机械制造技术课程设计-液压泵盖加工工艺及铣φ66外圆端面夹具设计【全套图纸】 .doc

目录1 序言.32 零件的分析.3 2.1泵盖加工工艺规程设计.4 2.2泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施.4 2.2.1确定毛坯的制造形式.4 2.2.2基面的选择.5 2.2.3确定工艺路.5 2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.7 2.2.5确定切削用量工序1：粗、精下平面.8 2.3小结.183 专用夹具设计.19 3.1夹具工序的选择.19 3.2粗、精铣泵盖上平面夹具设计.19 3.2.1定位基准的选择.19 3.2.2铣削力与夹紧力计算.19 3.2.3夹具设计及操作的简要说明.22 3.4小结.244结束语.25参考文献.2624 1 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们大学基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们进行课程设计之前对所学课程的一深入的综合性的连接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我的大学学习生活中占有十分重要的地位。全套图纸，加153893706对我个人来言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼分析能力，提高解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于本人的知识，能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师给予指教。 2. 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给定的零件是液压油泵的泵盖。属于盖体类零件，它和其他零件一起装配液压泵的一个腔体结构用来储存、输送分配液压油。工作中，零件内表面要受到液压力的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求，零件的a面要与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。 （二） 零件的工艺分析 由于此零件是液压泵零件，起传递动力和液压油分配所以对密封性能要求较高。该零件的几组平面和有表面粗糙读和位置度要求。2.1 液压油泵盖加工工艺规程设计 零件的材料为zl106，是典型的二元共晶铝硅合金, 该合金具有优良的 铸造性能 , 但力学性能和切削加工性能较差。为了改善zl106合金主砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。要加工面：1）铣上下平面保证尺寸43mm，平行度误差为0.102）镗25.5孔至所要求尺寸，并保证位误差要求3）钻78.5孔至所要求尺寸，并保证位误差要求4）钻311孔至所要求尺寸，并保证位误差要求5）钻23度斜4孔至所要求尺寸，并保证位误差要求6）镗32孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：液压油泵盖表面各孔、液压油泵盖上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是镗二个32孔2.2液压油泵的泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料zl106。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序1粗精铣上平面工序2钻311孔工序3粗精铣下平面工序4钻78.5孔工序5钻23度斜4孔工序6扩25.5孔并平底工序7扩26孔与25.5工序8镗232孔及镗孔工序精磨大平面工序检验入库表2.2工艺路线方案二工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3钻311孔工序4钻78.5孔工序5钻23度斜4孔工序6扩25.5孔并平底工序7扩26孔与25.5工序8镗232孔及镗孔工序时效去应力处理工序精磨大平面工序检验入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将增加了一道工序9， 目的是为了提高后面精加工平面的的精度，通过时效处理可以去除在前粗工过程中产生的一系列加工应力，防止在成品以后出出变形，影响精度这个对零件的质量是很有好处的 采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加工两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的材料zl106，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如图.由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工泵盖的上下平面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2） 加工311孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量1.4mm，就可达到要求。3） 加工78.5孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，就可达到要求。4） 钻23度4斜孔，根据参考文献8表4-23考虑加工余量0.5 。可一次钻削加工余量0 .4 mm,就可达到要求5） 钻扩26与25 .5通孔 ，采用7的麻花钻钻孔 6）镗232孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工余量0.5，即可达到加工要求7) 镗25.5孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。2.2.5确定切削用量工序1：粗、精下平面（1）粗铣下平面加工条件：工件材料： ，铸造。机床：x52k立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 v铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料： ht200，铸造。机床： x52k立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序2：加工上平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。工序3：粗镗32h12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min精镗下端孔32h12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序5：粗镗25.5h12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min精镗下端孔到25.5h12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min工序6：加工311孔孔的直径为11mm。加工机床为z535立式钻床，加工工序为钻孔至11，选用11的麻花钻头。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间工序7：阶梯孔孔的直径为8.5mm，表面粗糙度。加工机床为z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔15mm小直径锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力f、转矩t及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地， 工序8：精磨底平面 选用磨床m7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据切削速度v = 0.527 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.008 mm/r 工序9：检验2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。3 专用夹具设计3.1夹具工序的选择为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工铣上平面夹具,泵盖上顶面镗孔夹具。采用x62w铣床，硬质合金端铣刀yg8对铣上平面进行加工。3.2粗、精铣泵盖上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣泵盖上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣泵盖上平面时，粗糙度要求，泵盖上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对泵盖上平面进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。3.2.2铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 fj=fsl/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 fs作用在六角螺母l作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 fjktts其中fj螺栓夹紧力(n)； kt力矩系数(cm1) ts作用在螺母上的力矩(n.cm)； fj =52000=10000n对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成泵盖上平面的粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。根据gb224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸h允差dc3-0.0060.253.2.3夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工泵盖上平面，工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，采用转动a型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉如夹具装配图所示。3.4小结对专用夹具的设计，