机械制造技术课程设计-泵体的工艺规程及镗Φ30孔夹具设计（全套图纸） .pdf

设计说明书设计说明书 题目：泵体的工艺规程及镗夹具设计 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 泵体加工工艺规程及镗夹具设计是包括零件加工的工艺设 计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先 对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择 好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工 步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切 削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成 部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接 部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹 具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstrct this design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal- cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. the reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目目 录录 序言序言1 一一. 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二二. 工艺规程设计工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的选择 4 2.3 制定工艺路线 6 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 2.5 确定切削用量及基本工时 9 三三 夹具设计夹具设计 12 3.1 问题的提出12 3.2 定位基准的选择12 3.3 切削力及夹紧力计算13 3.4 定位误差分析14 3.5 夹具设计及简要操作说明15 总 结16 致 谢17 参考文献参考文献 18 第 1 页 共 24 页 序序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接 供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各 种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业， 因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 泵体的加工工艺规程及其镗夹具设计是在学完了机械制图、 机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之 后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹 紧以及工艺路线安排， 工艺尺寸确定等问题， 并设计出专用夹具， 保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。 因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中 既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有 将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评 指正。 第 2 页 共 24 页 一、一、 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 泵体的作用，待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整， 尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加 工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是泵体需 要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度。 1.泵体底面的粗糙度为 6.3m； 左端面粗糙度为 6.3m； 右 端面粗糙度为 6.3m。 2.孔粗糙度为 1.6m，与基准 a 有平行度关系； 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精 度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常 规加工工艺均可以保证。 第 3 页 共 24 页 二二. 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 该零件材料为 ht200，零件结构比较简单，生产类型为大批 生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用 机器铸造成形，以提高生产效率。 2.2 基面的选择基面的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好 几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度 要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹 等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如： 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选 择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加 工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而 细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 这样可以保证 该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基 准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表 面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用， 因为粗基准的表面大多数是粗 糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 第 4 页 共 24 页 粗基准的选择：按基准的选择原则，即当零件有不加工表面 时， 应以这些不加工表面作粗基准； 若零件有若干不加工表面时， 则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。 现以零件的端面为主要的定位粗基准。 精基准的选择应满足以下原则： （1） “基准重合” 原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定 位基准，避免基准不重合引起的误差。 （2） “基准统一” 原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基 准定位， 以保证各表面的位置精度， 避免因基准变换产生的误差， 简化夹具设计与制造。 （3） “自为基准” 原则 某些精加工和光整加工工序要求加工 余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他 表面之间的位置精度由先行工序保证。 （4）“互为基准” 原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、 形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （5） 所选的精基准 应能保证定位准确、 夹紧可靠、 夹具简单、 操作方便。 精基准的选择： 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择11 孔为精基 准。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 第 5 页 共 24 页 果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 钻 钻 2-11 孔 5 铣 铣右端面 6 镗 镗 2-14 和 2-30 的孔 7 车 车左端面，m33 螺纹和20 内孔 8 车 车26 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 9 车 车25 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 10 车 钻 4-m6 和 2-3 孔 11 检验 检验 12 入库 入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 钻 钻 2-11 孔 5 铣 铣右端面 6 镗 镗 2-14 和 2-30 的孔 7 车 车左端面，m33 螺纹和20 内孔 8 车 车26 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 第 6 页 共 24 页 9 车 车25 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 10 车 钻 4-m6 和 2-3 孔 11 检验 检验 12 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一把钻2-11孔放在了 前面，此孔为工艺孔需要先加工处理，方便后续工序选择定位基 准， 这样能能更好地保证工件镗加工时的位置度要求和精度要求。 具体的加工路线如下 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 钻 钻 2-11 孔 5 铣 铣右端面 6 镗 镗 2-14 和 2-30 的孔 7 车 车左端面，m33 螺纹和20 内孔 8 车 车26 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 9 车 车25 端面，m12 螺纹孔退刀槽及螺纹孔 10 车 钻 4-m6 和 2-3 孔 11 检验 检验 12 入库 入库 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 泵体零件材料为 ht200 重量为 1 第 7 页 共 24 页 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直 接获得。 2、泵体的底面 由于泵体底面要与其他接触面接触，粗糙度要求为 12.5，查相关 资料知余量留 2mm 比较合适。 3、泵体的孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 it7it8 之间，参照 参数文献，确定工艺尺寸余量为 2.5mm 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序：铣下端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 yg8, mmap5 . 1=， 0 38dmm=，25/ minvm=，4=z。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 第 8 页 共 24 页 10001000 25 209 / min 38 s v nr d = 按机床标准选取 w n 200min/r 38 200 23.86/ min 10001000 w dn vm = 当 w n 200r/min 时 0.2 4 200160/ mzw ff znmm r= = 按机床标准选取160/ m fmm r= 3）计算工时 切削工时：96lmm=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 12 9693 2.8min 200 0.2 m w lll t n fx + = 工序：钻 2-11 孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 11 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度 v=2434m/min. 取 v=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 30 11 868r/min 与 868r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 900r/min 。 现 选 取 w n =900r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = 11 900 31/ min 1000 m = 第 9 页 共 24 页 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=60mm; 1l=4mm; 2 l=3mm; tm= fn l w 21 ll + = 0.131450 3460 + =0.355min) 工序：镗 2-14 和 2-30 的孔 1.加工条件 工件材料：ht200，时效处理，砂型铸造 加工要求：镗孔 机 床：卧式镗床 t616 刀 具：弯头镗刀 2.计算切削用量 查简明手册表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得 v =25mm/min m f =0.07mm/z p a =9.6mm 10001000 25 265 / min 3.143.14 30 v nr d = 根据 t616 镗床说明书，取 w n =125 r/min 切削工时：l=30mm 30 3.42min 125 0.07 m f l t v = 第 10 页 共 24 页 工序：钻 4-m6 螺纹孔 钻孔mm4： 选用mm4高速钢锥柄麻花钻（ 工艺表 3.16） 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得mm/r28 . 0 f= 机 min/m8vc=（ 切削表 2.15） c 1000v 1000x8 636r / min dx4 n= 机 机 按机床选取545 /minnr= 机 min/m8542 . 6 1000 545x4x 1000 dn = 机 机c v 基本工时： 17 . 0 28 . 0 545 3320 f 21 = + = + = xn lll t 机机 min 攻螺纹 m6mm： 选择 m6mm 高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即1.25/fmm r= 7.5/min c vm= 机 10001000 7.5 298( / min) 6 c v nr d = 查 按机床选取272 /minnr= 机 6.8/min c vm= 机 基本工时： 12 1033 0.05(min) 272 1.25 lll t n f + + = 机 第 11 页 共 24 页 三、三、 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。 由指导老师的分配第 6 道工序的镗 2-14 和 2-30 孔的镗 床夹具。 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于镗 2-14 和 2-30 的孔，粗糙度要求 3.2， 精度要求较高，和基准 a 为同心圆，为此，需要考虑如何提高生 产效率上和精度。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的 那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工 艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准 按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装 配基准。 （2）测量基准 第 12 页 共 24 页 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准， 称为测量基 准。 （3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、 形状及位置的基准，称为工序基准。 （4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 本夹具主要用于加工 2-14 和 2-30 的孔，我们采用已加 工好的 2- 11 定位， 一个采用圆柱销定位， 一个采用削边销定位， 这样我们的底面限制工件的 3 个自由度，圆柱销限制工件的 2 个 自由度，削边销限制工件的 1 个自由度，这样空间的 6 个自由度 都已经限制完了，我们就可以开始加工工件。 3.3 切削力和夹紧力的计算切削力和夹紧力的计算 由夹具装配图可以看出,由于水平方向上有两个定位销,所以 水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适,只用考虑 z 轴上的夹紧 力就可以了. 查机床夹具设计手册表 1-2-3 得: ppc kfaf 75 . 0 902= 式中: mmap6 . 5= rmmf/05 . 0 = rppprpkmpp kkkkkk sr = 0 = 4 . 0 ) 150 190 ( 1.01.01.01.0=1.10 所以, 第 13 页 共 24 页 10 . 1 05 . 0 6 . 5902 75 . 0 = c f =638n 在计算切削力时,必须把安全系数也考虑在内. 6543210 kkkkkkkk =安全系数 查机床夹具设计手册,表 1-2-1 可知: 5 . 1 0 . 1 3 . 1 0 . 1 0 . 1 2 . 1 5 . 1 6 5 4 3 2 1 0 为接触系数 为操作系数 为手动夹紧系数 为连续切削系数 为刀具钝化系数 为加工性质系数 为基本安全系数 k k k k k k k 所以, 切削力 c kff = =1.51.21.01.01.31.01.5 638=2486n 因本夹具主要夹紧力是螺母夹紧, 查机械加工工艺师手册表 17-30 得: 夹紧力 n=6025n 此时,实际夹紧力已大于所需 2486n 的加紧力了,所以本夹具 可安全工作。 3.4 定位误差分析定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 yj yj min111 xdd+= （式 5-5） 式中： 1 d 圆柱销孔的最大偏差 第 14 页 共 24 页 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1min 圆柱销定位孔与定位销最小配合 间隙 代入（式 5-5）得： yj min111 xdd+=0.01200.016+ =0.028mm (2) 转角误差 l xddxdd tg 2 min222min111 + = （式 5-6） 式中： 1 d 圆柱销孔的最大偏差 1 d 圆柱销孔的最小偏差 1min 圆柱销定位孔与定位销最小配合 间隙 2 d 削边销孔的最大偏差 2 d 削边销孔的最小偏差 2min x 削边销定位孔与定位销最小配合 间隙 其中：) 2 (2 min1 min2 x x lglx += 则代入（式 5-6）得： 0.01200.0160.00900.004 0.000082 2 286 tg + = 则： 0.000068 = 经检验合格 3.5 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 如前面所述,在夹具设计时,为提高劳动生产率,应首先着 第 15 页 共 24 页 眼于机动夹紧， 本道工序的镗孔选用压板压紧， 当我们装上工 件后， 采用一面 2 销把工件的空间的 6 个自由度限制完毕后我 们移动压板，试着和工件接触，然后旋转螺母压紧工件，这是 我们把镗杆放入镗套，既可以开始加工工件。 第 16 页 共 24 页 总总 结结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大 学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体 考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械 加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结 合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综 合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概 念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实 践相结合，来完成本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解 决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所 有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次 毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和 深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工 方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设 计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到 更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论 与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成 定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很 多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很 多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了 理论