机械制造技术课程设计-齿轮泵泵座零件机械加工工艺规程及钻削4-φ19孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

课 程 设 计 题 目：齿轮泵泵座零件的加工工艺规 程编制及钻削19 孔夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机电 05-1 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008 年 7 月 2 号 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、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齿轮泵泵座零件的机械加工工艺规程编制及钻削 4-19 孔工孔工 序专用夹具设计。序专用夹具设计。 二、原始资料二、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、进度安排四、进度安排(参考参考) (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、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 摘摘 要要 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii abstract this projects topic is the drilling spindle radial hole drills the jig design. the present paper according to the jig designs general step, has carried on the following part of designs: through to the components analysis, discussed components machine- finishing technological process, technological process design and the wool embryos type. after components analysis formulates the components machine- finishing craft route, the explanation face work method choice, the components processing craft principle and the craft establishment. definite jig overall concept, including processing method, localization plan and position errors analysis, clamp plan, cutting clamping force computation. key word jig design jig processing craft. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 目 录 1.泵座的工艺分析及生产类型的确定1 1.1泵座的用途1 1.2泵座的技术要求1 1.3审核泵座的工艺性1 1.4确定泵座的生产类型1 2.确定毛坯和绘制毛坯简图2 2.1泵座的材料与毛坯2 2.2毛坯的尺寸公差和机械加工余量2 2.2.1公差等级 2 2.2.2基本尺寸 2 2.2.3公差等级 2 2.2.4零件的表面粗糙度 2 2.3绘制泵座锻造毛坯简图2 3. 拟定泵座的工艺路线 3 3.1 定位基准的选择 3 3.1.1精基准的选择 3 3.1.2粗基准的选择 3 3.2表面加工方法的确定3 3.3加工精度的划分4 3.4工序的集中与分散4 3.5 工序顺序的安排 4 3.6 确定工艺路线 4 3.7确定切削用量5 3.8机械加工工艺过程卡片6 3.9机械加工工序卡片7 4.钻床专用夹具设计9 4.1夹具设计任务9 4.2定位方案的确定9 4.3选择定位元件9 4.4定位误差分析d10 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 1.泵座的工艺分析及生产类型的确定泵座的工艺分析及生产类型的确定 1.1 泵座的用途泵座的用途 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。 1.2 泵座的技术要求泵座的技术要求 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 315 it11 3.2 泵座右端面 214 it11 3.2 泵座底面 240 it12 6.3 50mm 孔 50 it7 1.6 60mm 孔 60 it10 6.3 8 圆 锥 销 孔 8 it11 1.6 6- 17 孔 17 it12 25 4- 19 孔 19 it12 25 1.3 审核泵座的工艺性审核泵座的工艺性 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。 1.4 确定泵座的生产类型确定泵座的生产类型 q=5000 件/年，m=1 件/台，备用率和废品率分别取 3%和 0.5% 带入公式 n=qmx(1+a%)x(1+b%) =5000x(1+3%)x(1+0.5%)=5176 件/年 查表 1-4 可知该泵座的生产零件为大批生产 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 2.确定毛坯确定毛坯绘制毛坯简图绘制毛坯简图 2.1 泵座的材料与毛坯泵座的材料与毛坯 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。 2.2 毛坯的尺寸公差和机械加工余量毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.2.1 公差等公差等级级 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。 2.2.2 基本基本尺寸尺寸 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。 2.2.3 公差等公差等级级 铸件公差等级为 it12，由表 2-1 查得毛坯铸件方法为砂型铸造，由表 2-3 查得毛坯铸件尺寸公差为 9，由表 2-5 查得毛坯铸件机械加工余量等级为 g。 2.2.4 零件的零件的表面粗糙表面粗糙度度 加工表面的粗糙度均大于等于 1.6um. 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 ht150 it12 砂型铸造 9 g 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 备注 泵座 3.5 表 2-4 2.3 绘制泵座绘制泵座锻造锻造毛坯简图毛坯简图 （见毛坯图） 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 3. 拟定泵座的工艺路线拟定泵座的工艺路线 3.1 定定位基准位基准的的选择选择 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。 3.1.1 精基准精基准的的选择选择 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。 3.1.2 粗基准粗基准的的选择选择 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。 3.2 表面表面加工加工方法方法的确定的确定 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 ra(um) 加工方案 备注 泵座底端面 it12 6.3 粗铣 表 1-8 泵座左端面 it11 3.2 粗铣-半精铣 表 1-8 泵座右端面 it11 6.3 粗铣-半精铣 表 1-8 上50 孔 it7 1.6 钻-扩-粗铰-精铰 表 1-7 上60 孔 it10 6.3 钻-扩 表 1-7 下50 孔 it7 1.6 钻-扩-粗铰-精铰 表 1-7 8 圆锥销孔 it11 1.6 粗扩 表 1-9 17 孔 it12 25 钻 表 1-7 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 19 孔 it12 25 钻 表 1-7 3.3 加工精度的划分加工精度的划分 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。 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 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。 3.5 工序顺序的安排工序顺序的安排 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。 3.6 确定工艺路线确定工艺路线 工艺路线图如下 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 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 3.7 确定切削用量确定切削用量 工序 10 加工 4- 19 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 5-22，选取每转进给量 f0.2mm/r。 . 确定切削速度 v 根据表 5- 22，按工件材料为 ht150 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 v 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 可取为 20mm/min。由公式（5- 1）n=1000v/d 可求得该工序钻头转 速 n=335r/min，参照表 4- 9 所列 z535 型立式钻床的主轴转速，可取 n=392r/min。z 再将此转速代入公式（5- 1） ，可求出该工序的实际钻 削速度 v=nd/1000=23.3m/min。 3.8 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 机电 05-1 机械加工工艺过程卡 片 产 品 型 号 零件型号 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 、 粗 精 铰 下 50 孔 四面组合钻 床 扩 孔 钻 和 绞刀 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 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 3.9 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 机 电 05-1 机械加工工艺过程卡 片 产 品 型 号 零件型号 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 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 10 ht150 毛坯 种类 毛坯 外形 尺寸 每 毛 坯 可 制 件 数 每台 件数 铸件 1 1 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 位 器 具 编号 工 位 器 具 名称 工序工时 准 终 单 件 0 工 序 号 工序内容 工 艺 装 备 主 轴 转 速 r/mm 切 削 速度 m/min 进给 量 mm/r 背吃 刀量 mm 进给 次数 工步 工时 1 钻孔 麻花钻、 游 标 卡 尺 335 23.3 02 19 1 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 4.钻床专用夹具设计钻床专用夹具设计 4.1 夹具设计夹具设计任务任务 设计任务要求设计加工 4- 19 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。 4.2 定定位方案位方案的确定：的确定： 由于本方案设计的是 4- 19 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