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泵前体
加工
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夹具
设计
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泵前体加工工艺及夹具设计,泵前体,加工,工艺,夹具,设计
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毕业设计说明书绪论毕业设计是学生的最后一个教学环节，机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。械制造工艺与设备专业毕业设计是在学完了机械制造工艺学（含工艺和夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行一个必要的环节。这次毕业设计能够使我们综合的运用机械工艺学的基本理论，并结合生产实习中学到的东西，独立的分析和解决工艺问题。初步的具备了设计一个中等复杂零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本方法与原理，拟定夹具设计方案，完成夹具设计结构的能力，也是熟悉和运用有关手册、图册等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。为未来从事工作大下良好基础。通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差，机械原理，机械设计，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，使我受益匪浅。特别是在张老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。通过这次设计，我相信我无论是在理论上还是在运用上，都会有较大程度的提高，为日后的工作铺平道路。毕业设计是我4年来的知识结晶。在设计过程中总会存在一些疏漏之处、缺点和不足，请各位老师批评指正，在此表示由衷的感谢。1泵前体加工工艺1.1泵前体加工工艺分析我的设计题目是泵前体加工工艺及夹具设计 对于我的设计，我把它分为两部分，即工艺设计部分和夹具设计部分 首先我看图纸对泵前体进行了基本的结构和工艺分析：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。泵前体是双联泵体上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂，但侧面两孔和四个面的精度要求较高，此外还有对精度要求不是很高的下面和进油孔要求加工。四个M20的螺纹孔和中心孔有0. 3的同轴度的要求，所以需要精加工以保证形位公差，孔72，55的孔粗糙度要求达到0.8所以也需要进行精加工。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，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2 泵前体的工艺要求及工艺分析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。1.2.1泵前体的技术要求其加工有五组加工。左侧面、右侧面及中心孔、上表面和下表面、上表面的五个孔、前表面的八个孔。先粗车左侧面然后以此为粗基准,加工右侧面，之后以右侧面为精基准加工左侧面，跳动的范围在0.02mm Ra=12.5。以前端面为精基准铣上下表面，Ra=12.5以下表面为基准加工上表面的五个孔，四个12mm，一个28mm Ra=12.5。以正面四个丝孔和四个孔为主要加工的对象，以孔及一侧面为定位基准，保证其位置关系，并以钻模保证相互位置关系。 泵前体毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为泵前体年产量是5000件以下，由7机械加工工艺手册表2.1-3可知是中批量生产。 图1.1 零件图1.3 加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及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于泵前体来说，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。由上面的一些技术条件分析得知：泵前体的尺寸精度，形状精度以及位置精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。1.4 确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，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计泵前体的加工工艺来说，应选择能够满足孔系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，应选择价格较底的机床。1.4.1车孔及面的加工方案由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-11确定，因为孔的表面粗糙度为3.2，则选及两侧面的加工顺序为：粗车精车。图1.2 粗车工序简图图1.3 精车工序简图4沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书1.4.2丝孔的加工方案四个丝孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，所以全加工的方法是钻扩攻。图1.4 钻孔工序简图1.5 确定定位基准要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证泵前体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从泵前体零件图分析可知，选择面积大的一侧表面作为泵前体加工粗基准。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孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置准确，能保证泵前体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从泵前体零件图分析可知，和两孔轴线适于作精基准使用。1.6 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。CA6140机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以正面定位粗加工的端面，然后以此面为精基准加工的孔及其端面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。1.7偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定泵前体的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT300，硬度HB为300-350，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。1.7.1 毛坯的结构工艺要求泵前体为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1.7.2泵前体的偏差计算底平面的偏差及加工余量计算后端面加工余量的计算，计算后端面与孔的中心线的尺寸为89mm。根据工序要求，后端面加工，先粗，后以前端面为基准粗车，在精车而成。余量如下：车：由参考文献5机械加工工艺手册第1卷表3.2-23。其余量值规定为，现取。前端面的加工余量威2.5mm铸造毛坯的基本尺寸为，又根据参考文献7机械加工工艺手册表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为： 主视图上的二组孔的偏差及加工余量计算参照参考文献7机械加工工艺手册表2.3-59和参考文献15互换性与技术测量表1-8，可以查得：孔20和：粗车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是根据工序要求，侧面二孔的加工分为粗车、精车二个工序完成，各工序余量如下：粗车： 孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为； 精车： 孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为：；孔毛坯基本尺寸为：；根据参考文献7机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：； 毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：； 顶面两组孔28和4-M10，两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照参考文献7机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：第一组：28加工该组孔的工艺是：钻扩钻孔： 扩孔： 第二组：4-M10 加工该组孔的工艺是：钻攻钻孔： 攻丝： 1.8 确定切削用量及基本工时（机动时间）1.8.1 粗、精车左侧面和右侧孔及其两端面机床：普通卧式车床CA6410刀具：硬质合金车刀，车的材料：粗车孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66取取机床主轴转速，由式（1.1）有：实际切削速度，由式（1.2）有：工作台每分钟进给量： 式（1.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.6）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：精车孔切削深度：，粗车后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.2）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：本工序所用的机动时间：1.8.2 粗车、精车前后孔及两端面机床：卧式车床 CA6140 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。参照镗序计算本工序所用机动时间 1.8.3：铣上下面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料：YG8 齿数铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）实际铣削速度： 式（1.2）进给量： 式（1.3）工作台每分进给量： ：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间1.8.4 攻Z 10/2螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间， 1.8.5 钻-扩-攻M20螺纹孔机床：刀具：高速钢锥柄麻花钻头。 刀具材料：钻孔，钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.8）刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 式（1.9）扩孔钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：攻螺纹孔刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：钻-扩-攻M20螺纹孔的机动时间： 1.8.6 其余加工 其余4-M10丝孔比照4-M16丝孔机动时间另外和孔机动时间这些工序的加工机动时间的总和是：1.9 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该泵前体的年产量为5000件以下。一年以240个工作日计算，每天的产量应不高于21件。设每天的产量为10件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于48min。参照参考文献7机械加工工艺手册表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 式（1.10）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 式（1.11）其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值1.9.1粗、精车前后两端面机动时间： 辅助时间：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在镗床上装卸工件、换刀得有一定时间，所以取装卸工件、换刀时间为。则：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额，由式（1.11）有：因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。由于本序加工最费时，所以其它工序布置一台机床都可完成加工，达到生产要求。222 专用夹具设计2.1钻攻M 20四孔夹具设计2.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻、攻M20四孔，其中包括钻顶面四孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.1.2 定位基准的选择由零件图可知：M20四孔与47-131孔的轴线应垂直，在对M20四孔进行加工前，底平面进行了铣加工，因此，选及端面为定位精基准（设计基准），底平面定位限制Z旋转自由度来满足泵前体四丝孔加工的尺寸要求。图2.1 钻床夹具由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择孔及左侧面和底面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的形位工差要求。工件定位限制5个自由度。2.1.3 切削力及夹紧力的计算由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：式中参数由16机床夹具设计手册可查得： 其中： 由16机床夹具设计手册表得：原动力计算公式：由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。2.1.4 误差分析与计算该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与技术测量表可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为、由16机床夹具设计手册可得：、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： 、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.1.5 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工泵前体的四丝孔。工件以孔及端面底平面、为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。结论本次毕业设计虽然仅仅经历了短暂的几个月，但是它浓缩了大学四年学习的全过程，体现了我们对所学知识的掌握和领悟程度。由于我是第一次进行整体性地设计，不可避免地碰到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。无论碰到什么样的困难，我都没有退缩，凭借着一股求知的热情，再加上指导老师的帮助，然后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。通过本次毕业设计，使我在各个方面都有了很大的提高，具体地表现在以下几个方面：1.对大学四年所学到的东西进行了归纳总结，找到了各种学科之间的交叉点，同时构成了一个知识网络，形成了一个整体的知识体系，进一步完善了自己的知识结构。2.对所学习知识点进行查漏补缺，并了解学习了新的知识，开阔了视野，拓宽了自己的知识面。养成了勤学好问的习惯，同时具有了一定的创新思维。3.利用理论知识解决实际问题的能力得到了提高，为以后正确解决工作和学习中的问题打下了坚实的基础。4.学会了充分地利用网络资源查阅相关资料，以及借助前人的研究成果寻求解决问题的思维方法，对新信息和新知识及时做笔记。5.敢于面对困难，同时也懂得了互助合作的重要性。6.利用计算机的能力得到很大的提高，学会了利用计算机设计软件进行相关的设计与计算。但是，设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：1.缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。2.与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。3.系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。4.使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。致 谢经过四个月的紧张学习，我圆满地完成了本次毕业设计。通过这次毕业设计，使我对大学所学的知识有了一个比较系统的认识，并且把理论知识应用于生产实践中，做到了理论与实践的结合，为以后的学习和工作积攒了许多宝贵的经验。在设计过程中，指导老师张老师及曾经交过我的各位老师给了我很多帮助，对我出现的问题能悉心解答，对我不懂的知识能够耐心的讲解。绘制设计图时，他们指出我图纸中的不足和能够提高的地方，帮我完善了设计思路，改进了设计图纸的质量。在此，对张老师及辅导过的各位老师表示衷心的感谢！对于他们崇高的敬业精神致以诚挚的敬意！也对在毕设过程中，给了我很大帮助的图书馆、实验室工作人员以及同学表示感谢。参考文献 1赵家奇编.机械制造工艺学课程设计指导书2版.-北京:机械工业出版社,2000.10.2李云主编.机械制造及设备指导手册.- 北京:机械工业出版社,1997.83孟少农主编.机械加工工艺手册.-2-北京:机械工业出版社,1991.9.4徐圣群主编.简明加工工艺手册.上海科学技术出版社，1991.2毕业设计说明书绪论毕业设计是学生的最后一个教学环节，机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。械制造工艺与设备专业毕业设计是在学完了机械制造工艺学（含工艺和夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行一个必要的环节。这次毕业设计能够使我们综合的运用机械工艺学的基本理论，并结合生产实习中学到的东西，独立的分析和解决工艺问题。初步的具备了设计一个中等复杂零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本方法与原理，拟定夹具设计方案，完成夹具设计结构的能力，也是熟悉和运用有关手册、图册等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。为未来从事工作大下良好基础。通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差，机械原理，机械设计，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，使我受益匪浅。特别是在张老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。通过这次设计，我相信我无论是在理论上还是在运用上，都会有较大程度的提高，为日后的工作铺平道路。毕业设计是我4年来的知识结晶。在设计过程中总会存在一些疏漏之处、缺点和不足，请各位老师批评指正，在此表示由衷的感谢。1泵前体加工工艺1.1泵前体加工工艺分析我的设计题目是泵前体加工工艺及夹具设计 对于我的设计，我把它分为两部分，即工艺设计部分和夹具设计部分 首先我看图纸对泵前体进行了基本的结构和工艺分析：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。泵前体是双联泵体上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂，但侧面两孔和四个面的精度要求较高，此外还有对精度要求不是很高的下面和进油孔要求加工。四个M20的螺纹孔和中心孔有0. 3的同轴度的要求，所以需要精加工以保证形位公差，孔72，55的孔粗糙度要求达到0.8所以也需要进行精加工。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，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2 泵前体的工艺要求及工艺分析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。1.2.1泵前体的技术要求其加工有五组加工。左侧面、右侧面及中心孔、上表面和下表面、上表面的五个孔、前表面的八个孔。先粗车左侧面然后以此为粗基准,加工右侧面，之后以右侧面为精基准加工左侧面，跳动的范围在0.02mm Ra=12.5。以前端面为精基准铣上下表面，Ra=12.5以下表面为基准加工上表面的五个孔，四个12mm，一个28mm Ra=12.5。以正面四个丝孔和四个孔为主要加工的对象，以孔及一侧面为定位基准，保证其位置关系，并以钻模保证相互位置关系。 泵前体毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为泵前体年产量是5000件以下，由7机械加工工艺手册表2.1-3可知是中批量生产。 图1.1 零件图1.3 加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及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于泵前体来说，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。由上面的一些技术条件分析得知：泵前体的尺寸精度，形状精度以及位置精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。1.4 确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，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计泵前体的加工工艺来说，应选择能够满足孔系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，应选择价格较底的机床。1.4.1车孔及面的加工方案由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-11确定，因为孔的表面粗糙度为3.2，则选及两侧面的加工顺序为：粗车精车。图1.2 粗车工序简图图1.3 精车工序简图4沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书1.4.2丝孔的加工方案四个丝孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，所以全加工的方法是钻扩攻。图1.4 钻孔工序简图1.5 确定定位基准要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证泵前体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从泵前体零件图分析可知，选择面积大的一侧表面作为泵前体加工粗基准。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孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置准确，能保证泵前体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从泵前体零件图分析可知，和两孔轴线适于作精基准使用。1.6 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。CA6140机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以正面定位粗加工的端面，然后以此面为精基准加工的孔及其端面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。1.7偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定泵前体的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT300，硬度HB为300-350，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。1.7.1 毛坯的结构工艺要求泵前体为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1.7.2泵前体的偏差计算底平面的偏差及加工余量计算后端面加工余量的计算，计算后端面与孔的中心线的尺寸为89mm。根据工序要求，后端面加工，先粗，后以前端面为基准粗车，在精车而成。余量如下：车：由参考文献5机械加工工艺手册第1卷表3.2-23。其余量值规定为，现取。前端面的加工余量威2.5mm铸造毛坯的基本尺寸为，又根据参考文献7机械加工工艺手册表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为： 主视图上的二组孔的偏差及加工余量计算参照参考文献7机械加工工艺手册表2.3-59和参考文献15互换性与技术测量表1-8，可以查得：孔20和：粗车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精车的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是根据工序要求，侧面二孔的加工分为粗车、精车二个工序完成，各工序余量如下：粗车： 孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为； 精车： 孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照7机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为：；孔毛坯基本尺寸为：；根据参考文献7机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：； 毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：； 顶面两组孔28和4-M10，两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照参考文献7机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：第一组：28加工该组孔的工艺是：钻扩钻孔： 扩孔： 第二组：4-M10 加工该组孔的工艺是：钻攻钻孔： 攻丝： 1.8 确定切削用量及基本工时（机动时间）1.8.1 粗、精车左侧面和右侧孔及其两端面机床：普通卧式车床CA6410刀具：硬质合金车刀，车的材料：粗车孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66取取机床主轴转速，由式（1.1）有：实际切削速度，由式（1.2）有：工作台每分钟进给量： 式（1.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.6）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：精车孔切削深度：，粗车后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.2）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：本工序所用的机动时间：1.8.2 粗车、精车前后孔及两端面机床：卧式车床 CA6140 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。参照镗序计算本工序所用机动时间 1.8.3：铣上下面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料：YG8 齿数铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）实际铣削速度： 式（1.2）进给量： 式（1.3）工作台每分进给量： ：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间1.8.4 攻Z 10/2螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间， 1.8.5 钻-扩-攻M20螺纹孔机床：刀具：高速钢锥柄麻花钻头。 刀具材料：钻孔，钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.8）刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 式（1.9）扩孔钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：攻螺纹孔刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：钻-扩-攻M20螺纹孔的机动时间： 1.8.6 其余加工 其余4-M10丝孔比照4-M16丝孔机动时间另外和孔机动时间这些工序的加工机动时间的总和是：1.9 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该泵前体的年产量为5000件以下。一年以240个工作日计算，每天的产量应不高于21件。设每天的产量为10件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于48min。参照参考文献7机械加工工艺手册表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 式（1.10）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 式（1.11）其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值1.9.1粗、精车前后两端面机动时间： 辅助时间：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在镗床上装卸工件、换刀得有一定时间，所以取装卸工件、换刀时间为。则：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额，由式（1.11）有：因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。由于本序加工最费时，所以其它工序布置一台机床都可完成加工，达到生产要求。222 专用夹具设计2.1钻攻M 20四孔夹具设计2.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻、攻M20四孔，其中包括钻顶面四孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.1.2 定位基准的选择由零件图可知：M20四孔与47-131孔的轴线应垂直，在对M20四孔进行加工前，底平面进行了铣加工，因此，选及端面为定位精基准（设计基准），底平面定位限制Z旋转自由度来满足泵前体四丝孔加工的尺寸要求。图2.1 钻床夹具由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择孔及左侧面和底面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的形位工差要求。工件定位限制5个自由度。2.1.3 切削力及夹紧力的计算由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：式中参数由16机床夹具设计手册可查得： 其中： 由16机床夹具设计手册表得：原动力计算公式
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