泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案.docx

泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案.docx

《泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案

此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取522192623@

序言

机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教案环节。

这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

由于所学的知识所限，考虑的不够全面，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教，提出您宝贵的建议。

1零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1零件的工艺分析

通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。

以下是泵体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度。

1.泵体底面的粗糙度为12.5μm；左端面粗糙度为3.2μm；右端面粗糙度为12.5μm；两侧的凸台表面粗超度Ra12.5μm。

底面两个φ9的通孔粗超度为25μm，底面两个φ20深度为2mm的孔粗超度为12.5μm。

2.孔φ60H7，粗糙度为63.2μm，对于左端面的垂直度为0.02；

3.孔φ15H7，粗糙度为3.2μm，对于φ60H7的同轴度为0.02。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

1.2零件的生产类型

零件的生产纲领：

大批量生产。

2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

2.1选择毛坯

该零件材料为HT200，零件结构比较简单，生产类型为大批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用机器铸造成形，以提高生产效率。

2.2确定机械加工余量

根据铸件的材料和铸造方法确定毛坯铸件典型的机械加工余量等级表，然后查取铸件的机械加工余量表得；左端面的单边余量在厚度方向为1.4mm，右端面的单边余量在厚度方向为1.4mm；底面的加工余量为1.4mm；两侧凸台的单边加工余量为1.4mm；Φ60H7的孔的单面余量查表得0.7mm。

2.3确定毛坯尺寸

毛坯尺寸为零件的尺寸加上所查得的加工余量值。

2.4设计毛坯

（1）确定圆角半径

需要加工的和不需要加工的过度表面处圆角半径为R=2mm；其余的圆角半径为R3～R5。

（2）确定拔模斜度

查表得：

拔模斜度为5°

（3）确定分模位置

选择在主视图中距左端面28mm处的平面为分模面。

3选择加工方法，制定工艺路线

3.1定位基准的选择

粗基准的选择：

按基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。

现以零件的左端面为主要的定位粗基准。

精基准的选择：

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择Φ60H7孔为精基准。

3.2零件表面加工方法的选择

（1）泵体的底面表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。

（2）泵体的右端面表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。

（3）泵体两侧的凸台表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。

（4）Φ60H7的孔公差等级为IT7，内表面粗糙度为Ra3.2，由于改孔在铸造是已经铸出来了，所以需要先进行粗镗，再进行半精镗，可达到7级精度。

（5）泵体的左端面表面粗糙度为Ra3.2，且要与孔Φ60H7的轴线保证0.02的垂直度，需先进行粗铣，再进行半精铣。

（6）Φ15H7的孔公差等级为IT7，内表面粗糙度为Ra3.2，与孔Φ60H7要满足0.02的同轴度，所以要以孔Φ60H7为定位基准，需先钻，再粗铰，然后进行精铰可达到要求。

（7）Φ22的孔表面粗糙度为Ra12.5，只需锪钻就能达到要求。

（8）底座上两个Φ9的孔表面粗糙度为Ra25，只需钻即可。

（9）底座上两个Φ20的孔表面粗糙度为Ra12.5，需用平底锪钻。

（10）6个M6T14的螺纹孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹。

（11）3个M4T10的螺纹孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹。

（12）2个G1/8的螺纹通孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹。

（13）7°的斜面表面粗超度为Ra12.5，只需用车床粗车就可以。

（14）1X45°倒角表面粗超度为Ra12.5，只需用车床粗车就可以。

3.3制定工艺路线

工序1：

粗铣泵体底面

工序2：

粗铣泵体的右端面

工序3：

粗铣泵体两侧的凸台

工序4：

粗镗-半精镗Φ60H7的孔

工序5：

粗铣-半精铣泵体的左端面

工序6：

钻-粗铰-精铰Φ15H7的孔

工序7：

钻Φ22的孔

工序8：

钻底座上两个Φ9的孔

工序9：

钻底座上两个Φ20的孔

工序10：

丝锥功6个M6T14的螺纹孔

工序11：

丝锥功3个M4T10的螺纹孔

工序12：

丝锥功2个G1/8的螺纹通孔

工序13：

车7°的斜面

工序14：

车1X45°倒角

工序15：

清洗。

工序16：

终检。

4工序设计

4.1选择加工设备与工艺装备

工序号

设备

工艺装备

工序1

X62卧式铣床

高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

工序2

X62卧式铣床

高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

工序3

X62卧式铣床

高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

工序4

X62卧式铣床

高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

工序5

镗床

镗刀、内径千分尺、专用夹具

工序6

Z525组合钻床

麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

工序7

Z525组合钻床

平底锪钻、游标卡尺、专用夹具

工序8

Z525组合钻床

麻花钻、游标卡尺、专用夹具

工序9

Z525组合钻床

带导柱直柄平底锪钻、游标卡尺、专用夹具

工序10

Z525组合钻床

麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具

工序11

Z525组合钻床

麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具

工序12

Z525组合钻床

麻花钻、机用丝锥、卡尺、专用夹具

工序13

车床CA6140

车刀、卡尺、三爪卡盘

工序14

车床CA6140

车刀、卡尺、三爪卡盘

工序15

清洗机

工序16

塞规、百分表、卡尺等

4.2确定工序尺寸（工序6）

由表2-28可查得，孔Φ15mm的精铰余量

=0.05mm；粗铰余量

=0.1mm，扩孔钻的余量

=0.85mm。

查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：

IT7；粗铰：

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，精铰：

0.015mm；粗铰：

0.058mm

钻：

0.15mm。

综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：

Φ

mm；粗铰:

Φ

，钻孔：

Φ

mm.

5确定切削用量及基本时间（工序6）

5.1切削用量的计算

（1）钻孔工步

①被吃刀量的确定取ap=14.85mm。

②进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。

③切削速度的计算由表5-22，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为22m/min。

由公式n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=467.09r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=25.67m/min.

（2）粗铰工步

①被吃刀量的确定取ap=0.1mm。

②进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.80mm/r。

③切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为2m/min。

由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=42.46r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nπd/1000=4.57m/min.

（3）精铰工步

①被吃刀量的确定取ap=0.05mm。

②进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.60mm/r。

③切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为6m/min。

由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=127.4r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nπd/1000=6.594m/min.

5.2基本时间tm的计算

（1）钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。

式中l=38mm。

l2=3mm；l1=（D/2）×cotkr+（1～2）=（14.85mm/2）×cot54°+1mm=5.33mm；f=0.3mm/r；n=545r/min。

将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（38mm+1mm+5.33mm）/（0.3mm/r×545r/min）=0.271min=16.27s。

（2）粗铰工步根据表5-41，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工序的基本时间。

l1、l2由表按kr=15°、ap=（D-d）/2=（14.95mm-14.85mm）/2=0.05mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=38mm；f=0.80mm/r。

n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（38mm+0.37mm+15mm）/（0.80mm/r×97r/min）=0.69min=41.4s。

（3）精铰工步根据表5-41，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工序的基本时间。

l1、l2由表按kr=15°、ap=（D-d）/2=（15mm-14.95mm）/2=0.025mm的条件查得l1=0.19mm；l2=13mm；而l=38mm；f=0.6mm/r。

n=140r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（38mm+0.19mm+13mm）/（0.6mm/r×140r/min）=0.61min=36.7s。

5.3辅助时间

的计算

辅助时间

与

之间的关系为

=（0.15～0.2）

，取

=0.15

，则各工序的辅助时间分别为：

工序6钻孔工步的辅助时间：

=0.15×16.27s=2.44s

工序6粗铰工步的辅助时间：

=0.15×41.4s=6.21s

工序6精铰工步的辅助时间：

=0.15×36.7s=5.5s

5.4其它时间的计算

布置工作时间

是作业时间的2%～7%，休息与生理需要时间

是作业时间的2%～4%，这里都取3%，则各工序的其它时间（

+

）可按关系式（3%+3%）×（

+

）计算，分别是：

工序6钻孔工步的其它时间：

+

=6%×（16.27s+2.44s）=1.12s

工序6粗铰工步的其它时间：

+

=6%×（41.4s+6.21s）=2.86s

工序6精铰工步的其它时间：

+

=6%×（36.7s+5.5s）=2.53s

5.5单件时间

的计算

工序6的单件时间

为三个工步单件时间的和，其中

钻孔工步

=16.27s+2.44s+1.12s=19.83s

粗铰工步

=41.4s+6.21s+2.86s=50.47s

精铰工步

=36.7s+5.5s+2.53s=44.73s

所以工序6的单间时间

=

+

+

=19.83s+50.47s+44.73s=115.03s

6夹具设计

6.1定位方案

工件以一端面和Φ60H7孔为定位基准，采用平面和短定位销组合定位方案，在定位平面及短定位销的圆柱面上定位，其中平面限制X和Y方向的转动以及Z方向的平移3个自由度，短圆柱销限制了X和Y方向上的平移2个自由度，共限制了5个自由度。

定位误差的计算：

由于定位基准与工序基准一致，所以基准不重合误差Δb为0。

由于定位销与泵体Φ60孔的配合为

，所以定为基准孔与定位销间的最小间隙ΔS为0。

查公差数值表的IT7=0.03mm。

参考指导书表8-13的计算公式得总的定位误差

=

+

+ΔS=0.03+0.03+0=0.06mm。

6.2夹紧机构

根据生产纲领的要求，需要大批量生产，为了提高生产效率，故采用液动夹紧方案。

具体原理是采用液压缸推动杠杆的一端，使杠杆的另一端压在工件的表面，可根据对液压回路的设计来调整压紧力的大小，其压紧的主要作用是防止工件在钻孔过程中，切削力的作用下产生转动和震动。

其夹紧力的计算

根据杠杆原

理：

F1*L1=F2*L2，F2和F3是

用力与反作用力的关系所以F3=F2,

则已知液压力，就可以求出压紧力。

L1=76mm,L2=80mm。

活塞底面有效

面积为256

。

设液压缸的入口

压力为390625Pa。

则液压力为100N，压紧力为95N。

6.3导向装置

采用可换钻套作为导向装置，孔径为

15mm。

选用JB/T8045.2-1999，钻套高度H=（1～2.5）×d,这里取H=36mm，排削间隙h（0.3～0.7）d,这里取h=10mm.

6.4夹具与机床连接元件

在夹具体上的两侧设计座耳，用T形螺栓固定。

由于Z525型立式钻床工作台槽宽a=14H11，所以T形螺栓的直径d取12，夹具体两侧座耳槽宽取14。

6.5夹具体

由于被加工零件的孔有同轴度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时同轴度在Φ15范围内允差0.02mm。

夹具装配体三维效果图

定位短销的三维效果图

7、设计体会

在这次设计中，我明确设计目的，综合应用了所学专业知识,培养了自主将理论与实际结合起来锻炼了自己分析实际问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺和工序安排的问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备。

在本次课程设计中，我参考了很多文献，在获取我所要的知识的同时又学到了很多其它方面的知识。

由于这次设计全部的图纸都是用电脑绘制，因此，我的制图能力又有了一定的提高，而且在设计的过程中，我运用了Pro/ENGINEER软件把我所设计的专用夹具的三维模型做了出来，并做了运动过程的仿真。

然而设计过程中,我也遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并没有影响到我学习知识的积极性。

经过这次课程设计,我对自己更有了信心。

我相信一切问题都会有解决的办法，同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

在本次课程设计过程中，我的指导教师张老师给了我很大的帮助，在各个环节都给予我理论的指导，在这里我要感谢我的指导老师。

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京：

机械工业出版社，2000

[2]李云.机械制造及设备指导手册[M].北京:

机械工业出版社，1997.8

[3]薛源顺.机床卡具设计[M].北京：

机械工业出版社，2000

[4]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社，2006.12

[5]周开勤.机械零件手册[M].高等教育出版社，1994

[6]大连组合机床研究所.组合机床设计[M].机械工业出版社，1978

[7]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程[M].机械工业出版社，200.8

[8]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:

机械工业出版社，1991.9

[9]李庆寿.机床夹具设计[M].北京：

机械工业出版社，1984

[10]于骏一.机械制造技术基础[M].北京：

机械工业出版社，2000

[11]顾崇衡.机械制造工艺学[M].陕西科学出版社，1995

[12]赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书—2版[M].北京:

机械工业出版社，2000.10

[13]陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版[M].上海：

上海科技技术出版社，1989

[14]黄健求.机械制造技术基础.[M].机械工业出版社，2005

[15]哈尔滨工业大学.机床夹具设计[M].上海科学技术出版社，1990