機械制造技術(shù)課程設(shè)計-泵體加工工藝及銑底面夾具設(shè)計

1、.緒 言 PAGEREF _Toc27733 h 22泵體零件的工藝及夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc17814 h 32.1泵體零件的工藝分析 PAGEREF _Toc4889 h 33泵體機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 PAGEREF _Toc14000 h 33.1泵體零件的工藝分析以及生產(chǎn)類型的確定 PAGEREF _Toc8122 h 33.1.1泵體零件的作用 PAGEREF _Toc16543 h 33.1.2泵體主要技術(shù)的要求 PAGEREF _Toc920 h 33.1.3審查泵體零件的工藝性 PAGEREF _Toc23716 h 43.1.4確定零件的生產(chǎn)類型 PAGEREF _

2、Toc29382 h 43.2確定毛坯種類并繪制毛坯圖 PAGEREF _Toc30457 h 43.2.1選擇毛坯以及毛坯的制造的方法 PAGEREF _Toc22345 h 43.2.2確定毛坯的尺寸公差以及機械加工的余量 PAGEREF _Toc28052 h 53.3定位基準的選擇 PAGEREF _Toc19247 h 63.4擬定泵體工藝路線 PAGEREF _Toc15961 h 73.4切削用量以及時間定額的計算 PAGEREF _Toc14491 h 84銑底平面夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc10114 h 214.1 研究原始質(zhì)料 PAGEREF _Toc30458 h

3、 214.2 定位基準的選擇 PAGEREF _Toc21626 h 214.3 切削力及夾緊分析計算 PAGEREF _Toc14067 h 214.4 誤差分析與計算 PAGEREF _Toc17038 h 234.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 PAGEREF _Toc23257 h 245總結(jié) PAGEREF _Toc9242 h 256參考文獻 PAGEREF _Toc1954 h 261.緒 言全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行

4、業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。泵體零件的工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本

5、概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。2泵體零件的工藝及夾具設(shè)計2.1泵體零件的工藝分析1）分析泵體工件圖，可以知道工件的主要的加工表面是一個底平面，48孔端面，6個M8孔，4個9孔，以及內(nèi)腔2-48孔。2）加工工序的安排是以泵體零件的底面以及底面兩個10孔定位來裝夾零件，達到了設(shè)計的基準以及工藝基準的統(tǒng)一。3）泵體零件的右端面以及48孔對底面具有平行度的要求， 2-6孔以及底平面具有平行度的要求。3泵體機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3.1泵體零件的工藝分析以及生產(chǎn)類型的確定3.1.1泵體

6、零件的作用泵體零件是泵的主要的組成部件之一。它與泵的前端蓋，后端蓋以及齒輪和齒輪軸等共同組成了泵，它的作用主要是起到密封防塵，保護內(nèi)部各個零件不受到外部的損害。并保持正確的相互的位置，應要有優(yōu)良的密封性能，以及足夠的強度與剛度，以確保泵有比較長的壽命。3.1.2泵體主要技術(shù)的要求3.1.3審查泵體零件的工藝性1）泵體工件的材料是HT300，切削加工的性能優(yōu)良。2）泵體零件的上孔48中心線以及底平面有平行度要求，為確保加工的精度，工的藝安排應該分為粗加工和精加工。3）零件主要的表面雖然加工的精度比較高，但是可以在正常的生產(chǎn)的條件下，選擇比較經(jīng)濟的方法來確保質(zhì)量的前提條件下加工出來3.1.4確定零

7、件的生產(chǎn)類型工件的生產(chǎn)的類型是指企業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化程度的分類，它對于工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。生產(chǎn)的類型通?？梢苑譃橹信康纳a(chǎn)方式、大批生產(chǎn)方式以及單件的生產(chǎn)方式三種類型。本次設(shè)計選擇的生產(chǎn)類型是大批量的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)的批量按照年產(chǎn)量40000件。3.2確定毛坯種類并繪制毛坯圖3.2.1選擇毛坯以及毛坯的制造的方法按照工件的材料確定零件的毛坯是鑄件，按照它結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸的大小以及材料的性能，泵體零件的毛坯的鑄造方法選擇低壓鑄造的毛坯公差的等級是IT8級球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注以前添加一定量的球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中的石墨球化，因為碳以球狀存在于鑄件的基體中，以改變它對基體的割裂

8、的作用，球墨鑄鐵的抗拉的強度，屈服的強度和塑性以及沖擊的韌性都大大的提高，而且具有耐磨減震，工藝的性能好，成本低等很多優(yōu)點，因為工件要求沒有砂眼，故在零件毛坯鑄造時要要鐵別注意氣孔的產(chǎn)生氣孔具體原因：1空氣夾雜在熔湯中2氣體的來源：熔解時、在料管中與在模具當中以及離型劑因為本泵體工件的形狀有點復雜，按照工件材料選擇HT300，生產(chǎn)的類型是中批量生產(chǎn)的方式，所以選擇金屬型鑄造的毛坯3.2.2確定毛坯的尺寸公差以及機械加工的余量 參照此泵體工件的形位的特點，根據(jù)資料附表，可確定其公差的等級CT=10，列出泵體泵體毛坯尺寸，見表2.1。表2.1毛坯機械加工余量及尺寸公差 （單位：mm）項目加工余量零

9、件尺寸毛坯尺寸銑底平面31215鉆4-9孔實心9實心銑左右端面34842鏜2-48孔374銑96兩側(cè)面實心16實心鏜2-48孔實心4844鉆攻142M14實心鉆攻68實心M8實心配作26實心2-6實心再按照參考資料附表2-4、2-5（設(shè)計指導書）根據(jù)零件加工余量的數(shù)據(jù)，繪制毛坯圖如下：泵體毛坯圖3.3定位基準的選擇零件定位基面的選擇是定制工件的機械加工路線，確定零件加工方案當中首先要做的重要的工作?；孢x擇得是不是正確與合理將直接影響零件的加工的質(zhì)量以及生產(chǎn)的效率。 在選取定位的基面時，需要同時分析以下幾個問題：以哪一個表面來作為零件加工時的精基面或者統(tǒng)一的基準，才能確保零件加工的精度，使整個

10、機械加工工藝的過程能夠順利地進行?為加工上面的精加工的基面或者統(tǒng)一的基準，應該選擇哪一個表面來作為粗加工的基面?是不是有個別的工序為了特別的加工的要求，需要選擇統(tǒng)一的基準以外的精加工基面?精加工基面的選?。喊凑站庸せ娴倪x取原則，選取精加工基面時，首先應該分析基準重合的問題，就在可能的情況下，應該盡可能選取加工的表面的。3.4擬定泵體工藝路線制定工藝路線首先要考慮的是工件的幾何的形狀以及尺寸的精度和位置的精度等技術(shù)要求要使用的工裝夾具，并盡可能使工序集中來提高勞動生產(chǎn)的效率，以此方便使生產(chǎn)的成本盡可能的減少。工藝路線的擬定包含：選擇定位基準，各個表面加工方法的確定；加工階段的具體劃分；加工工

11、序集中程度的確定以及加工工序順序的合理安排。確定工藝路線工藝路線方案一工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容1鑄造鑄造成型2時效去除鑄造應力3鉆鉆攻145車車環(huán)槽6鉆配作267鉆鉆攻148鏜鏜2-48孔9銑銑底平面10鉆鉆4-9孔11銑銑左右端面12銑銑96兩側(cè)面13鉗工去毛刺14終檢檢驗工藝路線方案二工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容1鑄造鑄造成型2時效去除鑄造應力3銑銑底平面5鉆鉆4-9孔6銑銑左右端面7銑銑96兩側(cè)面8鏜鏜2-48孔9鉆鉆攻6810鉆鉆攻1411車車環(huán)槽12鉆配作2613鉗工去毛刺14終檢檢驗工藝路線的比較以及分析：第二個方案和第一個方案不同的是是把工序鉆孔以及銑平面工序?qū)φ{(diào)， 鉆孔工序

12、放到后面。加工端面以及螺紋孔M8與螺紋孔M14，在底平面與其它的端面銑加工以后再來進行加工，別的的先后的順序都沒發(fā)生變化。經(jīng)過考慮發(fā)現(xiàn)這鐘變動提高了零件生產(chǎn)的效率。并且對于工件的尺寸的精度以及位置的精度都有很大程度的幫助。 選擇互為的加工基準的原則，先來加工平面，然后在以平面為精基準再來加工平面上的各個孔，這樣就確保了，零件平面的平行度要求同時為加平面上的各個孔確保了垂直度的要求。適合先加工面再加工孔的原則。假如選擇方案一的工藝路線， 加工不方便零件的裝夾，而且零件毛坯的端面以及軸的軸線是不是垂直確定了鉆削出來的孔的軸線以及軸的軸線是不是平行這個問題。故發(fā)現(xiàn)方案一的工藝路線并不適合。假如選取方

13、案二，先加工各個平面，然后以這些已經(jīng)加工的孔來作為精加工基準，加工其它的各個孔便能確保各個孔的形位的公差要求從提高零件生產(chǎn)效率以及確保精度這兩個前提條件下，發(fā)現(xiàn)方案二較為合理。故我確定以方案二來進行生產(chǎn)。詳細的工藝過程見工藝卡片所示。3.4切削用量以及時間定額的計算工序：鑄造工序：時效處理工序：銑削零件底平面選擇62銑床，選擇高速鋼套式面銑刀，銑削底平面時，每齒的進給量是，齒數(shù)是8，刀具的耐用度是，, 。,（根據(jù)參考資料【1】附表15-69）,加工刀具的耐用度是，根據(jù)參考資料【1】，附表14-68，可得：v= 根據(jù)機床轉(zhuǎn)動速度數(shù)列，選擇 工序銑左右端面.1.切削用量 = 1 * GB3 選用3

14、00作為切削材料。 = 2 * GB3 選用62為本步驟的機床。 = 3 * GB3 為了保證此步驟的技術(shù)要求，故選用高速鋼鑲齒套式面銑刀。（1）每齒進給量： 。由基本參數(shù)可知，背吃刀量和銑削寬度較小。所以在選擇要選最大值，故而每齒進給量：（2）查表可知，高速鋼銑刀銑削速度為。則銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍為 取n=60r/min,則實際銑削速度為 那么每分鐘進給量為 選取，則實際每齒進給量為 （4）銑削力和銑削功率： 式中。所以，銑削力為62銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。其數(shù)值為2.基本時間式中（單位為mm），工件銑削部分長度；切入行程長度，；切出行程長度；工作臺每分鐘進給量。已知。由

15、表查得切入切出行程長度。故基本時間為工序銑96兩側(cè)面 = 1 * GB3 選用62銑床床為本步驟的機床。 = 2 * GB3 為了保證此步驟的技術(shù)要求，故選用YT15硬質(zhì)合金為本步驟的刀具。1.切削用量（1）背吃刀量 由前述可知粗銑時雙邊加工余量為10mm，,粗銑后故單邊余量為2mm，即。（2）進給量：加工200的銑刀刀桿BH為2030，背吃刀量a =2.0mm，則進給量f=0.40.5mm/r，因此選取。（3）切削速度式中，由刀具耐用度T=60min，得；由工件材料，得；由毛坯表面狀態(tài)得，刀具材料為YT15，得；主偏角，經(jīng)插值得。所以由參考值可知，V =1.51.83m/s，則主軸轉(zhuǎn)速范圍n

16、= =709874.2r/min，根據(jù)62機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為（4）切削力和切削功率：式中，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為所以，切削力為切削功率為根據(jù)表5-46知：62機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為；。2. 基本時間由表5-47得外圓的基本時間為式中，切削加工長度，單位為mm； 刀具切人長度，單位為mm，； 刀具切入長度，單位為mm，； 單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； 進給次數(shù)。已知，。所以，基本時間為工序：鏜削48孔 鏜至46

17、孔；粗鏜加工至46，機床選擇T618鏜床。 因為加工的余量比較大，分為兩次加工 所選擇的刀具是硬質(zhì)合金，直徑是的圓形鏜刀 1）切削加工深度的確定 按照參考資料機械手冊附表3-128，可得（兩次余量） 2）進給量的確定 按照參考資料機械手冊附表3-129，可得 根據(jù)T618鏜床的說明書，按照參考資料（工藝手冊附表4.2-21）選取 3）切削加工速度的確定 按照參考資料機械手冊附表3-113，可得 即 所以 根據(jù)T618鏜床的說明書，選擇 4）切削加工的工時（分為兩次的切削）： 精鏜削至 所選取的刀具是YT30硬質(zhì)合金，直徑選擇的圓形鏜刀 1）切削加工深度的確定 按照參考資料機械手冊附表3-123

18、，決定 2）進給量的確定 按照參考資料機械手冊附表2-123，決定 根據(jù)T618鏜床的說明書，資料（工藝手冊表4.120）選確 3）切削加工速度的確定 按照參考資料機械手冊附表3-121，選定 所以 根據(jù)機床的說明書，選擇 4）切削加工的工時： 工序：車左右端面環(huán)槽 所選取的刀具是硬質(zhì)合金槽刀，機床選擇6140機床。 1）切削加工深度的確定 按照參考資料機械手冊附表3-123，選定 2）進給量的確定 按照參考資料機械手冊附表3-124，選擇 根據(jù)機床說明書（工藝手冊附表4.2-21）選擇 3）切削加工速度的確定 按照參考資料機械手冊附表2-123，選定 得 所以 根據(jù)T618鏜床的說明書，選擇

19、 4）切削加工的工時： 工序：鉆削6-M8孔并且攻絲本工序是用夾緊元件夾緊泵體零件以后，用鉆削加工。達到零件圖的要求。表面的粗糙度的要求是6.3，鉆削一次、攻絲一次就可以達到要求。機床選擇鉆床Z535刀具選擇按照參考資料5附表4.3-8硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。（1） 鉆孔mm，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。鉆削加工的深度：進給量：按照參考資料5附表2.4-37，選擇切削加工的速度：根據(jù)參考資料5附表2.2-41，選擇機床主軸的轉(zhuǎn)動速度，得：，根據(jù)文獻資料5附表3.4-31選擇故實際切削加工的速度：被切削層的長度：加工刀具切入的長度： 加工刀具切出的長度： 選擇（2） 攻M6螺紋孔刀具

20、選擇機動絲錐 進給量按照參考文獻5附表1.8-3可得所加工的螺紋孔螺距,所以進給量切削加工的速度：按照參考資料5附表2.3-105，選擇機床主軸的轉(zhuǎn)動速度：，選擇絲錐回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動速度：選擇實際切削加工的速度： 被切削層的長度：加工刀具切入的長度：加工刀具切出的長度：，加工數(shù)是2機動的時間：本道加工工序機動的時間：。工序：鉆削4-9孔：锪16孔，選擇機床為3040鉆床鉆9孔： 選取9mm麻花鉆頭，按照文獻資料（工藝附表3.15） 按照參考文獻切削附表2.6以及資料工藝附表4.215可得 按照文獻資料（切削附表2.14） 根據(jù)機床選擇 加工基本的工時：锪13mm孔： 選取26mm的锪鉆 根據(jù)機床選擇

21、 加工基本的工時：工序：鉆M14孔：鉆12mm孔，攻螺紋M14mm，選擇機床為3040鉆床12孔： 選擇12高速鋼錐柄麻花鉆，按照參考文獻（工藝附表3.26） 按照參考文獻切削附表2.6以及按照參考文獻工藝附表4.215可得 按照，參考文獻（切削附表2.14） 根據(jù)機床來選擇 加工基本的工時：螺紋M14mm： 選取M14mm高速鋼機用絲錐 f等于零件螺紋的螺距p，得 根據(jù)機床來選擇 加工基本的工時：工序 配作26 = 1 * GB3 選用3040搖臂鉆床為本步驟的機床。 = 2 * GB3 為了保證此步驟的技術(shù)要求，故選用高速鋼錐柄麻花鉆為本步驟的刀具。1.切削用量背吃刀梁：，故可取=15mm

22、。（2）鉆頭直徑，鉆頭進給范圍mm/r.由表可知。由于孔的深度和直徑尺寸基本一樣，故使用此系數(shù)。（3）切削速度v：其中，。由表得：根據(jù)刀具耐磨度T=50min，得k;工件材料=600MPa，得為；刀具材料為高速鋼，得；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數(shù)1.0。所以 選取n=125m/min,則實際轉(zhuǎn)速為：（4）轉(zhuǎn)矩T和切削功率：式中，300的修正系數(shù)為；刃磨形狀的修正系數(shù)；刀具磨鈍的修正系數(shù)。故總修正系數(shù)為那么轉(zhuǎn)矩為：切削功率為：由表知，3040機床主軸的最大轉(zhuǎn)矩，主電機功率。由于 ，故切削用量合理。具體數(shù)值為 =15mm 2.基本時間鉆孔基本時間：式中：（單位為mm）共建切削部分長度，；切入量，

23、 ；超入量， :已知=36mm, =10.73mm所以，2個孔的加工時間為=3=3 工序 去毛刺 工序 檢驗4銑底平面夾具設(shè)計4.1 研究原始質(zhì)料設(shè)計本夾具主要就用來銑削零件端面的銑床的夾具，此平面對孔、的中心線要達到尺寸的要求以及平行度的要求。在銑削此平面時，其他的都是不要加工的表面。為了確保零件技術(shù)的要求，最關(guān)鍵的是找到定位的基準。同時還應分析如何提高勞動的生產(chǎn)效率以及減少勞動的強度。4.2 定位基準的選擇根據(jù)工件圖可以知道：銑削平面對孔中心線有具尺寸的要求以及平行度的要求，它設(shè)計的基準是孔的中心線。為了使定位的誤差滿足要求的范圍之內(nèi)，在此選擇一面兩銷來定位，這種定位在結(jié)構(gòu)上比較簡單容易操

24、作。4.3 切削力及夾緊分析計算加工刀具的材料：高速鋼銑刀 刀具有關(guān)的幾何的參數(shù)： 根據(jù)參考資料機床夾具設(shè)計手冊附表1-2-8 可以知道銑削加工的切削力的計算的公式： 式（2.3）根據(jù)文獻資料機床夾具設(shè)計手冊附表得出： 式（2.1）選擇 ， 得故 根據(jù)文獻資料金屬切削刀具附表1-1可知：垂直的切削力 ： 式（2.4）背向力：按照零件受力切削力以及夾緊力的作用情況，分析在零件加工過程當中對夾緊最沒有利的瞬間的狀態(tài)，按靜力平衡的原理計算出理論的夾緊力。最后為確保夾緊能夠可靠，再乘以安全的系數(shù)來作為實際所需的夾緊力的數(shù)值。得： 式（2.2） 安全的系數(shù)K可以按照下式來計算： 式（2.4）公式當中：為

25、各樣因素的安全的系數(shù)，根據(jù)參考資料機床夾具設(shè)計手冊表可以得到： 故 式（2.8） 式（2.5） 式（2.9）根據(jù)計算可以知道所需實際的夾緊力不是太大，為了使它夾具的結(jié)構(gòu)簡單而且操作起來方便，確定選擇手動螺旋的夾緊機構(gòu)。單個螺旋夾緊時所產(chǎn)生的夾緊力按照以下的公式計算： 式（2.9）公式當中的參數(shù)根據(jù)參考文獻機床夾具設(shè)計手冊可以知道： 公式當中： 螺旋的夾緊力：可得：通過比較實際的夾緊力遠遠大于所要求的夾緊力，所以選擇本夾緊機構(gòu)工作是可滿足要求的。4.4 誤差分析與計算本夾具以平面和定位銷來定位。為了達到加工工序的加工的要求，一定要使工序當中誤差的總和等于或者小于本工序所規(guī)定的工序的公差。和機床夾具有關(guān)系的加工的誤差，通?？梢杂孟旅婀絹肀硎荆?式（2.11）根據(jù)文獻資料機床夾具設(shè)計手冊可知：平面定位的定位的誤差 ：夾緊的誤差 式（2.12）當中接觸變形位的移值： 式（2.11）、磨損所造成的加工的誤差：正常不會超過、夾具相對刀具的位置誤差：選擇誤差的總和：從上面的分析可知，所設(shè)計的茜夾具能達到泵體零件的加工的精度要求。4.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所說，應該注意提高的生產(chǎn)效率，但本夾具