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泵缸的机械加工工艺及夹具设计【含5张CAD图】

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泵缸的机械加工工艺及夹具设计【含5张CAD图】

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内容简介:
充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸泵缸的机械加工工艺及夹具设计摘 要此次论文的研究方向是对泵缸的工艺设计以及专用夹具设计,本文前期主要是关于泵缸工艺的研究,先分析泵缸的结构特点以及它的功用,确定加工余量,设计出泵缸的毛坯图、加工工艺规程卡片以及工序卡片。根据泵缸的性质和零件图上各端面的粗糙度选择相对应的机床加工,确定切削用量并计算出加工工时。论文后半部分是针对泵缸专用夹具进行分析设计,选取泵缸要加工的表面,确定其定位基准面以及定位元件,设计出夹紧方案,并画出两套夹具的装配图和零件图,对设计出的夹具进行夹紧力和定位误差的计算并校核。关键词:泵缸;工艺设计;夹具充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸Process specification and fixturedesign of pump cylinderAbstractThe research direction of this paper is on the process design of pump cylinder and the design of special fixture. This article is mainly about the research of pump cylinder process. First, it analyzes the structure characteristics of the pump cylinder and its function, determines the processing allowance, designs the blank diagram of the pump cylinder, the processing procedure card and the process card. According to the nature of the pump cylinder and the roughness of each end of the part drawing, choose the corresponding machine tool processing, determine the cutting amount and calculate the processing time. The second half of the paper is aimed at the analysis and design of the special fixture for the pump cylinder, select the surface of the pump cylinder to be machined, determine the positioning datum and the positioning element, design the clamping scheme, and draw the assembly drawing and part drawing of the two sets of fixture, and calculate and check the clamping force and the positioning error of the designed fixture.Key words: pump cylinder; process design; jig充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸I目 录摘 要 .IIIAbstract.IV1 绪论 .11.1 机械加工工艺的重要性 .11.2 夹具的发展历史 .11.3 泵缸的种类 .21.4课题的研究问题及方法 .22 零件图分析 .32.1零件图样分析 .32.2结构工艺分析 .32.3零件加工表面的技术要求分析 .42.4 绘制毛坯图 .43 泵缸加工工艺规程设计 .53.1 拟定工艺路线 .53.2 工艺方案分析 .74 工艺装备的选择及工时计算 .84.1 机床的选择 .84.2 刀具、夹具、量具的选择 .84.3 确定各表面加工余量 .94.4 计算各工序加工工时 .105 夹具设计 .245.1 夹具的设计思路 .245.2 夹具设计的注意事项 .245.3定位元件的选择与设计 .255.4 夹紧机构的选择与设计 .265.5 夹具体的设计 .27充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸II6 论文综述 .28致 谢 .29参考文献 .30充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸11 绪论1.1 机械加工工艺的重要性21世纪是一个飞速发展的时代,我国的现代化建设和技术水平也在不断提高,人们对各种产品的质量越来越严格,像机械加工的零件一样,人们最关心的是它的质量,而影响质量第一的条件是:机械零件的加工精度。要想提高加工精度,就必须要有一个完善的加工流程。这一过程的重要性不仅体现在产品的质量上,如产品的数量定额、成本核算、生产计划、预期加工时间和工人的分配等等,只有通过各部门、车间的紧密配合才能高质量、高效率的完成生产任务,所有这些都需要由工艺规程制定,如产品投产前,首先要根据技术规程对生产进行大量的准备工作,生产部门的负责人确定生产前每个零件交付的时间和数量。再由生产组长调整设备负荷,提供动力能源,调整劳动力等。正确、合理的工艺流程是在一定的技术水平和特定的生产条件下制定的。工艺设计必须根据公司的生产和加工能力来设计。因此在生产过程中必须遵守工艺规程,但随着生产的发展和技术的进步,工艺规程也要不断完善。在生产中出现新问题时,应制定新的工艺规程,作为组织生产的依据。为了提高生产效率,应及时修改不合理的工艺流程。但是,在修改过程规则时,必须采取审慎稳妥的步骤,即在一定的时间内,既要保证已建立的过程规则的稳定性、可靠性和可行性,又要尽量避免轻率行动,决不能随意修改工艺规程,以影响正常生产秩序。 1-21.2 夹具的发展历史在科技飞速发展的时代,各种夹具也应运而生。目前可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、装配夹具、通用可调夹具和成组夹具六大类。夹具的发展过程可分为三个阶段,第一阶段是夹具与人的简单结合,作为人类工作的辅助工具,它起着最基本的夹紧工件的作用,第二阶段是夹具成为桥梁。在连接人和机床之间,夹具的功能发生了变化,主要用于工件的定位和夹紧,效率和定位精度都有了明显的提高,第三阶段是夹具直接与机床相结合,成为机床不可分割的一部分,生产水平不断提高,加工也从小批量生产向专业化、大批量生产发展。现代化夹具以及成了机械加工不可或缺的工具,就算在日常生活中也已经非常常见,在现代化发展中,夹具不再仅仅只为了提高生产效率和产品质量,充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸2它也越来越往智能化方向发展,但是在发展的同时也要注意环保问题,科学发展才是硬道理。 3-61.3 泵缸的种类泵缸的种类繁多,按照泵的工作原理可分为:(1)叶片泵:叶片泵叶轮通过高速旋转由机械能转化成液压能,由于叶轮弯曲且扭曲叶片故称叶片泵。根据叶轮结构液体作用力不同又可分为:离泵、轴流泵、混流泵。(2)容积泵:利用空间容积周期性变化输送液体又可分为:柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。(3)其他类型泵:射流泵、水锤泵、电磁泵等。1.4 课题的研究问题及方法本次课题主要是围绕着泵缸的加工工艺和夹具设计来研究的,工艺方面主要的问题就是在泵缸加工过程中,工艺路线的制定,定位基准的选择以及工件的配合公差精度。在夹具设计方面,需要考虑采用什么定位原理,选取哪种定位元件,工件定位精度能不能达到要求,工件夹紧可不可靠。研究方法:通过分析泵缸零件图,先找一个面作为基准面并对其进行加工,采用互为基准原则再加工其他面,通过查阅切削用量手册等资料并进行计算出加工余量以及切削用量。接下来要制定出工艺路线,合理安排工序,安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。夹具设计需要根据选定的加工表面设计出专用夹具,从而实现零件大批量生产。在设计过程中,我们首先需要根据泵缸的加工表面确定出定位方案,根据泵缸的结构选择相应的定位元件,之后确定加紧方式,在设计过程中一定需要考虑到夹具的定位精度和夹紧力的问题,并且还要留有合理的装卸空间,保证拆装方便,且不能影响后期机床对零件的加工。 7-11充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸32 零件图分析2.1 零件图样分析图 2.1 泵缸零件图该零件为 HT200的铸造件,有热处理要求,通过对零件图的分析,可以确定其主要加工面是由内腔、孔系、端面以及螺纹结合面组成,其中M272-7H、M683-6g 和 M392-7H的尺寸都是配合尺寸,相对应的加工精度都较高,其余加工面根据相应的表面粗糙度选择合适的加工方法。2.2 结构工艺分析成品泵缸在安装对接过程中对配合精度要求很高,所以泵缸上的一些定位孔,定位基准面和链接螺纹都要进行精加工,为了避免出现对接倾斜,导致螺纹滑丝或其他接口对接不上等一系列毛病。泵缸底座对于泵缸本身也不宜太过笨重,但又要满足支撑强度,为了减少泵缸底座上多余的材料,节约成本,我们可以设计一个加强筋,既达到了支撑的效果,也节省了材料。充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸42.3 零件加工表面的技术要求分析对于此次泵缸的加工零件图上的尺寸、精度、粗糙度以及配合公差都要保证齐全、正确,主要加工表面的技术要求如下:1.铸件不得有气孔、裂纹及砂眼等缺陷。2.未注倒角为 C2,表面粗糙度 Ra为 12.5m。3.未注圆角为 R2R4。4.未加工面涂防锈漆。5.未注尺寸公差按 GB/T 1804-2000-m。6.未注几何公差按 GB/T 1184-1996-K。通过对泵缸结构和技术要求的分析,所有加工表面和孔并没有太过复杂的工艺,只需按照加工工艺原则都可利用机床完成。2.4 绘制毛坯图如下图 1.2:图 2.2 泵缸毛坯图充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸53 泵缸加工工艺规程设计3.1 拟定工艺路线完善的工艺路线通过合理的安排工序的先后顺序,选择合适的机床加工零件,可以大大的缩短零件加工过程的工时,并且可以很好的提高零件的加工精度,是制定工艺规程的关键阶段,我们通常都会多设计出几套方案,通过细致的分析选取出最合理的一套,一般可以按下列几个步骤进行。1. 选择定位基准结合泵缸零件图,我选择以泵缸的下平面作为粗基准先加工上平面,再结合互为基准原则以上平面加工下平面,泵缸上其余加工面都可以以上下平面作为定位基准进行加工。2. 确定泵缸各表面的加工方法根据泵缸各表面的加工要求按照先主后次的加工顺序加工,常用的加工方法有车、铣、刨、磨、钻等等,结合实际选择合适的加工方法和机床。按照各表面加工要求和表面精度确定各加工方法如下:泵缸上平面 T1:其表面粗糙度为 Ra12.5m,粗铣(IT11) 。泵缸下平面 T2:其表面粗糙度为 Ra12.5m,粗铣(IT11) 。泵缸右端面 T3:其表面粗糙度为 Ra12.5m,粗铣(IT11) 。泵缸内腔 43:其表面粗糙度为 Ra25m,粗镗(IT12) 。泵缸内腔 52:其表面粗糙度为 Ra25m,粗镗(IT12) 。泵缸 17 孔:其表面粗糙度为 Ra25m,钻孔(IT14)-扩孔(IT12) 。泵缸 15 孔:其表面粗糙度为 Ra12.5m,钻孔(IT14)-扩孔(IT11) 。M272-7H内螺纹:其表面粗糙度为 Ra3.2m,镗孔(IT11)镗螺纹(IT9)倒角。M683-6g外螺纹:其表面粗糙度为 Ra3.2m,镗外圆(IT11)镗螺纹(IT9)倒圆角。M392-7H内螺纹:其表面粗糙度为 Ra3.2m,镗孔(IT11)镗螺纹(IT9)倒角镗孔 45(IT11)3. 选定热处理因为泵缸是材料为 HT200的铸造件,根据泵缸零件图上的技术要求,要对泵缸进行人工时效。4. 工序的集中与分散为了保证工件的定位精度,避免工件多次装拆而造成定位误差,应选择工充值购买-下载设计文档后,加 Q-1459919609 免费领取图纸6序集中原则,把加工方法和定位基准相同的同一类型加工面可以安排到一道工序,这样既缩短了加工工时也确保了零件的加工精度。 125. 工艺路线的拟定结合前面已考虑的问题和加工方法,按照“先粗后精” 、 “先面后孔” 、 “先主后次” 、 “基面先行”的原则,现制定工艺过程方案如下表 1:表 3.1 工艺过程方案工序号工名序称工 序 内 容10 铸造 铸造毛坯20 时效 人工时效30 铣 粗铣下平面至图纸要求40 钻 钻孔 215mm扩 扩孔 217mm 至图纸要求50 铣 粗铣上平面至图纸要求60 钻 钻孔 214mm扩 扩孔 215mm 至图纸要求70 铣 粗铣右端面至图纸要求80 镗 粗镗内孔 43 至图纸要求90 镗 粗镗内孔 52 至图纸要求100 镗 粗镗内孔 25mm110 镗 粗镗外圆 68mm120 镗 粗镗内孔 37.7mm130 镗 精镗 M272-7H内螺纹至图纸要求140 镗 精镗 M683-6g外螺纹至图纸要求150 镗 精镗 M392-7H内螺纹至图纸要求160 工件修整 倒角、去毛刺、涂防锈漆170 检测 检测180 入库 油封入库泵缸的机械加工工艺及夹具设计摘 要此次论文的研究方向是对泵缸的工艺设计以及专用夹具设计,本文前期主要是关于泵缸工艺的研究,先分析泵缸的结构特点以及它的功用,确定加工余量,设计出泵缸的毛坯图、加工工艺规程卡片以及工序卡片。根据泵缸的性质和零件图上各端面的粗糙度选择相对应的机床加工,确定切削用量并计算出加工工时。论文后半部分是针对泵缸专用夹具进行分析设计,选取泵缸要加工的表面,确定其定位基准面以及定位元件,设计出夹紧方案,并画出两套夹具的装配图和零件图,对设计出的夹具进行夹紧力和定位误差的计算并校核。关键词:泵缸;工艺设计;夹具Process specification and fixturedesign of pump cylinderAbstractThe research direction of this paper is on the process design of pump cylinder and the design of special fixture. This article is mainly about the research of pump cylinder process. First, it analyzes the structure characteristics of the pump cylinder and its function, determines the processing allowance, designs the blank diagram of the pump cylinder, the processing procedure card and the process card. According to the nature of the pump cylinder and the roughness of each end of the part drawing, choose the corresponding machine tool processing, determine the cutting amount and calculate the processing time. The second half of the paper is aimed at the analysis and design of the special fixture for the pump cylinder, select the surface of the pump cylinder to be machined, determine the positioning datum and the positioning element, design the clamping scheme, and draw the assembly drawing and part drawing of the two sets of fixture, and calculate and check the clamping force and the positioning error of the designed fixture.Key words: pump cylinder; process design; jigI目 录摘 要 .IIIAbstract.IV1 绪论 .11.1 机械加工工艺的重要性 .11.2 夹具的发展历史 .11.3 泵缸的种类 .21.4课题的研究问题及方法 .22 零件图分析 .32.1零件图样分析 .32.2结构工艺分析 .32.3零件加工表面的技术要求分析 .42.4 绘制毛坯图 .43 泵缸加工工艺规程设计 .53.1 拟定工艺路线 .53.2 工艺方案分析 .74 工艺装备的选择及工时计算 .84.1 机床的选择 .84.2 刀具、夹具、量具的选择 .84.3 确定各表面加工余量 .94.4 计算各工序加工工时 .105 夹具设计 .245.1 夹具的设计思路 .245.2 夹具设计的注意事项 .245.3定位元件的选择与设计 .255.4 夹紧机构的选择与设计 .265.5 夹具体的设计 .27II6 论文综述 .28致 谢 .29参考文献 .3011 绪论1.1 机械加工工艺的重要性21世纪是一个飞速发展的时代,我国的现代化建设和技术水平也在不断提高,人们对各种产品的质量越来越严格,像机械加工的零件一样,人们最关心的是它的质量,而影响质量第一的条件是:机械零件的加工精度。要想提高加工精度,就必须要有一个完善的加工流程。这一过程的重要性不仅体现在产品的质量上,如产品的数量定额、成本核算、生产计划、预期加工时间和工人的分配等等,只有通过各部门、车间的紧密配合才能高质量、高效率的完成生产任务,所有这些都需要由工艺规程制定,如产品投产前,首先要根据技术规程对生产进行大量的准备工作,生产部门的负责人确定生产前每个零件交付的时间和数量。再由生产组长调整设备负荷,提供动力能源,调整劳动力等。正确、合理的工艺流程是在一定的技术水平和特定的生产条件下制定的。工艺设计必须根据公司的生产和加工能力来设计。因此在生产过程中必须遵守工艺规程,但随着生产的发展和技术的进步,工艺规程也要不断完善。在生产中出现新问题时,应制定新的工艺规程,作为组织生产的依据。为了提高生产效率,应及时修改不合理的工艺流程。但是,在修改过程规则时,必须采取审慎稳妥的步骤,即在一定的时间内,既要保证已建立的过程规则的稳定性、可靠性和可行性,又要尽量避免轻率行动,决不能随意修改工艺规程,以影响正常生产秩序。 1-21.2 夹具的发展历史在科技飞速发展的时代,各种夹具也应运而生。目前可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、装配夹具、通用可调夹具和成组夹具六大类。夹具的发展过程可分为三个阶段,第一阶段是夹具与人的简单结合,作为人类工作的辅助工具,它起着最基本的夹紧工件的作用,第二阶段是夹具成为桥梁。在连接人和机床之间,夹具的功能发生了变化,主要用于工件的定位和夹紧,效率和定位精度都有了明显的提高,第三阶段是夹具直接与机床相结合,成为机床不可分割的一部分,生产水平不断提高,加工也从小批量生产向专业化、大批量生产发展。现代化夹具以及成了机械加工不可或缺的工具,就算在日常生活中也已经非常常见,在现代化发展中,夹具不再仅仅只为了提高生产效率和产品质量,2它也越来越往智能化方向发展,但是在发展的同时也要注意环保问题,科学发展才是硬道理。 3-61.3 泵缸的种类泵缸的种类繁多,按照泵的工作原理可分为:(1)叶片泵:叶片泵叶轮通过高速旋转由机械能转化成液压能,由于叶轮弯曲且扭曲叶片故称叶片泵。根据叶轮结构液体作用力不同又可分为:离泵、轴流泵、混流泵。(2)容积泵:利用空间容积周期性变化输送液体又可分为:柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。(3)其他类型泵:射流泵、水锤泵、电磁泵等。1.4 课题的研究问题及方法本次课题主要是围绕着泵缸的加工工艺和夹具设计来研究的,工艺方面主要的问题就是在泵缸加工过程中,工艺路线的制定,定位基准的选择以及工件的配合公差精度。在夹具设计方面,需要考虑采用什么定位原理,选取哪种定位元件,工件定位精度能不能达到要求,工件夹紧可不可靠。研究方法:通过分析泵缸零件图,先找一个面作为基准面并对其进行加工,采用互为基准原则再加工其他面,通过查阅切削用量手册等资料并进行计算出加工余量以及切削用量。接下来要制定出工艺路线,合理安排工序,安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。夹具设计需要根据选定的加工表面设计出专用夹具,从而实现零件大批量生产。在设计过程中,我们首先需要根据泵缸的加工表面确定出定位方案,根据泵缸的结构选择相应的定位元件,之后确定加紧方式,在设计过程中一定需要考虑到夹具的定位精度和夹紧力的问题,并且还要留有合理的装卸空间,保证拆装方便,且不能影响后期机床对零件的加工。 7-1132 零件图分析2.1 零件图样分析图 2.1 泵缸零件图该零件为 HT200的铸造件,有热处理要求,通过对零件图的分析,可以确定其主要加工面是由内腔、孔系、端面以及螺纹结合面组成,其中M272-7H、M683-6g 和 M392-7H的尺寸都是配合尺寸,相对应的加工精度都较高,其余加工面根据相应的表面粗糙度选择合适的加工方法。2.2 结构工艺分析成品泵缸在安装对接过程中对配合精度要求很高,所以泵缸上的一些定位孔,定位基准面和链接螺纹都要进行精加工,为了避免出现对接倾斜,导致螺纹滑丝或其他接口对接不上等一系列毛病。泵缸底座对于泵缸本身也不宜太过笨重,但又要满足支撑强度,为了减少泵缸底座上多余的材料,节约成本,我们可以设计一个加强筋,既达到了支撑的效果,也节省了材料。42.3 零件加工表面的技术要求分析对于此次泵缸的加工零件图上的尺寸、精度、粗糙度以及配合公差都要保证齐全、正确,主要加工表面的技术要求如下:1.铸件不得有气孔、裂纹及砂眼等缺陷。2.未注倒角为 C2,表面粗糙度 Ra为 12.5m。3.未注圆角为 R2R4。4.未加工面涂防锈漆。5.未注尺寸公差按 GB/T 1804-2000-m。6.未注几何公差按 GB/T 1184-1996-K。通过对泵缸结构和技术要求的分析,所有加工表面和孔并没有太过复杂的工艺,只需按照加工工艺原则都可利用机床完成。2.4 绘制毛坯图如下图 1.2:图 2.2 泵缸毛坯图53 泵缸加工工艺规程设计3.1 拟定工艺路线完善的工艺路线通过合理的安排工序的先后顺序,选择合适的机床加工零件,可以大大的缩短零件加工过程的工时,并且可以很好的提高零件的加工精度,是制定工艺规程的关键阶段,我们通常都会多设计出几套方案,通过细致的分析选取出最合理的一套,一般可以按下列几个步骤进行。1. 选择定位基准结合泵缸零件图,我选择以泵缸的下平面作为粗基准先加工上平面,再结合互为基准原则以上平面加工下平面,泵缸上其余加工面都可以以上下平面作为定位基
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