机械制造课程设计说明书

1、课程设计资料液压泵盖机械加工工艺的编制及其专用夹具的设计系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：学号指导教师姓名：职称 教授职称教授职称教授职称副教授职称讲师最终评定成绩：长沙学院教务处二0六年六月长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级1设计题目液压泵盖机械加工工艺及其钻 3X指导教师11孔工序夹具设计课程设计评分表（互评占 20%，指导教师评分占50%，答辩占30%）工作量 及态度0 1.2工艺部分0 1.2夹具部分0 1.2工作图纸或工艺 卡质量01效果00.8分 数 总 和考勤、质 量、完整 性工 艺 方 案工艺过程合 理 性有无创新定位方案精度计算其它计算有无创新结整体质量布

2、 局宀 完 整 性主观质量评价小组互评指导教师答辩得分总评得分答辩提问及回答：1、本次加工限制几个自由度? 答：限制6个自由度。2、定位基准是什么？定位基准是直径26的内孔和工件左端面。3、怎么实现定位？ 答：通过两孔一面实现定位。评定等级：教师签名:教研室意见：教研室主任签名：日 期:系（部）意见：系主任签名： 日 期:课程设计课题任务书指导教师学生姓名学号班级课题名称编制液压泵盖零件的机械加工工艺，设计钻3X 11孔专用夹具内 容 及 任 务根据给定的零件图样，生产纲领按中等批量。编制液压泵盖零件的机械加工工艺规程，编制工序的工序卡及设计其专用机床夹具。拟 达 到 的 要 求 或 技 术

3、指 标一、设计图纸1、 毛坯图、零件一毛坯合图各一张（3或4号图CAD出图，手工图为2号或3号装配）2、 关键工序机械加工工艺规程卡片一张（4号图）3、指定工序夹具装配图一张 （2或3号图）4、夹具部分零件图12张（图幅自定）二、设计说明书1、设计说明书（一份，格式按毕业设计规范要求 ）2、夹具3D装配效果图一张（3或4号图，可渲染 卜夹具视频一份。以书面交设计资料，冋时交电子文档备查。进 度 安 排起止日期工作内容第一周至周3搜集、准备参考资料，完成机械加工工艺及比较第一周结束完成工乙卡及其相关计算，兀成零件疋位分析等第二周至周3设计夹具，完成装配图；建立部分零件三维模型第二周结束完成说明书

4、、全部图纸，准备答辩主要参考资料1 机械零件设计手册M.北京：机械工业出版社,1998.2 谢祚水.机构优化设计概论M.北京：国防工业出版社，1997.3 孙桓机械原理M.北京:高等教育出版社,2001.4 濮良贵机械设计M.北京：高等教育出版社,20015 夹具设计手册系（部）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化第1章液压泵盖零件工艺分析21.1液压泵盖零件的作用与结构 2.液压泵盖零件的作用 2.1.1.2 液压泵盖零件的结构特点 2.1.1.3 液压泵盖零件的结构工艺性 2.1.2液压泵盖零件关键表面的技术要求3.第2章液压泵盖零件工艺设计42.1液压泵盖生产类型的确定42.2液压泵

5、盖毛坯的选择与毛坯图说明 4.2.3液压泵盖工艺路线的确定 5.2.4加工余量、切削用量、工时定额的确定2.4.1 钻孔 3X 117.2.5工序尺寸与公差的确定2.5.1 钻孔 3X 1112第3章夹具设计133.1钻3X11孔夹具设计 133.1.1 钻3X11孔夹具总体方案设计 13夹具定位分析及误差计算 13夹紧机构设计与夹紧力计算 153.1.4 对刀及导引装置设计 163.1.5 夹紧操作动作说明 16设计心得I 22参考文献25附录I钻3© 11孔夹具三维图I摘要在机械制造过程中， 各种零部件的加工过程中都需要用到夹具， 夹具是一 种装夹工件的工艺装备， 它广泛地应用于

6、机械制造过程中的切削加工， 装配，焊 接和检测等工艺过程中， 它能使工件在加工过程中定位和夹紧， 从而提高工件的 加工精度，稳定产品质量， 另外有利于提高劳动生产率和降低成本， 除此之外它 还能扩大机床工艺范围，所以说，机床夹具对零件的加工精度起到了重要作用。 在本次课程设计中， 我们组的课题是液压泵盖加工工艺及夹具的设计， 我们按照 液压泵盖零件要求对其进行加工工艺的设计， 使其从一个毛坯变成一个合格的产 品。关键词 ：液压泵盖，加工工艺，夹具前言这是我们进行毕业设计之前对所学课程的一深入的综合性的连接， 也是一次 理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。对我们

7、大学期间的理论知识学习有很好的实践检验作用。通过这次课程设 计。我们能锻炼的的部分有：1.熟练运用机械制造基本理论知识，去解决零件在加工中的定位，夹紧，工 艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，来保证加工质量。2. 能使我们更熟悉各类绘图软件工具，学会使用手册，查阅各种资料来解决我们遇到的各种问题。第1章液压泵盖零件工艺分析1.1液压泵盖零件的作用与结构液压泵盖零件的作用图1.1零件图零件为液压泵盖，属于盖体类零件。它和其他零件一起装配液压泵的腔体结 构来存储输送分配液压油，工作中，零件内表面受到液压力的冲击，因此有一定 刚度要求，与其他零件相配合的表面有一定精度要求。液压泵盖零件的结构特点零件为液

8、压泵盖，如图所示，为齿轮泵中右端盖，齿轮泵体内一对齿轮通过 轴，轴承被左右端盖所支承，图中2X 25.5H8的孔就是支承孔，A面与泵体接 触，用7X M8的螺栓将泵体与左右端盖连接起来，右端 B面及66F9止口与液压 泵支架配合，并通过3X 11孔用M10的螺栓固定在支架上，能起到密封作用。1.2液压泵盖零件关键表面技术要求通过对零件图的分析，知道原图是正确，完整。尺寸公差及技术要求齐全。其A基准面要求较高，25.5H8,2 X 32H8精度要求也比较高。该零件的大部 分表面需要切削加工， 各表面的加工精度都可以获得。 阿棉加工采用金刚石车即 可达到要求。 4小孔是油孔，钻通即可，加工不成问题

9、。 该零件的工艺性良好。1.2.1 主要加工面及要求( 1 ) A 面基准面：与B面的距离是43mm表面粗糙度为Ra0.8，平行度公差为 0.01 ，与孔 25.5H8 轴的垂直度为 0.03 。(2) B面：表面粗糙度为3.2，平行度公差为0.15，与A面平行度为0.1。(3) 支承孔：孔径25.5H8，表面粗糙度为1.6。(4) 螺杆连接孔：孔径7X M8表面粗糙度为12.5。(5) 止口：直径66F9,需要倒角，表面粗糙度为3.2其与支承孔25.5H8 同轴度为 0.03。(6) 螺栓连接孔：孔径为11，需要倒角，表面粗糙度为 12.5。第2章液压泵盖零件工艺设计2.1液压泵盖生产类型的

10、确定由于年产量为6000件，生产类型为大批量生产2.2液压泵盖毛坯的选择与毛坯图说明221毛坯的选择(1) 零件材料是ZL106,毛坯采用硬模铸造，在铸造时采用金属型模具(2) 零件在加工过程中不加工面进行定位少，故零件选用毛坯为粗铸件， 铸件需要加工面尺寸等级为IT8，不需要加工尺寸公差等级为IT12。、(3) 毛坯的技术要求，铸件必须经过失效处理，不得有气孔沙眼等铸造缺 陷。毛坯图及说明X51L冋图2.1毛坯图2.3 液压泵盖工艺路线的确定2.3.1 基准的选择(1) 粗基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一， 基准面的选择是否正确与合 理关系到零件的加工质量以及生产效率的高低

11、， 如果选择不当， 在加工过程中出 现很多问题，更可能造成零件的大批报废使生产无法进行。对于零件而言， 尽可能选择不加工的表面为粗基准， 而对若干个不加工表面 的工件，则应以与加工表面要求位置精度较高的不加工表面作为粗基准， 根据这 个原则，现取 78 为粗基准，利用三爪卡盘作为加工 A 面的定位基准，限制 6 个自由度，达到完全定位。(2) 精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工序 基准不重合时，应进行尺 寸换算，使选择的设计基准与工序基准重合。2.3.2 确定各加工面的加工方法根据各加工面的加工精度与表面粗糙度的要求，选定下列加工方法(1) A 面基准面，采用车方法，经过粗车

12、，半精车，精车，金刚石车 最后达到要求。(2) B面，采用车方法，经过粗车，半精车。(3) 内孔2X 25H8,26H8,2X 32H8采用绞，经过粗绞，半精绞，精绞。(4) 孔7X 8.5，3X 11采用钻即可达到要求。( 5) 7X 15 采用扩。( 6)66f9 外圆，采用车方法，经过粗车，半精车。2.3.3 工序的集中于分散工艺方案的比较与分析 下述两个方案：加工方法与定位基准基本上一样， 不同的是加工的顺序不同， 方案一加工比较集中， 工艺经过同一机床换夹具和刀具， 比较麻烦， 对于大批量 生产，换刀与换刀比较费时，所以采用换机床，通过中和考虑两个方案，最后采 用第二个工艺方案。2.

13、3.4 拟定加工工艺路线制定工艺路线的出发点，是使零件的几何尺寸形状位置精度等技术要求得到合理保证1）工艺路线方案 1工序 1 工序 2 工序 1 工序 4 工序 5粗车 A 面，以以A面及内孔以 B 面及内孔78 定位。25H8定位，粗车 B面及 66f9外圆内孔26h8。26H8定位，粗绞 2X 25.5H8,2 X 32H8以A面及内孔，钻7X 8.5孑L。以A面及，钻3X 11孔工序 6 钻 4工序7以A面及内孔 25h8定位，扩7X 15及倒角。工序8 以外圆 66f9定位，半粗车A面。工序9以B面及内孔 26h8定位，半精镗 2X 25.5H8,2 X 32H8工序10以A面及内孔

14、 25.5H8定位，半精车B面及 66f9外圆，内孔 26H8,倒角。工序11以B面及内孔26H8定位，精镗2X 25.5H8,2 X 32H&工序12以外圆 66f9定位，精车A面。工序13以外圆工序 66f9定位，金刚石车A面。工序 14 去毛刺。工序 15 终检。工序1粗车A面，以 工序2以A面及内孔 工序3以A面及内孔 工序4以B面及内孔 工序5以A面及内孔 工序6以A面及内孔 工序 7 钻孔 4。工序8以A面及内孔2）工艺路线方案 278 定位。25.5H8定位，粗车 B面及 66f9外圆。25.5H8 定位，粗镗内孔26H8。26H8定位，粗镗 2X 25.5H8，2X 3

15、2H&25.5H8 定位，钻孔 3X 11 孔。25.5H8 定位，钻孔 7X 8.525.5H8定位，扩内孔7X 15及倒角。工序9以外圆 66f9定位，半精车A面工序10以A面及内孔工序11以A面及内孔工序12以B面及内孔25.5H8定位，半精车B面及66f9外圆，倒角。25.5H8定位，半精镗内孔26H826H8定位，半精镗 2X 25.5H8，2X 32H8工序 13 以外圆 66f9 定位，精车 A 面。工序14以B面及内孔 26H8定位，精镗2X 25.5H8, 2X 32H8工序15以外圆 66f9定位，金刚石车A面。工序 16 去毛刺。工序 17 终检。2.3.4 工艺

16、设备与工艺装备的选择（1）工艺设备工序 1234是粗车，粗镗，各工序不多，精度要求不高，零件尺寸不大，选 用 C6201 型卧式车床即可。工序567为钻孔，工序不多，而且精度要求不高，可选用 Z3025钻床。工序 8 选用 C620-1 型卧式车床。工序 9， 10， 11 ， 12 为半精车，半精镗，选用 C620-1 卧式车床。工序 14 为精镗，零件尺寸不大，是回转体，故在车床上加工，由于精度要 求高，面粗糙度小选用C616型卧式车床。工序1315为精车，故选用CM6125型卧式车床。（2）选择夹具在钻孔4,311,78.5，半精镗2X 25.5H8, 2X 26h6时需要专业夹具，其

17、他都用通用夹具。（3）选择刀具在车床的工序， 一般都选用硬质合金车刀与镗刀， 所以加工零件时， 粗加工 用YG6半精加工用TG3精加工用YG6X钻孔使用直柄麻花钻。（ GB/T6135.3-1996） 扩孔采用锥柄扩孔钻孔（ GB/T1141-1984） 金刚石车采用金刚石车刀。2.4 加工余量，切削用量，工时定额的确定2.4.1 钻 3X 11 孔（李晓东）（1 ）加工余量本工序为钻3X 11孔考虑加工余量1.5mm可一次钻削加工余量1.4mm 就可达到要求。（2）钻孔切削用量F=1 Cv9.4 Zv 0.25Xv0, yv 0.4,m=0.125本工序为3X11mm勺通孔，单边切屑余量为

18、5.5mm1，确定进给量f本工序为钻孔，钻孔使用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996),钻头直径为d011.00，HBS<2O0 f=0.051.6，选取 Z3025钻床的主轴进给量为 f=1.00。2, 确定切削速度V3, 切削速度：CVd0ZvMkv(2.1)TMapXvfyvKtv1.0,Kmv 1.0, Ksy 0.9, Ktv 1.0, Kxy 0.84, Klv 1.0Kv K tv K mv K sy K tv K xy K lv0.756CV d 0ZvTMapXvfyvKv=5.88m/min(2.2)170.2r/ min(2.3)1000v1000 5.88d

19、03.14 11取 n=200r/min实际d0n 3.14 11 200v6.9m /min1000 1000(3) 工时定额TjI h I2fn(12)(2.4)l D 虫 cosk2l224l2 3, l122 11 cos902 7.52T 48 3 7.5 7min 2.05min9 / 212.5 工序尺寸与公差的确定钻3X 11 （李晓东）11mm加工余量本工序为钻3X 11孑L,经济精度为IT12，基本尺寸为1.5mm可一次钻削加工余量1.4mm就可达到要求。第 3 章夹具的设计3.1 钻 3X 11 孑夹具的设计3.1.1 钻 3X 11 孑夹具总体方案的设计（李晓东）夹具是

20、一种装夹工件的工艺装备， 它广泛应用于集资额制造过程。 应用机床 夹具，有利保证工件的加工精度， 提高产品质量； 同行提高劳动生产率和降低成 本；除此之外，有利于扩大机床工艺范围，实现一机多用。本夹具为加工3个非规则排列的 11mm通孔，由于这些通孔在加工的时，位置不对称，因此需要专门的夹具，机床使用立式机床，刀具为麻花钻。3.1.2 定位分析及误差计算（ 1 ）定位基准的选择由零件要求可知，本工序为钻 3个11mm的通孔，所以本工序要限制的自由 度为 6 个。定位方案一：以加工 A面为定位基面，在已经加工好的 25.5通孔处使用一 圆轴为定位基准，再在另一个孔处使用菱形销做好辅助定位。定位方

21、案二：以加工面B面为定位面，在已经加工好的 25.5mm通孔处用用 一长销做固定轴定位。设计夹具定位方案如下：方案一的定位原理为一面两销。一面限制三个自由度，一个短销，限制两个 自由度，一个菱形销限制一个自由度，。实现了完全定位。其定位符合加工精度 的要求。是合理的。图3.1定位原理图1方案二的定位原理为：一面一销，一面限制3个自由度，一个短销限制两个 自由度。有一个沿销轴中心线的旋转为限制， 且与销接触的孔为非加工表面，对 于钻孔，除了沿销中心轴线的方向自由度不限制外， 其余均要求限制。因此该方 案不合理。图3.2定位原理图2比较两种方案，明显方案一为典型的一面两销定位， 可靠性高可行性好，

22、工 具夹紧采用垫圈和六角螺母。工件和转盘连成一体，绕轴转动，二钻模板位置不 变，从而实现刀具不动，工件动。（2）夹具定位误差分析考查工件尺寸与使用夹具有关的功能或许尺寸要求有： 3个孔的圆心以非对 称的形式排列在直径105mr，i圆心相对于直径78,圆心偏移1.6mm的圆上。通孔 长 14mm工序基准为两孔中心连线，与定位基准一致，不存在基准不重合误差。下图 中画出了工件两孔中心连线与夹具上两销中心连线偏移的情况， 当两孔直径为最 大，两销直径为最小时，可能最大偏移角为：DWD1maxarctan (diminD2max2Ld2min )(3.1)代入数据得:DWarctan (0.10.02

23、5 0.1 0.042)2 3312确定菱形销的直径公差得到:d2 = 25.50.0060.019工序基准为A面，定位基准也为A面。不存在基准不重合误差，又定位端面 都已加工过，其基准位置误差近似等于零，故定位误差为零。一面两销定位，为 了装夹方便，将短销改为定位轴，其定位误差为零。1，内孔定位：定位心轴的选用，该定位心轴为间隙配合的心轴。装卸工件 较方便，可实现轴向定位，但定心精度要求的精度较低。考虑到311孔的技术精 度要求不高，因此选择定位心轴是较合理的。2，一面两孔的设计过程(取两销中心距为mm(取圆柱销直径为25.5选取菱形销宽度b=5mm计算菱形销与其配合孔的最小空隙：2min(T_k T_x1min)b (0.03 0.010.07) 5(3.2)D225.5钻3X11孔夹具夹紧机构与夹紧力计算(1)夹紧机构根据生产率的要求，运用手动夹可以满足，加工零件采用螺旋压紧机构通过 M20的螺母将工件压在转盘上，有效的提高了工作的效率，夹紧主要是防止工件 在钻孔作用下产生倾覆和震动。(2)切削力及夹紧力计算钻头为高速钢麻花钻头钻11mm勺孔的轴向力，扭矩及功率的计算: 扭矩的计算公式为：(3.3)查表得：Cm=0.117 Zm 2.0yM °.61.0mmrMe Cmaf fyM查表得:KmfHBS79onF 0.6因