机械制造技术课程设计-总泵缸体加工工艺及钻M12螺纹孔夹具设计.doc

辽宁工程技术大学课程设计1、 设计题目 总泵缸体零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计全套图纸加扣3012250582 二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要这次设计的是总泵缸体。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。AbstractThe master cylinder is designed. Including spare parts map, blank map, an assembly of all, machining processes and process the card and a card each. According to the nature of parts and components map to determine the roughness of the rough end of the size and allowances. Finalization of the cap and push-rod technology road map, the development of the clamping of the work piece program, draw fixture assembly. Machinery Manufacturing Technology curriculum design is that we learn all over the University of basic courses, technical courses in basic subjects, as well as after the majority. This is our graduation project in the school prior to the course of an in-depth and comprehensive review of the total, is also a theory with practice and training, therefore, its four years of university life, we occupy an important position. For me personally, I hope that through the curriculum design of their future work to conduct a practical training, to exercise their own analysis, problem-solving abilities. As a result of capacity constraints, the design there are many deficiencies, I urge you to give guidance to teachers.目录1、零件分析61.1零件工作原理61.2 零件工艺分析72、工艺规程设计72.1 确定毛坯制造形式72.2基面选择7 2.2.1加工阶段的划分8 2.2.2工序的集中与分散82.3工艺路线82.4计算两次工序尺寸的基本尺寸103、时间定额的计算103.1两工步时间定额的计算103.2 辅助时间的计算114、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定115、确定切削用量及工时135.1车135.2铣端面145.3钻145.4钻螺纹孔156、夹具设计156.1定位基准选择156.2定位误差分析157、方案综合评价与结论168、体会与展望169、参考文献171、零件的工艺性分析1.1 零件工作原理题目所给定的零件是总泵缸体。是整个液压系统的核心，作用是通过活塞的来回往复运动产生推动工作缸动作所需的油压。该零件3.5为进油孔，活塞运动过该位置时，完成充油过程，活塞继续运动将油推向前方，挤压出缸体，由于截面积差产生工作压力。当活塞回程时超过3.5孔位时开始进油，旁边小孔为空气孔，方便进空气。零件的作用：总泵缸体是套类零件，起到装拆方便，保护轴类零件的作用。零件的工艺性分析：该零件是套类零件，形状复杂，尺寸精度，形位精度要求均较高，零件的主要技术要求如下：（1） 铸件不允许有缩孔，缩松，砂眼及夹杂物等缺陷，铸件硬度HB170-241，并经时效处理。（2） 铸件未注明的圆角为R2-4，拔模角度为1度30秒。（3） 直径7和直径35孔内表面应光滑，不得有飞边毛刺。（4） 非加工表面洗刷清洁后除漆。1.2 零件工艺分析由零件图可知，该零件仅有一组尺寸要求较高，即22+0.023。（主行磨至0.8）尺寸要求较高，其余尺寸均为8公差尺寸，我们加工时可先以外圆为粗加工基准，确定内孔，由内孔确定所有尺寸。确定泵缸体的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和5%。代入公式得总泵缸体重量为4.5kg，总泵缸体属轻型零件；该总泵缸体的生产类型为大批生产。2、机械加工工艺规程设计2.1 确定毛坯制造形式零件毛坯为铸件，考虑到整体式加工，较废材料，不经济，而零件为普通零件不受冲击，故不宜选用锻件，最终确定使用铸件，年产量10万件，为大量生产，且轮廓尺寸规则，可采用砂型铸造，且可用大型铸造如一出十等方法铸造，这样更能提高生产率。2.2基面选择基面选择是工艺规程重要的设计步骤之一。基面选择正确合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，会影响生产。如前所述，该零件总的来说尺寸要求不高，位置度、形状公差控制较严格。（1） 粗基准的选择对于一般的零件而言，以外圆作为粗基准是非常合理的。按照有关粗基准的选择原则，即当零件有不加工的表面时，应以不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面，则应以与加工表面要求相对应的位置作为粗基准，如前所说，该零件的主要尺寸主要集中在缸体内部工作尺寸精度，其余各尺寸均围绕该尺寸，所以粗加工基准应选择外圆。（2） 精基准的选择精基准的选择主要是考虑基准重合的问题，当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。半精加工完22+0.023孔后再以此为精加工基准完成全部尺寸，完成孔的珩磨，即可达到图纸要求精度。2.2.1加工阶段的划分该总泵缸体的加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣总泵缸体头圆柱两端面、总泵缸体板左端面和总泵缸体座上下两端面。在半精加工阶段，完成mm孔、mm孔、M42-6H和总泵缸体座上端面的半精加工。2.2.2工序的集中与分散选用工序集中原则安排总泵缸体的加工工序。该总泵缸体的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。2.3工艺路线制定工艺路线的出发点，是应当使零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已经确定为大量生产的情况下，可采用机床配夹具。根据分析，大致的确定了两套工艺路线。第一工艺路线据以上分析，依据基准的选择原则先粗后精，先面后孔，基准先行，先主后次的原则，确定工艺如下：准备工序：1.零件砂型铸造，去应力，正火处理。2.检加工工序：1. 车 车内孔达22+0.023mm，1.6，车端面，保证长度为12mm2 .铣 以内孔22+0.023mm，尺寸为基准，芯轴定芯，铣端面达6.33. 钻 0.7mm/3.5mm及3.5mm孔。4. 铣 以芯轴22+0.023mm。孔为基准，铣高16平台。5. 钻 以芯轴22+0.023mm。孔为基准，钻2-10.5mm孔达图6. 钻 以芯轴22+0.023mm。孔为基准。7. 钻 以内孔22+0.023mm。尺寸为基准，芯轴定芯，钻M221.5-5H达图。8. 珩磨 磨内孔达0.8长度不小于1009. 检验第二工艺路线1， 粗车外圆直径32mm和直径20mm的端面和定位孔所在的耳的端面，以直径32mm外圆面为粗基准，选用CA6140车床。2， 车外圆直径32mm，倒角C1和直径20mm以及附近的倒圆，以直径32mm的外圆面为基准，选CA6140车床。3， 铣削直径32mm的端面和外圆柱面，以及M22的孔，以及倒圆，倒角，以端面为基准，选用X6042的铣床和专用夹具定位。4， 钻孔直径12.5mm,攻螺纹M22-1.5-5H,以端面为基准，选用X6042铣床和专用夹具定位。5， 锪孔直径12.5mm，攻螺纹M22-12.5-5H,以直径32mm外圆面为粗基准，选用X6042铣床。6， 铰直径为21和直径为18的孔，钻直径为10.5的孔，以直径32mm外圆面为粗基准，选用z525床和专用夹具定位。7， 半精车粗糙度为3.2的端面，以直径32mm的外圆面为粗基准选用CA6140车床。8， 珩磨粗糙度为0.8的孔，以直径32mm的外圆面为粗基准面，选用M7130磨床。9， 清洁后涂漆10， 终检根据以上两种工艺方案的分析，我们需要尽量以工序集中来提高生产率，而且，除此之外，我们还应当考虑经济效果，以便降低生产的成本。并且结合基准的选择原则等等方面的因素，我们选用第一套方案。2.4计算两次工序尺寸的基本尺寸 攻螺纹后孔的最大公称直径尺寸为12mm，查表2-39知普通粗牙螺纹内孔的直径为10.5mm，则钻孔工序的加工尺寸为： 10.5-0.10=10.4mm。3、时间定额的计算3.1两工步时间定额的计算时间定额是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额由以下几个部分组成，基本时间，辅助时间，布置工作地时间，休息和生理需要时间，准备与终结时间。钻孔工步根据表5-41（钻削基本时间的计算），钻孔的基本时间可由下面公式计算Tj=L/fn=(l1+2)/fn式中：l1=3mmL1 =2mm,代入可得tj=24.5s丝攻工步 根据表5-46（用丝攻螺纹基本时间的计算），攻孔的基本时间可由下面公式计算 Tj=(l1+l2+l)/fn+(l1+l2+l)/fn0i 式中：l1=（13）P L2=（23）P代入可得tj=12.2s3.2 辅助时间的计算根据第五章第二节所述，辅助时间与基本的时间之间的关系为tf=（0.15-0.2）tj，我们取tf=0.15tj 则各工序的辅助时间分别为计算钻孔工步的辅助时间tf=3.675s计算攻孔工步的辅助时间tf=1.830s4、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。工序7钻、锪、精铰mm孔（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定 取=3.9mm。2）进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.08mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，工件材料为HT200，切削速度v可取为15m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序钻头转速n=1225 r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=1360r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=16.7m/min 。（2）锪钻工步1）刀具选择 选用直柄锥面锪刀，d=8mm。2）进给量的确定 由表5-32，选取该工步的每转进给量f=0.12mm/r。3）切削速度的计算 由表5-32，切削速度v可取为12m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序锪钻转速n=478r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际锪削速度v=nd/1000=13.7m/min。（3）精铰工步1）背吃刀量的确定 取=0.1mm。2）进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序铰刀转速n=318r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速, 取转速n=392r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=4.92m/min。材料为铸件，硬度为HB170-241，成品重0.62kg，生产批量为大批生产，采用铸造成型，二级精度组（成批生产）根据上述原始资料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯确定如下：1、外圆表面（32133；32123；85；50）考虑其加工长度为133，32，20等外表面均为8加工面，粗糙度Ra=200。不需要加工，长度为向尺寸为133（端面）。2、220.023。18孔，查表1-21得钻22精孔 1）粗车到21.80.10 2Z=10.8 2）精车到22+0.023。2Z=0.13、M181.25-5H螺纹孔钻孔16.5扩、攻、铰于M181.254、其余各孔均在毛坯面上加工，余量为Z孔位D/2最后将上面各数据整理填入下表加工余量计算表加工工序及工步尺寸公差余量计算尺寸计算公差备注32孔长度尺寸133/1.62136.50.522孔22+0.023/0/无孔30232+0.15拔模斜度取23详细尺寸见毛坯图5、确定切削用量及工时5.1 车车内孔达21+0.023。1.6；车端面保证12，12.5工件材料为铸造，HT2040，机床C620-1，普通车床刀具：内孔车刀，端面车刀，YT15尾座装麻花钻21计算切削用量考虑到出模斜度轴方向余量Z max=1.6mm，Z min=1.2mm可一次加工，即可达到12.5光洁度，走刀量F=0.4mm/r切削速度：（表3-18）耐用度F=45in=163mm/min(2.72m/s)确定机床转速： （1485v/min）按机床选取n w=20.83r/s(1250转/分 实际切削速度：v=2.29mm/s（137.4m/min）切削工时，t=35 t1=2m t2=0 t3=5mm（试切长度） Tm= 5.2铣端面af=0.15mm/z（表3-28） V=0.45/s 127m/min采用高速钢锒齿端面铣刀，dw=175mm齿数10按机床选取=0.79r/s (47.5r/min) 实际切削速度切削工时 5.3钻M221.5-5H孔，钻小孔3.1 钻孔底孔F=0.43mm/r0.75=0.322mm/r取f=0.32mm/r V=0.25m/s (15m/min) =3.18r/s（191r/min）按机床选取=3.25r/s（195r/min）实际切削速度V=a255m/s（15.3m/min）切削工时（一个孔）t=12mm t1=9mm t2=2mm倒角245双面为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同。=3.18r/s（191r/min）手动进给钻孔3.5mmf=0.2mm/r0.50=0.1mm/r（表3-38）v=0.25m/r（15m/min） 按机床选取nw=800r/min(13.33r/s)切削速度U=0.28mm/s (16.84m/min)加工一孔工时 t=19mm t1=3mm t2=1mm铣16平台加工转速，进给量与平台一致5.4、钻螺纹孔12.5，功牙至M121.25F=0.2mm/r0.50=0.1mm/rU=0.25m/r(15m/min) 机床选取nw=800r/min(13.33r/s)实际U=0.28mm/s6、指定工序的专用机床夹具设计经过和指导老师的协商，我决定做最后道工序钻M1212.5-5H孔钻用夹具，本夹具使用Z525钻床，刀具为HSS，底孔为10.8，在攻牙至M1212.5。6.1定位基准选择由零件图可知M1212.5孔对应22+0.023。有同心度要求，这里主要是以底面定位，芯轴定芯。为提高效率，决定以底面定位22+0.023。内孔定位，同时加25件，这样便于装夹，提高效率。6.2定位误差分析刀具：10.8麻花钻下钻出，且受力向下，夹具的主要定位元件为中间22h定位销，辅助定位尺寸为16mm凸台，图纸要求不高，故用此方法即可达到精度要求，夹具设计主要是提高生产率，为防止该螺纹时反转，引起零件上浮，故用螺钉压住。7.方案综合评价与结论对于总的泵缸体的加工工艺方案的设计感觉还是比较完善，而且是令人满意的。对于泵缸体来说，我们的工艺方案是比较实在的，就是能贴近我们的生产实际，比较有现实的可行性，我们觉得比较好。因为我们本着先粗后精，先面后孔，基准先行，先主后次的原则，确定的工艺路线。此方案，是分散工序，工艺安排合理，能满足用通用机床加工并达到精度的要求，除了选择万能性通用机床加工外，还要设计一些专用夹具，提高加工要求和质量。因此选用这个方案较合理。最终，由于我们的耐心研究与在老师的精心指导下我们顺利的完成了这次家具的课程设计，也许该方案还是有许多的不足，但是这就是一个过程，经历过这个过程，我们学到了很多，相信在以后的学习和工作中，这将是一笔宝贵的财富。因此我觉得这次的方案的设计是比较成功的。8.体会与展望通过这次课程设计我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，通过指导老师的耐心讲解和指导，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。六点定位原理，看似很简单的几行字，但是如果结合实际的工件就要认真的分析，如何完全限制它的六个自由度不要产生过定位和欠定位的情况。而夹紧装置的选择