图书分类号：密级：夹具设计(论文) 机油泵传动轴支架机械加工工艺及夹具设计学生姓名李林波学院名称山西大同大学专业名称机械设计制造及其自动化指导教师王老师2013年12月20日摘要本次设计是对机油泵传动轴支架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。
机油泵传动轴支架零件的主要加工表面是平面及孔。
由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。
所以本设计遵循先面后孔的原则。
并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加工精度。
基准选择以机油泵传动轴支架端面作为粗基准，以上表面作为精基准。
关键词机械加工，加工工艺。
目录摘要 (I)Abstract.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论 (1)2机油泵传动轴支架加工工艺规程设计 (2)2.1机械加工基准介绍 (2)2.2基准的选择 (2)2.3 制定工艺路线 (3)2.4选择加工设备及刀、夹、量具 (4)2.4.1设备的选择 (4)2.4.2刀具量具的选择 (6)2.5加工工序设计 (7)3 夹具设计 (10)3.1定位方案的选定 (11)3.2夹具夹紧装置的确定 (11)3.2.1夹紧力的方向和作用点的确定 (11)3.2.2夹紧力大小的估算 (12)3.3夹紧机构及元件的选择 (13)3.4夹具体上排屑措施的确定 (15)3.5钻模的设计 (15)3.5.1钻套的选定 (15)3.5.2钻模板的设计 (16)4夹具定位方案的分析 (18)4.1工件定位自由度分析 (18)4.2工件定位精度分析 (19)参考文献 (21)致谢 (22)1 绪论对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。
为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。
用夹具装夹工件时，工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工极度趋于一致，稳定的保证工件的加工精度。
同时使用夹具装夹工件方便、快捷，工件不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切屑用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显得降低了生产成本。
夹具制造成本分摊在一批工件上。
每个工件增加的成本时极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。
工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。
2机油泵传动轴支架加工工艺规程设计2.1机械加工基准介绍基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。
基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。
在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。
所以工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。
基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可以使加工质量的到保证，减轻劳动强度，生产效率得到提高。
否则，会使加工困难，甚至造成加工零件报废。
2.2基准的选择(1)粗基准的选择粗基准选择原则：选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。
为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。
选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择：1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。
2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。
3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。
4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。
粗基准一般只允许使用一次。
基于上述的要求和考虑到安装装配面的精度要求和便于夹紧等实际情况，粗基准选用前机体内一个较大的非加工面在毛坯图上已经标出。
(2) 精基准的选择精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。
一般应按下列原则来选择：1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。
2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。
3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。
4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。
5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。
本零件是铸造件，要用毛坯面定位先加工出一个精基准。
然后以精基准定位，加工零件。
精基准放在工序最前面加工。
以上表面毛坯面定位。
详见工艺卡片。
2.3 制定工艺路线（1）热处理工序的安排加工工艺安排热处理，因为零件精度要求较高HT200要铸造完成要进行时效处理，防止工件变形。
（2）定位基准的选择粗基准选择下表面，则由非加工面为定位基准，铣精基准。
精基为上表面，则加工时稳定性差一些，加工精度就受到了影响，角向定位也是这样。
因此，拟订工艺路线方案如下：2.4选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，加工设备易以通用机床为主，配以专用夹具，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
2.4.1设备的选择1) 摇臂钻床 Z3040X16 主要参数：最大钻孔孔直径40 mm主轴中心线至立柱母线距离最大 1600 mm最小350 mm主轴端面至底座工作面距离最大 1250 mm最小350 mm主轴行程 315 mm主轴锥孔（莫氏）4# No.主轴轴转速范围25-2000 r/min主轴转速级数16主轴进给量范围0.04-3.20 mm/r主轴进给级数16工作台尺寸500×630 mm主轴箱水平移动距离1250 mm主电机功率 3 kw机床重量 3500 kg机床外型尺寸（长×宽×高) 2500×1070×2840 mm 2)立式铣床 X52K 主要参数：单位/X52K工作面积宽*长mm 320*1250承载重量 kg 500T型槽数目个 3T型槽宽度mm 18T型槽间距mm 70X向（工作台纵向）手动/机动mm 700/680Y向（滑座横向）手动/机动mm 255/240Z向（升降台垂向）手动/机动mm 370/350最大回转角度deg ±45转速r/min 30-1500转速级数 Step 18锥孔. ISO7：24 NO.50轴向移动距离mm 85主轴端面至工作台距离最小/最大 mm 45/415主轴中心线至床身垂直导轨面距离mm 350切削进给速度mm/min X，Y：23.5-1180，Z：8-394 快速移动进给速度mm/min X，Y：2300，Z：770进给级数 Step 18主轴电机功率KW 7.5进给电机功率KW 1.5机床外形尺寸（长*宽*高）mm 2272*1770*2094机床净重（约）kg 28004）立式钻床 Z5140 主要参数:工作台尺寸（长X宽）mm 450X500工作台行程mm 300主轴中心线至导轨面距离mm 335主轴端面至工作台面距离mm 0-750主电机功率kw 3.0最大钻孔直径mm 40最大送刀抗力N 16000主轴最大输送扭矩N.m 350主轴孔锥度Morse 4主轴变速级数级12主轴变速范围r/min 31.5-1400主轴行程mm 250主轴箱行程mm 200送刀级数级9送刀范围mm/r 0.056-1.80外形尺寸（长X宽X高）mm 1080X810X2510机床重量kg 20002.4.2刀具量具的选择依据〈〈金属机械加工工艺人员手册〉〉所选量具公布如下：测量范围为：0～100的深度规深度规用于精确测量凹台和沟槽深度。
塞规具有独特的导向圆柱体设计，方便、快、准。
适用于现场测量。
测量范围为10～30的内槽卡钳内槽卡钳适用于测量各种筒形工件、管材内径以及凹槽尺寸。
2.5加工工序设计1. 铣上表面，保证尺寸12及72.3查参考文献[3]表2.3-59，得平面加工余量为0.9mm ，已知A 面总余量为2mm ，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm 。
查参考文献[3]表2.4-73，取粗铣的每齿进给量为0.2Z f mm =ｚ，取精度铣的每转进给量ƒ=0.5mm r ，粗铣走刀1次，p a=3.5mm ，精铣走刀1次，p a =1.5mm 。
查参考文献[3]表 3.1-74，取粗铣的主轴转速为150min r ，取精铣的主轴转速为300min r 。
又前面已选定铣刀直径D 为φ40mm ，故相应的切削速度为:Dn 3.1440150===18.84m min10001000v 粗π××Dn 3.1440300===37.68m min 10001000v 精π××校核机床功率(只校核粗加工工序)： 切削功率mP 为:m P =-50.90.74167.910p z e n pm a f a z k ×取z=10个齿，则15060==2.5r s ｎ =168mm e a p a =3.5mm 0.2mm z =ｚｆ =1pm k 代入式中得：167.9=m p ×-510×0.93.5×0.740.2×168×10×2.5×1=6.62kw由文献[3]表3.1-73得机床功率为7.5kw ，取效率为0.85，则7.5×0.85=6.375kw<6.62kw故重新选择主轴转速为118min r ，则：Dn 3.1440118===14.8m min10001000v 粗π×× 带入m p 公式得：=167.9m p ×-510×0.93.5×0.740.2×168×10×11860×1≈5.2kw<6.375kw 故机床功率足够。
