机械5

摘要 在机床上加工工件时，定位和夹紧的全过程称为“安装”。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本设计的主要内容是设计镗床夹具和铣床夹具及全工艺过程设计，需要对泵头的底座平面进行铣削加工和A-A视图右端3-φ100 、3-90 、3-φ100、3-φ95孔及止口进行镗削加工。 泵头零件有各种不同用途和不同精度的孔需要加工。在机械加工中，孔的加工量所占比例较大，其中钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀等定尺寸刀具加工占相当多数。这时，除了要保证孔的尺寸精度外，还要达到孔的位置精度要求。在单件小批量生产中，用划线后找正孔轴线位置方法加工。在批量生产中一般都采用钻床夹具、镗床夹具及铣床夹具，钻床夹具又称钻模，镗床夹具又称镗模，通过钻套、镗套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置。 泵头零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据泵头零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。 关键词：通用夹具、专用夹具、钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具、泵头 目录 摘要I ABSTRACT II 目录III 1绪论1 1.1机床夹具概述1 1.1.1机床夹具1 1.1.2机床夹具的功能1 1.1.3机床夹具在机械加工中的作用1 1.2机床夹具的发展趋势2 1.2.1机床夹具的现状2 1.2.2现代机床夹具的发展方向3 1.3课题背景4 1.4制订工艺规程的意义与作用及其基本要求4 2工艺规程设计5 2.1零件的分析5 2.1.1零件的作用5 2.1.2零件的工艺分析5 2.2毛坏的选择5 2.3工艺路线的拟定5 2.3.1孔和平面加工分析5 1、孔和平面的加工顺序5 2、镗孔加工方案选择6 2.3.2定位基准的选择6 2.3.3拟定工艺路线6 2.4加工余量的确定10 2.4.1铣泵头底座平面的加工余量10 2.4.2A-A视图左右两端面的加工余量11 2.4.3俯视图上下两侧面的加工余量11 2.4.4俯视图正视方向顶面的加工余量11 2.4.5A-A视图右端孔及止口的加工余量12 2.4.6A-A视图左端孔的加工余量12 2.4.7A-A视图孔及锥孔的加工余量13 2.5工序尺寸及其公差的确定14 2.5.1铣泵头底座平面14 2.5.2钻泵头底座平面孔14 2.5.3铣A-A视图左右两端面15 2.5.4铣俯视图上下两侧面15 2.5.5铣俯视图正视方向顶面15 2.5.6镗A-A视图右端孔及止口15 2.5.7镗A-A视图左端孔16 2.5.8镗A-A视图孔及锥孔16 2.5.9铣A-A视图3-φ45凸台至底座平面17 2.5.10钻3-M36*1.5-7H底孔带攻丝17 2.5.11钻C-C视图8-φ17通孔17 2.5.12钻G-G视图4-GM16底孔带攻丝17 3切削用量及工时的确定18 3.1铣泵头底座平面18 3.1.1加工条件18 3.1.2计算切削用量18 3.1.3计算切削工时19 3.2钻铰泵头底座平面孔及锪平19 3.2.1钻2-Φ17、2-Φ18孔19 3.2.2铰2-Φ18孔20 3.2.3锪孔至4-Φ30 21 3.3粗双面铣A-A视图左右两端面22 3.3.1加工条件22 3.3.2计算切削用量22 3.3.3计算切削工时23 3.4粗镗A-A视图右端孔及止口24 3.4.1镗床、镗刀及镗刀杆的选择24 3.4.2切削用量的选择24 3.4.3确定主轴转速24 3.4.4计算工时24 3.5钻3-M36*1.5-7H底孔带攻丝25 3.5.1钻孔3-φ34.5 25 3.5.2攻丝25 3.6精双面铣A-A视图左右两端面26 3.6.1加工条件26 3.6.2计算切削用量26 3.6.3计算切削工时27 3.7精镗A-A视图右端孔及止口28 3.7.1镗床、镗刀及镗刀杆的选择28 3.7.2切削用量的选择28 3.7.3确定主轴转速28 3.7.4计算工时28 3.8钻G-G视图4-GM16，位置度φ0.5底孔带攻丝29 3.8．1钻孔4-14 29 3.8．2攻丝GM16 29 4专用夹具设计31 4.1铣床夹具31 4.1.1问题的提出31 4.1.2夹具设计31 4.2镗床夹具32 4.2.1问题的提出32 4.2.2夹具设计32 5结论35 参考文献36 致谢37 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 题目所给的零件是BW320-01-01泵头，泵头是注浆泵的基础零件，其作用是将注浆泵中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成注浆泵预定的功能。要求泵头零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。因此，泵头零件的加工质量直接影响注浆泵的性能、精度和寿命。 2.1.2零件的工艺分析 1、零件形状： 此泵头的外形较不算复杂，有许多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是轴孔，轴孔之间有相当高的位置和形状的要求。现分析结构特点如下： （1）外形基本上是多个圆柱面组成的封闭式多面体； （2）结构形状比较简单，内部为空腔形； （3）泵体的加工面有六面，此外还有精度要求较高的螺孔与通孔。 2、技术要求如下： （1）尺寸精度内孔的尺寸精度、表面粗糙度要求。 （2）为满足泵头加工中的定位需要及总装要求，泵头的装配基准面与加工中的定位基准面应一致，并且保证有一定的平面度和表面粗糙度要求。 2.2毛坏的选择 根据零件图可知，零件材料为球墨铸铁，零件形状为异形，且属于中批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。 2.3工艺路线的拟定 2.3.1孔和平面加工分析 此零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于生产量也相对较大，怎样满足生产率的要求也是零件加工过程中的主要考虑因素。 1、孔和平面的加工顺序 零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工泵头上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。泵头零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 泵头零件的加工工艺应遵循粗精加工基准面的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。这样处理还有一个好处就是在粗加工以后零件表面有应力集中的现象，粗精分开可以在粗加工以后进行热处理以消除应力。 2、镗孔加工方案选择 泵头零件孔加工方案，应选择能够满足孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择最经济的机床。 根据泵头零件图所示的精度要求（不同直径内孔及止口）和生产率要求，当前应选用在数控坐标镗床上用坐标法镗孔较为适宜。 （1）、用镗模法镗孔 在批量生产中，镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （2）、用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 综合以上的特点，本零件镗孔加工采用数控坐标法镗孔。 2.3.2定位基准的选择 粗基准的选择：采用泵头其中两轴孔做粗基准定位，考虑到此面为以后镗孔保证了均称的加工余量，以及没有浇口、冒口，符合粗基准的选择条件。 精基准的选择：采用泵头底座平面作为精基准，考虑到此平面比较大，并且此平面可制作工艺定位孔，可以实现泵头零件“一面两孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用它来定位,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则。