齿轮泵泵座零件的机械加工工艺规程编制及钻削4-φ19孔工序专用夹具设计

课程设计齿轮泵泵座零件的加工工艺规题目程编制及钻削19孔夹具设计班级机电051完成日期2008年7月2号一、设计题目齿轮泵泵座零件的机械加工工艺规程编制及钻削419孔工序专用夹具设计。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设计的课题是钻床主轴径向孔钻夹具设计。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分析，讨论了零件的机械加工工艺过程、工艺规程设计和毛胚的种类。通过零件的分析后制定零件机械加工工艺路线，说明表面加工方法的选择、零件加工工艺原则和工艺编制。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、切削夹紧力的计算。关键词夹具设计钻模加工工艺ABSTRACTTHISPROJECTSTOPICISTHEDRILLINGSPINDLERADIALHOLEDRILLSTHEJIGDESIGNTHEPRESENTPAPERACCORDINGTOTHEJIGDESIGNSGENERALSTEP,HASCARRIEDONTHEFOLLOWINGPARTOFDESIGNSTHROUGHTOTHECOMPONENTSANALYSIS,DISCUSSEDCOMPONENTSMACHINEFINISHINGTECHNOLOGICALPROCESS,TECHNOLOGICALPROCESSDESIGNANDTHEWOOLEMBRYOSTYPEAFTERCOMPONENTSANALYSISFORMULATESTHECOMPONENTSMACHINEFINISHINGCRAFTROUTE,THEEXPLANATIONFACEWORKMETHODCHOICE,THECOMPONENTSPROCESSINGCRAFTPRINCIPLEANDTHECRAFTESTABLISHMENTDEFINITEJIGOVERALLCONCEPT,INCLUDINGPROCESSINGMETHOD,LOCALIZATIONPLANANDPOSITIONERRORSANALYSIS,CLAMPPLAN,CUTTINGCLAMPINGFORCECOMPUTATIONKEYWORDJIGDESIGNJIGPROCESSINGCRAFT目录1泵座的工艺分析及生产类型的确定111泵座的用途112泵座的技术要求113审核泵座的工艺性114确定泵座的生产类型12确定毛坯和绘制毛坯简图221泵座的材料与毛坯222毛坯的尺寸公差和机械加工余量2221公差等级2222基本尺寸2223公差等级2224零件的表面粗糙度223绘制泵座锻造毛坯简图23拟定泵座的工艺路线331定位基准的选择3311精基准的选择3312粗基准的选择332表面加工方法的确定333加工精度的划分434工序的集中与分散435工序顺序的安排436确定工艺路线437确定切削用量538机械加工工艺过程卡片639机械加工工序卡片74钻床专用夹具设计941夹具设计任务942定位方案的确定943选择定位元件944定位误差分析D101泵座的工艺分析及生产类型的确定11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。12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/M形位公差/MM泵座左端面315IT1132泵座右端面214IT1132泵座底面240IT126350MM孔50IT71660MM孔60IT10638圆锥销孔8IT1116617孔17IT1225419孔19IT122513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。60MM孔、19MM孔和17MM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、17孔、19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。14确定泵座的生产类型Q5000件/年，M1件/台，备用率和废品率分别取3和05带入公式NQMX1AX1B5000X13X1055176件/年查表14可知该泵座的生产零件为大批生产2确定毛坯绘制毛坯简图21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。22毛坯的尺寸公差和机械加工余量221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。222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。223公差等级铸件公差等级为IT12，由表21查得毛坯铸件方法为砂型铸造，由表23查得毛坯铸件尺寸公差为9，由表25查得毛坯铸件机械加工余量等级为G。224零件的表面粗糙度加工表面的粗糙度均大于等于16UM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HT150IT12砂型铸造9G普通级项目/MM机械加工余量/MM备注泵座35表2423绘制泵座锻造毛坯简图（见毛坯图）3拟定泵座的工艺路线31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。311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50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。312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。32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RAUM加工方案备注泵座底端面IT1263粗铣表18泵座左端面IT1132粗铣半精铣表18泵座右端面IT1163粗铣半精铣表18上50孔IT716钻扩粗铰精铰表17上60孔IT1063钻扩表17下50孔IT716钻扩粗铰精铰表178圆锥销孔IT1116粗扩表1917孔IT1225钻表1719孔IT1225钻表1733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。34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。35工序顺序的安排机械加工工序（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。36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50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀6粗扩上60孔四面组合钻床扩孔钻7钻、扩、粗精铰下50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀8粗扩8圆锥孔四面组合钻床扩孔钻9钻6个17的孔四面组合钻床麻花钻10钻4个19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37确定切削用量工序10加工419盲孔本工序为钻，已知加工材料为HT150，铸件；机床为Z535立式钻床，工件装夹在专用夹具上。1确定粗加工19孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻。确定背吃刀量AP取AP19MM。确定进给量F根据表522，选取每转进给量F02MM/R。确定切削速度V根据表522，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（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N335R/MIN，参照表49所列Z535型立式钻床的主轴转速，可取N392R/MIN。Z再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000233M/MIN。38机械加工工艺过程卡片产品型号零件型号机电051机械加工工艺过程卡片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50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀6粗扩上60孔四面组合钻床扩孔钻7钻、扩、四面组合钻扩孔钻和粗精铰下50孔床绞刀8粗扩8圆锥孔四面组合钻床扩孔钻9钻6个17的孔四面组合钻床麻花钻10钻4个19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39机械加工工序卡片产品型号零件型号机电051机械加工工艺过程卡片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10HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11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序工时工位器具编号工位器具名称准终单件0工序工序内容工艺装备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时号R/MMM/MINMM/RMM1钻孔麻花钻、游标卡尺33523302191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4钻床专用夹具设计41夹具设计任务设计任务要求设计加工419通孔的专用夹具。已知工件材料为HT150，毛坯为铸件，所用机床为立式钻床，成批生产规模。42定位方案的确定由于本方案设计的是419的通孔专用机床夹具，孔的位置都已规定，所以要限制X轴的转动和移动，Y轴的转动和移动，Z轴的转动和移动等6个自由度。实际上，本道工序不需限制沿Z轴的移动自由度。夹具设计中出现过定位Z的移动，因工序加工厚度为18CM，其加工刚性差，过定位可用。43选择定位元件根据要求用一个圆锥销先在50的孔处来固定Z轴的移动、X轴的移动，再用四个支承钉在泵座底面，限制X和Z的转动，来加强加工时底面的刚度。最后用一个支承钉在零件的一个端面来固定零件在Y轴方向的移动。这就满足了元件所要求的定位方案。44定位误差分析D选择一端面为定位基准，设计基准为夹具端面，所以定位基准与工序基准不重合，基准不重合误差B025MM。由于定位基准与支撑板存在一定的设计误差，定位基准的加工也就是端面加工是的端面粗糙度，端面的粗糙度为00032MM。支撑板选择公差数值为IT5也就是0