泵体的设计及专用夹具的设计说明书Word文档格式.docx

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sdesignisanimportantproductionpreparatorywork,eachisengagedintheprocessingcrafttheworkclothesdesigners,shouldgrasptherelatedjigdesigntheelementaryknowledge.

Thethisdesign'

sprimarycoveragedesignsthedrilljig,needstothepumpbodyonφ30theholecarriesonthelatheworkandthe3-M6-7Hthreadedholecarriesondrillstruncatestheprocessing.

Onthemachinepartsoftenhaseachdifferentuseandthedifferentprecisionholeneedstoprocess.Inthemachine-finishing,theholeprocessloadaccountsfortheproportiontobebig,thedrillbit,thereamer,thereamerandsoondecidethesizecuttingtoolprocessingtooccupyquitemost.Bynow,besidesmustguaranteetheholethesizeprecision,butmustachievetheholethepositionaccuracyrequirement.Insingleunitsmallbatchproduction,afterlineationadjuststheholespoolthreadpositionmethodprocessing,becausethedrillbitrigiditybad,easytodistort,thereforetheproductionefficiencyislow,andtheprecisionisbad.Usesthedrilljiggenerallyinthevolumeproduction,thedrilljigcallsthejig,throughdrillsthesetofguidancecuttingtooltocarryontheprocessingtobepossibletodetermineaccuratelybetweenthecuttingtoolandtheworkpiecerelativeposition,isthejigmainfeature.

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第1章绪论

1.1机床夹具概述

1.1.1机床夹具

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。

机床夹具设计是一项重要的技术工作。

1.1.2机床夹具的功能

在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

1．机床夹具的主要功能

机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。

（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。

定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。

正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。

（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。

因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。

2．机床夹具的特殊功能

机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。

（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。

如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。

（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。

导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。

镗床夹具（镗模）也具有导向功能。

1.1.3机床夹具在机械加工中的作用

在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。

然而，在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。

夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求、生产成本和工人操作方面的要求，以达到预期的效果。

1．保证精度用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具，并且它还是全面质量管理的一个环节。

夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。

2．提高劳动生产率使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。

3．改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便餐、省力、安全。

当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。

4．降低生产成本在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。

5．保证工艺纪律在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。

例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。

6．扩大机床工艺范围这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。

如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。

1.2机床夹具的发展趋势

随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。

1.2.1机床夹具的现状

国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。

然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。

另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。

特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：

1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。

2）能装夹一组具有相似性特征的工件。

3）适用于精密加工的高精度机床夹具。

4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。

5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。

6）提高机床夹具的标准化程度。

1.2.2现代机床夹具的发展方向

现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。

精密化

随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±

0.1；

用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；

精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；

又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2~0.5μm。

高效化

高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

常见的高效化夹具有：

自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。

例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；

在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。

柔性化

机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。

可变因素主要有：

工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。

具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：

组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。

在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。

标准化

机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。

在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。

通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。

夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。

目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：

GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。

机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

第2章工艺规程设计

2.1零件的分析

2.1.1零件的作用

题目所给的零件是泵体零件，泵体是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。

要求箱体零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。

因此，箱体零的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。

2.1.2零件的工艺分析

1、零件形状：

此泵体的外形较简单，有许多加工要求高的孔和平面。

而主要加工面是轴孔，轴孔之间有相当高的位置和形状的要求。

现分析结构特点如下：

（1）外形基本上是多个圆柱面组成的封闭式多面体；

（2）结构形状比较简单，内部为空腔形；

（3）泵体的加工面，仅为顶面、底面及左侧面，此外还有精度要求较高的配作孔。

2、技术要求如下：

（1）尺寸精度内孔的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度要求。

（2）位置精度包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对孔轴线的垂直度等。

（3）此外，为满足泵体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；

各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。

2.2毛坏的选择

根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁，零件形状为非圆柱体，且属于大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。

2.3工艺路线的拟定

2.3.1定位基准的选择

精基准的选择：

泵体上的Φ42+00.025mm孔既是装配基准,又是设计基准,用他们作为精基准,能使加工遵循“基准重合”的原则,实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式;

其余各面和孔的加工也可以用他来定位,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则。

此外底面面积较大，定位比较简单、可靠及操作方便。

粗基准的选择：

采用泵体上底面做粗基准，考虑到此面表面较为平整，配合内孔面定位方式简单操作方便，符合粗基准的选择条件。

2.3.2拟定工艺路线

初步拟定的工艺路线：

工序1　　铸造毛坯

工序2人工时效温度（500°

～550°

）消除应力

工序3非加工表面喷漆

工序4划粗加工线

工序5粗铣底面

工序6粗铣顶面

工序7精铣底面

工序8精铣顶面

工序9钻-扩4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14

工序10镗Φ50H7的孔并孔口倒角

工序11车Φ42H7的孔并孔口倒角

工序12车左端面及Φ30H7的孔

工序13钻2-M14螺纹孔并锪孔至2-Φ22，攻螺纹

工序14钻M10×

1螺纹孔并攻螺纹，锪孔至Φ15

工序15钻4-M6螺纹孔并攻螺纹

工序16钻3-M6螺纹孔并攻螺纹

工序17检验

工序18入库

上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则但某些工序有些问题还值得进一步讨论。

如车Φ50H7孔时可与车Φ42H7孔在同一车床上加工，在同一次装夹下完成，这样节省了一套夹具和节约装夹时间并且保证同轴度。

对于工序5至工序8来说，为了达到平行度的要求，最好在一次性装夹下完成粗精加工。

修改后的工艺路线：

工序5粗、精铣底面

工序6粗、精铣顶面

工序7钻-扩4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14

工序8镗Φ50H7及Φ42H7的孔并孔口倒角

工序9车左端面及Φ30H7的孔

工序10钻2-M14螺纹孔并锪孔至2-Φ22，攻螺纹

工序11钻M10×

工序12钻4-M6螺纹孔并攻螺纹

工序13钻3-M6螺纹孔并攻螺纹

工序14检验

工序15入库

2.4加工余量的确定及工序尺寸的计算

根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：

2.4.1毛坏余量

“泵体”零件材料为HT200，查《机械加工工艺人员手册》各种铸铁的性能比较，得灰铸铁的硬度HB为143～269，灰铸铁的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（g/cm3），计算零件毛坯的重量约为2kg。

根据原始资料，该零件为10000件/年的年产量，毛坯重量估算为2kg<

100kg查《金属机械加工工艺人员手册》工艺表17-5机械加工车间的生产性质为轻型，确定为大批生产。

根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《机械加工工艺人员手册》表3.1-19特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20各种铸造方法的经济合理性，确定为金属型铸造。

查《简明手册》表2.2-5成批和大量生产铸件的尺寸公差等级。

查表2.2-1铸件尺寸公差数值

根据上表查得铸件基本尺寸大于100mm至160mm，公差等级为8级的公差数值为1.8mm。

查表2.2-5铸铁件机械加工余量等级选择（JB2854-80）

按表选择机械造型金属模，加工余量等级为F级。

毛坯基本尺寸:

4-Φ9、2-M14、M10、4-M6及3-M6孔较小铸成实心。

左端面为单侧加工面，毛坯基本尺寸:

R=F+RMA+CT/2=161+1.8+3.6/2=165.6ｍｍ取166mm

顶面和底面为双侧加工面，毛坯基本尺寸:

R=F+顶面余量+底面余量=62+3+2.5=67.5mm取68mm

Φ50H7的内孔属内腔加工，毛坯基本尺寸:

R=F-2RMA=50-2×

2.5=45mm取44mm

Φ42H7属内腔加工，毛坯基本尺寸:

R=F-2RMA=42-2×

2.5=37mm取37mm

Φ30H7属内腔深度加工，毛坯基本尺寸:

R=F-2RMA=30-2×

2.5=35mm取35mm

内端面单侧加工，毛坯基本尺寸:

R=F+RAM=14+3.5=17.5mm取17.5mm

则铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下：

左端面：

5.0mm；

顶面：

3.0mm；

底面：

2.5mm；

Φ50内孔：

6.0mm；

Φ42内孔：

Φ30内孔：

内端面：

3.5mm。

铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。

2.4.2泵体各平面加工工序余量

根据已设定的工艺规程，为保证图纸上表面粗糙度要求，各个平面都需要进行粗铣——精铣。

查表2.3-21铣平面加工余量

根据零件图纸，加工长度≤300mm,加工宽度≤100mm,则精铣工序余量为1.0mm。

查《金属机械加工工艺人员手册》表2-5标准公差值

按上表，零件厚度>

18～30mm，粗铣（IT13）厚度公差-0.33mm,精铣（IT10）厚度公差-0.084。

零件平面最大尺寸>

120～260，毛坯为灰铸铁，精加工余量为1mm，由于零件毛坯是用铸造而成的，综合考虑铸造加工余量和粗加工余量，最终确定零件的粗铣工序单边余量为3mm。

2.4.3内孔φ50H7加工工序余量

查《工艺手册》，表11.4-2镗床的加工精度

按表11.4-2，要达到φ50H7所需精度及表面粗糙度要求，需进行粗镗——半精镗——精镗，对应加工精度为：

粗镗：

孔径公差H13，孔距公差±

1.0；

表面粗糙度Ra6.3～12.5

半精镗：

孔径公差H9，孔距公差±

表面粗糙度Ra1.6～3.2

精细镗：

孔径公差H7，孔距公差±

0.02；

表面粗糙度Ra0.8～1.6

查表3.2-10基孔制7级精度（H7）孔的加工，确定φ50H7的粗镗加工直径余量为6mm，半精镗工序加工直径余量为1.8mm，精镗工序加工直径余量为0.2mm。

粗镗工序加工直径余量为4mm。

2.4.4内孔φ42H7加工工序余量

按表11.4-2，要达到φ42H7所需精度及表面粗糙度要求，需进行粗镗——半精镗——精镗，对应加工精度为：

查表3.2-10基孔制7级精度（H7）孔的加工，确定φ42H7的粗镗加工直径余量为5mm，半精镗工序加工直径余量为1.8mm，精镗工序加工直径余量为0.2mm。

粗镗工序加工直径余量为3mm。

2.4.5内孔φ30H7加工工序余量

查《工艺手册》，表11.4-2卧式车床的加工精度

按表11.4-2，要达到φ30H7所需精度及表面粗糙度要求，需进行粗车——半精车——精车，对应加工精度为：

粗车：

表面粗糙度Ra6.3