机械制造技术课程设计-泵体加工工艺及铣底面夹具设计.doc

全套图纸加扣3012250582目录绪绪言言.1111零零件件的的工工艺艺分分析析.2222机机械械加加工工工工艺艺规规程程设设计计.222.1零件的用途.22.2泵体主要技术要求.32.3审查泵体的工艺性.32.4确定零件的生产类型.32.3确定毛坯种类绘制毛坯图.42.3.1毛坯选择.42.3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.42.3.3绘制泵体金属型铸造毛坯简图.42.4拟定泵体工艺路线.42.5定位基准的选择.62.5.1定位基面的选择.62.5.2精基面的选择.62.6切削用量、时间定额的计算.733铣铣底底平平面面专专用用夹夹具具设设计计.22223.1问题提出.223.2设计思想.223.3定位基准的选择.223.4定位误差的分析.223.5切削力及夹紧力的计算.233.6夹具操作设计及操作说明.24结结论论.2266参参考考文文献献.2277全套图纸加扣3012250582绪言泵体零件的工艺规程设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。全套图纸加扣30122505821零件的工艺分析零件的工艺分析1）从零件图上可以看出零件的主要加工表面为一个底平面，两端面六个M6孔，钻攻G38孔，以及配钻26孔。2）工序安排以泵体底面和底面两个6.5定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。3）泵体上大端面和齿轮孔底面对底面有垂直度要求34.5孔与孔16中心线有平行度要求。2机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计2.1零件的用途零件的用途题目所给的是泵体零件，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。要求泵体零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。因此，泵体零的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。全套图纸加扣30122505822.2泵体主要技术要求泵体主要技术要求fb2.3审查泵体的工艺性审查泵体的工艺性1）零件材料HT200，切削加工性良好。2）泵体上齿轮孔34.5、16中心线有平行度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来2.4确定零件的生产类型确定零件的生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。生产类型一般可分为中批量生产、大批生产和单件生产三种类型。本设计采用了生产类型为中批量生产，生产批量按年产5000件。全套图纸加扣30122505822.3确定毛坯种类绘制毛坯图确定毛坯种类绘制毛坯图2.3.1毛坯选择毛坯选择由于该零件形状不是太复杂，根据零件材料为HT200，生产类型为中批生产，因此采用铸造毛坯。2.3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据该泵体零件的形位特点，由表，可确定公差等级CT=10，再根据表2-5、2-6（设计指导书），2.3.3绘制泵体金属型铸造毛坯简图绘制泵体金属型铸造毛坯简图由加工余量数据，绘制图如下：22CCBBR1734315R30R5257540913206688520泵体毛坯图2.4拟定泵体工艺路线拟定泵体工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能用工装夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率，以便全套图纸加扣3012250582使生产成本尽量下降。工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序号工序名称工序内容1铸造铸造成型2钻钻攻M4孔3钻钻扩底面孔4钻钻6-M6孔5钻配钻3孔6钻车右端成型7铣铣底平面8铣铣两侧面9铣车左端成型10钳工去除锐边毛剌11终检检验表2.2工艺路线方案二工序号工序名称工序内容1铸造铸造成型2铣铣底平面3钻钻扩底面孔4铣铣两侧面5铣车左端成型6钻车右端成型7钻钻攻G38孔8钻钻6-M6孔9钻配钻2-6孔10钳工去除锐边毛剌11终检检验工艺路线的比较与分析：全套图纸加扣3012250582第二条工艺路线不同于第一条是将工序钻孔与工序铣平面工序对调，钻孔工序放到后面。加工左右端面各螺纹与进出油孔放在底平面及其它端面铣加工后再进行加工，其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加各平面，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证各孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.5定位基准的选择定位基准的选择2.5.1定位基面的选择定位基面的选择定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面2.5.2精精基基面面的的选选择择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，全套图纸加扣3012250582即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的2.6切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算工序：铸造工序：热处理(正火)工序：铣底平面刀具：YG8硬质合金铣刀140mm，8齿。选择刀具前角后角，副后角，刀齿斜角主刃5o8o8o10s60Kr过渡刃副刃过渡刃宽。30Kr5Kr1bmm粗铣因为切削量较小，故可以选择，一次走刀即可2apmm完成所需长度。进给量：切削速度：0.18fmmr90vmmin(根据切削用量简明手册（第7版）见文献10.表3.18）=snwd1000100090140200.47rmin根据机床使用说明书，取(见机械制造工艺设计简210wnnrmi明手册)见文献12.表4.2-38）故实际切削速度为V=1000nwwdmin)(32.921000210140m当时，工作台的每分钟进给量应为min210rnwmf（mmmin）0.188210302.4mzwffZn查机床说明书：mmmin320mf切削工时，由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程mm则机动工时为21lll240mmflllt21(min)75.0320240铣面，所以切削工时为1.5min全套图纸加扣3012250582精铣:采用套式面铣刀，当为精铣平面时，每齿进给量为0.20.4，齿数为8，刀具耐用度为，。6090min90dmm82eamm（参考文献【1】表14-68）刀具耐3pmm1zfmms82emm用度为，根据文献【1】，表14-69，6090tmin得：v=0.70.250.50.60.30.328.3pzedtafaz37.51mminmin636100051.379014.31000rdvn由机床转速数列，取600nrminmmflllt21)31()(5.0221BDDlmml312mmBDDl322)609090(5.02)(5.022221mml32mmflllt21min53.06003.033260工序：粗精铣两侧面机床：X61铣床刀具：YG8硬质合金盘铣刀140mm，8齿。选择刀具前角后角，副后角，刀齿斜角主刃5o8o8o10s60Kr过渡刃副刃过渡刃宽。30Kr5Kr1bmm粗铣因为切削量较小，故可以选择，一次走刀即可完成所需长2apmm度。进给量：切削速度：(见文献0.18fmmr90vmmin全套图纸加扣301225058210.表3.16）=rminsnwd1000100090142000.47根据机床使用说明书，取rmin(见文献10.表4.2-29）210wn故实际切削速度为V=1000nwwdmin)(32.921000210140m当时，工作台的每分钟进给量应为min210rnwmf（mmmin）0.188210302.4mzwffZn查机床说明书：mmmin320mf切削工时，由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程mm则机动工时为21lll140mmflllt21(min)44.0320140精铣:采用套式面铣刀，当为铣平面时，每齿进给量为，齿数为0.20.48，刀具耐用度为，。6090min90dmm82eamms（参考文献【1】表17-69）刀具耐3pmm1zfmm82emm用度为，根据文献【1】，表19-67，6090tmin得：v=0.70.250.50.60.30.328.3pzedtafaz37.51mminmin636100051.379014.31000rdvn由机床转速数列，取600nrminmmflllt21)31()(5.0221BDDlmml312全套图纸加扣3012250582mmBDDl322)609090(5.02)(5.022221mml32mmflllt21min53.06003.033260工序钻6-M6孔：工序为用夹紧元件夹紧泵体后，用钻削加工。达到设计图的要求。表面粗糙度要求为6.3，钻削一次、攻丝一次后成型。根据技术要求尺寸公差为，查表可知作为段的1804GBm630mm尺寸加工，尺寸公差为。即之后的钻削加工要达到设计尺寸的要求：0.1。1.01.015查表，得钻削加工余量mm，公差值mm。0.150.18等级精度为：钻削，IT12，工序尺寸及公差分别为，钻削、扩孔：mm。0.151）背吃刀量的确定钻削取mm；扩孔取mm。3.50pa1pa2）进给量的确定由表5-24，钻削时选取的每转进给量；由表5-26，扩孔时选取的每转进给量mmr。0.26fmmr0.9f3）切削速度的计算钻削：由表5-27，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为mmin。由公式（5-1)v(d)可求得该工序钻头转241000n速rmin，参照表4-7所列Z525钻床主轴转速，取转速546nmin。再将此转速带入公式（5-1），可求出该钻削的实际切削545nr速度。100023.96vndmmin攻丝：由表5-23，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为83mmin。由公式（5-5)v(d)可求得该工序钻头1000n转速rmin，参照表4-9所列Z525钻床主轴转速，取转速1762nrmin。再将此转速带入公式（5-4），可求出该攻丝的实际切削1360n速度100064.1vndmmin工序：钻G38孔全套图纸加扣3012250582钻G38孔:由文献【3】表4.2-16选Z525钻床钻螺纹底孔7.2:由表6.1-1Tj=nflll21+(23)rptgkal1主偏角为90时，取123lmm13lmm取235mml24lmm由文献【3】表4.2-25取0.27fmmr文献【3】表4.7-20选取机床400nrminTj=nflll21min77.040027.04376攻丝G38采用G38丝攻，（参考文献3pmm0.3zzfmm82emm【1】表15-69）刀具耐用度为，根据文献【1】，表14-6090tmin60，得：v=0.70.250.50.60.30.328.3pzedtafaz35.77mminmin593100077.352214.31000rdvn由机床转速数列，取600nrminmmflllt21)31()(5.0221BDDlmml312全套图纸加扣3012250582mmBDDl122)548080(5.02)(5.022221mml32mmflllt21min36.06003.031254工序：车左端成型车端面、镗中心孔粗车端面：加工条件1.工件材料：钢正火，模锻。450.6baGP加工要求：车泵体两端面，并镗中心孔，表面粗糙度值。6.3aRm机床：CA6140车床刀具：材料为，刀杆，根据：15YT1625mmmm01550.5rskr机械加工工艺设计实用手册表127.计算切削用量2已知毛坯端长度方向上的加工余量为，粗车时分两次加2310mm工，；毛坯大端长度方向的加工余量为，粗车时分0.46pamm3513mm三次加工。3.05pamm进给量，根据机械加工工艺设计实用手册表f1510当刀杆的尺寸为时为时，以及工件的直径为1625mmmmpa35mm:时，100mm取0.50.8fmmr:0.5fmmr计算切削速度按机械加工工艺手册表848全套图纸加扣3012250582当时，其中vvvxympcvTafminm0.7f2420.150.350.2060vvvcxymT得：确定机床转速：10.20.150.35242108.2(min)604.60.5cvm按机械加工工艺手册表110001000108.6344.6(min)100cvwvnrd，与相3.11820.20.150.35222242135.2min)600.80.61000320(min)131430(min)ccvwvmvnrnr（3.118344.6minr（）近的机床转速为及，选取，如果选315minr430minr1430minwnr，则速度损失太大。1315minwnr所以实际切削速度：1430100135.2min1000vm切削工时121235065.5240lmmlmmlll，11231115620.52min4300.5mwlllltnf112322271.531.14min3150.5mwlllltnf精车端面计算切削速度10.20.150.35242140.6min)600.80.5cvm（20.20.150.35242135.2min)600.80.6cvm（确定主轴转速111000447.8(min)100cvvnr221000320(min)131cvvnr按机械加工工艺手册表选，3.1181500(min)wnr2430(min)wnr全套图纸加扣3012250582其实际切削速度：12500100157(min)1000430131176.9(min)1000vmvm切削工时：，1560.224(min)5000.5mt271.50.27(min)4300.5mt10.2240.520.744(min)T21.140.271.41(min)T粗镗34.5孔：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；3pamm2进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；0.6fmmr计算切削速度：0.20.150.352426030.6115.4minm确定主轴转速：10001000115.4367.5min60cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：430minnr34.5430135min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf1211024lll故1102431.35min4300.6t精镗34.5孔切削深度：单边余量，进行次走刀；2pamm2进给量：；0.6fmmr计算切削速度：0.20.150.352426020.6122.5minm确定主轴转速：10001000122.5390min34.5cswvnrd全套图纸加扣3012250582按机床选取，所以实际切削速度：430minnr60430135min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf1222824lll故2282421.82min4300.6t钻16孔切削深度：单边余量，进行次走刀；2.82pamm2进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；0.8fmmr计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8：(min)vvvcxympcvmTaf当时，0.7f2350.150.450.2060vvvcxymT0.20.150.45235602.820.898.3minm确定主轴转速：1000100098.3240min16cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：250minnr16250102.8min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf1211224lll故1122452.95min2500.8t铰16孔切削深度：单边余量，进行次走刀；2.6pamm1进给量：根据机械加工工艺手册18-10可得：选用；0.5fmmr全套图纸加扣3012250582计算切削速度：0.20.150.35242602.60.6100minm确定主轴转速：10001000100243min15cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：250minnr131250102.9min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf125024lll故91240.78min2500.5t工序：车右端成型机床：CA6140车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸，21625mm09015rkr050.5sarmm机床加工工艺设计实用手册表12-7。1.粗车端面：同时应校验机床功率及进给机构强度：。35lmm切削深度：单边余量，进行2次走刀；4.65pamm进给量：根据机械加工工艺手册14-10可得：选用；0.6fmmr计算切削速度：机械加工工艺手册表8.9-8：vvvcxympcvTaf0.20.150.35242604.650.6101.26minm确定主轴转速：1000100101.26323.5min100swnrd按机床选取，所以实际切削速度：430minnr100430135min10001000wdnvm检验机床功率：主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所cF全套图纸加扣3012250582示公式计算：cccccxFyFnFcFpcFFcafvk其中：26501.00.750.15cccFFFcCxynF0.756000.94650650nfbmpk0.89krk所以:10.750.1526504.650.61350.940.892902.24CFN切削时消耗的功率46.53610ccFvpKW由机床加工工艺设计实用手册主电动机的功率为6140CA所以机床的主轴功率足够可以正常加工。7.5KW检验机床进给系统强度:已知主切削力径向切削力2902.24cFN按机械加工工艺手册表8.2-10所示公式计算:PFFpFpFpxynpfppcFpFcafvk式中:19500.90.60.3FpFpFpFpcxyn1.356000.879650650nfbmpk所以:0.90.60.319504.650.61350.8790.5528.2pFN而轴向切削力主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示cF公式计算：FfFfFfxynFFfpcFfFcafvk式中:28801.00.50.4FfFfFfFfcxyn1.06000.9231.17650650nfbmkkk轴向切削力:10.50.428804.650.61350.9231.171437.3fFN取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数则切削力在纵向进给方向0.1对进给机构的作用力为:全套图纸加扣30122505821437.30.12902.24528.21780fcpFFFFN而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为见机械加工3500N工艺手册表3.118机床的进给系统可正常工作.切削工时:机械加工工艺手册表12llltnf2.53其中123020lll故3230.372min4300.6t精车端面：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；2.5pamm5进给量：根机械加工工艺手册据15-10可得：选用；0.6fmmr计算切削速度：0.20.150.35242602.50.6119minm确定主轴转速：1000100119380min100cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：430minnr100430135min10001000wdnvm检验机床功率：主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所cF示公式计算：cccccxFyFnFcFpcFFcafvk其中：26501.00.750.15cccFFFcCxynF0.756000.94650650nfbmpk0.89krk所以:10.750.1526502.50.61350.940.891560.3CFN切削时消耗的功率43.6610cccFvpKW全套图纸加扣3012250582由机床加工工艺设计实用手册主电动机的功率为6140CA所以机床的主轴功率足够可以正常加工。7.5KW检验机床进给系统强度:已知主切削力径向切削力1560.3cFN按机械加工工艺手册表8.8-10所示公式计算:PFFpFpFpxynpfppcFpFcafvk式中:19500.90.60.3FpFpFpFpcxyn，1.356000.879650650nfbmpk0.5krk所以:0.90.60.319504.650.61350.8790.5528.2pFN而轴向切削力主切削力按机械加工工艺手册表8.4-10所示cF公式计算：FfFfFfxynFFfpcFfFcafvk式中:28801.00.50.4FfFfFfFfcxyn1.06000.9231.17650650nfbmkkk轴向切削力:10.50.428802.50.61350.9231.17772.7fFN取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数则切削力在纵向进给方向0.1对进给机构的作用力为:772.70.11560.3331961.83fcpFFFFN而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为见机械加工3500N工艺手册表3.118机床的进给系统可正常工作.切削工时:机械加工工艺手册表12llltnf2.53其中127420lll全套图纸加扣3012250582故7651.44min4300.6t粗镗22孔：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；3.45pamm3进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；0.6fmmr计算切削速度：0.20.150.35242603.450.6113minm确定主轴转速：1000100113360min22cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：430minnr22430135min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf1217024lll故17632.05min4300.6t精镗镗22孔：同时应校验机床功率及进给机构强度切削深度：单边余量，进行次走刀；3.45pamm2进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；0.6fmmr计算切削速度：0.20.150.35242603.450.6113minm确定主轴转速：1000100113360min22cswvnrd按机床选取，所以实际切削速度：430minnr22430135min10001000wdnvm切削工时:其中12llltnf1217024lll故17632.05min4300.6t工序：配钻26孔全套图纸加扣3012250582采用Z525钻床钻孔到6刀具：高速钢麻花钻6（见文献10.表2.8）rmmf25.0(见文献10.表2.13）min14m=891.72rminsnwd10001000146x按机床选取(见文献12.表4.1-12）min1000rnw故实际切削速度为V=1000nwwd6100015.7(min)1000 xm切削工时fnllltwm21(min)09.025.010000814其中mmlmmlmml140821，钻孔，所以切削工时为0.18min工序去毛刺工序检验全套图纸加扣30122505823铣底平面专用夹具设计铣底平面专用夹具设计3.1问题问题提出提出本夹具主要用来完成调整泵体铣底平面加工，孔的尺寸允许公差不大于0.10mm，孔的表面粗糙度为3.2。因此在铣底平面时，主要考虑如何提高劳动生产率以及降低劳动强度、生产成本，同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2设计思想设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对底平面进行加工，这个上平面尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra1.6，铣底平面可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。3.3定位基准的选择定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故将定位元件设计成定位定孔心轴定位，在定位心轴与挡销的限制下，工件已经限制了6个自由度，再用螺母与压板使工件夹紧。全套图纸加扣30122505823.4定位误差的分析定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个定位心轴定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存