文完成之際，首先向我最尊敬的導師老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來，他不遺余力地對我的設計進行了指導。在我畢業(yè)設計這段時間，無論在學習還是在生活上，恩師都給予了我無微不至的關懷。他以其淵博的知識，寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和開拓進取的精神激勵著我，并言傳身教，身體力行地不斷培養(yǎng)我獨立思考，深入探索，解決實際問題的能力，使我受益匪淺。老師給與了該設計關鍵性的技術指導，并指明了研究的方向，雖然平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的過程中，特別在說明書的撰寫和修改上給予了我悉心的指導，特此向老師表示衷心的感謝和敬意! 畢業(yè)設計雖已完成了，但由于知識水平的局限，實際經(jīng)驗缺乏，設計還存在許多不足，有很多地方需要改進。對于這些不足，我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補充和完善，讓自己成為對社會作更多的貢獻，成為有用之才。 此外還要感謝那些給予過我關心、幫助的老師和同學，正是有了大家的關懷、鼓力和我自己的努力，此設計才得以順利完成。 29