毕业设计（论文）-泵体零件加工工艺及车2-Φ20孔夹具设计（全套图纸）.doc

摘要老师安排泵体零件的加工工艺以及夹具设计于这次我的毕设课题。在这次的整个过程中，利用到了CAD等制图软件进行有关图形的绘制、工艺规程设计、专用夹具设计以及包括文字编写排版等过程。设计的先要是，先对泵体这个零件的结构和作用分析，然后了解它的工艺方面。通过了解泵体零件的结构以及工艺分析可以得出选择毛坯的材料。接下来是进行设计机械加工工艺路线，一般制作几条工艺路线规程然后进行挑选最为合适的一条。适合包括路线的加工精度、制作成本以及加工效率等方面。而且要制作一个合理的专用夹具，包括夹具的设计结构方面。要做到结构简单，便于操作。使得设计的夹具能够满足批量生产泵体零件。关键字：泵体、工艺、夹具- 21 -目 录1.零件的分析.41.1零件的工艺分析.41.2零件的工艺要求.41.3加工方案的选择.41.4毛坯加工的确定.52. 工艺规程设计.62.1泵体工艺加工办法.62.2泵体工艺加工的特点.62.3泵体工艺加工定位基准.72.4泵体工艺加工阶段区分.72.5泵体工艺加工工序原则.82.6泵体工艺路线的设计.82.7泵体加工余量和工序尺寸的确定.112.8确定切削用量及工时.113.车2-20孔夹具设计.173.1 夹具设计分析.173.2 夹具的夹紧机构分析.183.3 定位机构.183.4 误差的分析.193.5 确定夹具体结构和总体结构.20总 结.22致 谢.23参考文献.241.零件的分析1.1零件的工艺分析 泵体零件的结构形状简单，其尺寸比较小。但是泵体零件的加工要求相对比较高。特别是泵体的底面以及20H7孔的加工精度要求高。其粗糙度要求为，所以本次的工序方面设计要分为粗加工后再进行精加工。要保证于加工后的面与面、面与孔、孔与孔它们之间的位置以及尺寸精度。如下所示为具体泵体零件图。 1-1图 泵体零件图1.2零件的工艺要求由上面的1-1图可以看出，泵体零件的结构很简单，但是要求工艺加工的精度却很高。主要的加工是平面和孔系。所以，这次的工艺方面加工可以按实际出发，分为两大组来进行加工。如下所示的分组：第一组：平面为主加工这一组的加工包括：粗、精加工泵体的上端面，粗、精加工泵体的下端面，粗 、精加工泵体的右端面，它们要求加工的粗糙度都为。第二组：孔系为主加工这一组的加工为：20H7孔1.3加工方案的选择加工泵体面的方案是先粗后精的办法。其加工的精度为。其粗糙度值是0.8-6.3.精铣方面的粗糙度还可以更小些。加工泵体的2 20H7的孔。其加工的方案采用先钻后铰的加工办法进行。利用车床进行辅助加工。其加工孔后粗糙度要达到。1.4毛坯加工的确定毛坯的材料正确选择，需要从很多方面去考虑。要根据泵体零件的结构和工艺方面去选择，它们相结合。综合可以得出泵体零件的毛坯材料选择铸造比较适合。那是因为要是选择型材，那么加工的余量浪费巨大，这些从经济方面角度考虑不合理利用型材，不但浪费材料还给刀具和机床等制造机器带来很大的消耗，使得工作艰难还浪费材料。所以这次设计选择的毛坯材料为铸造，它具有的性能为抗扭也抗拉等。强度适合。经济合理。选择铸造还有一个好的优点就是在加工过程中可以免去了每次的造型。2 工艺规程设计2.1泵体工艺加工办法一个零件的加工最终精度要做到能够保证，那么在加工办法要求做到很多方面的注意。要进行考虑和分析。得出最佳的加工办法以达到加工的要求。 在加工前要做到考虑泵体零件的精度和质量方面的各个要求。根据要求和泵体零件的结构加工办法分为几次进行加工或者分为先粗后精的加工办法进行加工。 要根据泵体零件的生产类型进行挑选设备以及工艺装备进行加工。如果是单个泵体加工，也就是单个打样。那么可以采用手工或者一般的加工设备进行加工。如果泵体零件需要批量加工，那么需要使用高效率的设备以及设计专用加工夹具进行泵体的加工，这样有利于提高加工效率。 要根据选择的毛坯材料进行相应加工。要依据材料的性质方面进行选择加工办法。 要根据现有的加工环境设计。考虑实际的车间加工情况，其中车间的现有加工设备。在现有的基础上，要学会不断地去改进，利用新的加工设备和先进的加工设备。提高工艺水平。做到以时代同进步，利用如今的高效率、高质量的加工设备和引进新的技术。 其他影响加工工艺办法的因素。做到的加工办法第一要保证于泵体零件的精度要求。在满足了这个条件下，再按照实际的情况设计工艺路线。2.2泵体工艺加工的特点通过泵体零件的结构以及工艺方面的分析，得出泵体零件需要加工主要是面和一些孔系。要做到两者都能够达到精度，那么必须要按照先加工面在加工孔的原则进行加工。本设计主要是做到能够保证孔的尺寸精度，因为表面的加工精度比孔的精度更容易达到。由此可以得出，泵体零件加工要做到保证尺寸精度、个孔系位置精度、以及形状精度等。2.3泵体工艺加工定位基准加工的定位基准选择是工艺规程环节中最为重要的组成部分之一。反而，如果选择的定位基准不正确，会使得加工的质量得不到保证，会在加工过程中出现很多问题，严重还使得零件报废。影响加工效率的同时，还使得浪费了材料的制作成本。 下面是基准选择的基本要求，要根据这些要求出发选择一个正确的定位基准进行加工：1、粗基准的选择粗基准的选择，这个选择也是比较重要的过程。它为后面的加工保留一定的加工余量供给加工。（1） 一般选择加工余量相对均匀的表面为粗基准面。（2） 一般挑选加工余量为最小的表面为粗基准面。（3） 一般挑选比较均匀、干净、整齐、等表面为粗基准。要做到泵体零件加工的各个位置为正确位置，那么加工的选择定位也是非常重要的一步。为了能够保证这些的要求。那么最好在加工时选用统一的基准进行定位。这样减少加工的定位误差。从泵体的零件图出发考虑，本次选择的粗基准为泵体的底面作为加工粗基准。2、精基准的选择 做到基准重合原则。因为它们相结合不容易引起一些小误差。 做到基准统一原则。设计的基准尽量要做到统一，这样的目的是因为可以保证各个表面的参值统一。位置精度得到保证。反而，会出现基准转换等所带来一些小误差。 做到互为基准的原则。同样，精基准的选择也要做到泵体零件加工的各个位置为正确位置，为了能够保证这些的要求。那么最好在加工时选用统一的基准进行定位。这样减少加工的定位误差。从泵体的零件图出发考虑，本次选择的精基准也为泵体的底面作为加工精基准。但是选择底面定位工件还是不能做到完全定位，那么采用的办法应是一面两孔的定位办法进行来固定工件。2.4泵体工艺加工阶段区分 粗加工阶段这个阶段可以说是第一阶段，其加工的目的就是切掉多余的金属。可以说就是为接下来半精车或者精车做好准备。然后利用粗加工的过程看工件是否符合加工要求，如果发现有不良情况或者缺陷，要做出立刻做出相应的处理。 半精加工阶段这个阶段可以说是第二阶段，其加工的目的就是为精加工做准备。可以说就是为接下来精车做好准备。 精加工阶段精加工是加工的最后一个阶段，在进行了前面的粗加工或者半精加工的前提下进行加工。利用前者已经加工后的条件进行工件的工序最终需要的加工精度。加工至符合图纸要求。2.5泵体工艺加工工序原则工艺规程中的工序数。要按实际的加工办法出发，根据加工类型以及加工的零件技术等方面出发考虑工序数。所以制作工艺中的工序过程中要保证能够有一定的工序原则。（1）工序分散原则工序分散这个原则一般设计出来的工序需要很多的工人以及种类多的加工设备和加工装备。（2）工序集中原则一条工艺制作需要考虑的是怎样使得加工的设备以及工艺装备能够减少的情况下不影响加工的质量。能够把需要加工的工件时间缩短。那么需要的是设计工序要有集中的原则。这样可以降低了劳动力和缩短了加工时间。使得加工生产能够得到简单化。有利于管理。2.6泵体工艺路线的设计工艺路线的设计要做到符合上面的分析。结合需要加工的泵体零件结构、形状以及工艺加工要求等等来设计工艺路线。在满足了零件的加工要求之外，要考虑制作工艺路线的成本。把制作路线的费用成本降为最底进行，同时也能够提高加工效率的工艺路线。综合这些的要求可以把泵体零件工艺规程设计为如下几种方案：（1）工艺加工规程方案一：工序10：铸造，砂型铸造工序20：处理，时效处理工序30：铣，铣上端面工序40：铣，铣下端面工序50：铣，铣底端面工序60：铣，铣右侧面工序70：车，车2-20孔工序80：检查，是否符合加工要求工序90：入库，工件进行清洗入库（2）工艺加工规程方案二：工序10：铸造，砂型铸造工序20：处理，时效处理工序30：铣，铣上端面工序40：铣，铣下端面工序50：车，车2-20孔工序60：铣，铣底端面工序70：铣，铣右侧面工序80：检查，是否符合加工要求工序90：入库，工件进行清洗入库（3）加工工艺路线方案的确定。上面的工艺规程中的工序数。两则都按实际的加工办法出发，根据加工类型以及加工的泵体零件技术等方面出发考虑工序数。所以制作工艺中的工序过程中要保证能够有一定的工序原则。由这个工艺方面的原则介绍。进行分析上面两个工艺规程方案，它们两者都达到了工艺原则方面。都做到了工序的集中，减少劳动力。但是在工艺加工要做到按照先加工面在加工孔的原则进行加工。本设计主要是做到能够保证孔的尺寸精度，因为表面的加工精度比孔的精度更容易达到。由此可以得出，零件加工要做到保证尺寸精度、个孔系位置精度、以及形状精度等。这些工艺加工特点中方案二的加工底面和右侧面在后面。很显然不符合加工要求。所以本次的设计加工工艺方案选择方案一进行加工。（4）工艺加工规程方案：工序10：铸造，砂型铸造工序20：处理，时效处理工序30：铣，铣上端面工序40:铣，铣下端面工序50：铣，铣底端面工序60：铣，铣右侧面工序70：车，车2-20孔工序80：检查，是否符合加工要求工序90：入库，工件进行清洗入库2.7泵体加工余量和工序尺寸的确定泵体零件选择的材料为HT200，其加工形式是批量生产形式。毛坯的制作形式上面1.3已经提过。利用铸造形式制作毛坯。加工泵体底平面的余量计算，要先做到先粗加工然后再精加工的加工办法。其工步的余量为：粗铣。根据文献2提供的表得出，余量规定于2-3mm。精度的等级为IT12.精铣。根据文献2提供的表得出，余量规定于1mm。加工泵体的小孔余量计算可以根据文献表进行。2.8确定切削用量及工时工序30：铣上端面根据文献提供的参数表可以得出切削用量的各项值如下所示：1. 切削的深度：ap=2mm2. 进给量值为：af=0.20mm3. 切削的速度值为：v=0.25m/s4. 加工车床选择的是：铣床 X52K5. 加工刀具选择的是：铣刀，其参数为D=100mm,齿数Z=12由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为：按铣床的参数选择:nw=47.5r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=2mm、af=0.20mm、nw=47.5r/min、v=0.249m/s工序40：:铣下端面根据文献提供的参数表可以得出切削用量的各项值如下所示：1. 切削的深度：ap=2mm2. 进给量值为：af=0.20mm3. 切削的速度值为：v=0.25m/s4. 加工车床选择的是：铣床 X52K5.加工刀具选择的是：铣刀，其参数为D=100mm,齿数Z=12由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为：按铣床的参数选择:nw=47.5r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=2mm、af=0.20mm、nw=47.5r/min、v=0.249m/s工序50：铣底端面根据文献提供的参数表可以得出切削用量的各项值如下所示：1. 切削的深度：ap=2mm2. 进给量值为：af=0.20mm3. 切削的速度值为：v=0.25m/s4. 加工车床选择的是：铣床 X52K5.加工刀具选择的是：铣刀，其参数为D=100mm,齿数Z=12由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为：按铣床的参数选择:nw=47.5r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=2mm、af=0.20mm、nw=47.5r/min、v=0.249m/s工序60：铣右端面根据文献提供的参数表可以得出切削用量的各项值如下所示：1. 切削的深度：ap=2mm2. 进给量值为：af=0.20mm3. 切削的速度值为：v=0.25m/s4. 加工车床选择的是：铣床 X52K5. 加工刀具选择的是：铣刀，其参数为D=100mm,齿数Z=12由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为：按铣床的参数选择:nw=47.5r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=2mm、af=0.20mm、nw=47.5r/min、v=0.249m/s工序70：车，车2-20孔根据文献提供的参数表可以得出切削用量的各项值如下所示：1.加工车床选择的是：CA61402.加工刀具选择的是：外圆车刀，刀杆尺寸：16X25mm2工步1：粗车1. 切削的深度：ap =2.2mm2. 进给量值为：af=0.6mm/r由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为： 按铣床的参数选择:nw=100r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=2.2mm、af=0.6mm、nw=100r/min、v=1.016m/s工步2：半精车1. 切削的深度：ap=1.0mm 2. 进给量值为：af=0.6mm/r3. 切削的速度值为： v=1.5m/s由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为： 按铣床的参数选择:nw=160r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=1.0mm、af=0.6mm、nw=160r/min、v=1.63m/s 工步3： 精车1.切削的深度：ap=0.8mm2.进给量值为：af=0.6mm/r3.切削的速度值为： v=1.5m/s由上面的各个数值可以得出机床主轴的转速为： 按铣床的参数选择:nw=160r/min 所以，求得实际切削速度为： 计算切削工时为：由文献查得：所以最终得出切削用量为：ap=0.8mm、af=0.6mm、nw=160r/min、v=1.63m/s3车2-20孔夹具设计3.1 夹具设计分析关于泵体零件的专用夹具。夹具的设计是为了提高加工的效率以及降低人工操作强度。本次的专用夹具是用于车2-20孔夹具设计。如下是本次的整体夹具装配图设计。 3-1图 夹具装配图本夹具的设计适用于安装在卧式车床上进行加工。加工的是泵体零件两个相差34mm的距离的两个小孔。即为2-20孔。本夹具的工件时由4-支承板。、定位销以及7-推定位销安装于夹具上进行定位。然后再进行8-两移动压板进行压紧工件进行工作。加工一个加工孔后，然后就松开其中的2-螺母。然后把3-夹具体沿着6-导向键移动到另一个9-定块。然后进行另外一个20mm的孔加工。就这样循环地进行加工把需要加工的泵体零件加工。做夹具有利于能够完成成批生产。设计一套合格的夹具，要做到考虑设计制作过程的成本。制作出来的夹具要能够提高于加工效率，使得减少人工操作。设计的夹具在结构方面也有一定的要求，不能出现一些笨重等情况，体积过大。这样不但浪费材料、还使得安装加工特别地不方便。所以设计夹具要便于装卸等操作。3.2 夹具的夹紧机构分析进行加工的时候，把工件和夹具安装在机床上进行加工。那么需要把它们固定在上面，做到这些因素那就需要设计夹紧的机构。工件在加工的进行时，会因为机床的运动而转动。要是夹紧设计不合理或者不设计相应的夹紧机构，那么会使得工件随着加工的进行会产生震动或者飞出等危险情况。即影响加工操作的效率又威胁人身安全。所以，为了防止这些情况的发生，那么应设计一套合理的夹紧机构。设计夹紧机构重点是考虑三个要素，即大小、方向和作用点。夹紧设计要围绕这三点进行设计。制作的夹紧机构考虑如下这些，要做到这些才算是一个合理的夹紧机构。1、要做到夹紧机构能够保证工件于正确的位置，不能使得工件出现偏移等不良情况。2、夹紧里也适中，不能过大也不能过小。因为过大会把工件压痕或者压变形等。过小的话会使得工件不能做到足够的夹紧，使得在操作的时候工件产生震动或者移动。3、要设计的夹紧机构结构简单，操作方便，成本低等。因为机构简单能够节省材料的情况下，又使得容易操作。在装卸等方面省时间。成本低是因为做到合理利用经济。符合设计的原则。4、夹紧机构制造方便、维修方便等。因为夹紧机构在进行操作时间久之后会要相应地进行一定的维修。要是设计得太复杂会使得维修不方便。所以要在初期考虑到设计简单方便，便于后期的夹紧机构维修。3.3 定位机构由泵体零件可以知道孔的加工要求，在进行制作定位机构过程中要做到能够保证孔轴向和径向的尺寸。本次的泵体零件的结构以及形状等可以得出夹具要设计做到限制加工工件的6个自由度。这样才能够完全定位工件。使得加工加工达到加工的要求。3.4误差的分析定位误差误差总值保持在规定的尺寸公差内。一定保证小于或者等于所规定的值，这样的设计才是符合要求。所以有：一般情况下可以列为下面所示： 根据的文献查阅查考可以得出：(1)定位误差产生的值为 ： 式中的各项值是下面所示：， (2) 夹紧误差产生的值为： 查得接触变形位移值的公式如下：式中的各项值是下面所示：。 可以求出：（3） 加工工作时因为会产生磨损，这个过程产生的误差通过综合分析可以得出它产生的误差值不会超过，固:设为。（4) 安装刀具在机床上所产生的误差。本次的设计刀具相对位置误差经过分析它不会超过，固:设的值为综合上面的各部分产生的误差值可以得出它们总和为：根据本次夹具各种误差分析，可以得出误差总值小于所规定的参数范围。所以看得出来本次的设计符合加工的各种精度要求。3.5 确定夹具体结构和总体结构夹具体的设计要有一定的要求，这些基本要求如下这些所示：（1）要有一定的精度和尺寸稳定性。在设计夹具体的时候为了考虑到精度稳定性等问题，所以需要把夹具体的尺寸设计为适当可靠，考虑到零件在加工后能够使得尺寸保持稳定，那么要做到一定的表面处理。如进行时效处理。这样才能够达到设计的要求，所以设计夹具体要做到夹具体有一定的精度和尺寸稳定性。（2）要有足够的强度和刚度因为在进行加工的时候会有其他力的影响，比如夹紧力这些外在因素的影响。为了防止夹具在这些力的影响下使得夹具产生变形或者出现压痕等不良现象，所以制作夹具要考虑到要有足够的强度以及刚度。（3）具有良好的结构工艺性和使用性夹具的设计，它的外形一般都是想对比较大。所以会出现一些笨重的夹具。加上夹具的技术要求也是很高，因为要完成零件加工得到达到技术要求。固考虑到这些因素，设计要力求于方便，设计的结构不能过于太复杂、尽量把夹具体设计为体积最小化、简单。当然，在这些的基础上要保证加工的零件的加工技术要求能够达到目的。达到一定的设计精度。（4）应设计排料槽夹具在加工操作的过程中，加工的工件会有很多废料随着切削等操作会渐渐积累多。考虑到工作效率以及操作方便甚至人身安全等情况。否则，随着加工的过程废料积累多了会慢慢影响定位和工件的精度。设计的排废料槽也是为了能够在加工的时候废料得到及时向废料槽排出。操作起来方便可靠。（5）夹具在机床上的安装应可靠合理设计完后要把夹具安装到机床上来加工，这时候要考虑到安装的稳定性等问题。应做到把夹具的重心降低、增加它的支撑面积等来保证安装的稳定可靠。安装夹具于机床的时候也要考虑后期的操作安全问题，要力求安装于机床能够稳定地运行进行加工。使得操作放心。做到上面的这些夹具结构要求，然后进行夹具总装配图的绘制。见CAD图所示。总 结泵体零件的工艺以及夹具设计课程，通过这几个月的制图、word文档编写工序卡、工艺卡、排版以及整理。使得整套毕设任务几乎得到了完成。回想起这个过程，虽然在设计其中很多