柱塞式输油泵外壳工序20机械加工工艺及夹具设计文档格式.docx
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1.1零件的作用和相关介绍
在当今社会中，泵广泛应用与机械行业，泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
泵是动力原件，为机械提供所需的动力，泵的种类有很多，泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。
而柱塞泵属于容积式泵，在机械行业中也常常能够见到。
输油泵的作用是保证柴油在低压油路内循环，并供应足够数量及一定压力的燃油给喷油泵，其输油量应为全负荷最大喷油量的3-4倍。
输油泵分为齿轮式输油泵，膜片式输油泵，柱塞式输油泵，管道式输油泵等等。
柱塞式输油泵是以油为工作介质的容积式泵，柱塞式输油泵是依靠工作元件在泵缸内作往复，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出。
广泛应用于机械行业。
1.2机床夹具概述
在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。
把工件迅速固定在正确位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备成为夹具。
把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。
在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产效率。
在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其相对机床切削成型运动和刀具占有正确的位置，这一过程称为“定位”。
为了不因受切削力、惯性力、重力等外力的作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧”。
定位和夹紧的全过程称为“安装”。
在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺设备，就是在各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。
机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已经标准化，并且有专业的工厂进行生产。
而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据加工工艺自行设计制造。
因此，专用夹具的设计是一项重要的生产标准工作，每一个从事加工工艺的工装设计人员，都应该掌握有关夹具设计的基础知识。
1.3机床夹具的发展趋势
机床夹具是随机械加工技术发展而发展的。
机床夹具由适用于单件小批量生产的通用夹具发展到大批量生产的专用夹具、随行夹具，经历了市场的发展和技术的推动。
随着现在市场需要的多样化、多品种、中小批量及短周期的生产方式在世界贸易中逐渐成为主导方式，传统的专为某个零件的一道工序设计制造的专用夹具已经不能适应这种生产方式的要求。
因此，适用于多品种、中小批量生产特点的通用可调夹具、组合夹具、成组夹具等应运而生。
数控技术的进步与发展，使得数控机床、加工中心在机械加工中广泛运用，数控机床夹具也迅速的发展起来。
以上这些现代机床夹具技术的出现和发展，代表了现代机床夹具的发展趋势。
具体发展方向有一下几个方面：
1）功能柔性化；
2）传动高效化，自动化；
3）制造精密话化；
4）旋转夹具高效化；
5）结构标准化、模块化；
6）设计自动化；
7）机床夹具方面的基础研究的强化。
2.工艺规程的设计
2.1机械加工工艺流程
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。
机械加工工艺规程一般包括以下内容：
工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。
制订工艺规程的步骤：
1）计算年生产纲领，确定生产类型。
2）分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。
3）选择毛坯。
4）拟订工艺路线。
5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
6）确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。
7）确定切削用量及工时定额。
8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。
9）填写工艺文件。
在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。
在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。
2.2确定毛坯的制造形式
2.2.1生产纲领
根据任务书已知：
⑴产品的生产纲领为100000件/年。
⑵输油泵壳体的备品百分率为2％，废品百分率为0.4％。
输油泵壳体生产纲领计算如下：
N=Qn（1+a）（1+b）
=10000x（1+2％）（1+0.4％）
=409.632≈168000（件/年）
2.2.2生产类型及工艺特征
按照年生产纲领，生产类型可划分成单件生产、成批生产、大量生产。
成批生产又可以分为小批量生产、中批量生产和大批量生产3种。
由表1所示，可知本设计生产类型为大量生产。
表1各种生产类型的划分（件/年）
生产类型
零件年生产纲领
重型机械
中型机械
轻型机械
小批生产
5～100
20～200
100～500
中批生产
100～300
200～500
500～5
000
大批生产
300～1
5
000～50
大量生产
＞1
＞5
＞50
单件生产
≤5
≤20
≤100
输油泵壳体，查附表确定，输油泵壳体属于轻型大量生产零件，工艺特征见表2（如下）：
表2工艺特征表
生产纲领
生产类型
工艺特征
168000台/年
（1）广泛采用金属模及其造型和其他高精度制造方法。
毛坯精度高，加工余量小加工设备采用车床、铣床、钻床。
（2）数控机床、加工中心、专用机床、专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线等。
（3）高生产率的专用夹具，靠夹具及其调整保证工件精度。
（4）需要高素质的生产线维护人员、编程人员，对操作工人技。
2.2.3确定毛坯类型及其制造方法
综上所述，“BII-060柱塞式输油泵外壳”零件材料为HT200，年产量达到168000件\年，达到大量生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可采用金属模铸造成型。
2.3基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准面的选择。
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。
（2）精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
对于要加工BII-060柱塞式输油泵外壳的3个φ7的孔，采用法兰端面做定位基准进行加工，符合基准统一的原则。
2.4零件分析
为了提高生产率，减少废品率，改善工人的劳动强度，满足形状特殊的零件加工要求，则需要设计适应本工件的专用夹具，就是通过专用夹具达到定位准确、夹紧迅速、操作快捷等优点，易于保证加工精度，缩短辅助时间。
为提高生产率、保证加工精度，设计了加工φ7的专用夹具。
这套夹具采用面定位。
能保证加工精度，产品合格率大为提高，生产效率高，减少辅助时间，批量生产中显示出经济性。
零件为典型的轴套类零件，零件外形尺寸不大，形状比较复杂，其他各表面已经加工过，本工序待加工的孔需钻孔。
孔、端面可作为定位基准面。
本工序主要的难点就是注意其位置要求，特别是操作快捷方便，可在钻床上用φ7钻头钻孔加工该零件。
零件图（图1）如下。
图1零件图
2.5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，在生产纲领以确定的情况下，可以考虑采用组合机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
2.5.1选择机械加工工艺的顺序的方法：
零件主要表面及其他表面的机械加工顺序，对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用，应根据工序的划分和定位基准的建立与转换来决定。
一般的原则为：
（1）先粗后精。
既粗加工-半精密加工-精密加工，最后安排主要表面的终加工顺序。
（2）在各阶段中，先加工基准表面，然后以它定位加工其他表面。
（3）先加工主要表面，当其达到一定精度后再加工次要表面。
（4）先平面后孔。
这是因为平面定位比较稳定可靠，所以对于箱体、支架、连杆等类平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面。
（5）除用为基准的平面外，精度较高、粗糙度值越小的表面应放在后面加工
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