调速器油泵壳体工艺及卡具设计

调速器油泵壳体工艺及卡具设计第1章 绪论 毕业设计是在我们学完所有的基础课程、专业课程以及相关实践课程之后的综合性实践，也是对我们所学课程的综合考察。 它在我们毕业之前进行，起到了承前启后的作用。既是对四年大学学习的总结，也为以后工作打下一定的基础。所以，我希望通过这次毕业设计能锻炼一下自己分析问题、解决问题的综合能力。做毕业前的最后系统复习和学习。 我的毕业设计题目是: 油泵壳体工艺及夹具设计。 一、总体设计要求为: 1、明确和掌握壳体加工的特点和难点。 2、加工工艺设计合理。 3、夹具设计方案合理，结构正确，使用方便。 二、技术要点 1、消化图纸，进行工艺方案的拟定。 2、找出加工的难点，确定关键尺寸加工的方案。 3、确定夹具设计方案，合理设计定位基准和定位方式及夹紧方式。 三、最终成果 1、编制工件加工工艺规程。 2、主要夹具设计图纸。(两套1.油泵内腔车夹具。2.钻直孔钻夹具。) 3、夹具零件图(一套) 4、毕业论文 为了完成这次毕业设计我查了很多资料，并在导师带领下到美联机械厂实地参观学习。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正 第2章 概 述 2.1 课题背景 机械制造业是为国民经济提供装备和人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业还是新兴产业，都离不开机械制造业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低，在很大程度上取决于它所采用的装备的性能、质量和成本。因此，机械制造业的规模和技术水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。而机械制造工艺是制造业中一门应用性的基础技术，它涉及内容及其广泛，它包括零件的毛坯制造、机械加工、热处理、产品的装配以及先进的制造技术等。 北华航天工业学院毕业论文 制造技术是各行各业发展的基础和关键，而在制造技术中，机床夹具又是一种不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度、劳动生产率和制造成本，因此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种占有极其重要的地位 2.2 发展概况 机械制造工艺基础涉及行业五花八门，产品的品种成千上万，但它所研究的问题可归结为质量、生产率和经济性三大类。 1、保证和提高产品的质量 产品质量包括整台机器的装配精度、使用性能、使用寿命和可靠性以及零件的加工精度和表面加工质量。由于航空航天、精密机械、电子工业和军工的需要，对零件的精度和表面质量的要求越来越高，相继出现了新工艺和新技术。如精密加工、超精密加工和微细,m,m加工等，加工精度由1m级提高到0.1级,0.01级，并正向纳米(nm)级精度迈进。 2、提高劳动生产率 提高劳动生产率的方法有三种。一是提高切削用量，采用高速切削、高速磨削和重磨削。例如，近年来出现的聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，其切削速度可达1200m/min，高速磨削的磨削速度可达200m/s。重磨削是高速磨削的发展方向，包括大进给、深切深缓进给的强力磨削、荒磨和切断磨削等。二是改进工艺方法、创造新工艺如利用锻压设备实现少无切削加工，对高强度、高硬度的难切削材料采用特种加工等。如利用锻压设备实现少无切削加工，对高强度、高硬度的难切削材料采用特种加工等。三是提高自动化程度，实现高度自动化。如采用数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统、成组技术和无人化车间或工厂等。 3、降低成本 降低成本要节省和合理选择材料，研究新材料;合理使用和改进现有设备，研制高效设备等。 对于上述3类问题，要辩证的、全面的进行分析，要在满足质量要求的前提下，不断提高劳动生产率和降低成本。能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配，这样的工艺才是合理和先进的工艺。 2.3 本文研究内容 油泵是通过一对参数和结构相同的渐开线齿轮的相互滚动啮合，将油箱内的低压油升至能做功的高压油的元件，是把发动机的机械能转换成液压能的动力装置。而油泵壳体是油泵的重要组成部件，它的质量好坏和加工效率高低，直接影响油泵的使用寿命和生产效率。因此要求油泵壳体有合理的加工工艺，来保证加工精度。在编制加工工艺时，要考虑到各个接触面的各项精度以及形状与位置公差等。 2 北华航天工业学院毕业论文 本文中详细描述了油泵壳体的机械加工工艺规程的制订过程，确定工序加工余量和切削用量，以及专用夹具设计过程等。 第 3章 工艺规程的编制 3.1 零件的分析 3.1.1零件的作用和结构特点 油泵壳体属于箱体类零件，箱体类零件是箱体内部零部件装配的基础零件，它的功用是使箱体内各有关零件(如轴、轴承、齿轮、拨叉等)保持正确的位置，彼此之间能协调的运转。它的加工精度直接影响整台机器的精度、性能和寿命。 常见的箱体类零件有:液压阀体、减速器箱体、机床主轴箱、进给箱箱体，汽车、拖拉机的发动机的机体等。箱体的结构形式虽然多种多样，但主要特点仍有共同之处:形状复杂，壁薄且不均匀，内部成腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。 3.1.2零件的工艺分析 1.零件工艺分析 油泵壳体上分布着许多孔，它有通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等，既有垂直于加工平面的，也有不垂直于加工平面的。通孔内又以孔长L与孔径d之比L/d?11.5的短圆柱孔工艺性为最好， L/d?5的深孔且精度要求较高，表面粗糙度值较小时，加工的难度就很大;阶梯孔，特别是孔径相差较大时,加工工艺性较差;相贯的交叉孔的工艺性也很差。当孔与加工平面垂直时，加工工艺性较好;反之，加工工艺性较差，因为加工时刀具与平面不垂直，使得刀具受力不均，加速刀具磨损，而且孔的加工也容易跑偏。 2.零件加工的工艺特点 ? 按先面后孔、先主后次顺序加工 由于零件的加工和装配大多以平面为基准，先加工平面，不仅为加工精度较高的支撑孔提供了稳定可靠的精基准，而且还符合基准重合原则，有利于提高加工精度。加工平面或孔系时，应贯彻先主后次原则，即先加工主要平面或主要孔。 ? 工序间合理安排时效处理 零件结构较复杂，壁厚不均匀，铸造残余内应力大。为消除内应力，减小箱体在使用过程中的变形以保持精度稳定，加工时需进行时效处理。零件经粗加工后，应存放一段时间后再精加工，以消除粗加工积聚的内应力。 ? 广泛采用通用设备和工艺装备 单件小批量生产的零件，基本上都按工序集中原则在普通机床上加工。因其毛坯质量不高，生产批量较小，一般不用专用夹具。因此划线是不可缺少的工序，各工序的加工精3 北华航天工业学院毕业论文 度要求靠操作者的技术水平和机床工作精度来保证。 3.2 工艺规程设计 3.2.1 毛坯的制造造形式 零件材料为铝合金，考虑到零件的用途采用锻件作为毛坯，加工余量不大，尺寸精度和位置精度要求较高。 3.2.2基准面的选择 基准面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以是加工质量的到保证，生产率得到提高。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.粗基准的选择 对于一般的壳体类零件来说，以平面作为粗基准是完全合理的。这一点对于本零件来说也是可行的。该零件的外形在铣削加工和钻孔时都需要以平面来定位，所以用毛坯的一平面作为粗基准，来加工另一平面。 2. 精基准的选择 精基准的选择应考虑基准重合的原则，即设计基准与工序基准重合，而且，为了减少夹具种类、简化夹具结构，要遵循基准统一原则，即在工件加工过程中应尽可能的采用统，0.025,41一的定位基准。该零件加工精度要求高的是油泵内腔尺寸，内腔孔中心距 0，0.03434.1，而且与这个孔的轴线有位置要求的表面也很多，所以精基准选则内圆面。 当 0设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。这就设计到尺寸链的计算。 3.2.3 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为小批量生产的条件下，可以考虑通用机床配以专用工装夹具，并尽量使工序集中以提高生产效率。除此之外，应该考虑经济效果，以便使生产成本降下来。 工艺路线方案 0 验收锻件 5 铣两平面 10 划线 15 钻绞孔 20 钻孔 25 铣六方、圆弧 30 划线 4 北华航天工业学院毕业论文 35 铣槽 37 标记 40 钻孔及攻丝 45 钻孔 50 钻孔 55 钻孔 钻孔 60 65 钻孔 70 钻孔 75 钻孔 80 钻孔 85 钻孔 90 钻孔 95 钻孔及攻丝 100 钻孔 103 洗涤防锈 105 人工时效 110 铬酸的极化 115 车平面 120 镗孔 125 车端面、镗孔 130 镗孔 135 镗孔 140 锪倒角 145 钻绞孔 155 划线 160 铣R 161 划线 162 铣槽 165 铣孔 167 铣倒角 170 钻孔 175 打毛刺 180 总检 5 北华航天工业学院毕业论文 185 洗封 分析可行性: 考虑到加工余量较小镗孔时无须半精镗，批量生产要分加工阶段，故工序分开比较合理。粗精加工阶段分开，可使油缸在粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正。具体加工工艺见工艺卡片。 3.2.4 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 油泵壳体零件材料为铝合金，硬度90130HBS，毛坯重约 2Kg,生产类型为批量生产，铝合金锻件作为毛坯。 根据其原始资料及加工工艺，分别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: ，0.023411. 两内腔孔() 0，0.02341考虑其加工长度为20mm，毛坯为铝合金锻件，直径为mm，表面粗糙度值为0Ra 0.8m，考虑到其上22.2和28的阶梯孔，根据查机械制造工艺设计简明手册(以下简称工艺手册)表1.4-7可知，需进行钻孔半精镗精镗 三道工序方可做到。 2.两端面 两端面加工工序为粗铣精车，单边余量不应小于1.5mm. 3. 51台阶面 查工艺手册表1.4-6,可知由于表面粗糙度值为Ra 1.6m需进行粗车半精车精车三个步骤，半精车加工余量为2Z=1mm，精车加工余量为2Z=0.4mm。 4. 铣椭圆孔 查工艺手册表1.4-8可知:表面粗糙度值为Ra 6.3m，粗铣一次加工即可达到要求。 5. 铣圆弧槽 查工艺手册表1.4-8可知，表面粗糙度值为Ra 6.3m，粗铣一次加工便可达到要求。 3.2.5确定主要工序的切削用量及基本工时(十道工序) 一、工序25 铣六方、圆弧 1、加工条件: ,工件材料:LD5，=150MPa，HBS=90-130，锻件。 b机床:X52卧式铣床。 6 北华航天工业学院毕业论文 刀具: (1)高速钢立铣刀，查切削用量简明手册表3.1，铣刀的直径为d=16mm，齿数Z=3。 ,10:，,=20?，=50?，=，(2)铣刀的几何形状:查切削用量简明手册表3.200,:1560:,:5,=， =， k=。 krsr2、计算切削用量 ,=1.5mm (1)切削深度 pf(2)每齿进给量 根据切削用量简明手册表3.5 zf =0.10,0.15mm/z z故取: f =0.12mm/z z(3)选择刀具磨钝标准及刀具寿命 按切削用量简明手册表3.7，后刀面最大，寿命选T=60min 。 磨损量为0.5mmvvfc(4)确定切削速度和每分钟进给量 按切削用量简明手册表3.13，当,mmz/dfvn=16mm，=3，25mm， 0.12时，=14/min，=279/min，zrmptt0zv=88/min。 mmftkkk各修正系数为:=1.25 MvfMvMnkkk =0.75 Mvfsvsnvvkk =141.250.75=13.1m/min ctMvsvnkkn= =2791.250.75=261.5r/m