机械制造技术课程设计-泵体加工工艺及镗Ф30孔的夹具设计【全套图纸】.doc

完整 设计设计说明书题目：泵体工艺规程及其镗30H8 孔的夹具设计全套图纸，加153893706 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：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。泵体的工艺规程及其镗30H7孔的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。ABSTRCTThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Fixture design process of the pump body and the boring hole 30H7 is designed to include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 42.3制定工艺路线 52.4确定切削用量及基本工时 5三 夹具设计 153.1铣2-20凸台面的工装夹具153.1.1问题的提出153.1.2定位基准的选择153.1.3定位元件的设计153.1.4切削力及夹紧力计算153.1.5定位误差分析173.2钻、攻2-M10的工装夹具173.2.1问题的提出183.2.2定位基准的选择183.2.3定位元件的设计183.2.4切削力及夹紧力计算183.2.5定位误差分析18总 结20致 谢21参考文献 22序 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。柱塞泵泵体的工艺规程和铣2-20凸台面及钻、攻2-M10螺纹的工装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。一、 零件的分析泵体共有七组加工表面，现分述如下： 1. 工件底面2. 2-18凸台面；2-9孔3. 26端面4. 38端面5. 30H7孔、35H11孔7. G3/8螺纹8. 2-M6螺纹技术要求如下：1.未注圆角半径R1R3。二. 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为8级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。泵体零件材料为HT200，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，8级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 工件底面底面表面粗糙度为Ra3.2，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=2.5mm，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，需要经过精铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=2.0半精铣 单边余量Z=0.52. 2-18凸台面 2-18凸台面表面粗糙度Ra12.5，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=2.5mm，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步锪平即可满足其精度要求。3. 2-9孔 2-9孔，粗糙度为Ra12.5,因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可满足其精度要求。4. 26端面 26端面，表面粗糙度Ra3.2，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=2.5mm.由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，需要经过精铣半精铣方能满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=2.0半精铣 单边余量Z=0.55.38端面38端面，表面粗糙度Ra12.5，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=2.5mm.由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。6. 30H7孔、38H11孔 30H7孔，表面粗糙度Ra6.3、Ra1.6，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=2.5mm.由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步镗削（即粗镗半精镗精钂地）方可满足其精度要求。粗镗 单边余量Z=2.0半精镗 单边余量Z=0.4精镗 单边余量Z=0.17. G3/8螺纹 G3/8螺纹，因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知，首先钻G3/8的螺纹底孔14.95，再攻丝G3/8螺纹8.2-M6螺纹2-M6螺纹，,因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知，首先钻2-M6的螺纹底孔5.1，再攻丝2-M6螺纹2.2 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择重要表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。因此，泵体以38外圆面及26端面作为定位粗基准。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 2.3 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，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。 工序01：铸造工序02：人工时效工序03：粗铣、半精铣底面工序04：锪2-18凸台面；钻2-9孔工序05：粗铣、半精铣26端面工序06：铣38端面工序07：粗镗、半精镗、精镗30H7孔；粗镗、半精镗38H11孔工序08：钻、攻G3/8螺纹工序09：钻、攻2-M6螺纹工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：入库2.4 确定切削用量及基本工时 工序07：粗镗、半精镗、精镗30H7孔；粗镗、半精镗38H11孔工步一：粗镗25孔至29，走刀长度为551加工条件加工要求：粗镗25孔至29，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68卧式镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度单侧加工余量Z=2.0mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r选择则r/min659r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，n=700r/min（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=55， L=（55+2+1）mm=58mm故有=min0.112min工步二：半精镗29孔至29.81加工条件 加工要求：半精镗29孔至29.8，单侧加工余量Z=0.4mm。 机床：选用T68卧式镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度单侧加工余量Z=0.4mm（2）选择进给量根据工艺手册表11-313，查得：半精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： 选择则r/min641r/min 根据简明手册表4.2-20，选择，n=600r/min（3）计算基本工时根据公式，式中，当加工一个孔时l=55， L=（55+0.4+1）mm=56.4mm故有 =0.495min工步三：精镗29.8孔至30H81加工条件 加工要求：精镗29.8孔至30H7，单侧加工余量Z=0.1mm。 机床：选用T68卧式镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度单侧加工余量Z=0.1mm（2）选择进给量根据工艺手册表11-313，查得：精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： 选择则r/min641r/min 根据简明手册表4.2-20，选择，n=600r/min（3）计算基本工时根据公式，式中，当加工一个孔时l=55， L=（55+0.1+1）mm=56.1mm故有 =0.492min工步四：粗镗30孔至34，走刀长度为91加工条件加工要求：粗镗30孔至34，单侧加工余量Z=2.0mm。机床：选用T68卧式镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度单侧加工余量Z=2.0mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r选择则r/min562r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，n=500r/min（3）计算基本工时 根据公式，式中，当加工一个孔时l=9， L=（9+2+1）mm=12mm故有=min0.032min工步五：半精镗34孔至35H111加工条件 加工要求：半精镗34孔至35H11，单侧加工余量Z=0.5mm。 机床：选用T68卧式镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度单侧加工余量Z=0.5mm（2）选择进给量根据工艺手册表11-313，查得：半精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： 选择则r/min546r/min 根据简明手册表4.2-20，选择，n=500r/min（3）计算基本工时根据公式，式中，当加工一个孔时l=9， L=（9+0.5+1）mm=10.5mm故有 =0.111min三、 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。有老师分配的任务，我被要求设计工序07：粗镗、半精镗、精镗30H7孔；粗镗、半精镗38H11孔的工装夹具。3.1铣2-20凸台面的工装夹具3.1.1、问题提出本夹具主要用来铣2-20凸台面，生产批量：中大比量，铣2-20凸台面表面粗糙度Ra6.3，与其他面没有任何位置度要求，故只考虑生产效率。3.1.2 定位基准的选择以加工后的36H8孔的铸造毛坯底孔及其端面作为定位基准，以底面作为辅助基准。3.1.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为一孔、一端面、一平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一心轴、一支承板，两可调支承钉。因此进行定位元件的设计主要是对心轴、支承座进行设计。3.1.4切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 30mm 机床： X51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=10mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，3.1.5:定位误差分析 一面一心轴定位误差移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 工件孔的最大偏差 工件孔的最小偏差 工件定位孔与心轴最小配合间隙代入（式5-5）得： = =3.1、问题提出本夹具主要用来粗镗、半精镗、精镗30H7孔；粗镗、半精镗38H11孔，生产批量：中大批量，粗镗、半精镗、精镗30H8孔；粗镗、半精镗38H11孔，表面粗糙度最高Ra1.6，两孔的中心线同轴度公差0.005，与其他面没有任何位置度要求，故只考虑生产效率。3.2 定位基准的选择以加工后的2-9孔及其工件底面作为定位基准，即经典的“一面两销”定位。3.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔，对应的定位零件为：一面，一圆柱销，一削边销，主对针对一面两销进行设计。3.4切削力和夹紧力的计算（1）由于本道工序主要完成工艺孔的镗孔加工，镗削力。由切削手册得：镗削力 式（5-2）镗削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=10mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，3.5:定位误差分析(1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：0.00038则： 0.00573总 结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入毕业设计打下了