【導讀】本次設計內(nèi)容涉及了機械加工工藝及機床夾具設計、UG運動仿真等多方面的知識。計，相關零部件的三維建模與裝配，裝配圖的繪制及運動仿真等。因此本次任務是通過對零件結構進行具體分析，設計出合理的加工工藝方案及方便，高效的工裝夾具，保證零件的加工質(zhì)量。合理選擇定位方式，定位元件與定位機構，及夾緊機構。在其設計過程中三維輔助設計。建模、裝配、運動仿真、模擬加工等，在現(xiàn)代的機械加工中有廣泛的應用。軟件對零件與夾具體進行模型設計、裝配、運動分析，并把三維圖形轉換成二維工程圖。

　　

【正文】 n lllT b 由 參考文獻 [1]表 4106，算得輔助時間 ?aT 工序 12：粗銑 2M16 螺紋孔外側端面 工件材料： HT200，砂型鑄造。 機床選擇： X62W 臥式萬能銑床， 機床功率為 。刀具選用：選取 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 ，刀具直徑 D=40mm， Z=4。 根據(jù) 參考文獻 [1]表 476 查得 齒/ mmfz ? ，查畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 參考文獻 [1]表 479 得 min/60mvc ? 。背吃刀量的 選定：由于加工不大可一次加工完成，故取pa =2mm。則 端面銑刀轉速： m in/ 6010001000 rsrd vn ?????? ? () 查參考文獻 [2]表 4171 選 取機床轉速 n=475r/min,則實際切削速度： m in/10 0 0 0 0 mdnv c ????? ? () 工作臺每分鐘進給量為： ????? zmz min/380mm () 查參考文獻 [2]表 4172 選取工作臺進給量 n=375mm/min。 基本時間 bT 的計算：查 參考文獻 [2]表 77 中銑刀銑平面的基本時間計算公式： z21mb flllT ??? () 其中 1l = )3~1())(( 22 ??? BDD ， () 故 1l = 1))3040(40( 22 ??? = ， 2l =1~3mm故 取 2mm， 則 m 375 z21 ????????? mb f lllT 由 參考文獻 [1]表 4106，算得輔助時間 ?aT 工序 13：攻 2M16 螺紋孔 工件材料： HT200，金屬型鑄造。 機床選擇： Z3025 搖臂鉆床 ，機床功率為 。刀具選用：選取硬質(zhì)合金 YGM16 絲錐。查 參考文獻 [1]表 465 得 rmmf /? ，切削速度查 參考文獻 [1]表 466 選取min/21mvc ? 。則 絲錐轉速： m in/?????? ? ( ) 查 參考文獻 [2]表 441 選取機床轉速 n=400r/min,則實際切削速度 : m i n/ 0 0 0 0 mdnvc ????? ? ( ) 基本時間 bT 的計算：查 參考文獻 [2]表 75 中攻螺紋的基本時間計算公式： fn lllTb ??? 21 () 其中 1l =5mm， 2l =2~4mm故取 3mm， 則 m 20352n2 21 ?????????? f lllT b 由 參考文獻 [1]表 4106，算得輔助時間 ?aT 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 3 專用夾具設計 設計機床夾具的目的 在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。機床夾具的作用主要有以下幾個方面： ⑴ 較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因為用夾具裝夾工件時，工件相對機床（刀具）畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 的位置由夾具來 .保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度； ⑵ 提高勞動生產(chǎn)率，因為采用夾具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了 輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率；擴大機床的使用范圍，因為使用專用夾具可以改變機床的用途、擴大機床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工； ⑶ 改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，因為使用專用機床夾具可以減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，降低對工人操作技術水平的要求，保證安全。 機床夾具的設計要求 設計機床夾具時，應該滿足下列 4 項基本要求： ⑴ 保證工件的 加工精度要求； ⑵ 保證工人的操作方便； ⑶ 達到加工生產(chǎn)率要求； ⑷ 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟性要求 ??9 。 銑前后端面的專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用銑床夾具。根據(jù)零件加工的具體要求初步設計第 4 道 加工工序的銑床夾具 。 問題的提出 本夾具主要用來銑削泵體前后端面，其表面粗糙度要求 Ra=，無加工精度要求。故需粗銑、精銑兩道工序來完成即可。 定位基準的選擇 在選擇定位基準時必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。 由對泵零件工藝設計及工序 的安排可知，下端面是后面多個加工工序的基準面，選擇下端面作為定位基準能夠減少設計及制造夾具時間和費用，符合基準統(tǒng)一原則。但一個面不足以定位，同時采用兩孔定位，即以下端面和兩個對稱的孔為基準。下端面可以限制 3個自由度， ? 15 孔與定位銷配合可以限制 2 個自由度，另外的 ? 15 孔與削邊銷配合可限制1 個自由度，即可實現(xiàn)零件的完全定位。 切削力與夾緊力的計算 ⒈ 夾緊力的計算 本夾具是采用簡單螺旋形夾緊機構對泵體左右端面進行夾緊，夾緊力垂直于左右端面。查參考文獻 [4]表 夾緊力公式為： ? ? ?????? ????? 22 3332t a n2 2 dD dDfdQLW ?? () 式中 W — 夾緊力（ N）； Q — 原始作用力（ N）； 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 L — 作用力臂（ mm）； 2d — 螺紋中徑（ mm）； ? — 螺紋升角（ ? ）； ? — 螺紋摩擦角（ ? ）； D — 外圓直徑（ mm）； d — 內(nèi)圓直徑（ mm）； f — 端面與工件間的摩擦系。 其中 Q一般取 500N， L 由零件圖知 L =， 2d =， ? = /346? ， ? = ?45 ， f =1，D==6mm， 由此可以算得理論夾緊力為： ? ? NdD dDfdQLW 0 8 7 032t a n2 22 332 ???????? ????? ?? () 銑削 時所用刀具：硬質(zhì)合金端銑刀， mmd 800 ? ， 4?z 。粗銑時 mmap 1? ， 查參考文獻 [4]表 得 mmae 48? ， min/235rnc ? ， zmmfz /? zmmfz /? ；精銑時 mmap .750? ， mmae 48? ， min/375rnc ? ， zmmfz /? 。根據(jù)參考文獻 [4]表 銑削切削力公式： FwqueyzxpF knd afaC FFFzFF0CF ? () 其中， 7900CF ? , .01xF? ， ? ， .11F?? ， .20wF? ， .31qF? ，各修正系數(shù)均為 ，故 .01kF? 。 所以粗銑時切削力： 23580 ..0C??? ????? Fwq ueyzxpF knd afaC FF FzFF 精銑時的切削力： 37580 . 7 57900F ..0C??? ????? Fwq ueyzxpF knd afaC FF FzFF 校核：毛坯為大批量生產(chǎn)，基本重量為 。根據(jù)銑削 參考文獻 [4]表 夾緊力公式： ? ? fGFkW C 2?? () 其中 k — 安全系數(shù) ； CF — 銑削切削力 （ N）； G — 零件重量 （ N）； f — 端面與零件之間的摩擦系數(shù)。 安全系數(shù) k 按下式計算： 4321 kkkkk? 查 參考文獻 [4]表可知式中： 1k 為一般安全系數(shù) ； 2k 為加工性質(zhì)系數(shù) ； 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 3k 為刀具鈍化系數(shù) ； 4k 為續(xù)斷切削系數(shù) 1。 則 ?? kkkkk 通過計算得： ? ? ? ? NfGFkW C ????? 經(jīng)校核其值小于設定的夾緊力，故夾具中的夾緊裝置適用。 定位誤差分析與計算 。 任意一批工件在夾具中加工時，引起加工尺寸產(chǎn)生的誤差主要原因有倆類： ⑴ 由于定位基準本身尺寸和幾何形狀誤差，以及定位基準與定位元件之間的間隙，所引起的同一批工件工序定位基 準沿加工尺寸方向的最大位移，稱為基準位移誤差，以 j? 表示。 ⑵ 由于工序基準與定位基準不重合，所引起同一批工件工序基準相對于定位基準面而言沿加工方向的最大位移，稱為基準不重合誤差，以 b? 表示 [3]。 本夾具高度方向的主要定位元件為一平面加兩個孔，其精度要求為自由公差，定位基準為平面，定位元件為 定位銷及削邊銷查參考文獻 [4]表 ，極限偏偏差為 +，遠小于工件尺寸公差，所以滿足要求。 夾具設計及操作簡要說明 利用泵體一個平面及其上的兩個圓孔作為定位基準，即一面兩孔組合定位方式。采用一面兩孔定位 ,易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一 ,保證工件的相對位置精度 ,且具有支承面大、支承剛度好、結構簡單、可靠、裝卸工件方便等優(yōu)點。以工件底面及兩孔定位，采用支撐板和定位銷定位，泵體底面為第一定位基準 ,限制了工件的 x? 、 y? 、 z? 3 個自由度，圓柱銷為第二定位基準限制了工件的 x? 、 y? 2 個自由度 。菱形銷為第三定位基準 ,它和圓柱銷聯(lián)合限制 了工件 z? 的自由度，實現(xiàn)了工件的完全定位，定位圖如圖 所示。 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 泵體的定位圖 在定位后需將工件夾緊 ,本工序采用左右對稱布置的簡單螺旋形夾緊機構將工件壓緊。具體的夾緊裝置圖如圖 所示。 圖 泵體夾緊裝置圖 專用夾具相關零部件的設計分析與三維建模 ⒈ 支撐板 根據(jù)零件、定位元件及夾緊裝置的結構尺寸以及位置。 （ 查參考文獻 [5]） 設計支撐板的長度為 250mm，寬為 150mm，高度為 30mm，材料為 T8 按 GB/T1298 的規(guī)定： 熱處理 55~60HRC；其它技術條件按 GB/T2259 的規(guī)定。三維建模如圖如 所示。 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 支撐板 ⒉ 定位銷、削邊銷 根據(jù)泵體零件孔的直徑尺寸查參考文獻 [4]表 ，設計定位銷及削邊銷的規(guī)格尺寸。 材料為 T8 按 GB/T1298 的規(guī)定： 熱處理 55~60HRC；其它技術條件按 GB/T80441999的規(guī)定。三維建模圖如圖 所示。 圖 定位銷、削邊銷 ⒊ 夾具體支架 1 設計夾具體支架 1 是為了保證的夾 緊元件能有準確的夾緊位置，故材料選擇為 HT250，畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 為了避免在熱應力的作用下發(fā)生變形，要進行時效處理，夾具體邊緣要去毛刺，避免出現(xiàn)砂眼，疏松，氣孔等鑄造缺陷