泵体（II）零件机械加工工艺及钻3-M4螺纹孔夹具设计【含6张CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 本文是对泵体零件加工应用及加工的工艺性分析，此外还对钻削泵体上 3螺纹孔工序的加工设计了专用钻床夹具及专用铣床夹具。 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为广泛的 “机床夹具 ”。 机床 夹具的种类很多， 但 广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，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 泵体 加工工艺 专用夹具 钻床夹具 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 is to in on of on a be to so it is in to of is . In to be by in it a is . of is . In to of of is in of of in of a to be by to of of is an in of of 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 摘 要 . 1 . 2 第 1 章 绪论 . 5 械加工工艺概述 . 5 械加工工艺流程 . 5 床夹具概述 . 6 床夹具 . 6 床夹具的功能 . 6 床夹具在机械加工中的作用 . 6 床夹具的发展趋势 . 7 床夹具的现状 . 7 代机床夹具的发展方向 . 7 第 2 章 工艺规程设计 . 9 件的分析 . 9 件的作用 . 9 件的工艺分析 . 9 件的工艺要求 . 10 坏的选择 . 10 工工艺过程 . 10 定各表面加工方案 . 11 响 加工方法的因素 . 11 工方案的选择 . 11 定定位基准 . 12 基准的选择 . 12 基准的选择 . 12 艺路线的拟定 . 13 序的合理组合 . 13 序的集中与分散 . 13 工阶段的划分 . 14 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 定工艺路线 . 15 工序 1：铸造毛坯 . 17 工序 2：粗精铣泵体底面 . 17 工序 3：粗精铣泵体的右端面 . 17 工序 4：粗精镗 60孔 . 17 工序 5：钻 精铰 15. 17 工序 6：钻 22的孔 . 17 工序 7：钻底座上两个 9的孔 . 17 工序 8：钻底座上两个 20 的孔 . 17 工序 9：丝锥功 6个 . 17 工序 10：丝锥功 3个 . 17 工序 11：丝锥功 2个 的螺纹通孔 . 17 工序 12：车 7的斜面 . 17 工序 13：车 1角 . 17 工序 14：终检。 . 17 械加工余量及毛坯尺寸的确定 . 17 定机械加工余量 . 17 定毛坯尺寸及公差 . 17 序设计 . 18 艺装备的选择 . 18 定工序尺寸 . 19 第 3 章 切削用量及工时的确定 . 20 第 4 章 钻 3 螺纹孔专用夹具设计 . - 32 - 题的提出 . - 32 - 具设计 . - 32 - 件在夹具中的定位 . - 32 - 削力及夹紧分析计算 . - 32 - 差分析与计算 . - 33 - 、部件的设计与选用 . - 34 - 具设计及操作的简要说明 . - 36 - 致 谢 . - 38 - 参考文献 . - 39 - 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 第 1 章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人 进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如 粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规 定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公 差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对 工艺规程进行修订和完善。 床夹具概述 床夹具 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹 紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求、生产成本和工人操作方面的要求，以达到预期的效果。 1保证精度 用夹 具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具，并且它还是全面质量管理的一个环节。 夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。 2提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。 3改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便餐、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人 的劳动强度，保证安全生产。 4降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。 5保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。 6扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速 提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床 （ 、加工中心 （ 、成组技术 （ 、柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了 如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 结构类型很多，例 如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 9000r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型， 以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 2148 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 第 2 章 工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目所给的零件是泵体零件，泵体 是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。 件的工艺分析 泵体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还 有 泵体小端面 端 要求加工，对精度要求也很高。零件的底面、 中心孔 60粗糙度要求都是 所以都要求精加工。其中心孔 60体零件图 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 孔有同轴 度公差要求 因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。 件的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 该加工有七个加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小头孔 、小孔。 1. 以平面为主有 : 1）泵体零件底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是 a ； 2）泵体小 端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是 a 。 2. 孔系加工有 : 1） 60镗加工，其表面粗糙度要求是 a ； 2） 15粗糙度要求是 a 零件毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。 单边余量一般在13结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是中批量生产 。 上面主要是对零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。 坏的选择 根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁，零件形状为非圆柱体，且属于大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。 工工艺过程 由以上分析可知，该零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 工精度要比保证孔系的加 工精度容易。因此，对于零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以各尺寸精度。 由上面的一些技术条件分析得知：零件的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。 定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工艺来说，应选能够满足平面孔系和孔加工 精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选价钱合适的机床。 响 加工方法的因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批 量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序 的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车 半精车 淬火 粗磨。 工方案的选择 由参考文献 3表 可以确定，平面的加工方案为：粗铣 精铣（ 表面粗糙度为般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 由参 考文献 3表 确定， 15 60的表面粗糙度要求为 选择孔的加方案序为：粗镗 精镗。 9 等 的小孔采用钻扩铰的加工方法： 因为孔的表面粗糙度的要求 a ，所以我们采用钻 扩 铰的加工方法。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 小头端面的加工方法是： 因孔两侧面表面粗糙度的要求较高，为 a ，所以我们采用粗铣 精铣。 定定位基准 基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重 要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，主要是选 择加工零件底面的装夹定位面为其加工粗基准。 基准的选择 基准重合原则 即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则 应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工 大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准原则 选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 此外，还应选择工件上精度高 ，尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件图分析可知，它的底平面，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用 44 的孔为加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有 利于保证工件的加工精度并使装夹准。 艺路线的拟定 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。零件的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是 :“一面两孔”的典型定位方式 ;其余各面和孔的加工也可以用他来定位 ,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序 分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本 增高，调整维修费事，生