齿轮泵体夹具设计说明书

常州机电职业技术学院

毕业设计（论文）

作 者： 徐志浩 学 号： 11210352 系 部： 机械工程系 专 业： 机械制造与自动化 题 目：

校内指导教师： 企业指导教师

顾惠斌 马华琦

评阅者：

顾惠斌

2015年 4 月

毕业设计（论文）中文摘要

在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产率。

在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置，这一过程称为“定位”。为了不因受切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧”。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。因此，专用夹具的设计是一项重要生产准备工作，每一个从事加工工艺的工装设计人员，都应该掌握有关夹具设计的基础知识。

关键词 ： 齿轮泵体，加工工艺，专用夹具，设计

目录

摘要...................................................................... 1 目录...................................................................... 2 第一章 绪论.............................................................. 3 1.1 机械加工工艺概述及发展趋势............................................ 3 1.2机床夹具的概述及发展趋势 .............................................. 3 第二章 齿轮泵体的工艺分析................................................ 4 2.1 齿轮泵体的应用........................................................ 4 2.2确定毛坯的种类和生产类型 .............................................. 4 2.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定.......................................... 4 第三章 工艺设计.......................................................... 5 3.1基准的选择 ............................................................ 6

3.1.1精基准的选择 .................................................... 6 3.1.2粗基准的选择 .................................................... 6 3.2工艺方案 .............................................................. 7 3.3 工序尺寸的确定........................................................ 8 第四章 确定切削用量与时间定额............................................ 9 4.1切削用量的选择原则 .................................................... 9 4.2切削用量、时间定额的计算 ............................................. 9 第五章 夹具设计......................................................... 21 5.1定位基准的选择 ....................................................... 22

5.1.1定位元件的选择 ................................................. 22 5.2夹紧装置设计 ......................................................... 23

5.2.1夹紧力的计算 ................................... 错误！未定义书签。 5.2.2定位销强度校核 ................................. 错误！未定义书签。 5.3钻套的设计 ........................................................... 24 5.4夹紧装置其他元件的选用 ............................................... 25

5.4.1连接螺栓 ....................................... 错误！未定义书签。 5.5定位误差分析与计算 ................................................... 26 第六章 夹具体设计........................................................ 26 结论..................................................................... 29 致谢..................................................................... 30

参考文献................................................................. 31

第一章 绪论

1.1 机械加工工艺概述及发展趋势

机械加工工艺是制造技术的灵魂、核心和关键。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成的，工艺是设计和制造的桥梁，设计的可行性往往会受到工艺的制约，工艺往往会成为“瓶颈”，不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有的设计产品通过加工能达到预定技术性能要求的。

加工技术的发展往往是从工艺突破的，近年来加工工艺技术有了很大的发展，现代制造技术已经不的单独的加工方法和工匠的“手艺”，已经发展成为一个系统，在制造工艺理论和技术上有了很大的发展，例如在加工理论方面主要有：加工成形机理和技术、精度原理和技术、相似性原理和成组技术、工艺决策原理和技术等。由于近些年制造工艺技术的发展，工艺内同有了很大的扩展，工艺技术水平有了很大提高：计算机技术、数控技术的发展是制造工艺自动化技术和工艺质量管理工作产生了革命性变化；同时，与工艺有关的许多标准已进行了修订，并且制定了一些新的标准。

1.2机床夹具的概述及发展趋势

在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。

机床夹具是随机械加工技术发展的。机床夹具由适用单件小批量生产的用夹具发展到大批量生产的专用夹具、随行夹具，经历了市场的发展和技术的推动。随着现在市场需要的多样化、多品种、中小批量及短周期的生产方式在世界贸易中逐渐成为主导方式，传统的专为某个零件的一道工艺设计制造的专用夹具已经不能适应这种生产方式的要求。因此，适用于多品种、中小批量生产特点的通用可调夹具、组合夹具、成组夹具等应运而生。数控技术的进步与发展，使得数控机床、加工中心在机械加工中广泛运用，数控机床夹具也迅速的发展起来。

第二章 齿轮泵的工艺分析

2.1 齿轮泵的应用

机油泵是在润滑系统中，可迫使机油自油底壳送到引擎运动件的装置。用来使机油压力升高和保证一定的油量，向各摩擦表面强制供油的部件，内燃机广泛采用齿轮式和

转子式机油泵，齿轮式油泵结构简单，加工方便，工作可靠，使用寿命长，泵油压力高，得到广泛应用

图2-1 齿轮泵体零件简图

2.2确定毛坯的种类和生产类型

因设计：零件年生产量较大，查①表1-4得，零件为大批量生产。零件材料采用45钢，因金属模机器造型生产率较高，锻造件精度高，表面质量与机械性能均好，适用于大批量大量生产，因此选择金属模机器造型。同时因铸件壁厚差距不能太大，以避免造成各部分因温差悬殊而引起缩裂、缩孔与裂纹。铸件应进行人工时效。消除残余应力后再送机械加工车间加工，否则工件将产生大的变形。 齿轮泵泵体技术要求如下表

2.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定

查①表达式2-1

得

R=F-2RMA+CT/2

（2-1）

查①表达式2-2得 R=F-2RMA-CT/2（2-2）

查①表2-1取大批量生产的毛坯铸件的公差等级为CT8， 查①表2-5取要求机械加工余量等级为F级 M27端面：查①表2-4取RMA=2 前端面：查①表2-4取RMA=2

Φ40孔：查①表2-4取RMA=2

(外圆) 内圆） （

第三章 工艺设计

3.1基准的选择

3.1.1精基准的选择

选择泵体的M27端面作为精基准。该零件上的很多孔都可以采用它作为基准进行加工，遵循了“基准统一”原则，同时M27端面亦为设计基准，遵循了“基准重合”原则。 3.1.2粗基准的选择

作为粗基准应平整，没有飞边、毛刺等表面缺欠，故选择零件前端面作为粗基准。

3.1.3机械加工工艺顺序

零件主要表面及其他表面的机械加工顺序，对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用，应根据工序的划分和定位基准的建立与转换来 。一般原则为：

① 先粗后精。既粗加工-半精加工-精加工，最后安排主要表面的终加工顺序。

② 在各阶段中，先加工基准表面，然后以它定位加工其他表面。 ③ 先加工主要表面，当其达到一定精度后再加工次要表面。

④ 先平面后孔。这是因为平面定位比较稳定可靠，所以对于箱体、支架、连杆等类平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面。

⑤ 除用为基准的平面外，精度越高，粗糙度Ra值越小的表面应放在后面加工以防止划伤

⑥表面位置尺寸及公差标注方式也影响工序顺序，应力求能直接保证或使尺寸链数日减少。

3.2工艺方案

表3-1齿轮油泵泵体工艺路线及设备、工装的选用

3.3 工序尺寸的确定

在一般情况下，加工某表面的最终工序尺寸可直接按零件图的要求来确实。而中间工序的尺寸则是零件图的尺寸（最终工序尺寸），加上或减去工序的加工余量，即采用由后往前推的方法，有零件图的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。由此可知，若某表面经过n-1次加工，则其工序尺寸为

Ln=Ln-1±Zn-1 (n≥1)

(3-1)

因此，确定了加工余量后，即可根据设计尺寸推算出各工序尺寸，上式只适用较简单的工序尺寸的确定，对于较复杂的工序尺寸的确定需要要进行尺寸链的换算。

1）粗铣M27端面

查②表8-34取磨平面加工余量=2mm。

2）粗铣、半精铣前端面，粗铣，半精铣，精铣2xΦ40H7孔内端面

前端面：查②表8-33取半精铣余量1mm ，则粗铣余量=总加工余量-半精铣余量-磨削余量=2-1=1mm。

粗铣，半精铣，精铣2xΦ40H7孔内端面：查②表8-33取粗铣余量1mm，半精铣余量0.5mm，则精铣加工余量为2-1-0.5=0.5mm. 3）钻，铰2xΦ13H7孔,钻6xM6螺纹孔, 钻2x4T15定位孔. 钻，铰1xΦ13孔：

查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ11 mm，粗铰至Φ13 mm。 钻6xM6螺纹孔：

查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ5mm。 攻螺纹至Φ5.8mm。

钻2xΦ4T15定位孔：

查①表1-20和①表2-40确定钻孔至Φ4T15。 4）粗铣底面

因是一次铣削，故取粗铣余量=机械加工余量=2mm。 5）钻，扩Φ18内孔

毛坯直径=Φ27mm，查①表1-20和①表2-40确定钻孔至Φ16mm，粗铰至ΦΦmm，精铰至Φ18mm，则深度尺寸为42mm 6）车M27外螺纹，车3x1槽

车M27外螺纹，加工余量为2mm，一次车削攻螺纹。 车3x1槽

粗糙度要求为Ra=25，一次车削，车槽。

第四章 确定切削用量与时间定额

4.1切削用量的选择原则

合理地选择切削用量，对保证加工精度和表面质量，提高生产率和刀具耐用度等，都有很大的影响。

选择切削用量是指要选定切削深度、进给量和切削速度。在这3个因素中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，而切削深度影响最小，对表面粗糙度影响最大的是进给量，而对切削力影响最大的则是切削速度。因此，在粗加工阶段，应考虑选择尽可能大的切削深度，其次是选择较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。在半精、精加工阶段，由于加工精度和表面质量的要求较高，因此一般均选择较小的切削深度和进给量，在保证刀具耐用度的前提下，应选取较高的切削速度，以保证加工质量和生产率的要求。 4.2切削用量、时间定额的计算

以下为主要加工工序的切削用量及要求另外计算的工序的切削用量： 1)工序号1：粗铣M27端面

背吃刀量的确定：由上述可知粗铣ap=粗铣余量=2mm

进给量的确定：查①5-7按机床功率取每齿进给量fz=0.08mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取d/z=80/10，v=44.9m/min

n=1000v/3.14d

（4-1）

铣刀转速 n=1000*40/(3.14*80)

=178.65r/min

查①表4-15取转速n=160r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*160*80/1000 =40.2m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

故l1 =0.5(50-(502-302))+1 = 6mm

l2=1~3mm取1mm

则tj =(27+1+6)/(0.08*10*160) =0.21min =12.8s

辅助时间tf的计算

由①表第五章第二节所述，辅助时间tf 与基本时间之间的关系为tf

=(0,15~0.2) tj ,本设计中均取0.15，则tf =0.15*12.8=1.91 s

其他时间的计算

在本设计中，因零件是大批量生产，故分摊到每个工件上的准备与终结时间很少忽略不计，布置工作地时间tb和休息与生理需要时间tx分别取作业时间的3%，则其他时间tb+tx可按关系式（3%+3%）*（tj+tf）

tb+tx=6%*(12.8+1.91)=0.88s

工序1加工总时间：tdj =12.8+1.91+0.88=15.59s。

2）粗铣，半精铣前端面; 粗铣，半精铣，精铣2xΦ40H7孔内端面。

粗铣前端面：

背吃刀量的确定：ap=1mm

进给量的确定：查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.08mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取v=44.9m/min，由式4-1得

2

n=1000v/3.14d （4-1）

铣刀转速 n=1000*40/(3.14*80)

=178.65r/min

查①表4-15取转速n=160r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*160*80/1000 =40.2m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

l1=11.5，l=260,l2=1;

2

基本时间tj的计算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(260+11.5+1)/(0.08*10*160) =2.1min =127.7s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*127.7=19.2s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(127.7+19.2)=8.8s 加工总时间：tdj =127.7+19.2+8.8=155.7s. 半精铣前端面： 背吃刀量的确定：ap=1mm

进给量的确定：查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.0.05mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得

n=1000v/3.14d （4-1）

铣刀转速 n=1000*48.4/(3.14*80)

=192.58r/min

查①表4-15取转速n=210r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*210*80/1000 =19.8m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

l1=11.5，l=260,l2=1;

2

基本时间tj的计算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(260+11.5+1)/(0.05*10*210) =2.6min =155.7s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*155.7=23.4s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(96.1+14.4)=10.7s 加工总时间：tdj =155.7+23.4+10.7=189.8s.

粗铣2xΦ40H7孔内端面： 背吃刀量的确定：ap=1mm

进给量的确定：查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.08mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取v=44.9m/min，由式4-1得

n=1000v/3.14d （4-1）

铣刀转速 n=1000*40/(3.14*80)

=178.65r/min

查①表4-15取转速n=160r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*160*80/1000 =40.2m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

2

l1=4，l=40,l2=1;

基本时间tj的计算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.08*10*160） =43.1s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*43.1=6.5s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(43.1+6.5)=3s 加工总时间：tdj =43.1+6.5+3=52.6s.

半精铣2xΦ40孔内端面：

背吃刀量的确定：ap=0.5mm

进给量的确定：查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.004mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得

n=1000v/3.14d （4-1）

铣刀转速 n=1000*48.4/(3.14*80)

=192.58r/min

查①表4-15取转速n=210r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*210*80/1000 =19.8m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

l1=4，l=40,l2=1;

2

基本时间tj的计算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.04*10*210) =0.54min

=32.1s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*32.1=4.8s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(32.1+4.8)=2.2s 加工总时间：tdj =32.1+4.8+2.2=39.1s.

精铣2xΦ40孔内端面

背吃刀量的确定：ap=0.5mm

进给量的确定：查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.004mm/z 铣削速度的计算:查①表5-9取v=48.4m/min，由式4-1得

n=1000v/3.14d （4-1）

铣刀转速 n=1000*48.4/(3.14*80)

=246.8r/min

查①表4-15取转速n=255r/min, 则实际切削速度 v=3.14nd/1000

=3.14*255*80/1000 =64.1m/min

基本时间tj 的计算：查①表5-43中铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1=0.5(d-(d2-ae))+(1~3)

l1=4，l=40,l2=1;

2

基本时间tj的计算：由式4-2得 Tj=(l+l1+l2)/fmz tj =(4+40+1)/(0.04*10*210) =0.55min =32.8s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*32.8=4.92s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(32.8+4.92)=2.3s 加工总时间：tdj =32.8+4.92+2.3=40.02s.

3）钻，铰2xΦ13H7孔；钻6xM6螺纹孔,钻2x4T15孔 钻2xΦ13H7孔：

背吃刀量的确定 ap =12.6mm

进给量的确定 查②表15-33取f=0.15mm/r 钻孔速度的确定 查②表15-37取v=15m/min, 则钻孔转速 n=1000v/3.14d =1000*15/(3.14*14) =372.21r/min

查①表4-9取Z525主轴转速392r/min

则实际钻削速度v=3.14*392*14/1000=15.76m/min

基本时间tj的计算: 查①表5-41中钻孔基本时间计算公式为

tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn

（4-4）

式中l1=Dcotkr/2+(1~2)

=14*cot54°/2+2 =5.7mm L2=(1~4)=1mm

tj =(26+5.7+1)/(0.15*392)=0.56min=33.4s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*33.4=5.01s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(33.4+5.01)=2.3 s 总加工时间tdj =33.4+5.01+2.3=40.7s 粗铰孔至Φ13mm：

背吃刀量的确定 ap =0.2mm

进给量的确定 查②表15-43按高速钢铰刀加工工件材料为合金钢取f=0.4mm/r

铰削速度的计算 查①表5-27取v=2m/min 则铰孔速度 n=1000v/3,14d

=1000*2/(3.14*14.4) =49r/min 查①表4-9取Z525主轴转速97r/min 则实际铰削速度v=3.14*97*13/1000 =3.96m/min

基本时间tj的计算: 查①表5-41中扩铰孔基本时间计算公式为

tj

(4-5)

式中由表5-42按kr=15°、ap =（D-d）/2=0.2mm,取l1=0.37mm，l2=15mm 则tj =(0.37+15+20)/(0.4*97)=54.7s 辅助时间tf的计算: tf =0.15*54.7=8.2s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(54.7+8.2)=3.78s 总加工时间tdj =54.7+8.2+3.78=66.7s

钻6xM6螺纹孔：

1.钻Φ4.8底孔

选用Φ4.8mm高速钢锥柄麻花钻，由《切削》表2-7查得f机=0.28mm/r. 查得Vc查=16m/min, V查=

1000VC查

=600r/min.

π*8.5

=L/fn =(l+l1+l2)/fn

n查=基本工时：t=

πDf机

1000

=1455m/min.

l+l1+l2

=10.2s

n机f机

tf=0.15*10.2=1.53

tx+tb=(10.2+1.53)*6%=0.7s

tdj=12.4 2.攻螺纹M6.

选择M6的高速钢丝锥，f等于工件螺纹的螺距p，即f=1.25mm/r. fc机=7.5、min n查=

1000Vc

=298r/min πD

按机床选取n机=272r/min

VC机=0.8m/min 基本工时：t=

l+l1+l2

=4.2s n机f

tf=4.2*0.15=0.63

tx+tb=（4.2+0.63）*6%=0.29

tdj=5.12s

4）钻2xΦ4T15定位孔：

背吃刀量的确定 ap =4mm

进给量的确定 查②表15-33取f=0.44mm/r 钻孔速度的确定 查②表15-37取v=0.3m/s=18m/min 则钻孔转速 n=1000v/3.14d =1000*18/(3.14*8.8) =651r/min

查①表4-9取Z525主轴转速680r/min

则实际钻削速度v=3.14*680*8.8/1000=18.7m/min 基本时间tj的计算: 由式4-4得

tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn

式中l1=Dcotkr/2+(1~2)

=8.8*cot54°/2+2 =5.2mm L2=(1~4)=2mm

tj =(20+5.2+2)/(0.44*680)=0.09min=5.4s

辅助时间tf的计算: tf =0.15*5.4=0.8s 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(5.4+0.8)=0.4s 总加工时间tdj =5.4+0.8+0.4=6.6s 工序号040：粗铣底面 粗铣底面：

背吃刀量的确定：由上述可知粗铣ap=2mm

进给量的确定：查①5-7按机床功率取每齿进给量fz=0.2mm/z 铣削宽度ae=45 查表选出铣刀直径为d=50mm

（4-1）

396d0.2

0.2

t0.32a0.5pfz0.5ae

铣刀的实际使用寿命为180min切削速度

v=

396x50

=6.12m/min

180x2x0.02x45

所以主轴转速n=v/πd =20.4/3.14x50=39/min 查表4-18得卧式转速取n=50r/min 则v=140x50x3.14/1000=7.85m/min

基本时间tj 的计算：查①表铣刀铣平面（不对称铣削）的基本时间计算公式：

Tj=(l+l1+l2)/fmz

（4-2）

其中l1

+(1~3) =0.5(50-475)+1=15.1 故l =15.1 +(1~3)

= 116.1mm l2=1mm

则tj =(100+1+15.1)/(0.2*6*50) =1.9min

辅助时间tf的计算

由①表第五章第二节所述，辅助时间tf 与基本时间之间的关系为tf

=(0,15~0.2) tj ,本设计中均取0.15，则tf =0.15*1.9=0.285min

其他时间的计算

在本设计中，因零件是大批量生产，故分摊到每个工件上的准备与终结时间

很少忽略不计，布置工作地时间tb和休息与生理需要时间tx分别取作业时间的3%，则其他时间tb+tx可按关系式（3%+3%）*（tj+tf）

tb+tx=6%*(1.9+0.285)=0.131min

工序1加工总时间：tdj =1.9+0.285+0.131=2.32min 工序号5）钻、扩M27孔既Φ18孔

钻孔至Φ17：

由于孔直径小于20mm。采用工具钢直柄麻花钻 D=17 L=184 进给量=0.4 查的转速为21m/min

则n=1000v/πd=393r/min 则钻床转速查表4-13得430r/min 则实际钻削速度v=1000v/πd/1000=23m/min

基本时间tj的计算: 查①表5-41中钻孔基本时间计算公式为

tj =L/fn =(l+l1+l2)/fn

（4-4）

式中l1=Dcotkr/2+(1~2)

=17/2*cot54°/2+1 =3mm L2=(1~4)=1mm

tj =(42+3+1)/(0.4x430)=0.27min

辅助时间tf的计算: tf =0.15*0.27=0.0405min 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(0.0405+0.27)=0.019 min 总加工时间tdj =0.27+0.045+0.019=0.33min 扩孔至Φ18mm：

选用标准扩孔钻工具钢直柄扩孔钻 D=18mm

进给量的确定 查②表取f=0.5mm/r 扩削速度的计算 查①表5-27取v=56.5m/min 背吃刀量为1.5

则扩孔速度 n=1000v/3,14d

=1000*56.5/(3.14*18) =1000r/min 查①表4-9取Z525主轴转速1100r/min

则实际铰削速度v=3.14*1100*18/1000 =62.2m/min

基本时间tj的计算: 查①表5-41中扩孔基本时间计算公式为

tj

(4-5)

则tj =(42+3+1)/(0.5x1100)=0.08min 辅助时间tf的计算: tf =0.15*0.08=0.012min 其他时间的计算: tb+tx= 6%*(0.08+0.012)=0.00552min 总加工时间tdj =0.08+0.012+0.00552=0.09752min

工序号6） 粗车M27螺纹，精车M27螺纹，车3x1槽 车螺纹

刀具：螺纹车刀，kr=60o，刀具寿命T=60min。 1）粗车螺纹时ap=0.17 走刀次数i=4 精车螺纹时 ap=0.08 走刀次数i=2

2）进给量f 根据《切削用量手册》。当刀杆尺寸16x25x25mm时，ap

=L/fn

=(l+l1+l2)/fn

≤3mm

时f=0.5-0.7mm/r。按照CA6140车床说明书f=0.5mm/r。

3）计算切削速度按《切削手册》切削速度计算公式为（寿命 T=60min）

cv

vc=mxv

Tapf

yv

kv(m/min )

cv=11.8,xv=0.7,yv=0.3,m=0.11，其他系数见手册。

11.8

⨯1.11⨯0.75≈21.57(m/min) vc=0.20.150.35

60⨯0.17⨯1

精车螺纹时vc=4)确定机床主轴转速

粗车螺纹时

11.8

⨯1.11⨯0.75≈36.8(m/min) 0.20.150.35

60⨯0.08⨯1

ns=

1000vc1000⨯21.57

=≈254(r/min)

πdwπ⨯27

按机床说明书，与其相近的选择200(r/min。)所以切削速度为

vc=

nπd

=17(m/min。) 1000

精车时

ns=

则

vc=

1000vc1000⨯36.8

=≈434(r/min)

πdwπ⨯27

nπd

=33.9(m/min) 1000

5）切削工时，按《切削手册》 tm= 粗车时 此处l

l+l1

i。 nwf

=42mm,l1=3mm

所以tm=0.54min

l+l13

i 精车时tm=nwf

f=0.41 i=2

所以t=（214+3）x2/(400x0.41)=0.33min 所以总工时t=t1+t2=0.87 辅助时间tf=0.87X0.15=0.13min 其他时间t=(0.87+0.13)%6=0.06min 所以总时间t=0.06+0.13+0.87=1.06 车3x1槽选用铣槽车刀

cv

vc=mxv

Tapf

yv

kv(m/min)

,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2，其他系数见手册。 cv=242

修正系数krv=0.81 kbr=0.97 Ksv=0.8 kmv=1.44 kkv=1.04

100

⨯1.44⨯0.8x1.04x0.81x0.97≈86(m/min) vc=0.20.150.35

60⨯1.5⨯0.5

求转速n=1000vc/dwπ=1000x217.2/3.14x25=1095. 5r/min 查表得转速是n=1000r/min所以实际转速为78.5m/min 时间为t=

l+l1

i 所以t=4/1000x1.5=0.002min nf

所以辅助时间为tx0.15=0.0003min

其他时间为（0.0003+0.002）%6=0.000138min 所以总时间为0.002438min

第五章 夹具设计

5.1定位基准的选择

定位基准的选择，由零件简图可知，以一面两孔方法为定位方案，一面用两块支撑板固定在夹具体上，用一个固定定位销和可换式定位销定位，用一个平压板作为加紧装置。 5.1.1定位元件的选择

采用一面两孔方式定位：

一面：采用 两块支撑板形成一个面：查表8-3（JB/T8029.1-1999）选取尺寸为：

H=10，L=90，B=16，b=14,l=15,A=30,d=6.6,d1=11,h=4.5,h1=1.5,孔数为3.

两孔：采用固定式定位销和可换式定位销分别与Φ40Φ13的两孔配合定位。 固定式定位销查表8-7(摘自JB/T8041.2-1999)采用A型，结构如图所示

图5-1 固定式定位销

根据定位孔的尺寸Φ40，查①表8-7选A型定位销尺寸如下：

0.041

D在30~40 mm，H=30mm，d=18+mm，h=0 mm，h1=3，B=35，+0.028 mm，L=42

b=6，b1=4，C=6，C1=1.5

可换式定位销的选择：根据配合的孔直径在10~18，查表8-8（摘自JB/T8014.3-1999）可确定尺寸：

H=24 ，d=120-0.011 ，d1=M10， L=50， L1=12 ，h=9 ，B=D-2， b=4 ，

b1=3.

5.2夹紧装置设计

在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证这些外力的作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上，夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置，夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因为夹紧力过大而损坏工件表面及产生夹紧变形，夹紧力要确定力的作用点、方向及大小等三个因素。

方案：采用螺旋压板加紧机构：

采用螺旋压板组合夹紧时，由于被夹紧表面高度尺寸的误差，压板的位子不可能保持水平，所以螺母端面和压板之间要使用球面垫圈和锥面垫圈。借助球面和锥面的相互滑动，在压板倾斜时，便可防止螺旋受弯曲力的作用而损坏。 零件的选择：

球面垫圈：查表10-11（摘自GB/T849-1988),根据螺纹大径选择尺寸：

+0.24d=130，

0D=240-0.52 ，h=4-0.3 ，SR=20 ，H≈7.

锥面垫圈：查表１０－１２（摘自ＧＢ/Ｔ８５０-１９８８)，根据螺纹大径

+0.7+0.43选择尺寸：d=160， D=2401=23.5 ,H≈7。 -0.52， h=4+0.4， D

板选取平压板查表１０－１８（摘自ＪＢ/Ｔ８０１０.９-１９９９)根据公称直径选取尺寸：Ｌ=１００， Ｂ=４０， Ｈ=２０， ｂ=１５， ｌ＝２８，

l1=7，

l2=35， ｒ＝８．

5.3钻套的设计

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件，钻套装配在钻模板上，而钻模板则以各种形式与家具体或支架连接。因本工序需要经过钻、扩两步为此选择快换钻套，以缩短时间定额。钻套结构如图所示

缩短时间定额。钻套结构如图所示

图5-4 快换钻套

0.021

d>15~18mm,极限偏差F7，上偏差为+0.034，下偏差为+0.016，D=26m6++0.008mm,

D1=39mm,D2=35mm,H=36mm,m=m1=14mm,r=24mm,α=55°,配用螺钉M8。

5.4夹紧装置其他元件的选用

5.4.1连接螺栓

图5-7 连接螺栓

5.5定位误差分析与计算

在设计方案中，要求定位误差小于相应加工要求公差的1/5~1/3，这样的方法才是合理的。定位误差由基准不重合误差△jb和定位副制造不准确误差两部分组成的，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即

△dw =△jb ±△db （5-1）

定位基面制造不准确误差在工序尺寸方向上的投影为T D，定位元件制造不准确误差在工序尺寸方向上的投影为Td，有定位副制造不准确引起的工序基准在工序尺寸方向上最大变动量：

△db = T D /2+ Td /2+△S /2 （5-2）

式中，△S——为定位孔和心轴外圆间最小间隙配合，

在不考虑定位副制造误差的条件下，由于工序基准与定位基准不重合引起的定位误差，取决于工件外圆尺寸变动量Td以及外圆相对于内孔的同轴度误差δ。基准不重合误差在工序尺寸方向上的投影值：△jb = Td +δ

本工序采用定位方式为一面两孔定位，查①表8-13得定位误差的计算

△dw（y）=T D1 +Td1+△S1 （5-3）

Δθ=tan-1 *( T D1 +Td1+△S1+ T D2 +Td2)/2L

式中△S1——第一定位基准孔与圆柱定位销间的最小间隙；

.041查①表8-7，按180+0.028选固定式定位销的基本尺寸为D>14~18,极限偏差g6，上

偏差为+0.0034，下偏差为+0.0023,T D1 =0.0027，Td1=0.0011，TD10

△ S1= T D1- Td1=0.0034，

+0.0027

, Td1+0.0023

+0.0034

所以 △dw（y）=△jb ±△db =(0.0027/2+0.0011/2+0.0034/2)+(0.0011+0.002)

=0.0062

第六章 夹具体设计

一，夹具体设计的基本要求

夹具体是夹具的基础，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。设计夹具体时应满足基本要求：

（1）足够的钢的和强大 设计夹具体时，应保证在夹紧力和切削力等外力作用下，不产生过大的变形和振动。必要时，可适当位置设置若干条加强筋。

（2）夹具安装稳定 机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内，夹具体地平面中间部分应适当挖空。

（3）夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛培制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。

（4）便于排屑的清除 为防止加工中切屑积聚在定位元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计夹具体时，要考虑的排除问题。

二、夹具体材料及制作方法

夹具体可用铸造或焊接的方法制造，由于铸造夹具体具有以下特点，所以有较广泛的应用：

（1）铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制；

（2）铸造夹具体吸震性能好，可减少或避免其受力而产生的振动； （3）铸造夹具体承受抗压能力大，可承受较大的切削了、夹紧力等力的作用。

铸造夹具体材料，一般采用HT150或HT200两种。夹具体应进行时效处理，以消除内应力。 三、夹具体外形尺寸

夹具体制造属于单间生产，通常都是参照类似的结构，按经验类比法确定其结构尺寸。实际在绘图时，根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀-导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的布置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。

四、造夹具体的技术要求

铸造夹具体的技术要求，一般有如下规定：

（1）铸件不许有裂纹、气孔、沙眼、疏松、夹渣等铸造缺陷。浇口、冒口、结疤、粘沙应清除干净。

（2）铸件在机械加工前应经时效处理。 （3）未注明的铸造圆角R(3~5)mm.

（4）铸造拔模斜度（铸件在垂直分型面的表面需有铸造斜度）。

结 论

通过近一个月的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。

在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。

本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：

（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。

（2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。

（3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。

（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。

致 谢

在本文完成之际，首先向我最尊敬的导师老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。几个月以来，他不遗余力地对我的设计进行了指导。在我毕业设计这段时间，无论在学习还是在生活上，恩师都给予了我无微不至的关怀。他以其渊博的知识，宽厚的胸怀、无私的敬业精神以及严谨的治学态度和开拓进取的精神激励着我，并言传身教，身体力行地不断培养我独立思考，深入探索，解决实际问题的能力，使我受益匪浅。老师给与了该设计关键性的技术指导，并指明了研究的方向，虽然平日里工作繁多，但在我做毕业设计的过程中，特别在说明书的撰写和修改上给予了我悉心的指导，特此向老师表示衷心的感谢和敬意!

毕业设计虽已完成了，但由于知识水平的局限，实际经验缺乏，设计还存在许多不足，有很多地方需要改进。对于这些不足，我将在以后的工作中利用尽自已所能的去补充和完善，让自己成为对社会作更多的贡献，成为有用之才。

此外还要感谢那些给予过我关心、帮助的老师和同学，正是有了大家的关怀、鼓力和我自己的努力，此设计才得以顺利完成。

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