机械制造技术课程设计-机油泵传动轴支架加工工艺及钻φ11斜孔夹具设计.docx

目录1序言11零件分析21.1 机油泵传动轴支架的作用21.2 机油泵传动轴支架的工艺分析22工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.2.1 粗基准的选择原则32.2.2 精基准选择的原则32.3 制订工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 确定切削用量及基本工时63夹具设计143.1 问题的提出143.2 夹具方案设计143.2.1 定位方案143.2.2 夹紧装置153.2.3 对刀及导向装置163.3 夹具工作原理193.4 误差分析19结论21参考文献22序言制定机油泵传动轴支架的加工工艺，设计钻中10H7孔的夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1零件分析Ll机油泵传动轴支架的作用题目所给的零件是机油泵传动轴支架，它位于传动轴的端部。主要作用是支承传动轴，连接油口，起到固定机油泵的作用。是拖拉机里用到的最普追的零件之一。它结构简单，体积也较小，属叉袈类零件。其中专32孔要与轴配合，要求精度较高。1.2机油泵传动轴支架的工艺分析2×g1 uj10×90ct7技术要求223tO.O5(MF8H7)n/yr图IT机油泵传动轴支架零件图1 . <63-229HBW.2 ”遣斜度2.未住即a角为m依3. 4TM”舞0K的内通公n.l IOO.4. ”孔*城的位度公差为*（US5线性尺寸未注公*GBT IKM-m.&。32.88、靖盟"一"«的*度公，力0弊1007.等施工卖以IS拉机备用债ILMflHM.8.在加工哀上光算有不m）卜的11在,但其我度不 大于2 大尺寸不大于5 不过5个.机油泵传动轴支架的所有加工表面现分述如下：1 .机油泵传动轴支架K面，粗糙度Ra6.32 .机油泵传动轴支架中52端面，粗糙度Ral2.5机油泵传动轴支架中323,粗糙度Ra3.2机油泵传动轴支架28/°,粗糙度Ra3.2机油泵传动轴支架311孔，粗糙度Ral2.5机油泵传动轴支架中11斜孔，粗糙度Ra6.32工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式机油泵传动轴支架的零件材料HT200,依据机械制造工艺设计简明手册表1.3T,P8知，毛坯为铸件，毛坯精度等级CT8,加工余量等级MA-F。2.2 基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1 粗基准的选择原则1 .如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2 .如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3 .如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4 .选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5 .粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及零件知，选用机油泵传动轴支架52后端面和中32毛坯孔作为定位粗基准。2.2. 2精基准选择的原则1 .用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5 .有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及机油泵传动轴支架零件知，选用中52端面和32H7孔作为定位精基准。6 .3制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线一：工序01：金属型浇注工序02：时效处理163229HBW工序03：铳52前端面工序04：铳52后端面工序05：粗镶、精镶32丁必；孔口倒角CL5工序06：铳K面工序07：钻、较28°s孔；论10x90°工序08：钻311孔工序09：钻11斜孔工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：包装、入库工艺路线二：工序01：金属型浇注工序02：时效处理163229HBW工序03：钳工划线工序04：铳52前端面；铳52后端面；铳K面工序05：扩、钱327必；孔口倒角CL5；钻、钱2x中8产§孔；一IoX90°；钻311孔；钻中11斜孔工序06：去毛刺工序07：检验至图纸要求工序08：包装、入库工艺路线一与工艺路线二区别在于，方案二工序相对集中，在相同机床上加工的位置一次加工成型，这样做的优点工艺路线少，操作工人少；缺点就是需要反复拆装、对换刀，对操作者技术水平要求较高。适用于单件或者小批量生产。而方案一则是采用工序分散与集中相结合，所以选择方案一作为加工方案夹具设计方案。7 .4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定铸造出来的毛坯精度等级IT8,加工余量等级MA-F,查机械制造工艺设计简明手册表2.24知。1 .机油泵传动轴支架52端面，表面粗糙度为Ral2.5,根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表2.35及表2.36,按公差等级79级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=2.0mm,一步铳削即可满足其精度要求。2 .机油泵传动轴支架K面，表面粗糙度为Ra6.3,根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表2.35及表2.36,按公差等级79级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=2.0mm,一步铳削即可满足其精度要求。3 .机油泵传动轴支架32孔，表面粗糙度为Ra3.2,根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表2.35及表2.36,按公差等级79级，取8级，加工余量等级取F级确定单边总余量Z=1.5mm,两步钱削即粗镣一一精镀方可满足其精度要求。粗镇单边余量Z=l.3mm精镇单边余量Z=O.2mm4 .机油泵传动轴支架28孔，表面粗糙度为Ra3.2,因孔尺寸不大，故采用实心铸造，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表2.39,首先钻孔至7.8,再较7.8孔至8。5 .机油泵传动轴支架311孔，表面粗糙度为Ral2.5,因孔尺寸不大,故采用实心铸造，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表1.47,一步钻削即可满足其精度要求。6 .机油泵传动轴支架11斜孔，表面粗糙度为Ral2.5,因孔尺寸不大，故采用实心铸造，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表1.4一7,一步钻削即可满足其精度要求。7 .机油泵传动轴支架上其他的不加工表面，要求不高，铸造即可满足其要求。技术要求Il63-2MBV.2VlflS.卡住i.ki>Mm9fttmc.TLl*Rtff5.MTiKSt.图2-1机油泵传动轴支架毛坯图2.5确定切削用量及基本工时工序03：铳52前端面1 .选择刀具刀具选取硬质合金端铳刀，刀片采用YG8,J0=16mm,v=30mmin,z=l2 .决定铳削用量决定铳削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ral2.5,要求不高，故可在一次走刀内铳完，贝IJap=2.0mm决定每次进给量及切削速度根据立式铳床X52K说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2mw/齿，则1000v=1000x30w597r/m.nd×6按机床标准选取w=600r/min兀 dnvv×16× 600 30mminIOOO IOOO当nw=600rmin时fm=fznw-0.2×1×600=120mm/rrrin按机床标准选取fn=118mm/min3.计算工时T,=L=Moyff.MD0工作台直径_£=314×52min1.384minJZw118工序04：铳52后端面1 .选择刀具刀具选取硬质合金端铳刀，刀片采用YG8,4=16mm,v=30mmin,z=l2 .决定铳削用量决定铳削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ral2.5,要求不高，故可在一次走刀内铳完，则=2.0mm决定每次进给量及切削速度根据立式铳床X52K说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2mm/,则IOOOv 1000×30d ）x16597rmin按机床标准选取nw=600 r/mindnwv =-1000×16×6001000 30mmin当 nw =600rmin 时fm = f znw =0.2×l ×600 = 120mm /min按机床标准选取fm = 118 n / min3.计算工时T =L= MoZw f.MDO工作台直径JL =也= 3.14x52384 minJ Zw 118工序05：粗锋、精序。323；孔口倒角CL 5工步一：粗镇32°25所选刀具为YT5硬质合金链刀1 .确定切削深度。P = 3L6-29mm = 13mmP 22 .确定进给量了根据表 1.5*, /=0. 02-0. 18mmr按坐标镇床T4240的进给量（表4.2-21）,选择/=0. 12mmr3 .确定切削速度U按表1.27*的计算公式确定式中 CV=I50, m=0. 2, xv=0.15, yv -0. 2, T =60min,I=O.9 X ().8 X ().65 =().468150v-6Oo2×2.Oo,5×O.27°2×0.468m/min 47mmin100Ov1000×47z.山/.n=rmn474rmnD3.14×31.6按坐标镶床T4240上的转速，选择/7=480rmin4.基本时间选像刀的主偏角j=45°,则=1.3mn,=42mm,2=4m,3=0,/=0.12mr,=480/7min,/=1T3=I"®4+。XImin=0.821min,30.12×480工步二：精链32°2s所选刀具为YT5硬质合金像刀L确定切削深度与=32-3L6mm=02mmP22 .确定进给量f根据表1.5",/=0.02-0.18mmr按坐标镶床T4240的进给量（表4.2-21）,选择/=0.09mmr3 .确定切削速度U按表1.27'的计算公式确定式中Cy=200,ra=O.2,xv=0.15,yv=0.2,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468200V =6002x2.00,5x0.2702×0.468m/ min 63mmin1000v 10×63n =D3.14×32r/min 627rmin按坐标键床T4240上的转速，选择=780rmin4 .基本时间选镶刀的主偏角毛二45°,贝J=0.2、mm,=42mm,2=4mm,3=0,/=0.09mmr,=780rmin,z=1×lmin 0.740min0.2+42+4+00.08×780工步三：孔口倒角C1.5工序06：铳K面1 .选择刀具刀具选取硬质合金端铳刀，刀片采用YG8,4)=30mm,V=50m/min,z=22 .决定铳削用量决定铳削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3,要求不高，故可在一次走刀内铳完,则ap=2.0mm决定每次进给量及切削速度根据立式铳床X52K说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出f=0.2mw/齿，则IOOOv 1000x50ai )30531rmin按机床标准选取=600r/mindn-V 1000 X 30×6001000 57mmin当nw=600rmin时fm=fw=0.2×2×600=240mm/min按机床标准选取fn=235mmmin3 .计算工时_Z+1÷2加1=0.5+(d-d2-ae2)2=l-3fM.工作台的水平进给量（mmmin）fMc工作台的垂直进给量（mmmin）心一一铳削宽度（垂直于铳刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）%铳削深度（平行于铳刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）d铳刀直径（mm）1=0.5+(d-J2-)=0.5+(30-302-252)=13.9mm二55mm,走刀次数i=2Tj =, + 4+/2 j=55 + 13.9 + 2.02min 0.6()3minfz235工序07：钻、钱28泮孔；钩中10x90°工步一：钻孔至7.8确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量/=0.10.81?m/r,根据参考文献IV表4.2-13,Zf=0.2Smm/r主轴速度：主轴转速=97136（kmin,根据参考文献IV表4.2-12,取/t=545rmin故实际切削速度为八叫A="7"x545-13mmin100O1（X）0切削工时：=12mm,1=3.9mm,2=2mm,走刀次数i=2则机动工时为&=:出CuQ=I2+39+22min0.235minnwf545×0.28工步二：校7.8孑1至中8川5确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量/=().10.8L""zr,根据参考文献IV表4.2-13,®/=()3mmr主轴速度：主轴转速九=971360"min,根据参考文献IV表4.2-12,取72=960r/min故实际切削速度为v=L=×8×96024mmin10001000切削工时：=12mm,lx=0.1mm,I2=2mm,走刀次数i=2则机动工时为&="W2：J2+0l+22min.226minntnJ960×0.13工步三：钩10x900工序08：钻3中11孔确定进给量/：根据参考文献W表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量/=0.10.8lmm/r,根据参考文献IV表4.2-13,¢(f=0.2Smm/r主轴速度：主轴转速=97136(kmin,根据参考文献IV表4.2T2,取=545rmin故实际切削速度为U=史见=父业”19mmin101000切削工时：=12mm,l=5.5mn,I2-2mm,走刀次数i=3则机动工时为nJ+L+"j=12+5.5+23minSSo.383minnwf545×0.28工序09：钻中11斜孔确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量=()l0.81m5r,根据参考文献IV表4.2T3,取=0.28mmr主轴速度：主轴转速/=97136(kmin,根据参考文献IV表4.2-12,取n=545rmin故实际切削速度为y=慧晟=Xq需"al9mmin切削工时：I=1Imm,Z1=5.5三,I2=2三,走刀次数i=l则机动工时为Q量尹=I-O.山3夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计工序09：钻中11斜孔夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为中11麻花钻。3.1 问题的提出本夹具主要用于钻11斜孔，粗糙度Ra6.3,精度要求不高，为此，设计夹具时既要考虑提高生产效率上，也要考虑11孔质量。3.2 夹具方案设计3.2.1定位方案图3-1工序卡选择已加工好的52后端面、32H7孔及左侧尺寸12端面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是心轴和A型支承钉，定位分析如下：1、52后端面与心轴相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴移动和Z轴转动。2、32H7孔与心轴外圆相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴移动。3、左侧尺寸12端面与A型支承钉相配合，限制一个自由度，即Y轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。3.2.2夹紧装置图3-2夹紧机构2 .钻削力计算钻11斜孔，查简明机床夹具设计手册表3-4得切削力计算公式:耳=ldf1Kp由钻11斜孔的工时计算知，%,=5.5mm,f=0.28mm由简明机床夹具设计手册表3-3知KP=O.75即E=667df1Kq=667XUXO.2807X0.75N=667X11X0.41X0.75N2256N3 .夹紧力计算所需夹紧力，查表5得，Wk=VW,安全系数代()&勺火/4犬5臬式中K°-臬为各种因素的安全系数，查表得：K=1.2×1.0×1.2×1.0×1.3×1.0×1.0=1.872,当计算K<2.5时,取K=2.5孔轴部分由M12螺母锁紧，查表得夹紧力为538ONWk=WF=5380×2.5N13450N由上计算得W1JFf,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4 .2.3对刀及导向装置钻中11斜孔，粗糙度Ra6.3,大批量生产。11可换钻套(其结构如下图所示)，查机床夹具标准件可知11相配的可换钻套的具体结构如下：图3-3可换钻套具体的尺寸如下:可换钻套的规格及主要尺寸(mm)(JB/T8045.2-1999)查询结果直径d基本尺寸11直径d极限偏差F7:+0.034/+0.016D基本尺寸：18D极限偏差6:+0.018/+0.007D极限偏差k6:+0.012/+0.001Dl(滚花前)：30D2:26高度h:10高度hl:4半径r:20距离m:11C: 0.5Cl:2C2:1.5宽度a:0.5宽度b:2公差：0.008配钻套螺钉JB/T8045.5-1999:M6图3-4可换钻套的规格及主要尺寸因为可换钻套和钻模板是间隙配合，加工的时间可换钻套靠压紧螺钉把它压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和11可换钻套相配的螺钉的尺寸为M6,查机床夹具标准件可知，M6可换钻套压紧螺钉的具体结构如下0.S×4S其余十图3-5钻套螺钉具体的尺寸如下:钻套螺钉的规格及主要尺寸(mm)(JB/T8045.5-1999)查询结果直径diM6Ll基本尺寸：3Ll极限偏差：+0.200/+0.050直径dl基本尺寸：9.5直径dl极限偏差d11:-0.040/-0.130D: 16直径d2:4.4L:18L0:10宽度n:1.5宽度t:2宽度b:1.5半径r:0.5钻套内径：>612图3-6钻套螺钉的规格及主要尺寸3.3 夹具工作原理图3-7装配图tMI nmmM<i4M.MMnHnetfe ftitamLttrtQfftsto. mm(*v ntet<KB.xraSMM . I*MM.夹具机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。机油泵传动轴支架钻中11斜孔夹具，通过心轴和A型支承钉定位，夹紧则是由六角螺母、圆垫圈、心轴、快换垫圈和六角法兰面螺母等组成，可换钻套、衬套和钻模板等组成导向装置引导麻花钻对中。3.4 误差分析1 .基准位移误差AY由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用AY表示。工件以632孔在轴上定位钻中11斜孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算丫=amax-min=(max-mi11)式中基准位移误差，mmDmaX孔的最大直径，mmdmin轴的最小直径，mm=-(Dinax-dmm)=-×(32.025-61.959)mm=0.033mmI2IlldX11l111,22 .基准不重合误差Ab加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用品表示。基准不重合误差为金二3式中b基准不重合误差，mm为一一工件的最大外圆面积直径公差，mm=0.025mm=0.0125mm结论本次设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图，绘图，设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。首先，我要感谢老师对设计的指导。本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的，我的机械工艺知识有限，在设计中常常碰到问题，是老师不厌其烦的指导，不断的点拨迷津，提供相关资料，才使设计顺利完成。老师的耐心讲解，使我如沐春风，不仅如此，老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我，在此，我向老师表示最真诚的感谢。同时，感谢同班同学的支持和帮助，使我更好的完成了课程设计。我也非常感谢我的父母。在学习和生活上，他们一直都很支持我，使我能全身心地投入到学习中，在此，我想对我的父母说：你们辛苦了，我会尽最大的努力来让你们过上最幸福的日子，请相信我。最后，很感谢阅读这篇课程设计的人们。感谢你们抽出宝贵的时间来阅读这篇课程设计。参考文献1李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，2020.2吴拓编著.简明机床夹具设计手册M.北京：化学工业出版社，2020.3尹成湖，周湛学主编.机械加工工艺简明速查手册加.北京：化学工业出版社,2021.4原北京一通用机械厂编著.机械工人切削手册M.北京：机械工业出版社，2022.5徐晓东.Web环境下主题综合学习模式构建与课程开发的研究C.电化教育协会新世纪全国网络教育学术研讨会论文集.2020：133-142.6张福润，徐鸿本，刘延林.机械制造技术基础（第二版）MK机械工业出版社，2020.7孟少农.机械加工工艺手册.机械工业出版社刈，2022.8陈光权.金属切削机床标准应用手册M.机械工业出版社，202L9孙桓，陈作模.机械原理M。高等教育出版社（第五版）.10王小华.机床夹具设计M.机械工业出版社。11陈永瑞.汽车制造M.机械工业出版社。12ShenGuojiTaoLiminChenZhongsheng.GEARBOXFAULTDIAGNOSISBASEDONEMPIRICALMODEDECOMPOSITION.CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERING.