泵蓋零件加工工藝分析及鉆擴鉸Ф18H7夾具設計【課設】【3張CAD圖紙+說明書】
21頁 5700字數+論文說明書【詳情如下】
機械加工工藝卡片.doc
泵蓋毛坯圖A3.dwg
泵蓋鉆擴鉸Ф18H7裝配圖A1.dwg
泵蓋零件加工工藝分析及鉆擴鉸Ф18H7夾具設計說明書.doc
泵蓋零件圖A3.dwg
目錄
一 引言 2
二、零件的分析 3
2.1零件的作用 3
2.2、零件的工藝分析 3
三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 3
3.1、零件的結構與工藝分析 4
3.2、毛坯的選擇 4
四、選擇加工方法，制定工藝路線 5
4.1、機械加工工藝設計 5
4.2、制定機械加工工藝路線 6
五、選擇加工設備及刀具、夾具、量具 7
5.1、選擇加工設備與工藝設備 7
5.2、確定工序尺寸 9
六、確定工序切削用量及基本時間 10
6.2粗絞孔工步工步切削用量的計算 11
6.3精絞孔工步工步切削用量的計算 11
七、泵蓋的專用夾具設計 11
7.1 專用夾具的特點 12
7.2 專用夾具的設計要點 13
7.3對鉆、擴、鉸Ф18H7孔問題的提出和分析 13
7.4定位基準的選擇 14
7.5 切削力及夾緊力計算 15
7.6 定位誤差分析 15
7.7 鉆套的設計 16
7.8 夾具設計及操作簡要說明 18
八 設計總結 18
附錄 20
一 引言
課程設計是一個實踐性教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生在設計中能初步學會綜合運用過去所學過的全部課程知識，另外也為以后搞好畢業(yè)設計做一次綜合訓練。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉：
1．熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論，在保證零件加工質量的前提下。正確地解決零件加工中的工藝過程的合理設計、工藝裝備的選用及設計等有關問題，最后形成一定格式的機械加工工藝規(guī)程文件。
2．提高結構設計能力。學生通過親手設計工藝裝備的訓練，應當掌握如何根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理、能保證加工質量的工藝裝備來。
3．學會使用手冊及有關資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱出處，做到：了解資料、能找到資料和能熟練運用資料
二、零件的分析
2.1零件的作用
題目所給定的零件是液壓油泵的泵蓋。屬于蓋體類零件，它和其他零件一起裝配液壓泵的一個腔體結構用來儲存、輸送分配液壓油。工作中，零件內表面要受到液壓力的沖擊，因此對零件的剛度有一定的要求，零件的A面要與其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。
2.2、零件的工藝分析
由于此零件是液壓泵零件，起傳遞動力和液壓油分配所以對密封性能要求較高。該零件的幾組平面和有表面粗糙讀和位置度要求。
三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
3.1、零件的結構與工藝分析
由于泵體泵蓋是組成泵的主要元件，該零件的平面需要有表面粗糙度和位置精度的要求。
1）泵蓋的前端加工表面，粗糙度為12.5.
2）泵蓋的后端加工表面，需要一定的尺寸和位置精度。
3）4個Ф18/Ф9的沉頭孔，表面粗糙度為2.5.
4）Ф18的孔，表面粗糙度為2.5.
5）2個Ф8的孔，表面粗糙度為2.5.
6）2個Ф5的孔，表面粗糙度為2.5.
7）1個螺紋孔M12，表面粗糙度為2.5.
8）1個Ф8的深孔，表面粗糙度為2.5.
3.2、毛坯的選擇
由于該零件形狀復雜，根據零件材料為HT200，生產類型為中批生產，因此采用金屬型鑄造毛坯。
選擇毛坯及毛坯制方造法。
根據零件材料確定毛坯為鑄件根據構形狀、尺 寸大小和材料性能毛坯的鑄造方法選用----低壓鑄造毛坯公差等級---IT9。
級球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度，屈服強度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點因為零件。
要求無沙眼，所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的產生氣孔原因：
7.8 夾具設計及操作簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
八 設計總結
在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在設計中的不足之處還請老師指點。
參考文獻
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機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 共 頁 產品名稱 零件名稱 第 頁 材料牌號 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 備注 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 下料 時效處理（消除鑄件內應力） 2 定位 劃線、 在毛壞上標出 兩個 Φ 5 孔 。 3 粗銑端蓋前后端面 銑床加工 游標卡尺 夾具 銑刀 4 半精銑前兩端面。 銑床加工 游標卡尺 夾具 銑刀 5 鉆、精 鉸2× Ф 5 的孔 。 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 6 鉆、粗鉸、鉸4× Ф 18/Ф 9孔 鉆、粗鉸、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 7 鉆 — 精鉸 Ф 8的深孔。 鉆 — 精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 機械加工工藝過程卡片 8 鉆、精鉸 內螺紋 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 9 鉆 — 擴孔 Ф 24的孔 鉆 — 擴孔 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 10 鉆、精鉸2× Ф 8 的孔 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 11 鉆、粗鉸、精鉸 Ф 18孔 鉆、粗鉸、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 專用夾具 12 去毛刺 13 清洗 清洗機 14 檢測入庫 百分表 ,三用游標卡尺檢驗樣板 ,三棱平尺塞規(guī) 設計 （日期） 校對 （日期） 審核 （日期） 標準化（日期） 會簽 （日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 課程設計說明書 題 目 泵蓋零件加工工藝分析及夾具設計 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 1 目錄 一 引言 二、零件的分析 件的 作用 件的工藝分析 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 件的結構與工藝分析 坯的 選擇 四、選擇加工方法，制定工藝路線 械加工工藝設計 定機械加工工藝路線 五、選擇加工設備 及刀具、夾具、量具 擇加工設備與工藝設備 定工序尺寸 六、確定工序切削用量及基本時間 0 0 1 七、泵蓋的專用夾具設計 1 用夾具的特點 2 用夾具的設計要點 3 、鉸Ф 183 4 削力及夾緊力計算 4 位誤差分析 5 套的設計 6 具設計及操作簡要說明 8 八 設計總結 8 附錄 誤 !未定義書簽。 2 一 引言 課程設計是一個實踐性教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生在設計中能初步學會綜合運用過去所學過的全部課程知識，另外也為以后搞好畢業(yè)設計做一次綜合訓練。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉： 1．熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論，在保證零件加工質量的前提下。正確地解決零件加工中的工藝過程的合理設計、工藝裝備的選用及設計等有關問題，最后形成一定格式的機械加工工藝規(guī)程文件。 2．提高結構設計能力。學生通 過親手設計工藝裝備的訓練，應當掌握如何根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理、能保證加工質量的工藝裝備來。 3．學會使用手冊及有關資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱出處，做到：了解資料、能找到資料和能熟練運用資料。 二、零件的分析 3 題目所給定的零件是液壓油泵的泵蓋。屬于蓋體類零件 ，它和其他零件 一 起裝配液壓泵的一個腔體結構用來儲存、輸送分配液壓油。工作中，零件內表面 要受到液壓力的沖擊，因此對零件的剛度有一定的要求，零件的 A 面要 與其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。 件的工藝分析 由于此 零件 是液壓泵零件 ，起傳遞動力 和液壓油分配所以對密封性能要求較高。 該零件的幾組平面和有表面粗糙讀和位置度要求。 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 件的結構與工藝分析 由于泵體泵蓋是組成泵的主要元件，該零件的平面需要有表面粗糙度和位置精度的要求。 1） 泵蓋的前端加工表面，粗糙度為 4 2） 泵蓋的后端加工表面，需要一定的尺寸和位置精度。 3） 4 個 Ф 18/Ф 9 的沉頭孔，表面粗糙度為 4） Ф 18的孔，表面粗糙度為 5） 2 個Ф 8 的孔，表面粗糙度為 6） 2 個Ф 5 的孔，表面粗糙度為 7） 1 個螺紋孔 面粗糙度為 8） 1個 Ф 8 的深孔，表面粗糙度為 坯的選擇 由于該零件形狀復雜，根據零件材料為 H T 2 0 0 ，生產類型為中批生產，因此采用金屬型鑄造毛坯。 選擇毛坯及毛坯制方造法。 根據零件材料確定毛坯為鑄件根據構形狀 、尺 寸大小和材料性能毛坯 的 鑄 造 方 法 選 用 - - - - 低 壓 鑄 造 毛 坯 公 差 等 級- - - I T 9 。 級球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的 球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度，屈服強度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點因為零件。 要求無沙眼，所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的產生氣孔原因： 5 1）．空氣夾雜在熔湯中。 2）．氣體的來源：熔解時、在料管中、在模具中、離型劑。 改善方法： 1）．適當的慢速。 2）．檢查流道轉彎是否圓滑，截面積是否漸減。 3） ．檢 查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞 ，位 置是否位於最后充 填的地方。 4）．檢查離型劑是否噴太多，模溫是否太低 。 5）．使用真空。 四、選擇加工方法，制定工藝路線 械加工工藝設計 本零件的加工面有圓、內孔、端面等，材料為 表 1加工方法選擇如下： 加工表面 粗糙度要求 公差等級 加工方法 前端蓋 銑 — 半精銑 6 Ф 18孔 — 粗鉸 — 精鉸 4×Ф 18/Ф 9 — 粗鉸 — 精鉸 2×Ф 8 的孔 — 精鉸 2×Ф 5 的 孔 — 精鉸 Ф 24的孔 鉆 — 擴孔 7 — 精鉸 Ф 8 的深孔 — 精鉸 后端面 粗銑 定機械加工工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確為中批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本。 基準后其他”原 則，“先粗后精”原則，“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面，遵循“先面后孔”因此工序安排如下： 7 工序 1 時效處理。（消除鑄件內應力） 工序 2 劃線、 在毛壞上標出兩個Φ 5孔。 工序 3 粗銑端蓋前后端面。 工序 4 半精銑前兩端面。 工序 5 鉆、精鉸 2×Ф 5 的孔 。 工序 6 鉆、粗鉸、精鉸 4×Ф 18/Ф 9 孔。 工序 7 鉆 — 精鉸 Ф 8 的深孔。 工序 8 鉆、精鉸 內螺紋 工序 9 鉆 — 擴孔 Ф 24的孔 . 工序 10 鉆、精鉸 2×Ф 8 的孔 . 工序 11 鉆、粗鉸、精鉸 Ф 18孔 . 工序 12 去毛刺 工序 13 清洗。 工序 14 檢測入庫。 五、選擇加工設備及刀具、夾具、量具 擇加工設備與工藝設備 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 時效處理（去鑄件應力退火） 2 劃線、 在毛壞 8 上標出Φ 5孔。 3 粗銑前后端面 式銑床 端面銑刀 游標卡尺 4 半精銑前端面 式銑床 端面銑刀 游標卡尺 5 鉆、精鉸 2×Ф 5 的孔 直柄麻花鉆、鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 6 鉆、粗鉸、精鉸 4×Ф 18/Ф 9 孔 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 7 鉆 — 精鉸 Ф 8的深孔。 式鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 8 鉆、精鉸內螺紋 7. 。 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 9 鉆 — 擴孔 Ф24的孔 . 麻花鉆 擴孔鉆 游標卡尺、內徑百分表 10 鉆、精鉸 2×Ф 8 的孔 . 游標卡尺 游標卡尺 內徑百分表 11 鉆 、 粗鉸、精鉸 Ф18 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、 內徑百分表 9 12 去毛刺 13 清洗 清洗機 14 檢驗入庫 百分表 ,三用游標卡尺檢驗樣板 ,三棱平尺塞規(guī) 定工序尺寸 根據該泵蓋零件的形位特點，由表 2 - 1 ，可確定公差等級C T = 1 0 ，再根據表 2 - 3 、 2 - 4 （《設計指導書》），得泵 蓋金屬型鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量如表： 泵蓋毛坯尺寸公差及機械加加工余量 項目 /械加工余量 /寸公差 /后端面 3 12— ×Ф 18/Ф 9 1/10 Ф 18 ×Ф 5 ×Ф 8 24 2 8 、確定工序切削用量及基本時間 背吃刀量的確定，取7給量的確定，由表 5取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5工件材料為鑄鐵、硬度為 160條件選擇，切削速度 v 可取為22m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速n=412 /參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速度 / 1000v n d?? =000= 背吃刀量的確定，取給量的確定，由表 5 11 取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5削速度 v 可取為 4m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速 n=參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取 轉速 n=97 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速度 / 1000v n d?? =000= 背吃刀量的確定，取給量的確定，由表 5取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5削 速度 v 可取為 6m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速 n? 參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n =140 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速 度 / 1000v n d?? =000= 七、泵蓋的專用夾具設計 為了保證和提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。由老師分配的任務，我被要求設計工序 70:鉆、擴、鉸Ф 18，選用機床： 式鉆床。所以在設計專用夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺 12 母、螺栓、和快換墊 圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 用夾具的特點 1）保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2）提高生產效率 專業(yè)夾具的復雜程度要與工件的生產綱領相適應，應根據工件生產批量的大小選用不同復雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，以提高生產效率。 3）工藝性好 專用夾具的結構簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗和維修。專用夾具的生產屬于小批量生產。 4）使用性 好 專用夾具的操作應簡單，省力，安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑機構。 5）經濟型好 除考慮專用夾具本身結構簡單，標準化程度高，成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 13 用夾具的設計要點 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時，需綜合考慮以下因素： （ 1）要考慮各表面的精度和質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （ 2）根據生產類型來選擇，在大批量生產中可使用專用的高效率的設備；在單件小批量生產中則使用常 用設備和一般加工方法。 （ 3）要考慮被加工材料的性質。 （ 4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有的加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 （ 5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 、鉸Ф 18 本次設計的專用夾具主要用于鉆、擴、鉸Ф 18，與其他面沒有任何要求，本道工序加工精度要求不高，因此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 為了保證和提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計 專用的夾具。由老師分配的任務，我被要求設計工序 70:鉆、擴、鉸Ф 18，選用機床： 式鉆床。所以在設計專用夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操 14 作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增 加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由于該零件所設計的為鉆、擴、鉸Φ 18件左端面及兩側面作為定位面，本套設計定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個自由度（即 另一支承板相配 合限制兩個自由度（即 螺栓與一側面相配合限制一個自由度（即 這樣工件被完全定位。 削力及夾緊力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 15 鉆削力 式（ 5 鉆削力矩 式（ 5 式中： D=18 ? ? ? ?m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B? ? ? ? ? ? ?10 f m m r ???代入公式（ 5（ 5 ?? 7 8 9174 . 2 015 819 ?? 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。 位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基 準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據零件圖可知， T= ?? 96a 。d ???? ）（?已知孔的形狀公差為 據經驗公式， ??易知此結果符合。 16 套的設計 對于Ф 18加工需鉆、擴、鉸，因為鉆后還要擴、鉸，為了我們鉆后能及時的的擴、鉸。故選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：即先用Φ 17 的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知Φ 17 相配的快換鉆套的具體結構如下圖 圖 換鉆套 具體的尺寸如下圖 17 圖 套尺寸 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉，由上圖可知與Φ 17快換鉆套相配的螺釘的尺寸為 機床夾具標準件可知，鉆套壓緊螺釘的具體結構如下圖 圖 套螺釘 具體的尺寸如下圖 18 圖 套螺釘尺寸 具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削 力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 八 設計總結 在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前 19 上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在設計中的不足之處還請老師指點。 參考文獻 [1]、鄒青 主編 北京 社 2]、常明主編 武漢 2004 [3]、王先逵主編 北京 2006 [4]、李益民主編 機械工業(yè)出版社 5]、陳國香 M]華大學出版社，2006 [6]、黃健求 M]械工業(yè)出， 2004 [7]、楊峻峰 M]. 北京：清華大學出版社， 2005 [8]、方子良 M]海交通大學出 版社，2005 [9]、王伯平 M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 20 [10]、孫麗媛 M]002 [11]、 李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4 [12]、 陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，4 [13]、 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983， 7 [14]、 龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 共 頁 產品名稱 零件名稱 第 頁 材料牌號 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 每臺件數 備注 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 下料 時效處理（消除鑄件內應力） 2 定位 劃線、 在毛壞上標出 兩個 Φ 5 孔 。 3 粗銑端蓋前后端面 銑床加工 游標卡尺 夾具 銑刀 4 半精銑前兩端面。 銑床加工 游標卡尺 夾具 銑刀 5 鉆、精 鉸2× Ф 5 的孔 。 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 6 鉆、粗鉸、鉸4× Ф 18/Ф 9孔 鉆、粗鉸、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 7 鉆 — 精鉸 Ф 8的深孔。 鉆 — 精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 機械加工工藝過程卡片 8 鉆、精鉸 內螺紋 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 9 鉆 — 擴孔 Ф 24的孔 鉆 — 擴孔 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 10 鉆、精鉸2× Ф 8 的孔 鉆、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 夾具 11 鉆、粗鉸、精鉸 Ф 18孔 鉆、粗鉸、精鉸 游標卡尺、內徑百分表 鉆頭 絞刀 專用夾具 12 去毛刺 13 清洗 清洗機 14 檢測入庫 百分表 ,三用游標卡尺檢驗樣板 ,三棱平尺塞規(guī) 設計 （日期） 校對 （日期） 審核 （日期） 標準化（日期） 會簽 （日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 課程設計說明書 題 目 泵蓋零件加工工藝分析及夾具設計 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 1 目錄 一 引言 二、零件的分析 件的 作用 件的工藝分析 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 件的結構與工藝分析 坯的 選擇 四、選擇加工方法，制定工藝路線 械加工工藝設計 定機械加工工藝路線 五、選擇加工設備 及刀具、夾具、量具 擇加工設備與工藝設備 定工序尺寸 六、確定工序切削用量及基本時間 0 0 1 七、泵蓋的專用夾具設計 1 用夾具的特點 2 用夾具的設計要點 3 、鉸Ф 183 4 削力及夾緊力計算 4 位誤差分析 5 套的設計 6 具設計及操作簡要說明 8 八 設計總結 8 附錄 誤 !未定義書簽。 2 一 引言 課程設計是一個實踐性教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生在設計中能初步學會綜合運用過去所學過的全部課程知識，另外也為以后搞好畢業(yè)設計做一次綜合訓練。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉： 1．熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論，在保證零件加工質量的前提下。正確地解決零件加工中的工藝過程的合理設計、工藝裝備的選用及設計等有關問題，最后形成一定格式的機械加工工藝規(guī)程文件。 2．提高結構設計能力。學生通 過親手設計工藝裝備的訓練，應當掌握如何根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理、能保證加工質量的工藝裝備來。 3．學會使用手冊及有關資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱出處，做到：了解資料、能找到資料和能熟練運用資料。 二、零件的分析 3 題目所給定的零件是液壓油泵的泵蓋。屬于蓋體類零件 ，它和其他零件 一 起裝配液壓泵的一個腔體結構用來儲存、輸送分配液壓油。工作中，零件內表面 要受到液壓力的沖擊，因此對零件的剛度有一定的要求，零件的 A 面要 與其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。 件的工藝分析 由于此 零件 是液壓泵零件 ，起傳遞動力 和液壓油分配所以對密封性能要求較高。 該零件的幾組平面和有表面粗糙讀和位置度要求。 三、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 件的結構與工藝分析 由于泵體泵蓋是組成泵的主要元件，該零件的平面需要有表面粗糙度和位置精度的要求。 1） 泵蓋的前端加工表面，粗糙度為 4 2） 泵蓋的后端加工表面，需要一定的尺寸和位置精度。 3） 4 個 Ф 18/Ф 9 的沉頭孔，表面粗糙度為 4） Ф 18的孔，表面粗糙度為 5） 2 個Ф 8 的孔，表面粗糙度為 6） 2 個Ф 5 的孔，表面粗糙度為 7） 1 個螺紋孔 面粗糙度為 8） 1個 Ф 8 的深孔，表面粗糙度為 坯的選擇 由于該零件形狀復雜，根據零件材料為 H T 2 0 0 ，生產類型為中批生產，因此采用金屬型鑄造毛坯。 選擇毛坯及毛坯制方造法。 根據零件材料確定毛坯為鑄件根據構形狀 、尺 寸大小和材料性能毛坯 的 鑄 造 方 法 選 用 - - - - 低 壓 鑄 造 毛 坯 公 差 等 級- - - I T 9 。 級球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的 球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度，屈服強度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點因為零件。 要求無沙眼，所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的產生氣孔原因： 5 1）．空氣夾雜在熔湯中。 2）．氣體的來源：熔解時、在料管中、在模具中、離型劑。 改善方法： 1）．適當的慢速。 2）．檢查流道轉彎是否圓滑，截面積是否漸減。 3） ．檢 查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞 ，位 置是否位於最后充 填的地方。 4）．檢查離型劑是否噴太多，模溫是否太低 。 5）．使用真空。 四、選擇加工方法，制定工藝路線 械加工工藝設計 本零件的加工面有圓、內孔、端面等，材料為 表 1加工方法選擇如下： 加工表面 粗糙度要求 公差等級 加工方法 前端蓋 銑 — 半精銑 6 Ф 18孔 — 粗鉸 — 精鉸 4×Ф 18/Ф 9 — 粗鉸 — 精鉸 2×Ф 8 的孔 — 精鉸 2×Ф 5 的 孔 — 精鉸 Ф 24的孔 鉆 — 擴孔 7 — 精鉸 Ф 8 的深孔 — 精鉸 后端面 粗銑 定機械加工工藝路線 制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確為中批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本。 基準后其他”原 則，“先粗后精”原則，“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面，遵循“先面后孔”因此工序安排如下： 7 工序 1 時效處理。（消除鑄件內應力） 工序 2 劃線、 在毛壞上標出兩個Φ 5孔。 工序 3 粗銑端蓋前后端面。 工序 4 半精銑前兩端面。 工序 5 鉆、精鉸 2×Ф 5 的孔 。 工序 6 鉆、粗鉸、精鉸 4×Ф 18/Ф 9 孔。 工序 7 鉆 — 精鉸 Ф 8 的深孔。 工序 8 鉆、精鉸 內螺紋 工序 9 鉆 — 擴孔 Ф 24的孔 . 工序 10 鉆、精鉸 2×Ф 8 的孔 . 工序 11 鉆、粗鉸、精鉸 Ф 18孔 . 工序 12 去毛刺 工序 13 清洗。 工序 14 檢測入庫。 五、選擇加工設備及刀具、夾具、量具 擇加工設備與工藝設備 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 時效處理（去鑄件應力退火） 2 劃線、 在毛壞 8 上標出Φ 5孔。 3 粗銑前后端面 式銑床 端面銑刀 游標卡尺 4 半精銑前端面 式銑床 端面銑刀 游標卡尺 5 鉆、精鉸 2×Ф 5 的孔 直柄麻花鉆、鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 6 鉆、粗鉸、精鉸 4×Ф 18/Ф 9 孔 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 7 鉆 — 精鉸 Ф 8的深孔。 式鉆床 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 8 鉆、精鉸內螺紋 7. 。 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、內徑百分表 9 鉆 — 擴孔 Ф24的孔 . 麻花鉆 擴孔鉆 游標卡尺、內徑百分表 10 鉆、精鉸 2×Ф 8 的孔 . 游標卡尺 游標卡尺 內徑百分表 11 鉆 、 粗鉸、精鉸 Ф18 麻花鉆 鉸刀 游標卡尺、 內徑百分表 9 12 去毛刺 13 清洗 清洗機 14 檢驗入庫 百分表 ,三用游標卡尺檢驗樣板 ,三棱平尺塞規(guī) 定工序尺寸 根據該泵蓋零件的形位特點，由表 2 - 1 ，可確定公差等級C T = 1 0 ，再根據表 2 - 3 、 2 - 4 （《設計指導書》），得泵 蓋金屬型鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量如表： 泵蓋毛坯尺寸公差及機械加加工余量 項目 /械加工余量 /寸公差 /后端面 3 12— ×Ф 18/Ф 9 1/10 Ф 18 ×Ф 5 ×Ф 8 24 2 8 、確定工序切削用量及基本時間 背吃刀量的確定，取7給量的確定，由表 5取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5工件材料為鑄鐵、硬度為 160條件選擇，切削速度 v 可取為22m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速n=412 /參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速度 / 1000v n d?? =000= 背吃刀量的確定，取給量的確定，由表 5 11 取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5削速度 v 可取為 4m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速 n=參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取 轉速 n=97 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速度 / 1000v n d?? =000= 背吃刀量的確定，取給量的確定，由表 5取該工步的每轉進給量 f=r。切削速度的計算，由表 5削 速度 v 可取為 6m/公式（ 51000 /n v d?? 可求得該工序鉆頭轉速 n? 參照表 4列 立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n =140 /再將此轉速代入公式（ 5可求出該工序的實際鉆削速 度 / 1000v n d?? =000= 七、泵蓋的專用夾具設計 為了保證和提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。由老師分配的任務，我被要求設計工序 70:鉆、擴、鉸Ф 18，選用機床： 式鉆床。所以在設計專用夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺 12 母、螺栓、和快換墊 圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 用夾具的特點 1）保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2）提高生產效率 專業(yè)夾具的復雜程度要與工件的生產綱領相適應，應根據工件生產批量的大小選用不同復雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，以提高生產效率。 3）工藝性好 專用夾具的結構簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗和維修。專用夾具的生產屬于小批量生產。 4）使用性 好 專用夾具的操作應簡單，省力，安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑機構。 5）經濟型好 除考慮專用夾具本身結構簡單，標準化程度高，成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 13 用夾具的設計要點 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時，需綜合考慮以下因素： （ 1）要考慮各表面的精度和質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （ 2）根據生產類型來選擇，在大批量生產中可使用專用的高效率的設備；在單件小批量生產中則使用常 用設備和一般加工方法。 （ 3）要考慮被加工材料的性質。 （ 4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有的加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 （ 5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 、鉸Ф 18 本次設計的專用夾具主要用于鉆、擴、鉸Ф 18，與其他面沒有任何要求，本道工序加工精度要求不高，因此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 為了保證和提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計 專用的夾具。由老師分配的任務，我被要求設計工序 70:鉆、擴、鉸Ф 18，選用機床： 式鉆床。所以在設計專用夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操 14 作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增 加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由于該零件所設計的為鉆、擴、鉸Φ 18件左端面及兩側面作為定位面，本套設計定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個自由度（即 另一支承板相配 合限制兩個自由度（即 螺栓與一側面相配合限制一個自由度（即 這樣工件被完全定位。 削力及夾緊力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 15 鉆削力 式（ 5 鉆削力矩 式（ 5 式中： D=18 ? ? ? ?m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B? ? ? ? ? ? ?10 f m m r ???代入公式（ 5（ 5 ?? 7 8 9174 . 2 015 819 ?? 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。 位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基 準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據零件圖可知， T= ?? 96a 。d ???? ）（?已知孔的形狀公差為 據經驗公式， ??易知此結果符合。 16 套的設計 對于Ф 18加工需鉆、擴、鉸，因為鉆后還要擴、鉸，為了我們鉆后能及時的的擴、鉸。故選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：即先用Φ 17 的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知Φ 17 相配的快換鉆套的具體結構如下圖 圖 換鉆套 具體的尺寸如下圖 17 圖 套尺寸 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉，由上圖可知與Φ 17快換鉆套相配的螺釘的尺寸為 機床夾具標準件可知，鉆套壓緊螺釘的具體結構如下圖 圖 套螺釘 具體的尺寸如下圖 18 圖 套螺釘尺寸 具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削 力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 八 設計總結 在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前 19 上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在設計中的不足之處還請老師指點。 參考文獻 [1]、鄒青 主編 北京 社 2]、常明主編 武漢 2004 [3]、王先逵主編 北京 2006 [4]、李益民主編 機械工業(yè)出版社 5]、陳國香 M]華大學出版社，2006 [6]、黃健求 M]械工業(yè)出， 2004 [7]、楊峻峰 M]. 北京：清華大學出版社， 2005 [8]、方子良 M]海交通大學出 版社，2005 [9]、王伯平 M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 20 [10]、孫麗媛 M]002 [11]、 李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4 [12]、 陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，4 [13]、 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983， 7 [14]、 龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7