機油泵傳動軸支架的夾具設(shè)計說明書

1、機油泵傳動軸支架課程設(shè)計目 錄前 言1第一章 零件的分析2§1.1 零件的作用2§1.2 零件的工藝分析2第二章 工藝規(guī)程設(shè)計3§2.1 確定毛坯的制造形式3§2.2 基面的選擇3§2.3 制定工藝路線4§2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定6§2.5 確定切削用量及基本工時8第三章 夾具設(shè)計16§3.1 問題的提出16§3.2 夾具設(shè)計17參考文獻19前 言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們?nèi)跁炌ù髮W(xué)所學(xué)的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基

2、礎(chǔ)。機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采

3、用專用夾具。一、零件的分析1.1 零件的作用如右圖所示，題目所給定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遍的零件之一。它結(jié)構(gòu)簡單，體積也較小，屬叉架類零件。其中32孔要與軸配合，要求精度較高。1.2 零件的工藝分析機油泵傳動軸支架共有兩組加工加工表面，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：1以A面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：mm,mm。其中，主要加工表面為A基準(zhǔn)面。2以2-沉孔10*90°為中心的加工表面這一組加工表面包括：2-沉孔10*90°，mm, mm, 223±0.0

4、5mm，11軸線的位移度不大于R0.25。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 32H7軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01（2） 32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05（3） 32H7軸線和一個距離54±0.12mm。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度。二、工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT15-33，灰鑄鐵抗拉強度不低于150MPa，抗彎強度不低于330MPa，根據(jù)材料性質(zhì)，因此應(yīng)該選用鑄件，由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已

5、達大批生產(chǎn)的的水平，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鑄造成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中德重要工作之一，基面選擇得正確與否，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般的支架類零件而言，以支架底面的相對面作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對于本零件來說，如果以支架底面的相對面作為粗基準(zhǔn)，則可能造成B-B面基準(zhǔn)無法保證，因此，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面，則應(yīng)以

6、與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）現(xiàn)選取以下圖所示C面為粗基準(zhǔn)。選取C面為粗基準(zhǔn)，利用四塊壓板壓緊中間的筋板，不完全定位以消除和。為下一步加工打下基礎(chǔ)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。2.3 制定工藝路線制定加工工藝路線的出發(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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。面A、B、C、D、E即為上

7、圖所示面，以下不再說明。1. 工藝路線方案一工序1 銑A面工序2 鉆3-11mm孔工序3 鉆、擴、鉸孔2-8mm，并锪倒角1×45°工序4 銑32mm D向端面工序5 鉆、擴、鉸孔32mm，并锪倒角1.5×45°工序6 銑32mm C向端面，并锪倒角1.5×45°工序7 鉆30°方向11mm孔工序8 檢驗2. 工藝路線方案二工序1 銑32mm D向端面工序2 鉆、擴、鉸孔32mm，并锪倒角1.5×45°工序3 銑32mm C向端面，并锪倒角1.5×45°工序4 銑A面工序5 鉆3-11

8、mm孔工序6 鉆、擴、鉸孔2-8mm，并锪倒角1×45°工序7 鉆30°方向11mm孔工序8 檢驗 3. 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一先以E面為基準(zhǔn)直接加工出A面，然后以A面為基準(zhǔn)進行3-11mm和2-8mm的加工，然后再處理C、D面和32mm孔；而方案二剛好相反，先處理C、D面和32mm孔，再加工A面和3-11mm和2-8mm，兩相比較可以看出，方案一工序非常集中，定位、加工和裝夾都非常方便，但方案一無法保證與B-B面的相關(guān)尺寸的精度，即mm和mm。在方案二中，與B-B面的相關(guān)尺寸的精度得到保證，但54±0.12mm和32H7

9、軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01，32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05，平行度和垂直度又難以保證，因此這兩個方案都不太合適，綜合考慮，雖然圖紙并未要求對C面和D面進行加工，但加工C面和D面有利于保證垂直度和平行度，而且C、D面的加工量并不大，因此修改加工工藝如下：工序1 銑D面工序2 銑32mm D向端面工序3 鉆、擴、鉸孔32mm，并锪倒角1.5×45°工序4 銑C面工序5 銑32mm C向端面，并锪倒角1.5×45°工序6 銑A面工序7 鉆3-11mm孔工序8 鉆、擴、鉸孔2-8mm，并锪倒角1×45&

10、#176;工序9 鉆30°方向11mm孔工序10 檢驗以上方案大致看起來還是合理的，但通過仔細考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在工序5和工序6之間的銜接上，主要是難以保證32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05和32H7軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.01，對于平行度，保證在加工時， A面和32孔工序相鄰不更換夾具即可，當(dāng)不平行度符合要求，加工垂直度時，只要要保證A面和C、D面的不垂直度100長度上不大于0.04，就能保證32H7軸線對B-B面的不垂直度100長度上不大于0.05，這樣就將32H7軸線對B-B面的不

11、垂直度轉(zhuǎn)化為A面對C、D面的垂直度，保證了加工要求，同時也兼顧了裝夾方便和工序集中。因此，最后確定的加工工藝路線確定如下：工序1 粗銑A面，留精加工量0.5mm工序2 銑D面工序3 銑32mm D向端面工序4 鉆、擴、鉸孔32mm，并锪倒角1.5×45°工序5 精銑A面工序6 銑C面工序7 銑32mm C向端面，并锪倒角1.5×45°工序8 銑E面工序9 鉆3-11mm孔工序10 鉆、擴、鉸孔2-8mm，并锪倒角1×45°工序11 鉆30°方向11mm孔工序12 檢驗 以上工藝過程詳見 “機械加工工藝過程綜合卡片”。2.4

12、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“機油泵傳動軸支架”零件材料為HT HT15-33，硬度硬度為HB163229，毛坯重量約為5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造灰鑄鐵毛坯。根據(jù)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：1厚度55mm考慮到32mm孔端面的加工方便性，故將32mm孔端鑄造高度跟C、D面平齊，這樣便于裝夾和加工，厚度方向的余量查工藝手冊表2.22.5，其余量值為2.02.5mm，現(xiàn)取2mm。故厚度毛坯值為59mm232mm孔考慮到鑄模的簡單方便，將32mm孔鑄成實心，孔鉆擴鉸出。鉆孔：30mm擴孔：31.7mm鉸孔：mm3A面和A面上3

13、-11mm孔及2-8mm孔按照工藝手冊表2.22.5，加工面其余量值為2.02.5mm，考慮到A面要進行粗銑和精銑兩道工序，故取加工量為2.5mm。鉆孔：7mm擴孔：7.7mm鉸孔：mm430°方向11mm孔由上可知，此處鑄成實心，不用考慮留加工量。按照工藝手冊表2.2-25，取加工精度F2，鑄件復(fù)雜系數(shù)S3，鑄件重5kg,則單邊加工余量為2.03.0mm，取為2.5mm，鑄件的公差按工藝手冊表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1，復(fù)雜系數(shù)S3，則鑄件的偏差為mm。銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序加工公差為-0.05mm(入體方向)。由于毛坯及以后各道工序

14、的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。A面分兩次加工，因此加工余量和工序間余量及公差分布圖如下：由圖可知：毛坯名義尺寸：98.33+2.5=100.83mm毛坯最大尺寸：100.83+1.2=102.03mm毛坯最小尺寸：100.83-0.6=100.23mm粗銑后最大尺寸：98.33+0.1=98.93mm粗銑后最小尺寸：98.33-0.05=98.28mm2.5 確定切削用量及基本工時工序1：粗銑A面，留

15、精加工量0.5mm。本工序采用計算法確定切削用量。1.加工條件工件材料：HT15-33正火，鑄件加工要求：粗銑A面，留精加工量0.5mm切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用

16、作圖法，可得出銑刀的行程=250mm，則機動工時為 工序2 銑D面切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 工序3 銑32mm D向端面切削速度：參考有關(guān)手冊，確

17、定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=45mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 工序4 鉆、擴、鉸孔32mm，并锪倒角1.5×45° 1鉆孔30mm 確定進給量:根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鋼的<800MP

18、a，=30mm時，=0.390.47mm/r。由于本零件在加工30mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.390.47）×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=195r/min，故實際切削速度為 切削工時：l=54mm 2擴孔：31.7mm采用刀具：31.7mm專用擴孔鉆進給量：=（1.21.8）×=（1.21.8）×0.65×0.75=0.5850.87mm/r （切削手冊表2.10

19、）查機床說明書，取=0.57mm/r。 則機床主軸轉(zhuǎn)速為： n=51.634r/min，并按機床說明書取=68r/min實際切削速度為切削工時 l=54mm 3鉸孔：mm采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。進給量：=（0. 91.2）×0.7=0.630.84mm/r （切削手冊表2.10）查機床說明書，取=0.72mm/r。機床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min機動工時 l=54mm 4.锪倒角1.5×45°采用90°锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同： =68r/min手動進給。工序5 精銑A面切削速度：參考

20、有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 工序6 銑C面切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑

21、床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 工序7 銑32mm C向端面切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=45mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37.5r/min，故實際切削速度為

22、當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程=250+225mm，則機動工時為 锪倒角1.5×45°采用90°锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同： =68r/min手動進給。工序8 銑E面切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=45mm，齒數(shù)z=20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39），取=37

23、.5r/min，故實際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： =0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有=60mm/min，故直接選用該值。切削工時：利用作圖法，可得出銑刀的行程=250+45mm，則機動工時為 工序9 鉆3-11mm孔確定進給量:根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鋼的<800MPa，=11mm時，=0.390.47mm/r。由于本零件在加工11mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.390.47）×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。

24、切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=195r/min，故實際切削速度為 切削工時：l=12×3mm=36mm 工序10 鉆、擴、鉸孔2-8mm，并锪倒角1×45° 1鉆孔7mm 確定進給量:根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鋼的<800MPa，=7mm時，=0.390.47mm/r。由于本零件在加工7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.390.47）×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13

25、及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=195r/min，故實際切削速度為 切削工時：l=12*2mm=24mm 2擴孔：7.7mm采用刀具：7.7mm專用擴孔鉆進給量：=（1.21.8）×=（1.21.8）×0.65×0.75=0.5850.87mm/r （切削手冊表2.10）查機床說明書，取=0.57mm/r。 則機床主軸轉(zhuǎn)速為： n=51.634r/min，并按機床說明書取=68r/min實際切削速度為切削工時 l=24mm 3鉸孔：mm采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。進給量：=（0. 91.2）×0.7=0.630.8

26、4mm/r （切削手冊表2.10）查機床說明書，取=0.72mm/r。機床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min機動工時 l=24mm 4.锪倒角1×45°采用90°锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同： =68r/min手動進給。工序11 鉆30°方向11mm孔確定進給量:根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鋼的<800MPa，=7mm時，=0.390.47mm/r。由于本零件在加工7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.390.47）×0.75=0.290.35mm/r根據(jù)Z53

27、5機床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=195r/min，故實際切削速度為 切削工時：l=10mm 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見附表。第三章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需設(shè)計專用夾具。經(jīng)指導(dǎo)老師分配任務(wù)設(shè)計，設(shè)計工序3和工序7專用夾具，銑32孔口兩端面夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為一把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的端面分別進行加工。3.1 問題的提出本夾具主要用來粗銑32孔口兩端面

28、，由于這兩個端面對32孔并沒有什么特別影響，因此在加工本道工序時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。但也不是沒有精度問題，要保證mm, mm相對于B-B面的兩個尺寸，由于由于這兩個端面是分別加工的，因此，夾具也要設(shè)計成分別加工的形式。并分別計算定位公差。3.2 夾具設(shè)計 1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖和選擇得加工工藝可知，32孔兩個端面影響到mm, mm相對于B-B面的兩個尺寸，因此，分別選擇選擇相對應(yīng)的C面和D面做為定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用氣動夾緊。2.切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20 (見切削手冊表3.28)其中，=65

29、0，=3.1mm，=1.0，=0.08mm，=0.72，=40mm(在加工面上近似測量值)，=0.86，=225mm，=0.86，=0，z=20所以 由于是垂直銑削，所以水平分力=0N 垂直分力=1456N在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4。其中K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1K3為刀具鈍化系數(shù)1.1K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 F=KFH=1.5×1.1×1.1×1.1×1456=3197.5N選用氣缸-斜楔夾緊機構(gòu)，楔角=10°，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴力比i=3.42。為克服水平斜楔力，實際夾緊力N應(yīng)為 所以其中及為夾具定位面及夾