机械制造技术课程设计-泵盖加工工艺及铣大端面夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u8997第1章绪论 绪论全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1引言制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，剑，弓，箭等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程，主要围绕生活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝，钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空。1.2机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。制订工艺规程的程序：1、计算生产纲领，确定生产类型2、分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度4、制订工艺路线5、进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。）1.3研究方法及技术路线1、深入生产实践调查研究在深入生产实践调查研究中，应当掌握下面一些资料：工程图纸，工艺文件，生产纲领，制造与使用夹具情况等。2、制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查，确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成，选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序，选择机床设备等），进行工序设计（确定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺装备，计算时间定额等），确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3、确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，以确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。4、确定夹具其他部分的结构形式如分度装置，对刀元件和夹具体等5、绘制夹具总装配图在绘制总装配图时，尽量采用1：1比例，主视图应选取面对操作者的工作位置。绘图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧表面和被加工表面等。其中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构，传动装置等顺序，画出具体结构。6、标注各部分主要尺寸，公差配合，和技术要求7、标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注、夹具名称，编号，序号，零件名称及材料，数量等。8、绘制家具零件图拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相同。第2章加工工艺规程设计2.1零件的作用题目所给的零件是泵盖，泵盖放置在刹车泵或离合器泵的储液罐上端。泵盖上有橡胶密封垫防止刹车液漏出，水分进入。泵盖可能是塑料或金属制成。形状有圆的，方的或长方的，由螺纹，螺栓或线箍定位。2.2零件的结构工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是泵盖需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1.后端面

2.Φ24端面4-Φ6.6孔、Φ12孔2-Φ16孔后端面Φ6孔Φ6孔‘M12×1.5螺纹孔C向面Φ6孔2-Φ4孔

泵盖的2-Φ16孔与后端面的垂直度允差为0.03mm。第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。3.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由以上及零件知，选用前端面作为定位粗基准。3.2.2精基准选择的原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由以上及零件知，选用后端面作为定位精基准。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。最终工艺方案如下：工序01：铸造工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗铣、精铣后端面工序04：铣Φ24端面工序05：钻4-Φ6.6孔、锪平Φ12孔工序06：钻、扩、铰2-Φ16孔；钻后端面Φ6孔工序07：钻Φ6孔；扩Φ6孔至Φ10.5孔；攻M12×1.5螺纹孔工序08：钻、铰C向面Φ6孔工序09：钻、铰2-Φ4孔（配作）工序10：钳工去毛刺工序11：检验至图纸要求并入库3.4选择加工设备及工艺装备工序03：粗铣、精铣后端面，刀具：硬质合金端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铣床X52K。工序04：铣Φ24端面，刀具：硬质合金端铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铣床X52K。工序05：钻4-Φ6.6孔、锪平Φ12孔，刀具：钢锥柄麻花钻，锪孔钻；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525工序06：钻、扩、铰2-Φ16孔；钻后端面Φ6孔，刀具：钢锥柄麻花钻、扩孔钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525。工序07：钻Φ6孔；扩Φ6孔至Φ10.5孔；攻M12×1.5螺纹孔，刀具：钢锥柄麻花钻、扩孔钻、丝锥；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525。工序08：钻、铰C向面Φ6孔，刀具：钢锥柄麻花钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525工序09：钻、铰2-Φ4孔（配作），刀具：钢锥柄麻花钻、、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525。3.5确定切削用量及基本工时工序03：粗铣、精铣后端面工步一：粗铣底面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工步二：精铣底面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：铣Φ24端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀内铣完，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，则机动工时为工序05：钻4-Φ6.6孔、锪平Φ12孔工步一：钻4-Φ6.6孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=4则机动工时为 工步二：锪Φ12沉孔深61.选择钻头选择高速钢锪刀，其直径d=12mm2．选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H有。（2）计算切削速度根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，,切削速度的修正系数为：，，，，故根据Z525型钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=545r/mm，。3．计算基本工时工序06：钻、扩、铰2-Φ16孔；钻后端面Φ6孔工步一：钻孔至2-Φ15确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：扩2-Φ15孔至Φ15.8利用扩孔钻将Φ15孔至Φ15.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步三：铰2-Φ15.8孔至Φ16确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步四：钻后端面Φ6孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序07：钻Φ6孔；扩Φ6孔至Φ10.5孔；攻M12×1.5螺纹孔工步一：钻Φ6孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Φ6孔至Φ10.5孔利用扩孔钻将Φ15孔至Φ15.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：攻M12×1.5螺纹孔选择M12mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.75mm/r398r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工序08：钻、铰C向面Φ6孔工步一：钻C向面Φ5.8孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：铰C向面Φ5.8孔至Φ6确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序09：钻、铰2-Φ4孔（配作）工步一：钻2-Φ3.8孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：铰2-Φ3.8孔至Φ4确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为

第4章铣床夹具设计4.1定位机构在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。“点”的含义；“点”表示对自由度的限制，与直接接触点不同；支承点必须适当分布；夹具上的定位元件与工件的定位基准始终保持紧密接触或配合，才能起到限制自由度的作用；定位与夹紧的概念就分清：将夹具上定位元件抽象转化为相应的定位支承点，每个支承点限制某一方面的自由度，并不是说工件已失去了在该方面移动或转动的可能性。这种可能性需要用夹紧装置夹限制。工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也可不限制，视加工时的具体情况而定。因此，按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度数是工件定位中应解决的首要问题。4.2定位元件的确定本工序选用的定位基准为前端面和两个R34外圆定位，所以相应的夹具上的定位元件应是支承板和固定V形块及活动V形块。因此进行定位元件的设计主要是对支承板和固定V形块及活动V形块进行设计。4.3定位基准的选择1、前端面与支承板相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、R34外圆与固定V形块相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。3、另一个R34外圆与活动V形块相配合，限制一个自由度，即Z轴转动。零件限制六个自由度，属于完全定位，故设计合理。4.4定位误差分析定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图4-1所示图4-1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。图4-2定位误差计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情况，确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。如零件图所示以支承板和固定V形块及活动V形块定位，铣工件上的大端面，由零件图可知，工序基准是R34外圆，定位基准是前端面，故基准不重合。按式表（4-1）得设计误差分析时因此4.5切削力的计算与夹紧力分析本夹具是粗铣、精铣大端面，粗铣时切削力是最大的，故按粗铣时计算切削力。计算切削力如下：查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由粗铣大端面的工时计算知，，=0.2mm，，，，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即=1529.4N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为5380N4.6夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择是用固定V型块、可调V型块、螺杆和滚花螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

结束语本设计中是泵盖加工工艺的编制和专用夹具的设计，毕业设计应该说是对我们大学几年所学理论知识的一次总结、检验、完善。在做毕业设计的时候，遇到了很多的问题，通过老师和专业各老师的指导，我逐步克服困难，顺利的完成了毕业设计的相关工作。通过这次毕业设计我深深地体会到了，态度决定一切，对于任何事只要我们抱着良好的心态去面对，我们就能克服任何可能遇到的困难。在本次的毕业设计过程中，我对机械加工工艺设计及夹具设计有了更深的了解，增强了查阅工艺手册及夹具的手册的能力，同时也提高了我对本专业知识的综合运用能力，使我对机械制造工艺装备的认识有了进一步的提高，为我今后从事这方面的工作打下坚实的基础。本次毕业设计主要是机械加工工艺规程设计和专用夹具设计。机械加工工艺规程设计运用了基准选择等知识，夹具设计的运用了工件定位、夹紧机构等知识。通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次设计还存在很多不足之处。由于对知识的掌握不够扎实，在设计过程中不能全面地考虑问题。仍需要进一步研究和实践。参考文献[1]艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册[M]（第三版）.北京