機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計-“泵體”零件的機械加工工藝過程

課程名稱： 機械制造基礎(chǔ)設(shè)計課題：設(shè)計“泵體”零件的機械加工工藝過程2016年7月2日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"零件的工藝分析 3\o"CurrentDocument"1.1零件的作用 3\o"CurrentDocument"1.2零件工藝分析 3\o"CurrentDocument"確定毛坯 3\o"CurrentDocument"2.1確定毛坯種類 3\o"CurrentDocument"2.2確定鑄件加工余量及形狀 3\o"CurrentDocument"2.3繪制鑄件毛坯圖 4\o"CurrentDocument"2.4工藝規(guī)程的設(shè)計 4工藝規(guī)程設(shè)計 4\o"CurrentDocument"3.1選擇定位基準(zhǔn) 4\o"CurrentDocument"3.2制定工藝路線 5\o"CurrentDocument"3.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6\o"CurrentDocument"3.4確定切削用量及時間定額 6\o"CurrentDocument"夾具的設(shè)計 10\o"CurrentDocument"4.1.對夾具的基本要求 10\o"CurrentDocument"4.2夾具設(shè)計 11\o"CurrentDocument"總結(jié) 12\o"CurrentDocument"參考文獻 13零件的工藝分析1.1零件的作用題目所給的零件是泵體零件，泵體是機器的基礎(chǔ)零件，其作用是將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預(yù)定功能。要求箱體零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命。1.2零件工藝分析泵體的外形較簡單，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔和銷釘孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求?，F(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點如下：以側(cè)面為基準(zhǔn)D,另一側(cè)面與基準(zhǔn)D的平行度公差為0.01。以前后端面作為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面銃底面，鉆2-①11孔锪孔2-①22。以底面和2-①11孔為基準(zhǔn)，這組加工面主要是2-M20的螺紋孔，粗鏜-半精鏜-精鏜①51H7，鉆-鉸2-①5銷孔，6-M8螺紋孔。表1.1零件各表面技術(shù)參數(shù)加工部位基本尺寸（mm）尺寸公差等級粗糙度（um）①51內(nèi)孔①51IT71.62-①5銷釘孔①5IT81.62-①35凸臺①35——6.3底座底面————6.3確定毛坯2.1確定毛坯種類零件材料為HT300，考慮零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用砂型機器造型鑄件毛坯。參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。2.2確定鑄件加工余量及形狀查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》選用加工余量為G級，并查表，確定各個加工面的鑄件機械加工余量，為方便鑄造及計算，大致取各加工部分加工余量相同。各個鑄件加工表面的加工余量如下表所示：表2.1零件加工余量表簡圖加工面代號基本尺寸加工余量E1——4廠E2——4——(1——7E3——4E4①354丫VT1①111.5X2T2①222X2］、、T3①511X2/\1\//JT4①50.3X2?WO\.::■T5M81X2T6M202X2F1——4F2——22?3繪制鑄件毛坯圖2.4工藝規(guī)程的設(shè)計編制機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)首先遵循以下原則：應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提；在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡可能做到平衡生產(chǎn)；盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件；積極采用先進技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護要求。工藝規(guī)程設(shè)計3.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)選擇原則：保證相互位置要求原則余量均勻分配原則便于工件裝夾原則在一個定位方向上只允許使用一次原則精基準(zhǔn)選擇原則：基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則互為基準(zhǔn)原則自為基準(zhǔn)原則便于裝夾原則選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。根據(jù)以上基準(zhǔn)選擇原則，該零件的基準(zhǔn)選擇如下：粗基準(zhǔn)的選擇：以零件未加工前端面E1和底面E3為定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工底面E3和兩個銷釘孔為主要的定位基準(zhǔn)，前后兩端面E1、E3間基準(zhǔn)重合原則。3.2制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表3-1零件加工工藝步驟加工步驟加工內(nèi)容1鑄造毛坯2時效處理3夾底座側(cè)面，粗銃前后E1、E2端面，保證厚度為35mm4夾E1、E2端面，粗銃半精銃底座面，保證咼度17mm5以底座上表面及劃線為基準(zhǔn)，劃線找正鉆①11的孔和锪①22的沉頭孑L,保證孔深3mm6以E1為基準(zhǔn)，按底座面E3咼度劃線找正，粗鏜半精鏜精鏜①51孔7以E1為基準(zhǔn)，劃線找正，鉆鉸①5銷釘孔8劃線找正，鉆M8螺紋孔9粗車半精車外圓柱面10粗銃半精銃凸臺面E4，保證尺寸90mm11E4面劃線找正，鉆M20螺紋孔12去毛刺，清洗13總檢入庫

3.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定零件的每個需要加工面的總加工余量已經(jīng)在前面部分確定，查《機械工藝手冊》，現(xiàn)在確定各工序的加工余量如下：表3-2零件內(nèi)孔工序尺寸表加工面加工內(nèi)容加工余量工序尺寸精度等級表面粗糙度2X①51H7Ral.6鑄件4①47CT10——粗鏜3①49IT1012.5半精鏜2①50IT93.2精鏜1①51IT81.62XQ5IT8Ral.6鉆4.2①4.2IT106.3鉸0.8①5IT81.62XM20X1.5IT8鉆18.5①18.5IT106.3攻1.5M20IT83.26XM8IT8鉆6.7①6.7IT106.3攻1.3M8IT83.22X①11IT10Ra6.3鉆11①11IT106.32X①22IT10Ra6.3锪22①22IT106.3表3-3平面工序尺寸表加工面加工內(nèi)容加工余量工序尺寸表面粗糙度前端面E1粗銃2——12.5后端面E2粗銃2——12.5底面E3Ra6.3粗銃2——12.5半精銃1——6.3①35外圓端面E4Ra6.3粗銃2——12.5半精銃1——6.3外圓柱面粗車2——12.5半精車1——6.3孔內(nèi)側(cè)平面F2粗銃2——12.53.4確定切削用量及時間定額工序3：粗銑前后端面1．加工條件工件材料：HT300、硬度300HBS、鑄造;

銃床：X51立式銃床（功率4.5KW）；刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8，a=2mm,d=40mm,p0v=45-65m/min,z=4，f=0.2-0.9mm/z。2．切削用量確定背吃刀量因為加工余量不大，一次加工完成a=2mm。p選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命后刀面最大磨損限度1.5-2.0mm，由于銃刀直徑d=40mm，可查銃刀壽命0T=120min。確定切削速度粗銃時f=0.2-0.9mm/z，取f=0.3mm/z，取v=65m/min。n= = =517.25r/min按機床主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/minsnd nx40 wv=ndn1000v=ndn1000nx40x5901000=74.14m/minf=fzn=0.3X4X590=708mm/rmzw3．計算工時C=(0.03-0.05)d=0.04X40=1.6l=127mml=4mml=4mm0 2 3t=4Xm127t=4Xm127+4+4590x0.3=3.05min工序4：銑底面1．選擇刀具X51立式銃床的YG8硬質(zhì)合金端銃刀，a=2mm,d=40mm,v=45-65m/min,z=4,p0f=0.2-0.9mm/z。2．切削用量確定背吃刀量因為加工余量不大，一次加工完成a=2mm。p選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命后刀面最大磨損限度1.5-2.0mm，由于銃刀直徑d=40mm，可查銃刀壽命0T=120min。確定切削速度粗銃時f=0.2-0.9mm/z，取f=0.3mm/z，取v=65m/min。n= = =517.25r/min按機床主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/minsnd nx40 wv=ndn1000v=ndn1000nx40x590=74.14m/minf=fzn=0.3X4X590=708mm/rmzw3．計算工時l=129mml=4mml=4mm0 2 3=0.774mint=I29+4+4m590x0.3=0.774min工序5：鉆2X①11孑L，锪2X①22沉頭孔，深度為3mm鉆①11的切削用量及基本工時選擇機床Z525立式鉆床，選取高速鋼麻花鉆①11進給量f=0.08-0.15mm/r,取f=0.13mm/r切削速度v=5-12m/min,取v=12m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二 V= =347.2r/min選取n=392r/minsnd nxll w實際切削速度v=上筑=nx11x392=13.55m/minc1000 1000基本工時：t=2X—L=2X17+4+3=0.94minmnf 392x0.13w锪①22的孔，保證孔深3mm刀具的選擇：硬質(zhì)合金帶導(dǎo)柱直柄平底锪孔導(dǎo)柱直徑d=7由于刀具材料與機床鉆孔時完全一樣，則切削速度和進給量與鉆孔一致，基本工時不同?；竟r：t=2X-L= =16.5s吆nf392x0.13w該工序工時t=t+t=0.94X60+16.5=72.9smm1m2工序6：粗鏜半精鏜精鏜①51H7粗鏜①49孔選擇臥式鏜床T611,選取普通高速鋼單刃鏜刀，BH=10mm10mm,L=45mm,f=2mm。切削用量選擇：粗鏜ap=3mm，f=0.5mm/r，v=35m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二V= =227.4r/min選取n=250r/minsndnx49 w實際切削速度v=二竺=nx49x250=38.5m/minc1000 1000計算工時：L=l+1+1=35+4+2=41mm012L41t二——= =0.328minm1nf250x0.5w半精鏜①50孔切削用量選擇：粗鏜ap=2mm，f=0.5mm/r，v=40m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二V= =254.6r/min選取n=250r/minsnd nx50 w實際切削速度v=ndnw=nx50x250=39.3m/minc1000 1000計算工時：L=l+1+1=35+4+2=41mm012L41T=——= =0.328minm2nf250x0.5w精鏜①51孔切削用量選擇：粗鏜ap=1mm,f=0.2mm/r,v=60m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二V= =374.5r/min選取n=400r/minsnd nx51 w實際切削速度v=ndnw=nx51x400=64.1m/minc1000 1000計算工時：L=1+1+1=35+4+2=41mm012=0.513minL41=0.513mint二=—m3nf400x0.2w該工序工時t=2X(t+t+t)=2X(0.328+0.328+0.513)=2.338minm m1m2m3工序7：鉆鉸①5銷釘孔①鉆①4.2孔選擇機床Z525立式鉆床，選取高速鋼麻花鉆①4.2進給量f=0.08-0.15mm/r,取f=0.13mm/r切削速度v=5-12m/min,取v=12m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二V= =909.5r/min選取n=960r/minsndnx4.2 w實際切削速度v=土吆=nx4.2x960=12.67m/minc1000 1000t 35+4+2切削工時t=2X一=2X22 =0.66minm1nf 960x0.13w②鉸孔至①5選擇①5鉸刀進給量f=0.6mm/r機機床主軸轉(zhuǎn)速n二 V= =191r/min選取n=278r/minsnd nx10 w實際切削速度v=上筑=nx10x278=8.73m/minc1000 1000

切削工時t=2X—匚=2X35+3+2=0.48minm2nf278x0.6w該工序工時t=t+t=0.66+0.48=1.14minmm1m2工序8：鉆6XM8螺紋孔鉆孔①6.7立式鉆床Z525，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，d=6.70進給量f=0.47-0.57mm/r，取f=0.56mm/r切削速度v=5T2m/min，取切削速度v=llm/min，當(dāng)d=6.7mm時，鉆頭后面最0大磨損為0.8，壽命T=35min機床主軸轉(zhuǎn)速n二V= =522.6r/min選取n=530r/minTOC\o"1-5"\h\zsndnx6.7 w實際切削速度v=ndnw=nx6.7x530=11.2m/minc1000 1000切削工時L=l+1+1=35+4+2=41mm012L 41t=6X——=6X =0.83minm1 nf 530x0.56w攻絲機床選擇組合攻絲機，刀具選擇細柄絲錐進給量f：查粗牙普通螺紋，螺距p=1.25mm，因此進給量f=1.25mm/r切削速度v：取v=9.2m/min機床主軸轉(zhuǎn)速n二 V= =366.2r/min取n=420r/minsnd nx8 w實際切削速度v=ndnw=nx8x420=10.6m/minc1000 1000=(1-3)f=3X1.25=3.75mm1L=1+1+1=35+3.75+2=40.75mm012L 40.75切削工時t=6X一=6X =0.47min吆nf1.25x420w所以本工序用的時間t=t+t=0.83+0.47=1.3minmm1m2夾具的設(shè)計4.1.對夾具的基本要求4.1.對夾具的基本要求1、保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2、提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。3、工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修.專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4、使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。5、經(jīng)濟性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益4.2夾具設(shè)計夾具設(shè)計一般在零件的機械加工工藝制定之后按照某一工序的具體要求進行的。制定工藝過程應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設(shè)計質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定的保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、維護容易等為其衡量指標(biāo),典型夾具設(shè)計的過程如下：1生產(chǎn)批量零件圖及工序圖零件工藝規(guī)程夾具典型結(jié)構(gòu)及其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)要求，本次設(shè)計的，齒輪機座為小批量生產(chǎn)，如果采用專用夾具，可能會造成經(jīng)濟成本的增加，同時對于該零件來講，形狀為規(guī)則的軸類零件，夾持方法較為簡單，在多個工序中，只需采用普通機床的夾具即可加工?？偨Y(jié)兩個星期的課程設(shè)計將要進入尾聲，自從題目布置以后，我便從查閱資料