毕业设计(论文)-柱塞泵体加工工艺及专用夹具设计(全套图纸)

1、毕业设计（论文）-柱塞泵体加 工工艺及专用夹具设计（全套图 纸）学士学位论文论文题目The design of machining process and special fixture forpiston pump学生姓名-33 -佳木斯大学2015年6月-31 -国内图书分类号:学校代码:际图书分类号:密级:工学学士学位论文柱塞泵体加工工艺及专用夹具设计学 生:导师:申请学位:专业:所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：佳木斯大学-31 -Classified Index:U.D.C:Dissertation for the Bachelor Degree in En

2、gineeringThe design of machining process and special fixture forpiston pumpBachelor：Supervisor：Academic Degree Applied for： Bachelor of EngineeringSpeciality ：Affiliation ：School of Mechanical EngineeringDate of Defence ：June, 2015Degree-Conferring-Institution ：Jiamusi University本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具

3、设计、金属切削机床、公差合 与测量等多方面的知识。柱塞泵缸体零件加工工艺及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

4、、误差。AL空具体Al洗夹具 体Al -辘配工序卡片5 张工艺过程卡 片A3-柱塞泵 体零件图A4 一对刀决设计说明书-50页制彳牛事件图-32 -全套图纸，加153893706AbstractThis 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 knowl

5、edge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 。 140 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 technologi

6、cal 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 worki

7、ng 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 conne

8、ction 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, t

9、he localization, the error摘要第1章绪论1.11.21.31.41.5机械加工工艺概述机械加工工艺流程 夹具概述 机床夹具的功能 机床夹具的发展趋势1.5.1机床夹具的现状1.5.2现代机床夹具的发展方向第2章零件的分析2.1 零件的作用2.2 零件的工艺分析.第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式.I.11123334.666.773.2柱塞泵体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施3.2.1 孔和平面的加工顺序3.2.2 加工方案选择3.3柱塞泵体加工定位基准的选择3.3.1粗基准的选择332精基准的选择777889Abstract3.4 制定工艺路线

10、103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.6确定切削用:及基本工时11-31 -第4章 像泵体端面圆周均布的7-Pcc。故 校验合格。最终确定 ap=l. 0mm, nc=480r/min, Vf=480mm/s, V c=119. 3m/min f 产0. 16mm/z。6）计算基本工时ta=L/ Vf （12+15）/480=0. 052mino工步二：车6 48外圆选择硬质合金车刀1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择0mm, 一次走刀即 可完成所需长度。2）机床功率为7. 5kw查切削手册f=0. 140. 27nnn/zo选较小量f=0. 14mm/zo 3）

11、查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表3. 7,后刀面最大磨损为1. 0l. 5mm。fi切削手册表3. 8,寿命T=254min4）计算切削速度 按切削手册，查得Ve=98mm/s, n=479r/min, VgOnun/s据CA6140卧式车床车床参数，选择m=48。1*/111111,匕产480111111/5,则实际切削速度V e=3.14 X 80 X 480/1000=119. 3m/min,实际进给量为 f te=V Pcc。故 校验合格。最终确定 ap=l. 0mm, ne=480r/min, Vfc=480imn/s, V c=119. 3m/min, f x=0. 16mm/z

12、 6）计算基本工时ta=L/ Vf （12+25）/480=0. 054min工序40钻中心孔表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-134直柄麻花钻2. 020. 0在各种机床上，用钻 模或不用钻模钻孔GB1437-134直柄长麻 花钻1. 031. 5在各种机床上，用钻 模或不用钻模钻孔GB1438-134锥柄麻花站3. 0-100. 0在各种机床上，用钻 模或不用钻模钻孔GB14311-134锥柄长麻花钻5. 050. 0在各种机床上，用钻 模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册孟少农 主编，查机表2.4T7钻头的磨钝标准及耐用度可得

13、，耐用度为HT15000,表10. 2-5标准高速钢 麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角夕=30,锋交2。=118,后角 a , =10,横刃斜角 0=50, L=U17mm, 116mmo表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6117-134） mm直径范围直柄麻花钻11111,13411. 20151101表3-7通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6117-134）（ ）d (mm)62 4)a f18. 618. 00301181240-110表3-8钻头、扩孔钻和较刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径do (mm)W2

14、0高速钢铸铁0. 50. 8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径do(mm)11 20钻头（钻孔及 扩孔）铸铁、铜合金 及合金高速钢110钻头后刀面最大磨损限度为6 50.8mm刀具耐用度T = 110 min.确定进给量查机械加工工艺手册孟少农主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的 进给量为f=0. 250. 65/z ,根据表4. 11中可知，进给量取f=0. 110 mm/r o.确定切削速度查机械加工工艺手册孟少农 主编，表10.4T7高速钢钻头在球墨 铸铁(1110HBS)上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12?/ nin ,参考 机械加工工艺手

15、册孟少农 主编，表10.4-10钻扩较孔条件改变时切削速度 修正系数七-1.0, Rn =0.134。V=12x0.85=10. 32；/ nin(3-17)1000x16.52=111 niin(3-18) 查表 4. 2-12可知，取 n = 150 r/min则实际切削速度叫田 150. 3/4x5=11.8,h/ nin10001000,确定切削时间 查机械加工工艺手册孟少农主编，表10. 4-43,钻孔时加工机动时间 计算公式： lw+lf +/1 T= fn(3-111)其中 1 f = 4“ /2 x coti k, =5 mm =23 ?？贝！J：t=S + 3 + 5.7 =

16、11. Il5确定钻孔的切削用量25x6 工序50钻柱塞泵体圆周上七个均布柱塞孔 钻孔选用CA6140车床上机床，刀具选用GB1436-134直柄短麻花钻，机械加 工工艺手册第2卷。取 / = 0.30 mm/r确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10. 4-11 切削速度计算公式为kr m/min(3-20)查得参数为% =8.14=0.25,居=0=0.55,加=0.125，刀具耐用度T=35min/? = 1000x1.6=723.14x7所以选取V = ,B =1. 6m/nin35ol25x5xO.3-55/n = 120 r/ninv =所以实际切削速度为120x3.14x7

17、W00=2. 646/“血确定切削时间（一个孔）8 + 2 + 2 1= 2x0.3= 205-31 -佳木斯大学工学学士学位论文第4章 锋泵体端面圆周均布的7|)19().08孔的车床专用夹具4.1研究原始质料利用本夹具主要用来像泵体端面圆周均布的7- 019 士0. 08孔的车床专用夹具, 加工时除了要满足粗糙度要求外，还 应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时, 应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。本夹具无严格的技术要求，因此， 应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件

18、相对道具及 机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此， 在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力 (切削力等)作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成 一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据 加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；

19、为能方便、准确定位，常设置 预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部 分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铳床夹具，钻床夹具，镜床夹具，齿轮机床 夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。夹具的分类和作用：（1）按专业程度划分1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如, 车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铳床上的平口钳、分度头和回转工作

20、台等。这 类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广， 生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑, 操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用 于产品固定且批量较大的生产中。3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加 工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组 夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4

21、）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而 成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件 能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又 要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。（2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地 提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铳床夹具、 钻床夹具、镇床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。（3）按夹紧动力源

22、分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、 气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具的作用：L缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个 过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等 方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采 用了专用的定位装置（如V形块等），因此能迅速实现。2 .确保并稳定加I精度，保证产品质量加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素 的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。3 .降低对操作工人的技术要求和工

23、人的劳动强由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹 紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要 找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人 的劳动强度。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具， 电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划 线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般 用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹

24、工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低 劳动强度，精度不是主要考虑的问题。4.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铳加工，孔进行了 钻、扩、较加工。因此，定位、夹紧方案有：方案I：选底平面、工艺孔和大头孔外圆端来定位，即一面、一短圆柱销和v 型块定位，夹紧方式可设计圆环套在大头孔圆周边进行夹紧。方案n：应用一面即柱塞泵缸体底面，一销即定位于大头孔外端的挡销和工

25、艺孔的心轴来定位，夹紧方式就用螺母在心轴上夹紧。方案山：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，还有一挡销定位于大头 孔外端，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面三种方案：方案I中的V型块定位造成过定位，而夹紧方式加 大了设计量，装、取工件也不易。方案n中的心轴夹紧、定位是不正确的，也端 是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案卬满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选 择小头孔为定位基准来设计镜模，从而保证其尺寸公差要求。4.3 切削力及夹紧力的计算刀具的几何参数：K海=60 K刑=90 /6=104=0 a。=80由参考文献5查表1

26、- 2 - 3可得：圆周切削分力公式：F c= 2943Sy”5Kp式中 =0.4 / = 0.15mm / rK p = KmpKk% K 绰p Kp Krp查表1一2-4得：K皿,=(?)查表1 25取乱= 0.6 n = 0.75736由表1 2 6可得参数：= 0,94 K徇=1.0 K如=1.0储=1.0即：E=764.8(N)同理：径向切削分力公式：弓=2383075VL匕式中参数：K k* =0.77 K =1.0 K.=1.021.0即：6=327.74(N)轴向切削分力公式：号=3326a。$口苫勺式中参数：砥”=1.11K.=1.0 K,jp =1.05=1.0即：F. =

27、605.48(/V)根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利 的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以 安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：1匕=KF安全系数K可按下式计算有:：K = K.KlK2K5K4K5K.式中：K。七为各种因素的安全系数，查参考文献表1-2-1可得:K(=1.2x1.0x1.0x1.0x1.3x1.0x1.0 = 1.56= 1.2x1.2x1.05x1.2x1.3x1.0x1.0 = 2.36K f = 1.2 x 1.2 x 1.0 x 1.2 x 1.3 x 1.0 x 1.0 = 2.25所以有：=9工

28、=1193.08(%)Wx=Kp，Fp= 766.37(N)WK = Kf =1359.90()螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：W =。0 /ytg(P +九依(。+ 2)式中参数由参考文献5可查得：/ = 6.22 r = 2.76 /=90(p2 =9050 a = 2 29其中：L = 33(?) 2 = 80(TV)螺旋夹紧力：1%=4748.2(N)该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1移动压板受力简图由表1-2-26得：原动力计算公式W.=WK- 7()即：卬=卬。力% = 4748.2 x 33x0.9% 才 9032.75(N)由上述

29、计算易得：必：跌由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便， 决定选用手动螺旋夹紧机构。4.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和一个心轴定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满 足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：(1)定位误差：当短圆柱销以任意边接触时金用=% + % + Amin当短圆柱销以固定边接触时_盘十% 式中Amm为定位孔与定位销间的最小间隙通过分析可得：3d = 0.052mm=0.01 mmmm = 0皿？因此：当短圆柱销以任意边接触时A。卬=0.063/?/ 夹紧误差：=(ymax-ymin)cosa其中

30、接触变形位移值：5= KERaz + Kb HB) + g - = 0.014y.o 13 cos a = 0.013mm J Jr(3)磨损造成的加工误差：A.”通常不超过0.0()5(4)夹具相对刀具位置误差：取0.01误差总和：,+卬=。.096 0.5?？从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.5 零、部件的设计与选用4.5.1 定位销选用本夹具选用一可换定位销和挡销来定位，其参数如下：表4.1定位销参数dHDh九b4CG公称尺寸允差141816150.01122514M1241表4. 2挡销参数dHD5h%b4CG公称尺寸允差3686+0. 023+0. 0151

31、2112120.44.5.2 夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如下表：表4. 3移动压板参数公称直径LBH/b4dK645208196.67M654.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求(1)应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的, 足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退 火等处理方式。(2)应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具 应有足够的厚度，刚度可以适当加固。(3)结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互

32、位置精度与每个表面的要 求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足 功能性要求(刚度和强度)前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。(4)应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累 会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至 发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之 间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。(5)安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重 力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定 和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具 布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状, 取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过 程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠, 所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和 操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部 分会落在夹具，