机械制造技术课程设计-齿轮油泵泵体的机械加工工艺规程及工艺装备设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：泵体 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 10-03 姓 名： 指导教师： 完成日期：2013-7-1 - - i 摘 要 在机床上加工工件时，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，其中，使用范围最广的通用夹具，规格 尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生 产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工 件加工工艺自行设计制造。本设计的主要内容是设计镗床夹具和铣 床夹具，需要对泵体上 34.5 的孔进行镗削加工左端面的铣削加 工。 泵体零件上往往都有各种不同用途和不同精度的孔需要加工。 在机械加工中，孔的加工量所占比例较大，其中钻头、扩孔钻、铰 刀、镗刀等定尺寸刀具加工占相当多数。这时，除了要保证孔的尺 寸精度外，还要达到孔的位置精度要求。在单件小批量生产中，用 划线后找正孔轴线位置方法加工。在批量生产中一般都采用钻床夹 具与镗床夹具，钻床夹具又称钻模，镗床夹具又称镗模，通过钻套、 镗套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置。 关键词 通用夹具 专用夹具 钻床夹具 镗床夹具 泵体 - - ii abstract in the machine machining, positioning and clamping process called “installation“. the machine used to complete the task of workpiece installation of process equipment, is an important fixture in the most widely used “the machine tools fixture. there are many kinds of the machine tools fixture, among them, use the widest range of general fixture, size, and there has been more standardized professional factory production. and widely used in mass production, designed for a workpiece machining processes and special fixture service to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. the design of the main content is boring and milling machine fixture design jigs, need to pump body 34.5 holes on the left end fine machining milling. pump body parts are usually different purposes and accuracy of the hole machining. in machining, the hole of manufactured, among which the proportion of drilling, reaming, reamer, boring tools for size of such a sizable majority. at this time, except to ensure the accuracy of the size of the hole hole, but also achieve the position precision requirements. in single small batch production, use crossed for positive hole axis position after processing methods. in batch production in general by drilling and boring fixture, drilling fixture and diamond fixture, boring fixture and say, boring, boring set by drilling tools for processing guide can accurately determine tool and the relative position between the workpiece. key word general fixture special jig drilling fixture boring fixture pump body - - 3 目录目录 1.工艺规程设计 4 1.3.1 左、右两侧面的加工余量 . 5 1.3.2 镗 34.5 孔的加工余量 . 6 1.3.3 车34.5 端面的加工余量 . 6 1.3.4 镗45 孔的加工余量 6 1.3.5 钻、铰孔24 的加工余量 7 1.3.6 铣 27 螺纹孔外侧端面的加工余量 7 2.孔加工 7 2.1.1 钻 27 孔 7 2.31 钻孔4.2 9 3.铣床夹具 9 3.1 问题的提出 9 3.1.2 夹具设计 . 9 3.2.2 夹具设计 11 4.总结 12 - - 4 1.工艺规程设计工艺规程设计 1.1 毛坏的选择毛坏的选择 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。 1.2 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 工序 1 铸造毛坯。 工序 2 人工时效温度（500550）消除应力。 工序 3 非加工表面喷漆。 工序 4 粗铣右侧面。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选用 x62w 卧式万能铣床和专用夹具。 工序 5 粗铣左侧面。以右侧面作为粗基准。选用立式铣床 x52 和专 用夹具。 工序 6 精铣右侧面。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选用 x62w 卧式万能铣床和专用夹具。 工序 7 精铣左侧面。以右侧面作为精基准及两个工艺孔作为精基准。 选用立式铣床 x52 和专用夹具。 工序 8 钻沉头孔 47 孔及锪孔至 412，深度 4。以左侧面作 为基准，内表面进行夹紧。选用立式钻床 z535 和专用夹具。 - - 5 工序 9 粗镗48 内孔。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选 用卧式镗床 t611 和专用夹具。 工序 10 精镗48 内孔。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选 用卧式镗床 t611 和专用夹具。 工序 11 粗车、精车48 端面。以左侧面作为精基准，内表面进行夹 紧。选用 c620-1 卧式车床和专用夹具。 工序 12 粗镗52 内孔。以右侧面作为粗基准。选用卧式镗床 t611 和专用夹具。 工序 13 精镗52 内孔。以右侧面及两个工艺孔作为精基准。选用卧 式镗床 t611 和专用夹具。 工序 14 钻 5-m5 螺纹孔，攻螺纹。以右侧面及两个工艺孔作为基准。 选用专用立式钻床 z535 和专用夹具。 工序 15 钻、铰孔12 和钻孔8。以右侧面及两个工艺孔作为基准。 选用专用立式钻床 z535 和专用夹具。 工序 16 钻、铰孔12 011 . 0 0 + 。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专 用立式钻床 z535 和专用夹具。 工序 17 铣 2m8 螺纹孔外侧端面。以右侧面及两个工艺孔作为基准。 选用 x62w 卧式万能铣床和专用夹具。 工序 18 钻 2m8 螺纹孔，攻螺纹。以右侧面及两个工艺孔作为基准。 选用专用立式钻床 z535 和专用夹具。 工序 19 检验。 工序 20 入库。 1.3 加工余量的确定加工余量的确定 1.3.1 左、右两侧面的加工余量左、右两侧面的加工余量 根据工序要求，左、右两侧面粗糙度要求均为mram3 . 6= ，查得采用粗铣、 半精铣两道加工工序完成，经济精度选为 it11。 加工余量规定为mm0 . 25 . 1，现取 mm0 . 2 。粗铣后精铣，加工长度mm300， 加工宽度 mm100 ，那么精铣余量为 mm1 ，粗铣余量为 mm1 。则铸件毛坯的基 本尺寸为 mm700 . 20 . 266=+ ，铸件尺寸公差等级选用 ct8。可得铸件尺寸公差 为 mm6 . 1 。 则： 毛坯的名义尺寸为：mm700 . 20 . 266=+ - - 6 毛坯最小尺寸为：mm2 .698 . 070=- 毛坯最大尺寸为：mm8 .708 . 070=+ 1.3.2 镗镗34.5 孔的加工余量孔的加工余量 34.5 孔：内孔表面粗糙度要求mram2 . 3=，采用粗镗、半精镗两个工序 完成，经济精度选为 it10。查表，可得铸件尺寸公差为mm4 . 1。 粗镗：34.5 孔，其余量值为 mm3 ； 半精镗：34.5 孔，其余量值为 mm2 。 则： 铸孔毛坯名义尺寸分别为：34.5-3-2=29.5mm 毛坯最小尺寸分别为：34.5-0.7=33.8mm 毛坯最大尺寸分别为：34.5+0.7=35.2mm 1.3.3 车车34.5 端面的加工余量端面的加工余量 根据工艺要求，34.5 的端面粗糙度要求mram2 . 3= ，公差要求为自由 公差，查得采用粗车、精车两道加工工序。 其加工余量选为mm2。则铸件毛坯的基本尺寸为 mm102210=-+ ，铸件尺 寸公差等级选用 ct8。可得铸件尺寸公差为mm0 . 1。 精车余量：端面精车余量为mm5 . 0； 粗车余量： mmz5 . 15 . 00 . 2=-=。现规定本工序（粗车）的加工精度为 it11 级，因此可知本道工序的加工公差为mm22. 0-（入体方向） 。 则 毛坯的名义尺寸为：mm102210=-+ 毛坯最小尺寸为：mm5 .105 . 010=+ 毛坯最大尺寸为： mm5 . 95 . 010=- 粗车后最大尺寸为： mm5 . 95 . 010=- 粗车后最小尺寸为： mm72. 922. 05 . 9=+ 1.3.4 镗镗45 孔的加工余量孔的加工余量 45 孔：内孔表面粗糙度要求mram6 . 1=，采用粗镗、精镗两个工序完成， 经济精度选为 it10。可得铸件尺寸公差为mm4 . 1。 粗镗：45 孔，其余量值为 mm3 ； 半精镗：45 孔，其余量值为 mm2 。 - - 7 则 铸孔毛坯名义尺寸分别为：45-3-2=40mm 毛坯最小尺寸分别为：45-0.7=44.3mm 毛坯最大尺寸分别为：45+0.7=45.7 1.3.5 钻、铰孔钻、铰孔24 的加工余量的加工余量 24 孔：内孔表面粗糙度要求mram2 . 3=，采用钻、铰两个工序完成，经 济精度选为 it9。毛坯为实心，不冲出孔。 钻孔：23.85 铰孔：24 加工余量mmz2 . 02= 1.3.6 铣铣 27 螺纹孔外侧端面的加工余量螺纹孔外侧端面的加工余量 根据工艺要求， 此外侧端面粗糙度要求mram5 .12= ， 公差要求为自由公差， 经济精度选为 it13。 其 加 工 余 量 规 定 为mm0 . 25 . 1， 现 取 mm0 . 2 。 则 铸 件 毛 坯 的 基 本 尺 寸 为 mm760 . 20 . 272=+，铸件尺寸公差等级选用 ct8。可得铸件尺寸公差为mm6 . 1。 则 毛坯的名义尺寸为：mm760 . 20 . 272=+ 毛坯最小尺寸为：mm2 .758 . 076=- 毛坯最大尺寸为：mm8 .768 . 076=+ 2.孔加工孔加工 2.1 钻沉头孔钻沉头孔 27 孔及锪孔至孔及锪孔至 224 2.1.1 钻钻 27 孔孔 1 选择钻头 机床：立式钻床 z535 钻头：选取高速钢直柄麻花钻头，材料为 vcrw418 ，其直径为mmd7 0 =， 查得：标准刃磨形状， =15 0 a、 =f50 、 =30b、 =1162j。 2.1.2 计算切削用量计算切削用量 1）进给量 f rmmrmmf/44 . 0 /36 . 0 =，取rmmf/40 . 0 =。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 当mmd7 0 =时，钻头后刀面最大磨损量为 0.8，寿命 min35=t 。 - - 8 3）计算切削速度 c v 查的切削速度min/14mvs=。 各修正系数为 84 . 0 = xv k 故 min/76.1184 . 0 14mvc= min/535 714 . 3 76.1110001000 r d v n c s = p 与min/535r相近的机床转速为min/670r与min/530r。现取min/530rnw=，速 度损失较小。 所以实际切削速度min/7 .11 mv =。 2.2 锪孔至锪孔至 412 2.2.1 选择钻头选择钻头 机床：立式钻床 z535。 钻头：根据切削用量简明手册表 2.5，选取高速钢扩孔钻钻头，材料 为vcrw418， 其直径为mmd12 0 =， 其几何形状和角度为标准刃磨形状， =10 0 a、 =8g、 =45 r k、 =10b。 2.2.2 计算切削用量计算切削用量 1）进给量 f mmmmd1512 0 =，查得 rmmrmmf/9 . 0/7 . 0=，取rmmf/7 . 0=。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 当mmd12 0 =时，钻头后刀面最大磨损量为 0.9，寿命min60=t。 3）计算切削速度 c v 查的切削速度min/13mvs=。 各修正系数为 84 . 0 = xv k、08 . 1 = apv k 故 min/ 8 . 1108 . 1 84 . 0 13mvc= min/ 2 . 313 1214 . 3 8 . 1110001000 r d v n c s = p 与 min/2 .313 r 相近的机床转速为 min/335r 与 min/265r 。现取min/335rnw=， 速度损失较小。 所以实际切削速度min/6 .12 mv =。 2.3 钻钻 5-m5 螺纹孔，攻螺纹螺纹孔，攻螺纹 - - 9 2.31 钻孔钻孔4.2 （1）选择钻头 机床：立式钻床 z535。 钻头：选取高速钢直柄麻花钻头。查得 2 . 4 0 =d 。标准刃磨形状， =16 0 a 、 =f50 、 =30b 、 =1162j 。 （2）计算切削用量 1）进给量 f 取 rmmf/33. 027 . 0 = ，查得 rmmf/30 . 0 = 。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 当mmd0 . 4 0 =时，钻头后刀面最大磨损量为 0.8，寿命 min20=t 。 3）计算切削速度 c v 查的切削速度min/16mvs=。 各修正系数为 84 . 0 = xv k,85 . 0 1 = v k 故 min/ 4 . 1185 . 0 84 . 0 16mvc= min/ 6 . 907 2 . 414 . 3 4 . 1110001000 0 r d v n c s = p 与 min/6 .907 r 相近的机床转速为 min/850r 与 min/1051r ，现取 min/1051r 。 所以实际切削速度 min/ 2 . 11 mvc= 。 3.铣床夹具铣床夹具 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用来铣削左端面，其表面粗糙度要求 ra=6.3m，而且无其它 要求，故需粗铣、精铣两道工序来完成。那么在本道工序中，主要应考虑如 何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。 3.1.2 夹具设计夹具设计 1 定位基准的选择 由零件图可知，左端面在长度方向上以右端面为设计基准，为了使定位误 差为零，应以右端面为主要定位基面。但一个面不足以定位，同时采用两孔 - - 10 定位，即以右端面和两个对称的孔为基准。 2 夹紧力和切削力的计算 夹紧时，用 jj-钩型压板进行垂直方向上的夹紧，查机床夹具设计手册 表 2-20 得，夹紧力计算公式为 f h l 31 q w + = 其中，rmmf/18 . 0 =，.50 h l =， q为作用力。q一般为 500n。那么理论夹 紧力估算为 ： n7882 81 . 0.5031 500 2 h l 31 q w= + = + = f 实际夹紧力估算为：n9691n7882.5w3.51w=-=）（ 实 切削时所用刀具为： 硬质合金端铣刀，mmd125 0 =，12=z。 粗铣时mmap.62=， mmae78=，min/235rnc=，zmmfz/17 . 0 =； 精 铣 时mmap0 . 1=，mmae78=， min/300rnc=，zmmfz/13 . 0 =。根据切削用量简明手册表 3.28 查得，切削 力： 其中，7900cf=,.01xf=，5.70yf=，.11 f =m，.20wf=，.31qf=，各修正系 数均为 1.0，故.01kf=。 所以粗铣时切削力： .6kgf413.01 235125 787.10.627900 f .20.31 .115.70.01 0 c = = f w q u e y z x pf k nd afac f f fzff 精铣时的切削力： kgf124.01 300125 783.10.017900 f .20.31 .115.70.01 0 c = = f w q u e y z x pf k nd afac f f fzff 其值远小于规定的夹紧力，故夹具中的夹紧装置适用。 3 定位误差分析 夹具高度方向的主要定位元件为一平面加两个孔，其精度要求为自由公 差，由于存在定位误差，在切削用量的计算中已经算出粗铣时 t=0.3mm，精铣 时 t=0.19mm 根据机床夹具设计手册 ，对刀块上下两端面的不平行度不大 于 0.01mm，远小于工件尺寸公差。压板夹紧允许公差-0.048，同样满足要求。 4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于 如何快速确定工作台的位置并进行调刀。因为这是提高劳动生产率的重要途 径。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞 尺配合使用） ；夹具体上有定位块可使零件迅速定位；同时，夹具体底面的一 对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置；另外，此夹具 f w q u e y z x pf k nd afac f f fzff 0 c f = - - 11 采用压板进行夹紧，这样即能迅速而准确的定位元件，又能节约大量工作时 间，有利于铣削加工。 铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图。 3.2 镗床夹具 3.2.1 问题的提出 本 夹 具主要用来 镗 52 的 孔，其要 求为内表面粗糙的 m.61ram= ，孔 深 28mm。 故需要粗镗和半精镗两道工序来完成。那么在本道工序中，不仅应考虑如 何提高劳动生产率，降低劳动强度，而且应注意精度问题。 3.2.2 夹具设计夹具设计 1 定位基准的选择 由零件图可知，52 内孔在长度方向上以右端面为设计基准，在高度方向 上以底面为基准。为了使定位误差为零，所以应以右端面和上面的两个孔定 位。 2 夹紧力和切削力的计算 夹紧时，用 jj-钩型压板进行水平方向上的夹紧，查机床夹具设计手册 表 2-20 得，夹紧力计算公式为 f h l 31 q w + = 其中，粗镗时rmmf/50 . 0 =，半精镗时rmmf/30 . 0 =。.50 h l =， q为作用 力。 q一般为 500n。那么理论夹紧力估算为 ： n17146 0.50.5031 500 6 h l 31 q w1= + = + = f n20696 0.30.5031 500 6 h l 31 q w2= + = + = f 实际夹紧力估算为：8n1425n17143w3.51w 1 =-=）（ 实 n6207n20693w3.51w 2 =-=）（ 实 切削时所用刀具为普通高速钢单刃镗刀，粗镗时rmmf/50 . 0 =，.5mm1ap=； 半精镗时rmmf/30 . 0 =，.0mm1ap=。 根据机械加工工艺手册1可查得： 镗削力计算公式为： 圆周分力 ： 0.550.75 pz hbsf54.1af = - - 12 式中： p a 切削深度 f 进给量 hbs 材料硬度 由前面计算和查表可得： 粗镗时 rmmf/50 . 0 =，.5mm1ap= 半精镗时 rmmf/30 . 0 =，.0mm1ap= hbs=190 粗镗时代入上述公式得： n9168190.50.51.154f 5.70 z =， 而径向受力为： 0.4650 1.2 px hbsf.1a54f 。 = 代入以上数据得： n458190.50.51.154f .405.601.2 z = 在镗削中受到的扭矩为： 0.555.70 p hbsf25.7dat = 即 mn205371900.51.55025.7t 5.500.75 = 半精镗时代入上述公式得：n4167190.30.01.154f 5.70 z =， 径向受力为： n202190.30.01.154f .405.601.2 z = 在镗削中受到的扭矩为： mn97071900.31.05225.7t 5.500.75 = 其值均满足条件，故夹具中的夹紧装置适用。 3 定位误差分析 夹具在宽度方向的主要定位元件为一平面，其精度要求为自由公差，由 于其基准重合，所以装配公差与尺寸公差相同。在切削用量的计算中已