泵验板工艺设计与编程设计说明书

毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 泵验板工艺设计及编程 专 业： 机械设计与制造 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 2016年 2月 1日 2016年 5月 20日 本篇设计是泵验板工艺设计及编程，泵验板零件的主要加工表面是各表面的数控车削加工及 0 外圆， 5” 及 角， 90 外圆、 内孔、 1”的加工等 。一般来说，保证平面的加工精度与保证孔系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。孔径加工都是选用专用钻夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。 本次设计的 重点在于对泵验板的工艺性和力学性能分析，对泵验板零件的加工工艺规程进行合理分析， 对 泵验板 进行加工工艺的规程设计，包括了 泵验板 的 数控铣 削加工 和数控铣削加工 ， 并且 介绍了 数控铣 的加工工艺及 数控 编程， 以此 泵验板 进行 数控铣的加工工艺编制和 数控 编程的设计 ， 经过实践证明，最终 可以 加工出合格的 泵验板 零件。 关键词： 工艺设计；泵验板；数控机床；编程 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 1 零 件结构工艺分析 . 错误 !未定义书签。 件的分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 4 件的主要技术要求 . 5 孔的精度及位置精度 . 6 面的精度及位置精度 . 7 他要求 . 8 2 工艺规程设计 . 9 择定位基准 . 9 定工艺路线 . 10 择加工设备和工艺设备 . 11 械加工余量、工序尺寸及公差 的确定 . 11 3 确定切削用量及基本工时 . 12 序 30： 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 . 14 序 40： 调头装夹，粗车 90 外 圆及端面 . 15 序 50： 内孔至尺寸 . 16 序 60： 深 槽 . 错误 !未定义书签。 序 70： 车 孔口倒角至尺寸 . 错误 !未定义书签。 序 80： 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸 . 17 序 90： 钻、攻 1” 至尺寸 . 17 序 100： 钻、葱 。61 锥孔 . 错误 !未定义书签。 序 110： 钻 5 孔 至尺寸 . 错误 !未定义书签。 间定额计算及生产安排 . 24 4 零件编程 . 25 0 外圆 . 26 5” . 26 车 90 外圆及端面 . 错误 !未定义书签。 内孔至尺寸 . 错误 !未定义书签。 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 结 论 . 29 参考文献 . 30 致 谢 . 31 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 1 零 件结构工艺分析 本文首先对 泵验板 的零件进行分析，通过对 泵验板 进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，与指导老协商后，感觉用 数控编程 比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一 般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了夹具设计。整个设计得指导思想“简便、效率高、非常经济”。 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 泵验板 。 泵验板 主要是 作为机械结构零件来使用的 ， 一个设备是通过各种不同零件组成的，其中包括各种机构，例如传动机构、执行机构，以及一些其他结构，故泵验板零件的加工精度和表面光洁度直接影响着装配的精度和机械设备的使用性能，可以说，一个加工精度高的泵验板与加工精度的低的泵验板相比，其传动效果很明显。所以研究和制定泵验板零件的数控加工工艺规程和编程就尤 为重要。图 1 为泵验板零件图纸。图 2 为泵验板的毛坯图。 图 1 泵验板零件图 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 图 2 泵验板毛坯图 件的工艺分析 由 泵验板 零件图可知 ，泵验板的表面以及内孔都需要进行加工， 此外 还需要加工一个 孔 和一个勾槽 。因此 可 将 其 分 为 三 组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以主视图为主要加工表面， 外圆、 5” 及 内孔的数控车削加工， 其表面粗糙度要求为 m ，左右表面的表面粗糙度为 m 等。 （ 2）以左视图为主要加工面的加工表面，包括 90 宽度 70 扁位的数控铣削 ，其加工表面粗糙度为 等。 件的主要技术要求 由以上分析可知 ， 该 泵验板 零件的主要加工表面是 外圆面和孔系 。因此，对于 泵验板 来说，加工过程中的主要问题是保证孔 保 证 孔 系 的 加 工 精 度 容 易，处理好孔和平面之 间 的 相 互 关 系。 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 孔的精度及位置精度 以 主视图 为主要加工面的表面粗糙度要求分别为： 外圆、 5” 的数控加工，其表面粗糙度均为 面的精度及位置精度 （ 2）以左视图为主要加工面的加工表面，包括 90 宽度 70 扁位的数控铣削 ，其加工表面粗糙度为 等。 它要求 泵验板 系加工方案，应该选择能够满足较为复杂类零件平面加工的加工设备，例如数控机床。除了从加工精度和加工效率方面考虑外，也要适当考虑经济因素。依据零件图我们确定泵验板的加工工艺及加工路线，对于关键工序，我们应该在数控铣床上面进行加工比较合适。 2 工艺规程设计 择定位基 准 粗基准选择毛坯的 左右端 面 ， 精基准选择 已经铣削好的左右端 面。 定工艺路线 本次设计的零件是泵验板的加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工泵验板零件的各个面，然后再是孔。 后续工序安排应当遵 循 粗 精 分 开 和 先 面 后 孔 的 原则。先粗加 工 平 面，再粗加工孔 系 。对于 泵验板 ，需要精加 工 的 是 支 承 孔 前 后 端 平面。按 上 述 原 则 亦 应 先 精 加 工 平 面 再 加工 孔 系 ， 但 在 实 际 生 产 中样 安 排 不 易 于 保 证 孔 和 端 面 相互垂直。加工工 序 完 成 以 后，将工件清 洗 干 净。清洗后用压 缩 空 气 吹 干 净。保证零件 内 部 杂 质 、 铁 屑 、 毛 刺 、 砂 粒 等 的 残 留 量 不 大于 根据以 上 分 析 过 程 ， 现 将 活 塞 加 工 工 艺 路 线 确定如下： 工艺路线一： 10 锻造毛坯 95140X 。 20 调质处理 30 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 粗车 140 外圆 半精车 外圆 精车 外圆及 角 至尺寸 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 车 5” 40 调头装夹，粗车 90 外圆及端面。 50 内孔至尺寸。 粗车内孔至 10 半精车内孔至 101 60 深 槽。 70 车 孔口倒角至尺寸 80 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸。 90 钻、公 1”至尺寸 100 钻、葱 。61 锥孔。 110 钻 5 孔 至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 入库。 工艺路线二： 10 锻造毛坯 95140X 。 20 调质处理 30 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 粗车 140 外圆 半精车 外圆 精车 外圆及 角 至尺寸 车 5” 40 内孔至尺寸。 粗车内孔至 10 半精车内孔至 101 50 深 槽。 60 车 孔口倒角至尺寸 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 70 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸。 80 调头装夹，粗车 90 外圆及端面。 90 钻、公 1”至尺寸 100 钻、葱 。61 锥孔。 110 钻 5 孔 至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 入库。 工艺路线三： 10 锻造毛坯 95140X 。 20 调质处理 30 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 粗车 140 外圆 半精车 外圆 精车 外圆及 角 至尺寸 车 5” 40 调头装夹，粗车 90 外圆及端面。 50 内孔至尺寸。 粗车内孔至 10 半精车 内孔至 101 60 深 槽。 70 车 孔口倒角至尺寸 80 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸。 90 钻、公 1”至尺寸 100 钻、葱 。61 锥孔。 110 钻 5 孔 至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 入库。 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 通 过 仔 细 考 虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，由于 内孔 面粗糙度达不到要求， 综合选择方案一： 10 锻造毛坯 95140X 。 20 调质处理 30 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 粗车 140 外圆 半精车 外圆 精车 外圆及 角 至尺寸 车 5” 40 调头装夹，粗车 90 外圆及端面。 50 内孔至尺寸 。 粗车内孔至 10 半精车内孔至 101 60 深 槽。 70 车 孔口倒角至尺寸 80 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸。 90 钻、公 1”至尺寸 100 钻、葱 。61 锥孔。 110 钻 5 孔 至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 入库。 择加工设备和工艺设备 由图样分析，该图样需要 数控 车削左右几个外圆面 ， 车英制外 ，钻孔， 攻牙，车沟槽等， 在这里我们在 铣 轮廓时选用 外圆车刀 ， 沟槽车刀 ， 钻头，丝攻等等 。而钻削加工时我们可以选用麻花钻头，量具可选用 0 75测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺 、 塞规 等。 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (1)毛坯种类的选择 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用 4130 材料作 为毛坯的制作形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的 砂型锻造 ，查取机械制造工艺设计简明手册表 泵验板 ”零件材料采用 圆钢 制造。材料为 4130，生产类型为大批量生产，采用 锻造 毛坯。 3 确定切削用量及基本工时 工序 30 车 外圆、 5” 及 角至尺寸 已知加工材料为 4130 钢，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1） 车 外圆 粗车。 1） 确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 ）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 040 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查 切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定 车 削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 基本工时计算 根据一下公式，可得： 机动T= m 0* 工序 40 调头装夹，粗车 90 外圆及端面 本工序为 粗车 90 外圆及端面的工件 ， 已知加工材料为 3140 钢，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1）外圆 90 精 车。 1） 确定背吃刀量于 精 加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 确 定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定 车 削速度切削用量简明手册表 公式计算： 10000= 100030075 基本工时计算 根据一下公式，可得： 机动T=m 9*0* 工序 50 内孔至尺寸 本工序为 内孔至尺寸 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 工序 ， 已知加工材料为 4130 钢，锻件，有外皮，机床为 数控 车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1） 内 粗车 、半精车 。 1） 确定背吃刀量于 半精 加工单边余 量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当 钢 的 强 度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可 用。 3）确定切削速度5 质 合 金 车 刀 加 工 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定 车 削速度 每分钟进给量削用量简明手册表 公式计算： 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 10000= 100030075 基本工时计算 根据一下公式，可得： 机动T=m 9*0* 工序 60 深 槽 本工序为 深 槽的工序， 刀杆截面为 16 20。 已知 车 削深度 25.0床为 数控车 床 。 （）确定进给 量 f 根据机械加工工艺手册表 11，得 d ，选取。 （）选择刀具寿命 T 以及刀具修正系数属切削手册表 7 6 查得，刀具的寿命 T=60正系数 （）确定切削深度p （）确定 车 削速度械加工工艺手册表 21 中查出： 得到 9 根据金属切削手册中表 7 6下的“注”得： 在牛头 车 床上加工系 k 取 8.0k 根据金属切削手册中公式计算 m 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 基本工时计算 公式中 公式中根据机械加工工艺手册表 26以及其下“注”得： 7.0 21 ， 根据机械加工工艺手册表 27得： 由 140 5021 得 190L 所以)1(1000 所以单个时间： 工序 80 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸。 本工序为精 铣 90 宽度 70 扁位至尺寸的工序 ，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径 d=80度 L=60数 z=10。根据切削用量简明手册表 择铣刀的几何形状。由于加工材料为 4130，b=145度为 160 180锻 件，有外皮。故选择0=8，0=+5。 （）确定每齿进给量 根据切削用量简明手册表 使用 床功率为 切削用量简明手册表 z / ，采用对称铣，故取 z / 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 （）选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 表 刀后刀面最大磨损量取为 于铣刀的直径 d=80铣刀的寿命 T=180 （）确定铣削速度削用量简明手册表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=80,0,.0, 0 802 4 5 1000c=80 据切削用量简明手册表 式铣床主轴转速表，选择 n=375r/向进给量00mm/ 实际切削速度和每齿进给量分别为 10000=1000 37580 = =10375300=z ( )检验 机床功率 根据切削用量简明手册表 ea 00 ，z=10, m 00 ，近似 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 根据 ， 故，因此选择切削用量采用，即 p ， m 00 f ， n=375r/cv m/z /。 基本工时计算 fm 公式中 ， l=140据 切削用量简明手册表 称安装铣刀入切量及超切量 2 ，则 L=152 m 01 5 2 工序 90： 钻、公 1”至尺寸 本工序为 钻、公 1” ，根据实际工况，我们选择机床： 合钻床，刀具我们选择麻花钻、 丝攻 ； （ 1）钻定位孔 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 进给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 ； 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 机动时间1m fn j（ 2） 攻 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 通孔 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 机床主轴转速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切入长度 1l ： tg 126)21(2 01 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 机动时间 2 m i 7 fn 查机械制造工艺设计手册表 3 42 有 所以 11 0 0 01 0 0 0 1 计算切削深度 42/282 4)钻削扭矩的计算 查机械制 造工艺设计手册表 3 36 有 0M C m d x m fy m 310 d f k 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 式中 所以 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 轴向力 . . d F K 所以， ; 6 因零件材料为 50，查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N 6)计算切削功率 因为 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s 查机械制造工艺设计手册表 3 36 有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 1 1 所以，机床功率足够 ; 工序 110 钻 5 孔 至尺寸 本工序为钻削 110 钻 5 孔 ，所选刀具为硬质合金麻花钻，麻花钻直径 d=5 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 已知钻削深度 2床为 立式钻床，工件装在虎口钳中。 （）确定进给量 f 根据切削用量简明手册表 加工材料铸铁，硬度为 160 18030 根据 立式钻床说明书选择 （）选择钻头磨钝标准以及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 头后刀面最大磨损量取为 于钻头的直径 d=7铣刀的寿命 T=35 （）确定钻削速度削用量简明手册表 公式计算： 式中 .3， m =45.0d=7, 1000c=7 据切削用量简明手册表 立式钻床表，选择 n=1360r/ 实际切削速度 10000=100013607 = 基本工时计算 fm 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 公式中 ， l=2据切削用量简明手册表 头入切量及超切量 ，则 L=7 单个时间： m 0 7 间定额计算及生产安排 假设该零件年产量为 13 万件。设每天的产量为 720 件。 根据相关标准，当零件的加工批量为中小批量的时候， 时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 故，相对于大批量生产，其计算公式如下 ： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。 k 一些除了加工工件以外时间的总和。 工序：粗、精铣结合面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据 相关计算切削时间的资料有 ， 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，m dd 即能满足生产要求 。 （ 1）、铣削宽度的选择 查机械制造工艺设计简明手册表 27有 半精铣 1 2 这里取 （ 2）、铣削每齿给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28有 院毕业设计（论文） 泵验板工艺设计及编程 （ 3）、铣削深度的选择 查机械制造工艺设计手册 表 3 29有 （ 4）、铣削速度的选择 查 相关计算切削时间的资料 有 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 2 / m i 1 4 6 0 （ 5） 计算切削时间 查 相关计算切削时间的资料 表 5 可知： 1212. . 0 . 3 1 6 1 9 2 9 2 1 . 615951 3 1 2251580a z nL l l ll a D 所以， 1595 1 . 7 3 m i 1 . 6 （ 6）计算铣削力 相关计算切削时间的资料有 ： 0