齿轮泵体夹具设计说明书

0常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 徐志浩 学 号： 11210352 系 部： 机械工程系 专 业： 机械制造与自动化 题 目： 齿轮泵零件的加工工艺及夹具设计 校内指导教师： 顾惠斌企业指导教师 马华琦评阅者： 顾惠斌12015 年 4 月毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产率。在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置，这一过程称为“定位” 。为了不因受切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧” 。定位和夹紧的全过程称为“安装” 。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最广泛的“机床夹具” 。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产，而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。因此，专用夹具的设计是一项重要生产准备工作，每一个从事加工工艺的工装设计人员，都应该掌握有关夹具设计的基础知识。关键词 ： 齿轮泵体，加工工艺，专用夹具，设计2目录摘要 .1目录 .2第一章 绪论 .31.1 机械加工工艺概述及发展趋势 .31.2 机床夹具的概述及发展趋势 .3第二章 齿轮泵体的工艺分析 .42.1 齿轮泵体的应用 .42.2 确定毛坯的种类和生产类型 .42.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定 .4第三章 工艺设计 .53.1 基准的选择 .63.1.1 精基准的选择 .63.1.2 粗基准的选择 .63.2 工艺方案 .73.3 工序尺寸的确定 .8第四章 确定切削用量与时间定额 .94.1 切削用量的选择原则 .94.2 切削用量、时间定额的计算 . 9第五章 夹具设计 .215.1 定位基准的选择 .225.1.1 定位元件的选择 .225.2 夹紧装置设计 .235.2.1 夹紧力的计算 .245.2.2 定位销强度校核 .245.3 钻套的设计 .255.4 夹紧装置其他元件的选用 .255.4.1 连接螺栓 .255.5 定位误差分析与计算 .25第六章 夹具体设计 .263结论 .29致谢 .30参考文献 .31第一章 绪论1.1 机械加工工艺概述及发展趋势机械加工工艺是制造技术的灵魂、核心和关键。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成的，工艺是设计和制造的桥梁，设计的可行性往往会受到工艺的制约，工艺往往会成为“瓶颈” ，不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有的设计产品通过加工能达到预定技术性能要求的。加工技术的发展往往是从工艺突破的，近年来加工工艺技术有了很大的发展，现代制造技术已经不的单独的加工方法和工匠的“手艺” ，已经发展成为一个系统，在制造工艺理论和技术上有了很大的发展，例如在加工理论方面主要有：加工成形机理和技术、精度原理和技术、相似性原理和成组技术、工艺决策原理和技术等。由于近些年制造工艺技术的发展，工艺内同有了很大的扩展，工艺技术水平有了很大提高：计算机技术、数控技术的发展是制造工艺自动化技术和工艺质量管理工作产生了革命性变化；同时，与工艺有关的许多标准已进行了修订，并且制定了一些新的标准。1.2 机床夹具的概述及发展趋势在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。机床夹具是随机械加工技术发展的。机床夹具由适用单件小批量生产的用4夹具发展到大批量生产的专用夹具、随行夹具，经历了市场的发展和技术的推动。随着现在市场需要的多样化、多品种、中小批量及短周期的生产方式在世界贸易中逐渐成为主导方式，传统的专为某个零件的一道工艺设计制造的专用夹具已经不能适应这种生产方式的要求。因此，适用于多品种、中小批量生产特点的通用可调夹具、组合夹具、成组夹具等应运而生。数控技术的进步与发展，使得数控机床、加工中心在机械加工中广泛运用，数控机床夹具也迅速的发展起来。第二章 齿轮泵的工艺分析2.1 齿轮泵的应用机油泵是在润滑系统中，可迫使机油自油底壳送到引擎运动件的装置。用来使机油压力升高和保证一定的油量，向各摩擦表面强制供油的部件，内燃机广泛采用齿轮式和转子式机油泵，齿轮式油泵结构简单，加工方便，工作可靠，使用寿命长，泵油压力高，得到广泛应用图 2-1 齿轮泵体零件简图52.2 确定毛坯的种类和生产类型因设计：零件年生产量较大，查表 1-4 得，零件为大批量生产。零件材料采用 45 钢，因金属模机器造型生产率较高，锻造件精度高，表面质量与机械性能均好，适用于大批量大量生产，因此选择金属模机器造型。同时因铸件壁厚差距不能太大，以避免造成各部分因温差悬殊而引起缩裂、缩孔与裂纹。铸件应进行人工时效。消除残余应力后再送机械加工车间加工，否则工件将产生大的变形。齿轮泵泵体技术要求如下表表 2-1 齿轮泵体技术要求表加工表面 公差及精度等 级 表面粗糙度/um18 孔端面 IT8 Ra12.5前端面面 IT6 Ra3.235 内端面 IT6 Ra1.613 IT8 Ra3.26-M6 螺纹 IT6底面 IT8 Ra12.518 孔 IT8 Ra6.3M27 螺纹 IT83x1 槽 IT8 Ra252.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定查表达式 2-1 得 R=F-2RMA+CT/2 (外圆) （2-1）查表达式 2-2 得 R=F-2RMA-CT/2（内圆） （2-2）6查表 2-1 取大批量生产的毛坯铸件的公差等级为 CT8， 查表 2-5 取要求机械加工余量等级为 F 级M27 端面：查表 2-4 取 RMA=2 前端面：查表 2-4 取 RMA=2 40 孔：查表 2-4 取 RMA=2 第三章 工艺设计3.1 基准的选择3.1.1 精基准的选择选择泵体的 M27 端面作为精基准。该零件上的很多孔都可以采用它作为基准进行加工，遵循了“基准统一”原则，同时 M27 端面亦为设计基准，遵循了“基准重合”原则。3.1.2 粗基准的选择作为粗基准应平整，没有飞边、毛刺等表面缺欠，故选择零件前端面作为粗基准。3.1.3 机械加工工艺顺序零件主要表面及其他表面的机械加工顺序，对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用，应根据工序的划分和定位基准的建立与转换来 。一般原则为： 先粗后精。既粗加工-半精加工-精加工，最后安排主要表面的终加工顺序。 在各阶段中，先加工基准表面，然后以它定位加工其他表面。 先加工主要表面，当其达到一定精度后再加工次要表面。 先平面后孔。这是因为平面定位比较稳定可靠，所以对于箱体、支架、连杆等类平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面。7 除用为基准的平面外，精度越高，粗糙度 Ra 值越小的表面应放在后面加工以防止划伤表面位置尺寸及公差标注方式也影响工序顺序，应力求能直接保证或使尺寸链数日减少。3.2 工艺方案表 3-1 齿轮油泵泵体工艺路线及设备、工装的选用工序工种机 械 加 工 说 明 设 备 工具夹具 刀具 量具1 铸 铸造毛胚 游标卡尺2 热 热处理3 铣 铣前端面至总长为1300.05mm铣床 X5012工装夹具端铣刀 游标卡尺4 铣粗铣上盖结合面工装夹具面铣刀 游标卡尺5 钻 钻 上 盖 结 合 面 上 的 4 个 9 的孔立 式 钻 床Z515一 号夹 具直 柄 麻花 钻游 标 卡 尺6 镗钻 上 盖 结 合 面 上 的 4 个螺 纹 底 孔立 式 钻 床Z515一 号夹 具直 柄麻 花钻83.3 工序尺寸的确定在一般情况下，加工某表面的最终工序尺寸可直接按零件图的要求来确实。而中间工序的尺寸则是零件图的尺寸（最终工序尺寸） ，加上或减去工序的加工余量，即采用由后往前推的方法，有零件图的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。由此可知，若某表面经过 n-1 次加工，则其工序尺寸为Ln=Ln-1Zn-1 (n1) (3-1)因此，确定了加工余量后，即可根据设计尺寸推算出各工序尺寸，上式只适用较简单的工序尺寸的确定，对于较复杂的工序尺寸的确定需要要进行尺寸链的换算。1）粗铣 M27 端面7 攻攻 上 盖 结 合 面 上 4 个 螺纹立 式 钻 床Z515一 号夹 具细 柄机 用丝 锥8 铣铣 右 端 面 至 图 样 要 求TH6380 加工中心一 号夹 具面 铣刀游 标 卡 尺9 车 钻两个35 的孔，至图样要求CA6140 车床一号夹具键槽铣刀游标卡尺10 车 钻两个18 的孔，至图样要求CA6140 车床一号夹具键槽铣刀游标卡尺11 车 掉头，车内腔 50，深180.05mmCA6140 车床一号夹具高速圆柱铣刀游标卡尺12 钻钻35 的孔，至图样要求立 式 钻 床Z515一号夹具键槽铣刀游标卡尺13 攻攻 35 孔 的 螺 纹 至 加 工 要 求立 式 钻 床Z515一 号夹 具螺 纹 刀 游 标 卡 尺14 钳去 毛 刺 ， 倒 角台 虎钳锉 刀 、刮 刀9查表 8-34 取磨平面加工余量=2mm。2）粗铣、半精铣前端面，粗铣，半精铣，精铣 2x 40H7 孔内端面前端面：查表 8-33 取半精铣余量 1mm ，则粗铣余量= 总加工余量-半精铣余量- 磨削余量 =2-1=1mm。粗铣，半精铣，精铣 2x 40H7 孔内端面：查表 8-33 取粗铣余量 1mm，半精铣余量 0.5mm，则精铣加工余量为 2-1-0.5=0.5mm. 3）钻，铰 2x 13H7 孔,钻 6xM6 螺纹孔, 钻 2x4T15 定位孔.钻，铰 1x 13 孔：查表 1-20 和表 2-40 确定钻孔及公差至 11 mm，粗铰至 13 mm。钻 6xM6 螺纹孔：查表 1-20 和表 2-40 确定钻孔及公差至 5mm。攻螺纹至 5.8mm。钻 2x4T15定位孔：查表 1-20 和表 2-40 确定钻孔至 4T15。4）粗铣底面因是一次铣削，故取粗铣余量=机械加工余量=2mm。5）钻，扩 18内孔毛坯直径= 27mm，查表 1-20 和表 2-40 确定钻孔至 16mm，粗铰至mm，精铰至 18