泵盖机械加工工艺规程及工艺装备设计-毕业论文设计

1、（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：泵盖机械加工工艺规程及工艺装备设计设计题目：泵盖机械加工工艺规程及工艺装备设计机由学院别:专 业:机械设计制造及其自动化专 业:机械设计制造及其自动化“机械制造技术基础”课程设计任务书设计者：学号：设计题目：泵盖机械加工工艺规程及工艺装备设计工艺文件编制（批量1万件年）序言机械制造工艺学课程设计是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的 综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对将从事的工

2、作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。一、零件分析（一）零件图U不WL稿件不允许而裂工去电蝴边.孝加表西热江舞叫L 广I *I； HT2O-4&,，X S （二）零件工艺分析分析零件图可知，泵盖图的各表面均要求铳、磨、切削加工，47mm、。18和45mm孔的端面均为平面， 可以防止加工过程中钻头钻偏， 为保证孔的加工精度，可先用钻头在套筒的中间钻出一个44mm的通孔。然后再在该孔的基础上近一步向外扩，直至达到精度要求，其余的表面用铳磨的方法加工。除此外，其他表面的加工精度要求均不太高，不需要高精度机床加工，一般

3、通过铳削的粗加工 就可以达到加工要求。而主要加工表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正 常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。(三)主要加工表面加工表面尺寸及偏差 mm公差及精度等级表面粗糙度 Ra m泵盖图左端面71IT83.2泉盖图右端面71IT812.5泵盖图侧面13IT812.57mm孔77IT712.5()18mm 孔180 0. 027IT71.6()5mm 孔0500.012IT71.6二、毛坯选择(一)选择毛坯根据该零件的形状可以看出属于盘套类零件。该零件的材料选为45钢即可,由于该零件在工作时受力不大，所以通常采用铸铁件。由于该套筒的尺寸不大，且生产类型属于大批

4、量生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用模锻方法制造 毛坯。毛坯成形方法的选择也应遵循功能性原则、经济性原则和可行性原则。(二)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量经查表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项 因素。、公差等级有泵盖图的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。、铸件重量由实物成品零件可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量大约为6kg o、零件的材质系数由于该零件的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该零件 的材质系数属M1级。4 、零件表面的粗糙度由零件图可知，该套筒各加工表面的粗糙度Ra均大于等于0.8 m m。根据上述因素，可查表确定该零件

5、的尺寸公差和机械加工余量，查得结果列于下表中。（三）毛坯尺寸公差及机械加工余量项目mm机械加工余量mr1尺寸公差mm备注孔径70表 2-103.01- -表 2-14孔径18+ 0.027 富18。表 2-102.5表 2-14孔径5+50 0.012表 2-102.0表 2-14泵盖图端面(j) 71表 2-102.0表 2-14泵盖图侧面13表 2-102.0表 2-14三.定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。（一）精基准的选择根据该泵盖图的技术要求和装配要求，选择泵盖图右端面和轴孔18mm作为精基准，零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行加工

6、，即遵循了 “基准统一”原则。轴孔18mm的轴线是设计基准，选用其精基准定位加工套筒各端面和各表面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用泵盖图左端面作为精基准同样是遵循了 “基准重合”的原则，因为该零件在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准；另外，为了避免在机械加工中产生加紧变形，根据加紧力垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则。(二)粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。对该零件可以选择78mm的外圆面或轴孔的左端面作粗基准。采用 18mm外圆面定位加工内孔 可保证孔的壁厚均匀。四.工艺路线的拟定(一)表面加工方法的选择根据

7、泵盖图零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件 各表面的加工方法，如下表：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度 Ra u m加工方案备注泵盖图左端面IT83.2粗车一半精车一一精车表18泵盖图右端面IT812.5粗车一半精车一一精车表18泵盖图侧面IT812.5粗车一半精车一一磨削表16r i孔9mmIT712.5TSW半精一精链1 7()18mm 孔IT71.6粗锥半精链一精链表17()5mm 孔IT71.6粗锥半精链一精钱表17(二)力口工阶段的划分该零件加工质量要求较高，夸奖加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段 在粗加工阶段，首先将精基准（泵盖图右端面和轴孔）准备好，使

8、后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铳泵盖图 各端面、各表面及对轴进行钻孔，弁在半精加工阶段对钻孔进行外扩成018mm、C7mm和眄mm的孔和完成泵盖图两端面的精铳加工。在精加工阶段， 进行泵盖图两端面的磨削加工。（三）加工顺序的安排具体方案：基准加工-主要表面粗加工-钻孔-主要表面精加工论证：此方案在同时进行粗加工后，进行钻孔，在钻孔后对零件各表面进 行精加工，即满足了设计要求又节省了时间。机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准一一泵盖图右端面和轴孔 18mm。遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工续。遵循“先主后次”原则，先加工主

9、要表面一一泵盖图右端面和轴孔书8mm ,后加工次要表面。最后进行精加工。热处理工序铸造成型后切边，进行热处理，硬度为 hb170-241 ,泵盖图两端面在精加工 之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。辅助工序粗加工泵盖图两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去 毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上述，该泵盖图工序的安排顺序为：基准加工一一主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。（四）确定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则的基础上，该零件的工艺路线如下表：工序号工序名称机床设备刀具量

10、具1粗铳泵盖图两端面立式铳床端铳刀游标卡尺2钻通孔钻床麻花钻卡尺3粗扩、精扩、钱由8、厮、5孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、钱刀卡尺、塞规4半精铳泵盖图两端面立式铳床端铳刀游标卡尺5粗铳71表面立式铳床铳刀6半精铳71表面立式铳床铳刀7粗铳、半精铳孔两端面立式铳床端铳刀游标卡尺8去毛刺钳工台平锂9中检塞规、百分表、卡尺等10磨削外表面平面磨床砂轮游标卡尺11清洗清洗机12终检塞规、百分表、卡尺等（五）工序的集中与分散该零件是生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具， 以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时 间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有

11、利于保证各加工表面之间的相对 位置精度要求。五、工序内容的拟定（一）、工序尺寸和公差的确定1.加工泵盖图两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 第1、2两道工序的加工过程为：(1)以左端面B定位，粗铳右端面 A,保证工序尺寸 Pi；(2)以右端面定位，粗铳左端面，保证工序尺寸P2；(3)以左端面定位，半精铳右端面，保证工序尺寸P3,达到零件图设计尺寸L的要求，L=71mm由下图可找出工艺尺寸链(1 ) 由上图可知，P3+P2+P1=L=71mm , ，(2)在设计时可以用P1作为粗加工时的工序尺寸、用 Z1作为半精铳余量，其 中半精铳余量可通过查表得知 Z1=1mm ,则P1 = (

12、71+1) mm=72mm 。由于工序尺寸是在粗铳加工中保证的，因此粗铳工序的经济加工精度等级可达到B面的最终加工要求一一IT8 ,因此确定该工序尺寸公差为IT8 ,其公差值为0.054mm ,故 P1 = ( 72 0.027 ) mm。(3)同样用Z2表示粗铳余量，由于 B面的加工余量是经粗铳一次切除的，故Z2等于B面的毛坯余量，即 Z2 =2mm , P1 = (72+2) mm=74mm 。由表1-20确定该粗铳工序的经济加工加工等级为IT9 ,其公差值为 0.087mm，故 P1 = (74 0.043 )粗铳工序的经济加工加工等级为mm o(4) Z3为Pi的精铳余量为验证确定的工

13、序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。(1)余量Z3的校核，在图中所示尺寸链中Z3是封闭环，故Z3max=Pimax Pimin =72+0,027 ( 71 0.3) mm=1.327mm TOC o 1-5 h z Z =P P =72 0.027 ( 71+0) mm=0.973mm 3min1min1max(2) 余量Z2的校核，在图中所示的尺寸链中Z2是封闭环，故Z2max=P1max P1min =74+0,043 ( 72-0.027 ) mm=2.07mm,，-Z2min=P1min P1max =74 0.043 ( 72+0,027 ) mm=1.93mm余量校核结

14、果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。2.钻一扩一较 18mm 7mm和咆mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定由表2-29可查得，018mm孔的精较余M Z=0.08mm ;粗较余M Z=0.1mm ;钻孔：Z=19mm o查表1-20可依次确定确定各工序尺寸的加工精度等级为，精较：IT8 ;粗较：IT10 ;钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工 步的公差值分别为，精钱： 0.033mm ;粗钱：0,052mm ;钻：0.21mm。同样的方法可查出7mm孔的公差值分别为，精较：0.035mm ;粗较：0.1mm ;钻：0.25mm。(二)设备工N装备的选择.机床设备的选用

15、在大批量生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选通用 设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征， 如“四面组合机床”。.工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出他们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。因该零件是生产类型为大批量生产，所选用的夹具均为专用夹具。(三)切削用量的的选择1,粗铳套筒两端面该工序分两个工步，工步 1是以B面定位，粗铳 A面；工步2是以A面定位，粗铳B面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此 它们所选用的切削速度V和进给量 悬L样的，只要背吃刀量不同。(1)背吃刀量的确定工

16、步1的背吃刀M api取为Zi, Zi等于A面的毛坯总余M减去工序 2的余M Z3, 即Zi=2,5mm 1 mm=1.5mm ;而工步2的背吃刀M ap2取为Z2,则如前所已知Z2=2mm , 故 ap2=2mm。(2)进给量的确定由表5-7知，按机床功率为510kw、工件一一夹具系统刚度为中等条件选f取，该工序的每齿进给量z取为0.我mmz。(3)铳削速度的计算由表5-9知，按端铳刀、d / Z325/14的条件选取，铳削速度v可取为1000Vn 厂d 0.5mmin。由公式 d可求得该工序铳刀转速，n 1000 40.5m / min/ x 125mm 103.2r / min ,参照表

17、 4-15 所列 X51 型立式铳1000vn床的主轴转速，取转速 n=100rmin 。再将此转速代入公式”d ,可求得该工序的实际铳削速度v =n d /1000 100r / min Xjr 125mm/1000 39.25m / min o.半精铳泵盖图左端面(1)背吃刀量的确定，取 ap =Z3=1mm。(2)进给量的确定由表5-8知，按表面粗糙度 Ra2.5 u m的条件选取，该工序的每转进给量f取为 0.4mmr。(3)铳削速度的计算由表5-9知，按镶齿铳刀、取，铳削速度v取为46.6mmind 由表5-9知，按镶齿铳刀、取，铳削速度v取为46.6mmin、z f / z0.08

18、mm / z 的条件选，由公式n 1000V / 7Td可求得铳刀转速n 1000 n 1000 x46.6m / min/ x125mm 183.12r / min,参照表4-15所列立式铳床的主轴转速，取转速n=100rmin。再将次转速代入公式（5-1 ） n=1000V址d ,可求出该工序的实际铳削速度正耨 125mm/1000. 39.25m / min 。v -n , 正耨 125mm/1000. 39.25m / min 。.钻、粗饺、精饺16mm孔 （1）钻孔工步）背吃刀量的确定a p =14.8mm。）进给量的确定由表5-22知，选取该工步的每转进给量f -0.18mm/ r

19、）切削速度的计算由表5-22知，按工件材料为）背吃刀量的确定a p =14.8mm。）进给量的确定由表5-22知，选取该工步的每转进给量f -0.18mm/ r）切削速度的计算由表5-22知，按工件材料为45的条件选取，切削速度v可取为24mmin。由公式n 7000V P d可求得该工序钻头转速参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速 n=960rminn=516.44rmin ,再将此转速代入公式n -1000v / d ,可求出该工序的实际钻削速度n 贝d /1000 -960r / min x X14.8mm/1000- 44.61m / min 。（2）粗校工步）背吃刀量

20、的确定取 ap=0.16mm）进给量的确定）切削速度的计算由表5-31知，选取该工步的每转进给量由表5-31知，切削速度v可取为3mmin0.5mm/ ro由公式n 1000V / d可求得该工序校刀转速 n=63,86rmin ,参照表4-9所列Z525型立 式钻床的主轴转速，取转速 n=97rmin 。再将此转速代入公式 求得该工序的实际切削速度v =n% /1000 97 r / min x x14.96mm /1000 4.56m / min o（3）精校工步）背吃刀量的确定取 ap=0.04mm）进给量的确定）切削速度的计算）背吃刀量的确定取 ap=0.04mm）进给量的确定）切削速

21、度的计算由表5-31知，选取给工步的每转进给量由表5-31知，切削速度 v可取为4mmin0.5mm/ ro由公式1 Wf-n -1000V / d可求得该工序钗刀转速 n=84.93rmin ,参照表4-9 所列Z525型立江式钻床的主轴转速，取转速n=195rmin 。再将此转速代入公式 n 1000 v / d,可求得该工序的实际切削速度v =n :rd /1000 =195r / min x x15mm /1000=9.18m / min 。用同样的方法即可计算出超4mm和中80mm孔工序的切削用量及切削速度。nf,由此为:时，则较孔的每分4 )nf,由此为:时，则较孔的每分刀具的每分

22、钟进给量 f m、刀具转速n进给量f之间的关系为f可分别求出钱孔的每分钟进给量，即较孔fm 97r / min x0.48mm/ r46-56mm/ min,但实际计算出的fm =84.93r / min x0.5mm/ r -42.47mm / min ,令 f =0.55mm/ r钟进给量，f m=84.93r / min x0.55mm/ r 467mm/min这样组合机床切削用量的选择原则基本相符合。综上所述，各工位的被吃刀量和切削速度按前述保持不变，而只需将较孔f 0.55mm/ r的进给量改为即可。的进给量改为.基本时间t m的计算(1)工序1 粗铳泵盖图两端面 t根据表5-43中

23、面铳刀铳平面的基本时间计算公式j(l1l2) / Mz可求得该工序的基本时间。由于该共许包括两个工步，即两个工步同时加工(详见机械加工工艺过程卡片)，故式中l =2120mm=240mm , l 2 13mm,取E 2mm；11 0.5 (d . d 2-ae2 ) (1 3)0.5%(120 1.120 2 -1202) 2 |mm 十匕 (120 0) +2 mim 62mmfMz =fxn = fz xZxn = 0.3mm/ zx14z / rx100r / min = 420mm ,将上述结果代入公式t j二(1 +11 +1 2 ) / fMz ,则该工序的基本时间t j =(24

24、0mm +62mm +2mm)/ 420mm/ min = 0.72min 43s 。(2)工序2 半精铳泵盖图左端而同理，根据表 5-43中而铳刀铳平面的基本时间计算公式可求由该工序的基本时间。式中l 二 120mm;l i =62mm; l 2;1 3mm,取 l 2基本时间。式中l 二 120mm;l i =62mm; l 2;1 3mm,取 l 2= 2mm, f mz - fn - 0.4mm/ rx100r / min - 40mm/ min将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t j (l +l1嘘目2 ) / f mz_ (120mm 62mm 2mm) / 40mm/ min

25、 _ 4.6min - 276s(3)工序3 钻、粗较、精较 中6mm孔1 )钻孔工步根据表5-41 , 中，钻孔的基本时间可由公式t j L / fn (lI”为求得。式l =16mm; l 2 =2mm; l 1D .=_.cot K十(1 2);48 注 cot 54 0 + 2mm = 7.36f m0.18mm/ r ; n2960r / minO将上述结果代入公式，则该工序的基本时间为tj-(20mm 7.36mm 2mm)/(0.18 mm/ r 960r / min) 0.24min -14.4skt j 一 L / fn (l l 12 )/ fn 求根据表5-41知，较圆柱

26、孔的基本时间可由公式得。式中12由表5-42按 kr150、ap ( D d ) / 2(14.96mm 14.8 mm) / 20.08mm 的条件查得0.5mm/ r ; n 97r 将上述结果代入公.= 0.37mm; l 0.5mm/ r ; n 97r 将上述结果代入公l1 l31mm; f式，则该工序的基本时间t j-(31mm 0.37mm 15mm)/(0.5 mm/ rx97r / min) - 0.96min 57.4s3 )精校工步同上，根据表5-41可由公式 L / fn (I !棺求得该工步的基本时1 l 2kr =150、ap = (D 飞)/ 2 = (15mm

27、14.96mm)/ 2 面2mm问。 由表5-42按的条件查得 L 0.19mm; l 2 13mm;而 l 31mm; f 0.5mm/ r; n 195r/ min#上述结 果代入公式，则该工序基本时间t 1尹(31mm - 0.19mm - 13mm)/(0.5 mm/ rx195r / min) :0.45min m 27.2s.辅助时间tf的计算辅助时间t f与基本时间tj之间的关系为t（0.15 0.22t因此我们就取 t0.科，则各工序的辅助时间分别为：工序1的辅助时间：t f = 0.15； 41 =6.15 ;工序2的辅助时间：t f = 0.15269 =40.35;钻孔工步的辅助时间：t f - 0.15 13.1 -1.96;粗校工步的辅助时间：t f -0.15 56.3三8.44 ;精校工步的辅助时间：t f -0.15 27 =4.05 ;.其他时间的计算除基本时间与辅助时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、 休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该零件的生产类型为大批量生产， 分摊到每个工件上的准备与终结时间就非常少了，可忽略不计；布置工作地时 间是作业时间的2%7%,休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%,我们可 取3%,则各工序的其他时间（ 卡 ?可按关系式（3% 6%）（W +t