齿轮泵的泵座夹具毕业设计论文.docx
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齿轮泵的泵座夹具毕业设计论文
一、设计题目
齿轮泵的泵座夹具设计
二、原始资料
（1）被加工零件的零件图（草图）1张
（2）生产类型:
5000件/年
三、上交材料
（1）被加工工件的零件图1张
（2）毛坯图1张
（3）机械加工工艺过程综合卡片1张
（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张
（4）夹具装配图1张
（5）夹具体零件图1张
（6）课程设计说明书（5000字左右）1份
四、进度安排（参考）
（1）熟悉零件,画零件图2天
（2）选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天
（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天
（4）编写说明书3天
（5）准备及答辩2天
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
本次课程设计的课题是齿轮泵泵座零件直径为17mm孔夹具设计。
本论文按照夹具设计的一般步骤，进行了以下部分的设计：
通过对零件的工艺分析，确定了零件的生产类型、机械加工工艺过程、工艺规程设计、毛胚的种类和制造方法。
通过零件的分析后制定零件机械加工工艺路线，选择定位基准、说明表面加工方法的选择、加工阶段的划分、工序集中与分散、零件加工工艺原则和工艺编制。
通过以上零件的实体图确定夹具总体方案，包括加工的方法、定位方案和定位误差的分析、夹紧方案、夹具体结构布局。
关键词：
夹具设计、钻模、加工工艺、齿轮泵泵座
Abstract
Thecurriculumdesignissueismillingmachinepartsstentdiameterof50mmholesfixturedesign.
Thispaperinaccordancewiththegeneralstepsfixturedesign,thedesignofsomeofthefollowing:
Throughthepartsoftheprocesstodeterminethetypeofproductioncomponents,machiningprocess,thedesignofapointoforder,Maoembryoofthetypeandmanufacturingmethods.Partoftheanalysisthroughthedevelopmentofmechanicalpartsprocessingline,positioningthebenchmarkchoicethatthechoiceofsurfaceprocessingmethods,theprocessingstageofthedemarcationprocesscentralizedanddecentralized,sparepartsprocessingprinciplesandthepreparationprocess.Throughtheabovecomponentsoftheentityplansdeterminetheoverallfixtureprogramme,includingtheprocessingmethods,targetingprogrammesandpositioningerroranalysis,clampingprogrammes,specificfolderstructureofthelayout.
Keywords:
fixturedesign,drillingmodule,processing,millingmachinesstent
目录
1泵座的工艺分析及生产类型的确定……………………………1
1.1泵座的用途……………………………………………1
1.2泵座的技术要求……………………………………1
1.3审查泵座的工艺性…………………………………21.4确定泵座的生产类型………………………………2
1.5选择毛坯………………………………………………2
1.6确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量………………2
2确定毛坯、绘制毛坯简图………………………………3
2.1绘制泵座铸造毛坯简图………………………………3
3拟定泵座工艺路线…………………………………………3
3.1定位基准的选择………………………………………4
3.2表面加工方法的确定…………………………………4
3.3加工阶段的划分………………………………………5
3.4工序的集中与分散……………………………………53.5工序顺序的安排………………………………………5
3.6确定工序路线……………………………………6
4加工余量、工序尺寸和公差的确定……………………7
4.1工序9——钻φ17孔的加工余量工序尺寸和公差的确定…………………………………………7
5切削用量计算……………………………………………7
5.1工序9——钻φ17孔……………………………7
5.11钻孔工步……………………………………7
6机械加工工艺过程卡片…………………………………7机械加工工序卡片……………………………………9
8齿轮泵的泵座夹具设计…………………………………10
8.1夹具设计任务……………………………………11
8.2确定夹具的结构方案………………………………11
8.21确定定位元件……………………………………11
8.22确定导向装置……………………………………11
8.3画夹具装配图……………………………………12
8.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求……1
1座的工艺分析及生产类型的确定
泵座的用途
该泵座为支撑齿轮泵所用，突台上两孔放入两个齿轮轴，突台加强了泵座的刚性，底面两个筋板对突台起加固和支撑作用。
该泵座在齿轮泵工作时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧度，以适应齿轮泵的工作条件。
该零件的主要工作表面为泵座的两个端面和突台上的两个孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。
二、泵座的技术要求
加工表面
尺寸及偏差mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra/μm
形位公差/mm
泵座左端面
315
IT8
3.2
泵座右端面
214
IT8
3.2
泵座底面
240
IT8
6.3
φ50mm孔
φ50
IT7
1.6
φ60mm孔
φ60
IT8
6.3
φ8圆锥销孔
φ8
IT7
1.6
6-φ17孔
φ17
IT12
25
4-φ19孔
φ19
IT12
25
三、审核泵座的工艺性
分析零件图可知，泵座的两端面和泵座底面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样可减少加工面积，也可提高泵座端面的刚度。
φ60mm孔、φ19mm孔和φ17mm孔的端面均为平面可以防止加工过程中钻头偏钻，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要加工表面（泵座两端面和泵座底面、φ17孔、φ19孔）外，其余表面加工精度均较低，结构也较为简单。
不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的办法保质保量地加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
四、确定泵座的生产类型
Q=5000件/年，m=1件/台，备用率和废品率分别取3%和0.5%
带入公式N=QmX（1+a%）X（1+b%）
=5000X（1+3%）X（1+0.5%）=5176件/年
查表1-4可知该泵座的生产零件为大批生产
五、泵座的材料与毛坯
选HT150做泵座，用铸造的方法。
成批生产，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。
毛坯的拨模斜度为5度。
六、毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1公差等级
有泵座的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
2基本尺寸
机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的加工余量，所以此泵座的直立方向最大尺寸。
3公差等级
铸件公差等级为IT12，由表2-1查得毛坯铸件方法为砂型铸造，由表2-3查得毛坯铸件尺寸公差为9，由表2-5查得毛坯铸件机械加工余量等级为G。
4零件的表面粗糙度
加工表面的粗糙度均大于等于1.6um.
根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表
铸件材料
公差等级
铸造方法
尺寸公差
加工余量等级
公差等级
HT150
IT12
砂型铸造
9
G
普通级
项目/mm
机械加工余量/mm
备注
泵座
3.5
表2-4
三绘制泵座锻造毛坯简图
三拟定泵座的工艺路线
一定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，先确定精基准，再确定粗基准。
1.精基准的选择
根据该零件的技术要求和装配要求,选择泵座底面和φ50孔为精基准,零件上很多表面都可以采用它们作基准进行加工。
为了提高泵座的精度，利用基准统一的原则，即利用孔和外表面一次定位，尽量加工较多的表面。
2.粗基准的选择
为保证孔的加工精度保证各表面有足够的加工余量，先选择左端面作为粗基准来加工泵座底面等，为后面的工序准备好精基准。
二、表面加工方法的确定
根据泵座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法，如下表
加工表面
公差及精度等级
表面粗糙度Ra（um）
加工方案
备注
泵座底端面
IT8
6.3
粗铣
表1-8
泵座左端面
IT8
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
泵座右端面
IT8
6.3
粗铣-半精铣
表1-8
上φ50孔
IT7
1.6
钻-扩-粗铰-精铰
表1-7
上φ60孔
IT8
6.3
钻-扩-粗铰
表1-7
下φ50孔
IT7
1.6
钻-扩-粗铰-精铰
表1-7
φ8圆锥销孔
IT7
1.6
粗扩-粗铰-精铰
表1-9
φ17孔
IT12
25
钻
表1-7
φ19孔
IT12
25
钻
表1-7
三加工精度的划分
加工阶段划分分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
粗加工阶段高效的切除各加工表面上包括孔和外表面上的各部分余量，半精加工加工出除精度要求不高的表面，并为精加工做准备。
精加工阶段完成内孔和外表面的加工，使其满足精度要求和同轴度要求。
四工序的集中与分散
本零件选择工序集中的原则安排加工工序，该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能机床配以专用夹具，来提高生产率。
而且用工序集中的原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且可以在一次装夹中完成多表面的加工，有利于保证各表面之间的相对位置和精度要求。
五工序顺序的安排
1.机械加工工序
（1）遵循先基准后其它的原则，先加工内孔。
（2）遵循先粗后精的原则，先安排粗加工工序再安排精加工工序。
（3）遵循先主后次的原则，先加工内孔和外表面再加工其他的孔。
六确定工艺路线
工艺路线图如下
工序号
工序名称
机床设备
刀具
1
粗铣下端面
立式铣床
端铣刀
2
半精铣的左表面
立式铣床
端铣刀
3
半精铣的右表面
立式铣床
端铣刀
4
粗铣外表面
立式铣床
端铣刀
5
钻、扩、粗精铰上φ50孔
四面组合钻床
扩孔钻和绞刀
6
粗扩上φ60孔
四面组合钻床
扩孔钻
7
钻、扩、粗精铰下φ50孔
四面组合钻床
扩孔钻和绞刀
8
粗扩φ8圆锥孔
四面组合钻床
扩孔钻
9
钻6-Φ17沉孔φ30深2的孔
四面组合钻床
麻花钻
10
钻4-φ19沉孔φ42深2的孔
四面组合钻床
麻花钻
11
去毛刺
钳工台
平锉
12
中检
13
热处理
淬火机
14
校正
钳工台
手锤
15
磨削
平面磨床
砂轮
16
清洗
清洗机
17
终检
六、确定切削用量
工序9加工6-φ17的孔
本工序为钻，已知加工材料为HT150，铸件；机床为Z535立式铣床，工件装夹在专用夹具上。
1）.确定粗加工Φ17孔的切削用量。
所选刀具为直柄麻花钻。
Ⅰ.确定背吃刀量ap
取ap＝17mm。
Ⅱ.确定进给量f
根据表5-22，选取每转进给量f＝0.2mm/r。
Ⅳ.确定切削速度v
根据表5-22，按工件材料为HT150的条件选取，切削速度v可取为20mm/min。
由公式（5-1）n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=335r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，可取n=400r/min。
z再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=21.35mm/min。
机械加工工艺卡片
机电05-1
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件型号
产品名称
零件名称
泵座
共页
第页
材料牌号
HT150
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
1
粗铣下端面
立式铣床
端铣刀
准终
单件
2
半精铣的左表面
立式铣床
端铣刀
3
半精铣的右表面
立式铣床
端铣刀
4
粗铣外表面
立式铣床
端铣刀
5
钻、扩、粗精铰上φ50孔
四面组合钻床
扩孔钻和绞刀
6
粗扩上φ60孔
四面组合钻床
扩孔钻
7
钻、扩、粗精铰下φ50孔
四面组合钻床
扩孔钻和绞刀
8
粗扩φ8圆锥孔
四面组合钻床
扩孔钻
9
钻6个Φ17的孔
四面组合钻床
麻花钻
10
钻4个φ19的方孔
四面组合钻床
麻花钻
11
去毛刺
钳工台
平锉
12
中检
13
热处理
局部淬火
淬火机
14
校正
钳工台
手锤
15
磨削
平面磨床
砂轮
16
清洗
清洗机
17
终检
设计
审核
标准化
会签
标记
处数
更改文件名
签字
日期
标记
处数
更改文件名
签字
日期
三机械加工工序卡片
机电05-1
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件型号
产品名称
零件名称
套筒
共页
第页
车间
工序号
工序名
材料牌号
9
钻6-Φ17的孔
HT150
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
铸件
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
四面组合钻床
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件
0
工序号
工序内容
工艺装备
主轴转速r/mm
切削速度m/min
进给量mm/r
背吃刀量mm
进给次数
工步工时
1
钻Φ17的孔
麻花钻、游标卡尺
400
21.35
0.2
17
1
设计
审核
标准化
会签
标记
处数
更改文件名
签字
日期
标记
处数
更改文件名
签字
日期
一、专用机床夹具设计
1．夹具设计任务
钻泵座6-φ17孔的工序简图。
已知：
工件材料为HT150，毛坯为模铸件，所用机床为Z535型立式钻床，成批生产规模。
为该工序设计一钻床夹具。
2．确定夹具的结构方案
（1）确定定位元件根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销的定位方案，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，削边销与工件孔接触，限制一个自由度。
实现工件正确定位，再用夹紧装置夹紧就可以使工件完全地位。
3）确定夹紧机构针对成批生产的工艺特征，此夹具选用平面支撑夹紧机构如图所示。
夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件，从而使工件得到正确定位。
3．画夹具装配图
4．夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。
（1）确定定位元件之间的尺寸，定位销与支撑夹紧板尺寸公差取工件相应尺寸公差的1/3，偏差对称标注，即为67+0.03-0.03。
（2）根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销定位环面（轴肩）之间距离。
（3）钻套中心线对定位销中心线的垂直度公差取工件相应垂直度公差的1/3，即取为0.04mm。
（4）定位销中心线与夹具底面的平行度公差取为0.03mm。
（5）标注关键的配合尺寸如图所示，φ50F7、φ50f6
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