毕业设计（论文）-油泵体零件工艺规程与工装设计[三套夹具].pdf

南通职业大学机械工程系毕业设计 1 南通职业大学 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 毕业设计说明书 题目：机械工程系机制专业毕业设计 姓 名： 专业名称： 机械制造与其自动化 指导老师： 南通职业大学机械工程系毕业设计 2 完成时间： 目录目录 一、前言一、前言.3 目录目录 二、二、 零件的分析零件的分析 4 （一）零件的作用（一）零件的作用.4 （二）零件的工艺分析（二）零件的工艺分析.4 三、确定毛坯图三、确定毛坯图5 四、工艺规程设计四、工艺规程设计 6 （一）定位基准的选择（一）定位基准的选择6 （二）制订工艺路线（二）制订工艺路线6 （三）选择加工设备及刀具、夹具、量具（三）选择加工设备及刀具、夹具、量具7 （四）加工工序设计（四）加工工序设计8 五、填写机械加工艺过程卡和机械加工工序卡五、填写机械加工艺过程卡和机械加工工序卡21 六、夹具设计六、夹具设计22 七、参考文献七、参考文献24 南通职业大学机械工程系毕业设计 3 前言前言 本文是在实际操作的基础上通过了解零件在装配体中的作用， 分析其性能特 点，咨询其工作原理等方面知识的基础上完成的。通过转杯的实际加工结合毕业 设计要求，我在分析零件主要功能的基础上设计零件的加工工艺，并且为了提高 加工效率，满足图纸设计要求，真对其中一道工序的加工设计一套钻夹具。 大学课程已全部结束，此次设计要把大学期间学的东西综合运用，使我们学 的东西融会贯通，并结合生产实习中学到的实践知识独立地分析和解决工艺问 题。通过这次毕业设计与学习，使我能对制造活动有一个总体的、全貌的了解与 把握，能掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工 方法与机床、刀具、夹具及加工参数，具备制订工艺规程的能力和掌握机械加工 精度和表面质量的基本理论和基本知识，初步具备分析解决现场工艺问题的能 力。了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况，初步具备对制造系统、 制造模式选择决策的能力。 本次设计是齿轮泵机械的一个重要零件泵体。内容涉及到零件分析、确 定毛坯、拟订工艺、工序设计以及两套夹具设计。此次设计把我们大学期间学的 大部分内容都用上了，还用到了其它有关手册和图表。这次设计是在学校的最后 一次设计，它是一次很好的锻炼机会，为我们未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力有限，经验不足，设计中有许多不足之处，希望各位老师多加指教。 南通职业大学机械工程系毕业设计 4 一、一、 零件的分析零件的分析 （一）零件的作用 齿轮泵的工作原理是：依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动 来输送液体和使之增压的回转泵外啮合双齿轮的结构。 一对相互啮合的齿轮和泵 缸把吸入腔和排出腔隔开。齿轮转动时，吸入腔侧轮齿相互脱开处的齿间容积逐 渐增大，压力降低，液体在压差作用下进入齿间，随着齿轮的转动，一个个齿间 的液体被带至排出腔， 齿轮泵就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内 相互啮合旋转，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入 口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿 ud 旋转沿壳体运动，最后在两 齿啮合时排出。 （二）零件的工艺分析 外形尺寸为 116*135*75，材料为灰铸铁 ht250，主要加工面是左右端面，其 中 8 字形两孔和 14、26 为通孔，这给加工带来了不便，在选择刀具上及工 件装夹上需要特殊要求。其它加工部分还包括各端面、辅助孔及各种紧固螺钉孔 等 。 其 中76 、 47孔 为 精 加 工 基 准 的 定 位 孔 ， 它 与夹具支承座上的销钉配合定位。工件的尺寸公差及主要技术指标为：工件传动 轴孔尺寸精度it7 级； 位置度0.01mm； 同轴度0.01mm； 表面粗糙度ra0.8。 因工件的 5 个面 要加工，要求保证 4 个传动轴孔的垂直度与同轴度要求。 南通职业大学机械工程系毕业设计 5 二、确定毛坯、画毛坯二、确定毛坯、画毛坯-零件合图零件合图 零件的材料为 ht250。 根据零件材料确定毛坯为铸件。 又由题目已知零件的 生产类型为大批生产。通过计算，该零件质量约为 kg。毛坯的铸造方法选 用砂型机器造型。又由于泵体零件的内腔及 70、40、47 孔及搭耳凸台均需 铸出，故还应放型芯。此外，为消除残余应力铸造后应安排人工时效。 参考文献【1】表 2.2- 5（p41） ，确定加工余量等级为灰铸铁 ct8- 10 级，加 工余量等级 ma 为 g 级，故取 ct 为 10 级，ma 为 g 级。 铸件的分型面选择通过 c 基准孔轴线，且与 r 面平行的面。浇冒口位置分 别位于 c 基准孔凸台的两侧。 参考文献【表】2.2- 4（p40）用查表法确定各表面的总余量如表所示： 加工表面 基本尺寸（mm） 加工余量等级 加工余量数值 说明 左端面 75 g 5 端面，双侧加工（下） 右端面 75 g 5 端面，双侧加工（下） 右端 76 孔 76 h 5.5*2 孔降一级，双侧加工 75 外径 75 g 5*2 端面，双侧加工（下） 顶面 68 g 4 端面，单侧加工 右侧面 63 g 5 端面，单侧加工 右端 47 孔 47 g 3.5*2 孔降一级，双侧加工 顶端 zg1孔 30 g 4*2 孔降一级，双侧加工 查表 2.2- 1（p38） 铸件主要尺寸的公差： 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 ct 南通职业大学机械工程系毕业设计 6 75 10 85 2.8 76 11 67 h10 75 5*2 85 h10 68 4 72 2.8 63 5 68 3.2 47 7 40 3.6 30 8 22 h10 三、制订工艺路线。三、制订工艺路线。 （一）定位基准的选择 1.粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择泵体零件的孔端面和毛坯孔作粗基 准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要面的加工余量尽量均 匀；第二，装入箱体内的旋转零件与孔内壁应有足够的间隙，此外还应能够保证 定位准确夹紧可靠。 2.精基准的选择： 小齿轮泵泵体的左端面及两个中心孔既是装配基准又是设计基 准，用他们作精基准，能使加工遵循基准重合的原则，其余各面和孔的加工也能 用它定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则，形成一面两孔的典型定位方 式。此外，左端面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方 便。 （二）制订工艺路线 工艺路线： 铸造 时效 涂底漆 10.夹持右端外圆，粗车左端内孔及两端面。阶 20.掉头夹持左端内孔，粗车右端外圆及端面。 25.自然时效处理，消除残余应力 30.夹持右端外圆，半精车左端内孔及两端面。 40.掉头夹持左端内孔，半精车右端外圆及端面。 50.夹持右端外圆，半精车内孔及孔内端面。 南通职业大学机械工程系毕业设计 7 60.掉头夹持左端内孔，半精车右端外圆及端面。 70.检验车削尺寸。 80.铣50 端面，保证尺寸 68mm. 90.钻、攻 zg1 管螺纹。 100.钻 2-11 通孔，钻、攻 3-m5 螺纹孔。 110.钻、攻 4-m12 螺纹孔。 120.钻 2- 3.2 孔深 6.3 130.总检 140.入库 （三）选择加工设备及刀、量、夹具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主、辅以少量专用机 床和组合机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主。辅以少量专用机床的 流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 10.夹持右端外圆，粗车左端内孔及两端面。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧式车床 ca6140，参 考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、四爪卡盘、yg6 车刀 20. 掉头夹持左端内孔，粗车右端外圆及端面。 采用铣镗床 t611，参考文献1表 4.2-38（p161） 。 用卧式车床 ca6140，参考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、 四爪卡盘、yg6 车刀 30. 夹持右端外圆，半精车左端内孔及两端面。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧式车床 ca6140，参 考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、四爪卡盘、yt5 车刀 40. 掉头夹持左端内孔，半精车右端外圆及端面。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧式车床 ca6140，参 考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、四爪卡盘、yt5 车刀 50. 夹持右端外圆，半精车内孔及孔内端面。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧式车床 ca6140，参 考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、四爪卡盘、yt5 车刀 60. 掉头夹持左端内孔，半精车右端外圆及端面。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧式车床 ca6140，参 考文献1表 4.2-38（p161） 。游标卡尺 0-125/0.02mm 、四爪卡盘、yt5 车刀 80. 铣50 端面，保证尺寸 68mm. 采用立式铣床 x52k、d 为18 的圆柱铣刀、游标卡尺 0-125/0.02、专用夹具、 深度尺 南通职业大学机械工程系毕业设计 8 90.钻、攻 zg1 管螺纹。 采用摇臂钻床 z37，莫氏锥柄麻花钻30.3 机用丝锥 zg1、专用夹具、游标卡尺 0- 125/0.02mm、深度尺 100. 钻 2-11 通孔，钻、攻 3-m5 螺纹孔。 采用摇臂钻床 z37，莫式椎柄麻花钻12、3.5 深度尺、专用夹具、机用丝锥 m5、游标卡尺 0-125/0.02。 110.钻、攻 4-m12 螺纹孔。 采用摇臂钻床 z37，莫式椎柄麻花钻10.3、机用丝锥 m12 专用夹具、深度尺、 游标卡尺 0-125/0.02。 120.钻 2- 3.2 孔深 6.3 采用摇臂钻床 z37，莫式椎柄麻花钻3.2、深度尺、专用夹具、游标卡尺 0-125/0.02。 （四）加工工序设计 工序 10、30、50。 一、 选择刀具 1. 选择直头焊接式外圆车刀。 2. 根据文献 （5） 表28得c6140的中心高为200mm， 故选刀杆尺寸为b*h=16*25mm， 刀片厚度为 4.5mm 。 3. 根据表 2，粗车铸件毛坯，可选择 yg6 硬质合金刀。 4. 车刀几何形状（表 3）选择卷屑槽带倒棱前刀面，kr=60， , kr=10， 0=6, 0 r =12, s l=0re=1.0 mm , 0 1 1 0r= -, 1 0 .4bm m g =,卷屑槽 尺寸为 rn=5mm,wn=5mm,dn=0.7mm( 卷屑槽尺寸根据以后选择的进给量确定)。 二、选择切削用量 1.确定切削深度 ap 查文献（1）表 2.3-5p63 平面加工余量得总加工余量为 3.5mm，端面精加工余量 为 1 所以粗车端面的余量为 3.5-1=2.5m 2.确定进给量 根据表 4， 在粗车铸件刀杆为 16*25mm,ap3,工件直径为148 为 100400mm 时， f=0.8-1.4mm/r。按 c6140 机床说明书选择确定进给量尚需满足刀片强度和机床 仅给机构的强度的要求故需校验。 校核机床进给机构强度：根据 c6140 机床说明书其进给允许的走刀力 m a x 3 5 3 0 n f = .根据表17， 当铸铁的强度hb=170-212;ap4时f0.75mm/r, kr=45,v=1.1m/s(预计)时，走刀力为 fx0=950n.切削时 fx 的修正系数为 0 kr fx=1 ，kfxl=1 ，krfx=1.11 （ 见 表 22-3 ） ， 故 实 际 走 刀 力 为 fxc=950*1.11=1054.5n。由于切削的走刀力小于机床近给机构允许的走刀力，故 南通职业大学机械工程系毕业设计 9 所选 f=1.2mm/r 的进给量可用。 三、选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 10，车刀后刀面最大磨损量取 1mm,车刀耐用度 t=3600s 四、确定确定切削速度 v 根据表 21 1 60 mmxvyv cvkv v tapf - = 式中 k v=kmvktvkxrvksvktvkkv 所以， 查表 21-6,ktv=1,kxv=0.88(表 21-7)，ksv=0.8(表 21-5)ktv=1(表 11)kkv=1(表 21-9)kmv=0.8 kv-1*0.88*1*1*0.8=0.56 0.20.20.150.4 1580.56 0.9/53/ min 6036002.81.2 vmsm= n=1000v/d=1000*53/3.14*262=1.1r/s=64.4r/min 按 c6140 机床说明书，选择 n=76r/min 五、校验机床功率 pm=fzv*10 3- =2716.6*10 3- *0.9=2.4kw 根据 c6140 机床说明书，允许功率为 7kw2.4kw，故选择之切削用量可在 c620-1 机床上进行。 六、计算基本工时 tm=l/nf 式中 l=l+y+，l=210mm,根据表 20，车削时的入切削量及超且量 y+ =4.3mm,则 l=210+4.3=214.3mm，故 tm=214.3/1.1*1.2=162s 精车端面： 一、选刀具 车刀形状;刀杆尺寸及刀片厚度与粗车相同，车刀牌号为 yg6，车刀几何形状为 表 3，kr=45， , kr=5r0= 1200=8 s l=3re=1 0 1 5r= - 1 0 .3bm m g =，卷屑槽尺寸为 rn=4mm,wn=3.5mm,dn=0.4mm 二、选择切削用量 1.决定切削深度 ap ap=4.65 2.决定进给量 f 精车价格进给两主要受价格光洁度的限制，根据表 6 当re=1 v1.33（预计） 时，f=0.4-0.55mm/r 按 c6140 机床，选 f=0.4mm/r,由于精加工，切削力小，故不需校核 3.选车刀磨钝标准及耐用度 根据表 10，选车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，耐用度 t=3600s 4.决定切削速度 v 南通职业大学机械工程系毕业设计 10 根据表 12 ap1.8mm，f0.42mm/r 时，v=2.13m/s 切削速度修正系数均为 1， 故 v=2.13m/s=127.8m/min n=100v/d=1000*2.13/3.14*262=2.6r/s=156r/min 根据 c6140 说明书，选择 n=150r/min 则实际切削速度为：v=dn/1000=3.14*262*150/1000=123.4m/min=2m/s 只校核粗加工所以本工序不需校核。 5.计算基本工时 根据 tm=l/nf 式中 l=l+y+，l=210mm,根据表 20，车削时的入切削量及超且量 y+=2mm,则 l=210+2=212mm，故 tm=212/2.5*0.4=212s 1.镗76 孔： 查文献 (1)表 2.3-5p63 平面加工余量得总加工余量为 4mm， 端面加工余量为 1.2 七级预铸孔查文献 1 表 2.3-10 得粗镗后孔的直径为 72 故孔的精镗余量为 z 精 =215-214.3/2=0.35，因为 z 总=5 所以 z 粗=5-0.35=4.65 粗镗及精镗工序的余量和工序尺寸及公差列表如下： 加工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 76 粗镗 4.65 h10 72h10 76 半精镗 1.5 h8 75h8 76 精镗 0.35 h7 76h7 按 ca6140 机床的进给量文献 1 表 4.2-9p146 选择 f=0.65mm/r 确定的进给量尚 需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。 2.确定镗孔76 的切削用量，所选刀具是为 yg6 直径为 35mm 的圆形镗刀。 1.确定切削深度 ap=4.65mm 2.确定进给量 f 参考文献 4 表 10-10p745 得 f= 0.5-0.7mm/r,按 c620-1 机床进给量选择为 0.5mm/r。 5.确定切削速度 v 查 文 献4表10-1p735 ， 当ap0.4时 1 60 mmxvyv cvkv v tapf - = 式 中k v=kmvktvkxrvksvktvkkv 所以， 查表 21-6,ktv=1,kxv=0.88(表 21-7)，ksv=0.8(表 21-5)ktv=1(表 11)kkv=1(表 21-9)kmv=0.8 kv-1*0.88*1*1*0.8=0.56 0.20.20.150.4 1580.56 3.2/192/ min 6036004.650.5 vmsm= n=1000v/d= 284r/min 查文献 1 表 4.2-8p145 取 n=305 r/min 1. 计算工时 南通职业大学机械工程系毕业设计 11 选镗刀主偏角 xr-45，则 l1=ap/tgkr+25 l=132 4.65+2=6.65 l2=35 ，l3=5，l=l1+l2+l=132+6.65+5=143.65 f=0.5mm/r n=5r/s tj=l+l1+l2+l3/fn=143.65+5/0.5*5=59.46s 精镗： 取 f=0.12mm/r ap=0.35mm 0.20.20.150.4 1580.56 107/ min 6036000.350.12 vm= n=1000v/d=1000*107/3.14*215=158r/min 按 c620-1 取 n=149r/min 计算工时： f=0.12 n=2.5 tj=143.65+5/0.12*2.5=496s 工序 20、40、60。 一、 选择刀具 1.选择直头焊接式外圆车刀。 2.根据文献 （5） 表28得ca6140的中心高为200mm， 故选刀杆尺寸为b*h=16*25mm， 刀片厚度为 4.5mm 。 3.根据表 2，粗车铸件毛坯，可选择 yg6 硬质合金刀。 4.车刀几何形状（表 3）选择卷屑槽带倒棱前刀面，kr=60， , kr=10， 0=6, 0 r =12, s l=0re=1.0 mm , 0 1 1 0r= -, 1 0 .4bm m g =,卷屑槽 尺寸为 rn=5mm,wn=5mm,dn=0.7mm( 卷屑槽尺寸根据以后选择的进给量确定)。 二、选择切削用量 1.确定切削深度 ap 查文献 （1） 表 2.3-5p63 平面加工余量得总加工余量为 4mm， 端面加工余量为 1.2 所以粗车端面的余量为4-1.2=2.8mm， 右端面为1mm， z精=4-1=3 ， 外圆z精=1.3 ， z 粗=4-1.3=2.7（文献 1 表 2.3-2p62） ，75 端面 1mm ，z 粗=3.5-1=2.5，镗 47 孔，粗镗后直径为43，故孔的精镗余量 z 精=0.35，z 粗=4-0.35=3.65 粗镗及精镗工序的余量和工序尺寸及公差列表如下： 加工表面 加工方法 余量 精度等级 工序尺寸及公差 47 粗镗 4.65 h10 43h10 47 半精镗 1.5 h8 46h8 47 精镗 0.35 h7 47h7 2.确定进给量 根据表 4，在粗车铸件刀杆为 16*25mm,ap3, f=0.8-1.4mm/r 所以取 f=1.2。按 c6140机床说明书选择确定进给量尚需满足刀片强度和机床仅给机构的强度的要 求故需校验。 南通职业大学机械工程系毕业设计 12 校核机床进给机构强度：根据 c6140 机床说明书其进给允许的走刀力 m a x 3 5 3 0 n f = .根据表17， 当铸铁的强度hb=170-212;ap4时f0.75mm/r, kr=45,v=1.1m/s(预计)时，走刀力为 fx0=950n.切削时 fx 的修正系数为 0 kr fx=1 ，kfxl=1 ，krfx=1.11 （ 见 表 22-3 ） ， 故 实 际 走 刀 力 为 fxc=950*1.11=1054.5n。由于切削的走刀力小于机床近给机构允许的走刀力，故 所选 f=1.2mm/r 的进给量可用。 三、选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 10，车刀后刀面最大磨损量取 1mm,车刀耐用度 t=3600s 四、确定确定切削速度 v 根据表 21 1 60 mmxvyv cvkv v tapf - = 式中 k v=kmvktvkxrvksvktvkkv 所以， 查表 21-6,ktv=1,kxv=0.88(表 21-7)，ksv=0.8(表 21-5)ktv=1(表 11)kkv=1(表 21-9)kmv=0.8 kv-1*0.88*1*1*0.8=0.56 0.20.20.150.4 1580.56 0.9/53/ min 6036002.81.2 vmsm= n=1000v/d=1000*30/3.14*270=1.1r/s=35.4r/min=0.59r/s 按 c6140 机床说明书，选择 n=38r/min=0.63r/s 五、校验机床功率 查表 13ap4mm，f0.6mm/r 时，v0.56m/s fz=2400n,切削力 fz 修正系数为 kkf=0.94,kr0fz=1(表22-3)，fz=2400*0.94=2256n故 pmc=fzv*103-=2256*0.46*103-=1.038kw影响加工精度的因素 用夹具夹装工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件