機械制造課程設計說明書

1、課程設計資料液壓泵蓋機械加工工藝的編制及其專用夾具的設計系部：機電工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：學號指導教師姓名：職稱 教授職稱教授職稱教授職稱副教授職稱講師最終評定成績：長沙學院教務處二0六年六月長沙學院課程設計鑒定表姓名學號專業(yè)班級1設計題目液壓泵蓋機械加工工藝及其鉆 3X指導教師11孔工序夾具設計課程設計評分表（互評占 20%，指導教師評分占50%，答辯占30%）工作量 及態(tài)度0 1.2工藝部分0 1.2夾具部分0 1.2工作圖紙或工藝 卡質量01效果00.8分 數(shù) 總 和考勤、質 量、完整 性工 藝 方 案工藝過程合 理 性有無創(chuàng)新定位方案精度計算其它計算有無創(chuàng)新結整體質量布

2、 局宀 完 整 性主觀質量評價小組互評指導教師答辯得分總評得分答辯提問及回答：1、本次加工限制幾個自由度? 答：限制6個自由度。2、定位基準是什么？定位基準是直徑26的內孔和工件左端面。3、怎么實現(xiàn)定位？ 答：通過兩孔一面實現(xiàn)定位。評定等級：教師簽名:教研室意見：教研室主任簽名：日 期:系（部）意見：系主任簽名： 日 期:課程設計課題任務書指導教師學生姓名學號班級課題名稱編制液壓泵蓋零件的機械加工工藝，設計鉆3X 11孔專用夾具內 容 及 任 務根據(jù)給定的零件圖樣，生產(chǎn)綱領按中等批量。編制液壓泵蓋零件的機械加工工藝規(guī)程，編制工序的工序卡及設計其專用機床夾具。擬 達 到 的 要 求 或 技 術

3、指 標一、設計圖紙1、 毛坯圖、零件一毛坯合圖各一張（3或4號圖CAD出圖，手工圖為2號或3號裝配）2、 關鍵工序機械加工工藝規(guī)程卡片一張（4號圖）3、指定工序夾具裝配圖一張 （2或3號圖）4、夾具部分零件圖12張（圖幅自定）二、設計說明書1、設計說明書（一份，格式按畢業(yè)設計規(guī)范要求 ）2、夾具3D裝配效果圖一張（3或4號圖，可渲染 卜夾具視頻一份。以書面交設計資料，冋時交電子文檔備查。進 度 安 排起止日期工作內容第一周至周3搜集、準備參考資料，完成機械加工工藝及比較第一周結束完成工乙卡及其相關計算，兀成零件疋位分析等第二周至周3設計夾具，完成裝配圖；建立部分零件三維模型第二周結束完成說明書

4、、全部圖紙，準備答辯主要參考資料1 機械零件設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社,1998.2 謝祚水.機構優(yōu)化設計概論M.北京：國防工業(yè)出版社，1997.3 孫桓機械原理M.北京:高等教育出版社,2001.4 濮良貴機械設計M.北京：高等教育出版社,20015 夾具設計手冊系（部）：機電工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化第1章液壓泵蓋零件工藝分析21.1液壓泵蓋零件的作用與結構 2.液壓泵蓋零件的作用 2.1.1.2 液壓泵蓋零件的結構特點 2.1.1.3 液壓泵蓋零件的結構工藝性 2.1.2液壓泵蓋零件關鍵表面的技術要求3.第2章液壓泵蓋零件工藝設計42.1液壓泵蓋生產(chǎn)類型的確定42.2液壓泵

5、蓋毛坯的選擇與毛坯圖說明 4.2.3液壓泵蓋工藝路線的確定 5.2.4加工余量、切削用量、工時定額的確定2.4.1 鉆孔 3X 117.2.5工序尺寸與公差的確定2.5.1 鉆孔 3X 1112第3章夾具設計133.1鉆3X11孔夾具設計 133.1.1 鉆3X11孔夾具總體方案設計 13夾具定位分析及誤差計算 13夾緊機構設計與夾緊力計算 153.1.4 對刀及導引裝置設計 163.1.5 夾緊操作動作說明 16設計心得I 22參考文獻25附錄I鉆3© 11孔夾具三維圖I摘要在機械制造過程中， 各種零部件的加工過程中都需要用到夾具， 夾具是一 種裝夾工件的工藝裝備， 它廣泛地應用于

6、機械制造過程中的切削加工， 裝配，焊 接和檢測等工藝過程中， 它能使工件在加工過程中定位和夾緊， 從而提高工件的 加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質量， 另外有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本， 除此之外它 還能擴大機床工藝范圍，所以說，機床夾具對零件的加工精度起到了重要作用。 在本次課程設計中， 我們組的課題是液壓泵蓋加工工藝及夾具的設計， 我們按照 液壓泵蓋零件要求對其進行加工工藝的設計， 使其從一個毛坯變成一個合格的產(chǎn) 品。關鍵詞 ：液壓泵蓋，加工工藝，夾具前言這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學課程的一深入的綜合性的連接， 也是一次 理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。對我們

7、大學期間的理論知識學習有很好的實踐檢驗作用。通過這次課程設 計。我們能鍛煉的的部分有：1.熟練運用機械制造基本理論知識，去解決零件在加工中的定位，夾緊，工 藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，來保證加工質量。2. 能使我們更熟悉各類繪圖軟件工具，學會使用手冊，查閱各種資料來解決我們遇到的各種問題。第1章液壓泵蓋零件工藝分析1.1液壓泵蓋零件的作用與結構液壓泵蓋零件的作用圖1.1零件圖零件為液壓泵蓋，屬于蓋體類零件。它和其他零件一起裝配液壓泵的腔體結 構來存儲輸送分配液壓油，工作中，零件內表面受到液壓力的沖擊，因此有一定 剛度要求，與其他零件相配合的表面有一定精度要求。液壓泵蓋零件的結構特點零件為液

8、壓泵蓋，如圖所示，為齒輪泵中右端蓋，齒輪泵體內一對齒輪通過 軸，軸承被左右端蓋所支承，圖中2X 25.5H8的孔就是支承孔，A面與泵體接 觸，用7X M8的螺栓將泵體與左右端蓋連接起來，右端 B面及66F9止口與液壓 泵支架配合，并通過3X 11孔用M10的螺栓固定在支架上，能起到密封作用。1.2液壓泵蓋零件關鍵表面技術要求通過對零件圖的分析，知道原圖是正確，完整。尺寸公差及技術要求齊全。其A基準面要求較高，25.5H8,2 X 32H8精度要求也比較高。該零件的大部 分表面需要切削加工， 各表面的加工精度都可以獲得。 阿棉加工采用金剛石車即 可達到要求。 4小孔是油孔，鉆通即可，加工不成問題

9、。 該零件的工藝性良好。1.2.1 主要加工面及要求( 1 ) A 面基準面：與B面的距離是43mm表面粗糙度為Ra0.8，平行度公差為 0.01 ，與孔 25.5H8 軸的垂直度為 0.03 。(2) B面：表面粗糙度為3.2，平行度公差為0.15，與A面平行度為0.1。(3) 支承孔：孔徑25.5H8，表面粗糙度為1.6。(4) 螺桿連接孔：孔徑7X M8表面粗糙度為12.5。(5) 止口：直徑66F9,需要倒角，表面粗糙度為3.2其與支承孔25.5H8 同軸度為 0.03。(6) 螺栓連接孔：孔徑為11，需要倒角，表面粗糙度為 12.5。第2章液壓泵蓋零件工藝設計2.1液壓泵蓋生產(chǎn)類型的

10、確定由于年產(chǎn)量為6000件，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)2.2液壓泵蓋毛坯的選擇與毛坯圖說明221毛坯的選擇(1) 零件材料是ZL106,毛坯采用硬模鑄造，在鑄造時采用金屬型模具(2) 零件在加工過程中不加工面進行定位少，故零件選用毛坯為粗鑄件， 鑄件需要加工面尺寸等級為IT8，不需要加工尺寸公差等級為IT12。、(3) 毛坯的技術要求，鑄件必須經(jīng)過失效處理，不得有氣孔沙眼等鑄造缺 陷。毛坯圖及說明X51L冋圖2.1毛坯圖2.3 液壓泵蓋工藝路線的確定2.3.1 基準的選擇(1) 粗基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一， 基準面的選擇是否正確與合 理關系到零件的加工質量以及生產(chǎn)效率的高低

11、， 如果選擇不當， 在加工過程中出 現(xiàn)很多問題，更可能造成零件的大批報廢使生產(chǎn)無法進行。對于零件而言， 盡可能選擇不加工的表面為粗基準， 而對若干個不加工表面 的工件，則應以與加工表面要求位置精度較高的不加工表面作為粗基準， 根據(jù)這 個原則，現(xiàn)取 78 為粗基準，利用三爪卡盤作為加工 A 面的定位基準，限制 6 個自由度，達到完全定位。(2) 精基準的選擇主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工序 基準不重合時，應進行尺 寸換算，使選擇的設計基準與工序基準重合。2.3.2 確定各加工面的加工方法根據(jù)各加工面的加工精度與表面粗糙度的要求，選定下列加工方法(1) A 面基準面，采用車方法，經(jīng)過粗車

12、，半精車，精車，金剛石車 最后達到要求。(2) B面，采用車方法，經(jīng)過粗車，半精車。(3) 內孔2X 25H8,26H8,2X 32H8采用絞，經(jīng)過粗絞，半精絞，精絞。(4) 孔7X 8.5，3X 11采用鉆即可達到要求。( 5) 7X 15 采用擴。( 6)66f9 外圓，采用車方法，經(jīng)過粗車，半精車。2.3.3 工序的集中于分散工藝方案的比較與分析 下述兩個方案：加工方法與定位基準基本上一樣， 不同的是加工的順序不同， 方案一加工比較集中， 工藝經(jīng)過同一機床換夾具和刀具， 比較麻煩， 對于大批量 生產(chǎn)，換刀與換刀比較費時，所以采用換機床，通過中和考慮兩個方案，最后采 用第二個工藝方案。2.

13、3.4 擬定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，是使零件的幾何尺寸形狀位置精度等技術要求得到合理保證1）工藝路線方案 1工序 1 工序 2 工序 1 工序 4 工序 5粗車 A 面，以以A面及內孔以 B 面及內孔78 定位。25H8定位，粗車 B面及 66f9外圓內孔26h8。26H8定位，粗絞 2X 25.5H8,2 X 32H8以A面及內孔，鉆7X 8.5孑L。以A面及，鉆3X 11孔工序 6 鉆 4工序7以A面及內孔 25h8定位，擴7X 15及倒角。工序8 以外圓 66f9定位，半粗車A面。工序9以B面及內孔 26h8定位，半精鏜 2X 25.5H8,2 X 32H8工序10以A面及內孔

14、 25.5H8定位，半精車B面及 66f9外圓，內孔 26H8,倒角。工序11以B面及內孔26H8定位，精鏜2X 25.5H8,2 X 32H&工序12以外圓 66f9定位，精車A面。工序13以外圓工序 66f9定位，金剛石車A面。工序 14 去毛刺。工序 15 終檢。工序1粗車A面，以 工序2以A面及內孔 工序3以A面及內孔 工序4以B面及內孔 工序5以A面及內孔 工序6以A面及內孔 工序 7 鉆孔 4。工序8以A面及內孔2）工藝路線方案 278 定位。25.5H8定位，粗車 B面及 66f9外圓。25.5H8 定位，粗鏜內孔26H8。26H8定位，粗鏜 2X 25.5H8，2X 3

15、2H&25.5H8 定位，鉆孔 3X 11 孔。25.5H8 定位，鉆孔 7X 8.525.5H8定位，擴內孔7X 15及倒角。工序9以外圓 66f9定位，半精車A面工序10以A面及內孔工序11以A面及內孔工序12以B面及內孔25.5H8定位，半精車B面及66f9外圓，倒角。25.5H8定位，半精鏜內孔26H826H8定位，半精鏜 2X 25.5H8，2X 32H8工序 13 以外圓 66f9 定位，精車 A 面。工序14以B面及內孔 26H8定位，精鏜2X 25.5H8, 2X 32H8工序15以外圓 66f9定位，金剛石車A面。工序 16 去毛刺。工序 17 終檢。2.3.4 工藝

16、設備與工藝裝備的選擇（1）工藝設備工序 1234是粗車，粗鏜，各工序不多，精度要求不高，零件尺寸不大，選 用 C6201 型臥式車床即可。工序567為鉆孔，工序不多，而且精度要求不高，可選用 Z3025鉆床。工序 8 選用 C620-1 型臥式車床。工序 9， 10， 11 ， 12 為半精車，半精鏜，選用 C620-1 臥式車床。工序 14 為精鏜，零件尺寸不大，是回轉體，故在車床上加工，由于精度要 求高，面粗糙度小選用C616型臥式車床。工序1315為精車，故選用CM6125型臥式車床。（2）選擇夾具在鉆孔4,311,78.5，半精鏜2X 25.5H8, 2X 26h6時需要專業(yè)夾具，其

17、他都用通用夾具。（3）選擇刀具在車床的工序， 一般都選用硬質合金車刀與鏜刀， 所以加工零件時， 粗加工 用YG6半精加工用TG3精加工用YG6X鉆孔使用直柄麻花鉆。（ GB/T6135.3-1996） 擴孔采用錐柄擴孔鉆孔（ GB/T1141-1984） 金剛石車采用金剛石車刀。2.4 加工余量，切削用量，工時定額的確定2.4.1 鉆 3X 11 孔（李曉東）（1 ）加工余量本工序為鉆3X 11孔考慮加工余量1.5mm可一次鉆削加工余量1.4mm 就可達到要求。（2）鉆孔切削用量F=1 Cv9.4 Zv 0.25Xv0, yv 0.4,m=0.125本工序為3X11mm勺通孔，單邊切屑余量為

18、5.5mm1，確定進給量f本工序為鉆孔，鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996),鉆頭直徑為d011.00，HBS<2O0 f=0.051.6，選取 Z3025鉆床的主軸進給量為 f=1.00。2, 確定切削速度V3, 切削速度：CVd0ZvMkv(2.1)TMapXvfyvKtv1.0,Kmv 1.0, Ksy 0.9, Ktv 1.0, Kxy 0.84, Klv 1.0Kv K tv K mv K sy K tv K xy K lv0.756CV d 0ZvTMapXvfyvKv=5.88m/min(2.2)170.2r/ min(2.3)1000v1000 5.88d

19、03.14 11取 n=200r/min實際d0n 3.14 11 200v6.9m /min1000 1000(3) 工時定額TjI h I2fn(12)(2.4)l D 蟲 cosk2l224l2 3, l122 11 cos902 7.52T 48 3 7.5 7min 2.05min9 / 212.5 工序尺寸與公差的確定鉆3X 11 （李曉東）11mm加工余量本工序為鉆3X 11孑L,經(jīng)濟精度為IT12，基本尺寸為1.5mm可一次鉆削加工余量1.4mm就可達到要求。第 3 章夾具的設計3.1 鉆 3X 11 孑夾具的設計3.1.1 鉆 3X 11 孑夾具總體方案的設計（李曉東）夾具是

20、一種裝夾工件的工藝裝備， 它廣泛應用于集資額制造過程。 應用機床 夾具，有利保證工件的加工精度， 提高產(chǎn)品質量； 同行提高勞動生產(chǎn)率和降低成 本；除此之外，有利于擴大機床工藝范圍，實現(xiàn)一機多用。本夾具為加工3個非規(guī)則排列的 11mm通孔，由于這些通孔在加工的時，位置不對稱，因此需要專門的夾具，機床使用立式機床，刀具為麻花鉆。3.1.2 定位分析及誤差計算（ 1 ）定位基準的選擇由零件要求可知，本工序為鉆 3個11mm的通孔，所以本工序要限制的自由 度為 6 個。定位方案一：以加工 A面為定位基面，在已經(jīng)加工好的 25.5通孔處使用一 圓軸為定位基準，再在另一個孔處使用菱形銷做好輔助定位。定位方

21、案二：以加工面B面為定位面，在已經(jīng)加工好的 25.5mm通孔處用用 一長銷做固定軸定位。設計夾具定位方案如下：方案一的定位原理為一面兩銷。一面限制三個自由度，一個短銷，限制兩個 自由度，一個菱形銷限制一個自由度，。實現(xiàn)了完全定位。其定位符合加工精度 的要求。是合理的。圖3.1定位原理圖1方案二的定位原理為：一面一銷，一面限制3個自由度，一個短銷限制兩個 自由度。有一個沿銷軸中心線的旋轉為限制， 且與銷接觸的孔為非加工表面，對 于鉆孔，除了沿銷中心軸線的方向自由度不限制外， 其余均要求限制。因此該方 案不合理。圖3.2定位原理圖2比較兩種方案，明顯方案一為典型的一面兩銷定位， 可靠性高可行性好，

22、工 具夾緊采用墊圈和六角螺母。工件和轉盤連成一體，繞軸轉動，二鉆模板位置不 變，從而實現(xiàn)刀具不動，工件動。（2）夾具定位誤差分析考查工件尺寸與使用夾具有關的功能或許尺寸要求有： 3個孔的圓心以非對 稱的形式排列在直徑105mr，i圓心相對于直徑78,圓心偏移1.6mm的圓上。通孔 長 14mm工序基準為兩孔中心連線，與定位基準一致，不存在基準不重合誤差。下圖 中畫出了工件兩孔中心連線與夾具上兩銷中心連線偏移的情況， 當兩孔直徑為最 大，兩銷直徑為最小時，可能最大偏移角為：DWD1maxarctan (diminD2max2Ld2min )(3.1)代入數(shù)據(jù)得:DWarctan (0.10.02

23、5 0.1 0.042)2 3312確定菱形銷的直徑公差得到:d2 = 25.50.0060.019工序基準為A面，定位基準也為A面。不存在基準不重合誤差，又定位端面 都已加工過，其基準位置誤差近似等于零，故定位誤差為零。一面兩銷定位，為 了裝夾方便，將短銷改為定位軸，其定位誤差為零。1，內孔定位：定位心軸的選用，該定位心軸為間隙配合的心軸。裝卸工件 較方便，可實現(xiàn)軸向定位，但定心精度要求的精度較低?？紤]到311孔的技術精 度要求不高，因此選擇定位心軸是較合理的。2，一面兩孔的設計過程(取兩銷中心距為mm(取圓柱銷直徑為25.5選取菱形銷寬度b=5mm計算菱形銷與其配合孔的最小空隙：2min(T_k T_x1min)b (0.03 0.010.07) 5(3.2)D225.5鉆3X11孔夾具夾緊機構與夾緊力計算(1)夾緊機構根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運用手動夾可以滿足，加工零件采用螺旋壓緊機構通過 M20的螺母將工件壓在轉盤上，有效的提高了工作的效率，夾緊主要是防止工件 在鉆孔作用下產(chǎn)生傾覆和震動。(2)切削力及夾緊力計算鉆頭為高速鋼麻花鉆頭鉆11mm勺孔的軸向力，扭矩及功率的計算: 扭矩的計算公式為：(3.3)查表得：Cm=0.117 Zm 2.0yM °.61.0mmrMe Cmaf fyM查表得:KmfHBS79onF 0.6因