泵体加工工艺及夹具设计【含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 学士学位毕业 设计 泵体加工工艺及夹具设计 学生姓名： 陈小二 学 号： 20064024101 指导教师： 王 红 （教授或副教授或讲师） 所在学院： 工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 中国大庆 2014 年 12 月 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 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和 该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 本次设计的主要内容是泵体加工工艺规程及48 孔镗孔夹具和 12 孔的钻孔夹具的设计。 首先对泵体的零件进行分析，通过对泵体进行的研究和分析，描述了泵体零件的加工工艺的制定，各工 序的加工工艺的分析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，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 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泵体的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 泵体零件是铸造而成的，其主要加工表面及控制位置为48 和 12 内孔。由零件要求分析可知，保证48 和 12 内孔尺寸的同时应该尽量保证其与其他部位的同轴度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以经过铣削加工的大底面粗定位夹紧加工后，对48 孔进行镗削加工同时成型。通过粗镗、精镗满足。对于钻 12 孔时，主要以泵体的大底面和外圆面定位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。本文的研究重点在于通过对泵体的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的泵体零件。 关键词 工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力 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 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of is of of it to on of of is to a by of to it of in be be by of to a to or It in to in to in 8 of of by of of in on 2 a of by to of by of s in by of at a 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 . 3 . 4 1、 绪 论 . 错误 !未定义书签。 2、零件的分析 . 错误 !未定义书签。 件的作用 . 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 . 错误 !未定义书签。 3、 毛坯 的确定以及毛坯图和零件图的绘出 . 错误 !未定义书签。 分析毛坯的制作以及其组成 . 错误 !未定义书签。 加工余量和工序、毛坯尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 4、 泵体的工艺规程的设 计 . 错误 !未定义书签。 位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 订工艺路线 . 错误 !未定义书签。 择加工设备及刀具、夹具、量具 . 错误 !未定义书签。 工工序设计 . 错误 !未定义书签。 5、 设计泵体镗 孔夹具 . 错误 !未定义书签。 位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 析误差 . 错误 !未定义书签。 具的夹紧力和切削力 的计算 . 错误 !未定义书签。 套与衬套的设计 . 错误 !未定义书签。 紧元件及动力装置确定 . 错误 !未定义书签。 具设计及操作的简要说明 . 错误 !未定义书签。 6、 设计泵体钻孔夹具 .未定义书签。 结 轮 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 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 绪 论 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。通过零件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。 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不 开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研 制和提供各种机械武器。 不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有 ： 建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。 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 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。 机械产品的生 产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品 。 生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产 。 销售对象遍及全部产业和个人、家庭 。而且销售量在社会经济状况的影响下 ， 可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工 业。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。 研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几 个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段 。 按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分 的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等 都 有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。 19 世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程， 19 世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入 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 20 世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械 工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在 20 世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。 由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自 20 世纪中、后期开始，又出现了综合的趋 势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 2 零件的分析 件的作用 作为铸件的一种，泵体有很多种类型，不同的泵体的作用不尽相同，在这里，我们对不同的泵体选取其中的几种，加以举例说明。 泵体由吸水室和压水室两大部分组成。在吸水室的进口和压水室的出口分别是水泵进口法兰 和 出口法兰 ，用以连接 进水管 和出水管。吸水室一般是一段逐渐收缩的锥形短管或等径直管，其作用是将水流引入 叶轮 ，并向 叶轮 提供所需要 的流态。压水室的作用是收集 叶轮 流出的液体，并将液流引向出口。压水室的外形很像 蜗牛壳 ，俗称 蜗壳 ，叶轮就包在 蜗壳 里。 泵体的顶部设有排 气孔 (灌水孔 )，用以 抽真空 或灌水。在壳体的底部设有一放水孔，平时用方头螺 栓塞 住，停机后用来放空泵体 内积 水，防止泵内零件锈蚀和冬季结冰冻坏泵体。泵体由 铸铁 或 铸钢 等材料制造，其内表面要求光滑，以减小水力损失 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 转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。 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 外形尺寸为 111*110*110，材料为 灰铸铁 要加工面 是左右端面 ，其中 8字形两孔和 ，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 48孔为 需要通过粗镗，精镗达到工序要求的位置，同时 12 内孔也需要钻削加工 。 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 ；位置度 同轴度 表面粗糙度 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 。 一下为泵体的零件图的几个视图： 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 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 3 毛坯的确定以及毛坯图和零件图的绘出 零件的材料为 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。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 60、 48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 确定加工余量等 级为灰铸铁 ，加工余量等级 取 0 级， 级。 铸件的分型面选择通过 与 冒口位置分别位于 参考文献【表】 查表法确定各表面的总余量如表所示： 加工表面 基本尺寸（ 加工余量等级 加工余量数值 说明 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 左端面 54 G 3 端面，双侧加工（ 下 ） 右端面 54 G 3 端面，双侧加工（ 下 ） 右端 48孔 42 H 3*2 孔降一级，双侧加工 左侧 12孔 10 G 1*2 端 面，双侧加工（ 下 ） 底面 19 G 端面， 单 侧加工 左侧 32孔 26 G 3*2 孔降一级，双侧加工 查表 铸件主要尺寸的公差： 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 4 3 57 1 48 3 42 2 2 10 6 3 19 2 6 26 泵体的工艺规程的设计 位基准的选择 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。 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。 订工艺路线 工艺路线的确定的合适与否直接关系到工件的加工的生产效率以及质量，是机械加工中 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 的第一要素，必要重点对待， 在泵体这个零件中，我们必须遵循零件加工工艺的基本原则，即为先面后孔，先粗车后精车，在这里，我们先对泵体的上、下平面进行加工然后就是泵体零件的四个侧面以及四个倒角，然后就是侧面和底面的铣削，最后就是镗孔，最后钻孔。 根据泵体零件的特点，确定泵体的加工工艺路线如下： 工艺路线一： 铸造 时效 涂底漆 度 16 兼顾 0孔 2、 32和 28 2、 32和 28及端面 孔和钻攻 6工艺路线二： 铸造 时效 涂底漆 度 16 兼顾 0孔 2、 32和 28 2、 32和 28及端面 孔和钻攻 6 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 工艺路线三： 铸造 时效 涂底漆 度 16 兼顾 0孔 孔和钻攻 62、 32和 28 2、 32和 28及端面 工艺路线四： 铸造 时效 涂底漆 度 16 兼顾 0孔 孔和钻攻 62、 32和 28 2、 32和 28及端面 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 其中，方案二、三、四的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。方案一对于工件的夹持和安装都比较方便，并且拆卸也十分便捷。 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。 度 16 兼顾 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用铣床 考文献 1游标卡尺 0通用夹具、面铣刀 4. 钻底部 40孔。 采用摇臂钻床 考文献 1表 游标卡尺 0 9麻花钻头 。 5. 粗镗 22、 32和 28 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用镗床 考文献 1游标卡尺 0 刀。 2、 32和 28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，采用卧式镗床 考文献 1表 游标卡尺 0镗刀 . 钻攻侧面上的 纹孔。 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用钻床 考文献 1游标卡尺 0钻头 9. 钻攻上部平面上的 虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用钻床 考文献 1游标卡尺 0钻头 孔和钻攻 6 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 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用钻床 考文献 1游标卡尺 0钻头 攻 . 虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用钻床 考文献 1游标卡尺 0 头， 工工序设计 工序 3、 4、 5。 择刀具 1. 选择面铣刀 400数 Z=14 择切削用量 文献（ 1）表 面加工余量得总加工余量为 面精加工余量为 1 所以粗铣端面的余量为 根据表 4，在粗铣铸件刀杆为 16*25mm,3,工件直径为 148 为 100400，f=r。按 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 床说明书其进给允许的走刀力m a x 3530 7，当铸铁的强度 704时 fr, 45 ,V=s(预计 )时，走刀力为 x=1， K =1， 表 22故实际走刀力为 50*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=用。 择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表 10，铣刀后刀面最大磨损量取 1刀耐用度 T=3600s 定切削速度 V 根据表 21 160 m m x v y vC v K a p f式中 K v=以， 查表 21, 21 21(表 11)(表 21 *1* 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 0 . 2 0 . 2 0 . 1 5 0 . 41 5 8 0 . 5 6 0 . 9 / 5 3 / m i 3 6 0 0 2 . 8 1 . 2V m s m ； N=1000v/ D=1000*53/62=s= 按 择 n=76r/ 验机床功率 03 =03 * 根据 许功率为 7选择之切削用量可在 算基本工时 +Y+ ， l=210据表 20，铣削时的入切削量及超且量 Y+ =L=210+ 62s； 精铣端面： 一、选刀具 铣刀形状 ;刀杆尺寸及刀片厚度与粗铣相同，铣刀牌号为 刀几何形状为表 3， 45，,5 120 0 =8 s =3 r=1 01 5r 1 0 m m ，卷屑槽尺寸为n= 选择切削用量 f 精铣价格进给两主要受价格光洁度的限制，根据表 6 当 r=1 V计）时，f=r 按 f=r,由于精加工，切削力小，故不需校核 根据表 10，选铣刀后刀面最大磨损量为 用度 T=3600S 根据表 12 f r 时， V=s 切削速度修正系数均为 1，故V=s= N=100v/ D=1000*62=s=156r/ 根据 择 n=150r/ 则实际切削速度为： V= 000=62*150/1000=m/s； 只校核粗加工所以本工序不需校核。 算基本工时 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 根据 +Y+， l=210据表 20，铣削时的入切削量及超且量 Y+ =2 L=210+2=212 12/12s； 6孔： 查文献 (1)表 面加工余量为 表 2故孔的精镗余量为 =为Z 总 =5所以 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 22 粗镗 2 16 32 半精镗 8 26 48 精镗 7 42 床的进给量文献 1 表 择 f=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的切削用量，所选刀具是为 径为 22 f 参考文献 4表 10 f= r,按 床进给量选择为 r。 查文献 4 表 10 160 m m x v y vC v K a p f式中 K v=以， 查表 21, 21 21(表 11)(表 21 *1* . 2 0 . 2 0 . 1 5 0 . 41 5 8 0 . 5 6 3 . 2 / 1 9 2 / m i 3 6 0 0 4 . 6 5 0 . 5V m s m ； N=1000v/ D= 284r/ 查文献 1表 n=305 r/ 1. 计算工时 选镗刀主偏角