机械制造技术课程设计泵体加工工艺及钻φ孔夹具设计全套图纸

1、宁XX大学课程设计(论文)泵体加工工艺及夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师摘 要本文是对泵体零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对泵体零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计泵体钻床夹具设计。关键词：泵体，加

2、工工艺，加工方法，工艺文件，夹具全套图纸，加153893706AbstractThis article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing

3、documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional p

4、roduction plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end

5、milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture目 录摘 要IIAbstract1目 录2第1章 序 言4第2章泵体的加工工艺规程设计12.1零件的分析1零件的作用1零件的工艺分析22.2确定生产类型32.3确定毛坯3确定毛坯种类3确定铸造加工余量及形状3绘制铸造零件图42.4工艺规程设计4选择定位基准4制定工艺路线52.4

6、.3 工艺方案的比较与分析7选择加工设备和工艺设备9机械加工余量、工序尺寸及公差的确定92.5确定切削用量及基本工时112.6本章小结21第3章 钻底面4-10孔夹具设计223.1 夹具的设计223.1.1 定位分析223.1.2 定位原理223.1.3 定位元件的分析233.1.4 夹紧元件的选择23定位误差的分析24切削力及夹紧力的计算253.2 夹具设计及操作的简要说明26结 论27参 考 文 献28致谢29第1章 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

7、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。机壳零件加工工艺及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、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，保证尺寸证零件的加工质量。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

8、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章泵体的加工工艺规程设计2.1零件的分析零件的作用题目所给的零件是泵体。泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。零件的工艺分析图1.1 泵体零件图零件的材料为

9、HT200，铸造性能和切削加工性能优良。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：泵体结构较为复杂，加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。泵体几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：（1） 32H11孔和有0.04的同轴公差要求。（2） 48H8孔和表面1都对于48H8孔内壁有0.04的垂直度公差要求。（3） 16H8孔与45H8内壁有60：0.004的平行度公差要求。2.2确定生产类型已知此泵体零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为

10、主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件零件结构简单，根据任务书，故选择铸造毛坯。确定铸造加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册172页表1-4-7绘制铸造零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。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，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确

11、定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：现确定工艺路线如下：方案一：工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准钻32H11孔、22孔。 刀具：麻花钻，机床：Z525工序 以表面为基准镗2-48H8孔。 刀具：镗刀，机

12、床：T68工序 以表面为基准钻，锪扩4-10孔，钻G3/8螺纹孔。 刀具:麻花钻、锪钻，机床：Z525工序 以表面为基准钻16-H8孔，留余量。 刀具：麻花钻，机床：Z525工序 以表面为基准钻12孔，留余量。铰12孔，攻螺纹G3/8孔。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥，机床：Z525工序 以表面为基准钻6×M8-7H孔。刀具：麻花钻，机床：Z525工序 以表面为基准与泵盖配钻2×6T14孔、铰2×6T14孔。 刀具：麻花钻，机床：Z525工序 以表面为基准镗32H11孔、22孔。 刀具：镗刀，机床：T61工序 以表面为基准铰2-48H8孔。 刀具：铰刀，机床：Z525

13、工序 以表面为基准精铣表面。 刀具：铣刀，机床：X52K工序 检查方案二：工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床：X52K工序 以表面为基准镗2-48H8孔。 刀具：镗刀，机床：坐标镗床TGX4132B工序 以表面为基准钻16H8孔，留余量。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻32H11孔，22

14、孔。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻，锪扩4-10孔，钻G3/8螺纹孔。 刀具：麻花钻、锪钻，机床：Z540A工序 以表面为基准钻12孔，留余量，铰12孔，攻螺纹G3/8。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥，机床：Z540A工序 以表面为基准钻6×M8-7H孔。 刀具：麻花钻，机床：Z540A工序 以表面为基准与泵盖配钻2×6T14孔，铰2×6T14。 刀具：麻花钻，铰刀,机床：Z540A工序 以表面为基准镗32H11孔, 22孔。 刀具：镗刀，机床：坐标镗床TGX4132B工序 以表面为基准铰2-48H8孔内壁，16H8孔。 刀具：铰刀，机床：Z54

15、0A工序 检查。以上所有刀具、机床选择均查找于机械制造工艺与夹具设计指导。2.4.3 工艺方案的比较与分析分析两套方案，不难看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的顺序明确、清晰；而第二套方案中第五部就铣了表面，而表面所要求的粗糙度为3.2，属于精度比较高的面，所以导致在接下来的工序中，难免会因为装夹、挂擦导致其精度降低，且在第二套方案中，钻孔步骤混乱，容易造成重复性装夹，浪费时间。但在第一套方案当中，工序和工序可排列在一起，从而减少换用机床时间，降低时间成本。改进的工艺如下：工序 铣表面，选用表面为粗基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表

16、面，以表面为基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 钻32H11孔, 22孔，以表面为基准。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。工序 镗2-48H8孔，以表面为基准。选用T68镗床，专用夹具，并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。工

17、序 钻16H8孔，以表面为基准，需留余量。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。工序 钻4-10孔，锪20孔，钻G3/8螺纹底孔，以表面为基准。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、锥柄锪孔钻、中心钻，深度游标卡尺进行测量。工序 钻12孔，以表面为基准，需留余量，铰12孔，攻螺纹G3/8。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀、公制细牙机用丝锥，深度游标卡尺进行测量。工序 钻6×M8-7H底孔，以表面为基准。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻，游标卡尺进行测量。工序 与泵盖配钻2×6T14孔，铰

18、2×6T14孔，以表面为基准。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀，游标卡尺进行测量。工序 镗32H11孔, 22孔，以表面为基准。选用T68镗床，专用夹具，并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。工序 铰2-48H8孔内壁，16H8孔，以表面为基准。选用Z525钻床，专用夹具，并且使用套式机用铰刀，锥柄机用铰刀，游标卡尺进行测量。工序 铣表面，以表面为基准。选用X52K铣床，专用夹具，并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。工序 检查。2.4.4选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K铣床工序5、6、7、11采用Z525钻

19、床选择夹具该泵体的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：泵体零件材料HT200，生产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。根据机械加工工艺设计实用手册表6-90，P516，选择铸造精度CT9；再由表6-79，P510,查得铸造斜度3°；未注明圆角半径R3。 铸件加工余量由机

20、械加工余量与公差手册，表31，P78中选择等级F；铸件机械加工余量由表3-3，P80，单面为3.5mm，孔和双面为3mm；铸件尺寸公差查表3-6，P84。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：加工表面加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸（mm）粗糙度（um）工序余量（mm）最小最大铣端面铸件3.5CT8粗铣0.75IT116.30.561.55铣端面铸件 3.5 CT8粗铣0.75 IT116.30.721.55精铣0.09IT76.30.561.55铣断面铸件3.5 CT8 铣削0.75 IT116.30.561.65铣端面铸件3.5 CT

21、8铣削 0.75 IT116.30.531.65铣端面铸件 3.5 CT8镗削 0.56 IT116.3 0.491.3钻、镗32H11孔铸件 CT8钻孔30IT12122.643.1镗孔 2.8 IT116.3 5.99.81钻、铰22孔铸件 CT8钻 15 IT1212 铰2 IT73.20.1290.28钻、镗2-48H8孔铸件 CT8钻 IT1212 镗3 IT73.22.9753.25钻、扩4-10孔铸件 CT8钻 8 IT1212扩 2 IT113.21.912.15钻、铰12孔铸件CT8钻10IT1212铰2IT113.21.892.15钻、攻G3/8螺纹孔铸件CT8攻4IT11

22、3.21.892.15钻6-M8-7H孔铸件 CT8钻 8 IT1212钻、铰2×6T14孔铸件CT8钻4IT1212铰2IT113.21.252.122.5确定切削用量及基本工时粗铣前端面机床：X52K铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长

23、度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min粗铣后端面机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数粗铣a面铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min 粗铣下底面机床：X52K铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边

24、余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.4铣上端面机床：X52K铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献

25、3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.5铣左端面机床：X52K铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作

26、台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min粗精镗48的切削用量及基本工时所选用刀具为硬质合金（钨钴类），直径为48的圆形镗刀。.确定切削深度 =.确定进给量根据切削用量简明使用手册表1.5可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，镗刀伸出长度为时： =0.150.40按机床的进给量（表4.29），选择， =0.25.确定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 = （3-11）转速，选择 =160=2

27、.6.计算基本工时选镗刀的主偏角=，则=，则： =117 2.5.6钻、铰16H8孔机床：Z525钻床刀具：16直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表28-10可查出，查Z525钻床说明书，取。 根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，故查Z525机床说明

28、书，取。实际切削速度为由参考文献2，表28-5，故校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，切削工时 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min 钻、锪扩4-10，4-20孔、钻G3/8螺纹孔 钻12孔、铰12孔、攻螺纹G3/8钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算

29、公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） = 钻孔攻丝M8机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔切削深度： 进给量：根据参考文献3表2.438，取。切削速度：参照参考文献3表2.441，取。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 攻丝M8机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取丝

30、锥回转转速：取实际切削速度： 由工序2可知： 走刀次数为1机动时间：14、 精铣前端面机床：X52K铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.6本章小结本章节主要从零

31、件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。第3章 钻底面4-10孔夹具设计3.1 夹具的设计在本次夹具设计中，设计钻底面4-10孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。3.1.1 定位分析在工件

32、的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心轴定位，工件以小V型块定位等。根据零件的形状，我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。所以在这道设计中采用外圆表面以及底平面和一侧端面为定位基准。3.1.2 定位原理在机械加工过程中，为了保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时，是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置，必须做到以下三点：（1） 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置；（2） 使夹具在机床上占有正确

33、的位置；（3） 使刀具相对于夹具占有正确的位置。工件在夹具中定位，就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这就可以通过设置定位支承点，限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前，可视为一个处于空间自由状态的刚体，根据运动原理学可知，任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度，即沿三个坐标轴轴向移动的自由度，分别用、来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用、来表示。由此看来，未限制六个自由度的工件的位置是不确定的，当然也是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置，必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。工件的六个自由度都是客观存在的，是工件在夹具中所占空间位置确定的最高

34、程度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位，意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。3.1.3 定位元件的分析在加工过程中，因为该零件较为复杂，加上零件的特殊性，因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移动方向和旋转方向，设计一拉杆限制了零件绕Z轴旋转的方面，一共限制了零件的五个自由度，达到不完全定位状态。不完全定位可分为下列两种情况：. 由于工件的加工前的结构特点，无法也没有必要限制某些方面的自由度；. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。3.1.4 夹紧元件的选择工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中，即使有很小