柱塞泵體工藝和工裝夾具設(shè)計(jì)[2套]【含CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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In the course of the development process, it is necessary to determine the process to install the work place and the process needed further work, the process of the processing machine tools and locomotives of the feed rate, cutting depth, cutting speed and spindle speed, the process of the fixture, and cutting tools Measuring, and cutting the number and length of the knife away, the final calculation of the basic processes of time, support time and work to serve the time.key words: Process Technology Step Allowance Orientation Program Clamping force引 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)校完成了大學(xué)三年的全部課程，并在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是完成工程師基本訓(xùn)練的一個(gè)必不可少的過程。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)課題，在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間認(rèn)真調(diào)查研究、搜索資料。本次設(shè)計(jì)涉及到機(jī)床、工藝、工裝、夾具等機(jī)制專業(yè)的大部分專業(yè)知識(shí)，是一次全面、系統(tǒng)地檢驗(yàn)自己在大學(xué)期間對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中做到嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、一絲不茍的精神，盡量使自己的設(shè)計(jì)達(dá)到要求的較高水平。通過獨(dú)立地查找資料、分析計(jì)算完成方案設(shè)計(jì)，繪制圖紙和編寫技術(shù)文件等，使自己對(duì)機(jī)制專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。本說明書是設(shè)計(jì)柱塞泵體零件加工工藝規(guī)程及裝備之用，是工作者在進(jìn)行大量生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，再和現(xiàn)場(chǎng)了解相結(jié)合，選用“機(jī)械制造工藝學(xué)”和“機(jī)床夾具設(shè)計(jì)”編寫而成。本書系統(tǒng)地介紹了柱塞泵體零件加工工藝過程以及其工藝裝備的選用、零件的功用及結(jié)構(gòu)分析、加工余量、工序尺寸、公差、確定工時(shí)、切削余量、速度的計(jì)算選用、工件加工夾具的設(shè)計(jì)等，是一份較為全面的設(shè)計(jì)說明書。本次設(shè)計(jì)為期一個(gè)多月，承蒙學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心和支持，特別是XXX老師的悉心指導(dǎo)，在此特表謝意！由于編者水平有限、經(jīng)驗(yàn)不足，再加成稿倉促，本書有許多不足之處，懇請(qǐng)老師指正。 編者：張學(xué)珍 2008年X月XX日第一章 零件的分析1.1零件的作用柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作腔的容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，容易得到高精度的配合，所以這類泵的特點(diǎn)是泄露小，容積效率高，可以在高壓下工作。柱塞泵的工作原理：它是由斜盤、柱塞、缸體、配油盤等主要零件組成。斜盤和配油盤是不動(dòng)的，傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體、柱塞一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞靠機(jī)械裝置或低壓油作用下壓緊在斜盤上。當(dāng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在其自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤窗口向外壓出。缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油和壓油動(dòng)作。改變斜盤的傾角，可以改變柱塞往復(fù)行程的大小，因而也就改變了泵的排量。柱塞泵體的加工是柱塞泵加工過程中的主要環(huán)節(jié)，它的加工質(zhì)量的好壞直接影響著柱塞泵的產(chǎn)品的性能和耐用性，從而提出零件的制造工藝方面的要求：加工精度和加工表面質(zhì)量。前者包括了零件的尺寸精度、形狀精度和位置精度；后者包括了零件表面的粗糙度、波度、和物理、機(jī)械性能；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠加工。在工件上應(yīng)有足夠的加工空間，以便刀具能夠接近加工部位，如留有必要的退刀槽和越程槽等；要能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如加工表面盡可能地安排在同一平面或同一軸線上，以便采取多刀或多件加工的高效生產(chǎn)方法。零件圖如圖所示1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) B面螺紋孔距A面距離，IT10級(jí)(2) 孔底面到A面距離， IT11級(jí)(3) A面表面粗糙度為3.2(4) C面表面粗糙度為3.2由上面分析可知，可以先加工各面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此泵體零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。第二章 確定毛坯、畫毛坯圖2.1確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。22確定鑄件加工余量及形狀根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，由參考文獻(xiàn)表可知其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，為成批量生產(chǎn)，應(yīng)注意此柱塞泵體零件內(nèi)部孔需鑄出，還應(yīng)為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。毛坯最大外形尺寸：756580mm。參考文獻(xiàn)1表2.3-6該種鑄件的尺寸公差等級(jí)CT8-13級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)，故取CT為10級(jí)，MA為G級(jí)。鑄件的分型面選擇通過B面孔中心線在A面的投影面。參考文獻(xiàn)1表12-2，用查表法確定個(gè)表面的總余量如表所示如下表：各加工表面總余量加工表面基本尺寸mm加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值A(chǔ)面及其對(duì)面70H5 C面及其對(duì)面63H5兩工藝臺(tái)最大長(zhǎng)度76H530孔內(nèi)表面30G2.5參考文獻(xiàn)1表12-4可得鑄件主要毛坯尺寸的公差.如下表：主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯、尺寸公差等級(jí)A面及其對(duì)面7057511 C面及其對(duì)面6356811兩工藝臺(tái)最大長(zhǎng)度764801130孔內(nèi)表面302.5+2.52510最終確定毛坯圖如下：第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)31選擇定位基準(zhǔn)正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。 在制定工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各個(gè)表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個(gè)加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 “基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則應(yīng)選擇多個(gè)表面加工時(shí)都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)制造工作。“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可采用這兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。 “自為基準(zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。此外，精基準(zhǔn)的選擇還應(yīng)便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準(zhǔn)的原則，有時(shí)是相互矛盾的。例如，保證了基準(zhǔn)統(tǒng)一就不一定符合基準(zhǔn)重合等等。在使用這些原則時(shí)，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點(diǎn)，合理選用這些原則。結(jié)合此零件的特點(diǎn)精基準(zhǔn)采用內(nèi)孔定位。 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個(gè)表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報(bào)廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時(shí)，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時(shí)，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。結(jié)合此十字頭零件的粗基準(zhǔn)采用各表面定位。32制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效010粗銑A面，半精銑A面020粗銑C面，半精銑C面030粗銑B面，半精銑B面040粗銑D面，半精銑D面050锪20孔，深3060鉆B面工藝孔，12.5，保證公差為js8070鉆A面孔并攻M33的螺紋 080鉆D面孔并攻M14的螺紋090攻B面螺紋100鉆C面孔并攻2-M10的螺紋110檢驗(yàn)120入庫3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具3.3.1選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備機(jī)床的選擇 工序1、2、3、4采用X5028立式銑床即可工序5、6、7、8、9、10采用Z535立式鉆床及自動(dòng)攻絲機(jī)選擇夾具該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金車刀即可保證加工質(zhì)量。在锪孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。鉆孔工序采用高速鋼麻花鉆。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。其他對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。3.4加工工序設(shè)計(jì)工序8：鉆的孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2.5mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工步輔助時(shí)間為：1.76min第四章 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工此柱塞泵體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)銑C面夾具。4.1銑夾具設(shè)計(jì)4.1.1問題的提出本夾具主要用來粗、精銑C面并達(dá)到表面粗造度3.2的要求。此工序夾具工序靠前在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。4.1.2夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇在進(jìn)行銑加工工序時(shí)，采用V型塊來限制四個(gè)自由度，同時(shí)側(cè)面支承塊可限制二個(gè)自由度，到此完成定位基準(zhǔn)選擇。銑削力與夾緊力計(jì)算本步加工可按銑削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的夾緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。4.2鉆夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鉆孔夾具。4.1.1問題的提出本夾具是用來鉆的A面孔工序只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問題.4.1.2夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)選擇在進(jìn)行銑槽加工工序時(shí)，由于A面對(duì)面及B面，B面工藝孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔，面與A面對(duì)面作為定位基準(zhǔn)。由一個(gè)長(zhǎng)銷穿在的孔上，A對(duì)面有支承塊支承，可限制六個(gè)自由度。現(xiàn)決定采用麻花鉆加工30的孔。4.1.3切削力及夾緊力計(jì)算本夾具是在鉆床上使用的，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)底面施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm)螺紋升角()1螺紋副的當(dāng)量摩擦()2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角()r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑()根據(jù)參考文獻(xiàn)6其回歸方程為 FjktTs其中Fj螺栓夾緊力(N)； kt力矩系數(shù)(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =2000N根據(jù)參考文獻(xiàn)1，表2.4可查得：鉆削力計(jì)算公式為圓周分力 查表可得： 代入得 =查表可得鉆削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 故夾緊可靠。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。在論文工作中，得到了本院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)致 謝在本次設(shè)計(jì)過程中，得到了XXX（畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師）的大力幫助。在這，首先向XXX表示最真摯的感謝！感謝他在百忙之中多次利用休息時(shí)間耐心的給予指導(dǎo)與幫助！與此同時(shí)，機(jī)械工程學(xué)院機(jī)制教研室的全體老師 給予了我熱心的指導(dǎo)與幫助，在此一并向幫助過我的老師和朋友們表示最真摯的謝意！是你們的熱心幫助，我能完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成三年的學(xué)習(xí)總結(jié)。在此，我祝愿母校能發(fā)展越來越好，盡快的升為大學(xué)，我能為自己為科院人而自豪，永遠(yuǎn)記得老師教我們的先做人再學(xué)習(xí)，在以后的工作中勤奮工作。參考文獻(xiàn)1現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法，段明揚(yáng)主編2007年1月，廣西師范大學(xué)出版社2現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程，段明揚(yáng)主編 2007年1月，廣西師范大學(xué)出版社3機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編1999年10月，機(jī)械工業(yè)出版社4切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，艾興等編2000年3月，機(jī)械工業(yè)出版社5機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，王光斗等主編2000年11月，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社6金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？萍汲霭嫔?機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理，龔定安等主編8機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，華楚生主編2000年4月重慶大學(xué)出版社17