机油泵传动轴支架的夹具设计说明书

河南科技大学机械制造工艺学课程设计第1页共20页目录前言...........................................................................................................2第一章零件的分析.....................................................................................3§1.1零件的作用.........................................3§1.2零件的工艺分析.....................................3第二章工艺规程设计.................................................................................4§2.1确定毛坯的制造形式.................................4§2.2基面的选择.........................................4§2.3制定工艺路线.......................................5§2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.............7§2.5确定切削用量及基本工时.............................9第三章夹具设计.....................................................错误!未定义书签。17§3.1问题的提出........................................17§3.2夹具设计..........................................17参考文献.....................................................................................................20河南科技大学机械制造工艺学课程设计第2页共20页前言机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。河南科技大学机械制造工艺学课程设计第3页共20页一、零件的分析§1.1零件的作用如右图所示，题目所给定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遍的零件之一。它结构简单，体积也较小，属叉架类零件。其中φ32孔要与轴配合，要求精度较高。§1.2零件的工艺分析机油泵传动轴支架共有两组加工加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1．以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括：0.1072.33mm,+0.025032H7mm。其中，主要加工表面为A基准面。2．以2-+0.01508H7沉孔φ10*90°为中心的加工表面这一组加工表面包括：2-+0.01508H7沉孔φ10*90°，100.05mm,260.2mm,223±0.05mm，φ11轴线的位移度不大于R0.25。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）φ32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01（2）φ32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05（3）φ32H7轴线和一个+0.01508H7距离54±0.12mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度。河南科技大学机械制造工艺学课程设计第4页共20页二、工艺规程设计§2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33，灰铸铁抗拉强度不低于150MPa，抗弯强度不低于330MPa，根据材料性质，因此应该选用铸件，由于该零件年产量为5000件，已达大批生产的的水平，而且零件的轮廓尺寸也不大，故可铸造成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。§2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中德重要工作之一，基面选择得正确与否，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于一般的支架类零件而言，以支架底面的相对面作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，如果以支架底面的相对面作为粗基准，则可能造成B-B面基准无法保证，因此，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）现选取以下图所示C面为粗基准。选取C面为粗基准，利用四块压板压紧中间的筋板，不完全定位以消除和。为下一步加工打下基础。（2）精基准的选择。主要考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。河南科技大学机械制造工艺学课程设计第5页共20页§2.3制定工艺路线制定加工工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。面A、B、C、D、E即为上图所示面，以下不再说明。1.工艺路线方案一工序1铣A面工序2钻3-φ11mm孔工序3钻、扩、铰孔2-φ8mm，并锪倒角1×45°工序4铣φ32mmD向端面工序5钻、扩、铰孔φ32mm，并锪倒角1.5×45°工序6铣φ32mmC向端面，并锪倒角1.5×45°工序7钻30°方向φ11mm孔工序8检验2.工艺路线方案二工序1铣φ32mmD向端面工序2钻、扩、铰孔φ32mm，并锪倒角1.5×45°工序3铣φ32mmC向端面，并锪倒角1.5×45°工序4铣A面工序5钻3-φ11mm孔工序6钻、扩、铰孔2-φ8mm，并锪倒角1×45°河南科技大学机械制造工艺学课程设计第6页共20页工序7钻30°方向φ11mm孔工序8检验3.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一先以E面为基准直接加工出A面，然后以A面为基准进行3-φ11mm和2-φ8mm的加工，然后再处理C、D面和φ32mm孔；而方案二刚好相反，先处理C、D面和φ32mm孔，再加工A面和3-φ11mm和2-φ8mm，两相比较可以看出，方案一工序非常集中，定位、加工和装夹都非常方便，但方案一无法保证与B-B面的相关尺寸的精度，即100.05mm和260.2mm。在方案二中，与B-B面的相关尺寸的精度得到保证，但54±0.12mm和φ32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01，φ32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05，平行度和垂直度又难以保证，因此这两个方案都不太合适，综合考虑，虽然图纸并未要求对C面和D面进行加工，但加工C面和D面有利于保证垂直度和平行度，而且C、D面的加工量并不大，因此修改加工工艺如下：工序1铣D面工序2铣φ32mmD向端面工序3钻、扩、铰孔φ32mm，并锪倒角1.5×45°工序4铣C面工序5铣φ32mmC向端面，并锪倒角1.5×45°工序6铣A面工序7钻3-φ11mm孔工序8钻、扩、铰孔2-φ8mm，并锪倒角1×45°工序9钻30°方向φ11mm孔工序10检验以上方案大致看起来还是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在工序5和工序6之间的衔接上，主要是难以保证φ32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05和φ32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01，对于平行度，保证在加工时，A面和φ32孔工序相邻不更换夹具即可，当不平行度符合要求，加工垂直河南科技大学机械制造工艺学课程设计第7页共20页度时，只要要保证A面和C、D面的不垂直度100长度上不大于0.04，就能保证φ32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05，这样就将φ32H7轴线对B-B面的不垂直度转化为A面对C、D面的垂直度，保证了加工要求，同时也兼顾了装夹方便和工序集中。因此，最后确定的加工工艺路线确定如下：工序1粗铣A面，留精加工量0.5mm工序2铣D面工序3铣φ32mmD向端面工序4钻、扩、铰孔φ32mm，并锪倒角1.5×45°工序5精铣A面工序6铣C面工序7铣φ32mmC向端面，并锪倒角1.5×45°工序8铣E面工序9钻3-φ11mm孔工序10钻、扩、铰孔2-φ8mm，并锪倒角1×45°工序11钻30°方向φ11mm孔工序12检验以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。§2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“机油泵传动轴支架”零件材料为HTHT15-33，硬度硬度为HB163~229，毛坯重量约为5kg，生产类型为大批生产，采用铸造灰铸铁毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1．厚度55mm考虑到φ32mm孔端面的加工方便性，故将φ32mm孔端铸造高度跟C、D面平齐，这样便于装夹和加工，厚度方向的余量查《工艺手册》表2.2~2.5，其余量值为2.0~2.5mm，现取2mm。故厚度毛坯值为59mm2．φ32mm孔考虑到铸模的简单方便，将φ32mm孔铸成实心，孔钻扩铰出。河南科技大学机械制造工艺学课程设计第8页共20页钻孔：φ30mm扩孔：φ31.7mm铰孔：+0.025032H7mm3．A面和A面上3-φ11mm孔及2-φ8mm孔按照《工艺手册》表2.2~2.5，加工面其余量值为2.0~2.5mm，考虑到A面要进行粗铣和精铣两道工序，故取加工量为2.5mm。钻孔：φ7mm扩孔：φ7.7mm铰孔：+0.01508H7mm4．30°方向φ11mm孔由上可知，此处铸成实心，不用考虑留加工量。按照《工艺手册》表2.2-25，取加工精度F2，铸件复杂系数S3，铸件重5kg,则单边加工余量为2.0~3.0mm，取为2.5mm，铸件的公差按《工艺手册》表2.2-14，材质系数取M1，复杂系数S3，则铸件的偏差为1.20.5mm。铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本工序加工公差为-0.05mm(入体方向)。由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。A面分两次加工，因此加工余量和工序间余量及公差分布图如下：由图可知：毛坯名义尺寸：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粗铣后最大尺寸：98.33+0.1=98.93mm河南科技大学机械制造工