发动机水泵的的设计及工艺工装设计毕业论文.doc

发动机水泵的设计及工艺工装设计 摘 要 本次设计是对发动机水泵的设计及工艺工装设计 共分为 章 水泵的设计 包 括水泵的设计参数流量 扬程 扬程近似等于压力 转速 设计水泵的轴 叶轮 泵 体 等部件 然后对其部件进行校核 水泵泵体的工艺规程设计由加工工艺原则可知 对所加工工艺的部件的零件图的加工等级 经济精度 来确定加工方法 如端面的车 孔的钻 镗等加工方法及加工工序的确定 选择加工设备与工艺装备及确定切削用量 时间定额 工装方面主要是根据工艺的加工程度 经济 方便情况来确定所用夹具的 类型 选择定位元件 误差等方面设计计算 并附有相关的设计尺寸图示 零件图等 本设计虽以加工工艺 工装为主 但对泵的设计也作了详细的说明 本设计在设计内容中所涉及的问题比较详细的说明计算 关键词 叶轮 泵轴 蜗壳 加工工艺 专用夹具 定位 夹紧 误差 ABSTRACT The engine design is the design of pumps and process equipment design Is divided into chapters the design of pumps the design parameters including pump flow head approximate equivalent to the pressure head rotational speed the design of water pump shaft impeller pump body such as components and then check its components Process water pump body design principles from the processing technology we can see that for the process map parts of the components of the processing level economic precision to determine the processing methods such as the end of the car hole drilling boring such as processing methods and processes the identification selection of processing equipment and process equipment and to determine the amount of time cutting fixed Tooling area is based mainly on the degree of processing technology economic and convenient to use the situation to determine the type of fixture select the positioning components and other aspects of design and calculation errors Associated with the design size of icons such as parts diagram Although the design process tools based but also made the design of pump detail The design in the design of the content of the issues involved in a more detailed explanation Keywords impeller shaft volute processing technology a dedicated fixture positioning clamping error 目 录 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第第 1 章章 绪论绪论 1 第第 2 章章 发动机水泵的设计发动机水泵的设计 3 2 1 泵的主要参数和结构方案的确定泵的主要参数和结构方案的确定 3 2 1 1 提供设计的数据和要求 3 2 1 2 确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径 3 2 1 3 计算比转速 确定级数 3 s n 2 1 4 估算水泵的效率 4 2 2 泵轴颈和叶轮轮毂直径的确定泵轴颈和叶轮轮毂直径的确定 4 2 3 叶轮主要尺寸的确定叶轮主要尺寸的确定 5 2 3 1 叶轮的初步确定 5 2 3 2 精算叶轮的外径及出口宽度 5 2 3 3 叶片数的选择 6 2 3 4 叶片厚度和角度的选择 6 2 3 5 叶片进口安放角的选择 6 2 3 6 叶片出口安放角的选择 6 2 3 7 叶片包角的选择 6 2 3 8 叶片的绘制 具体形状尺寸如零件图所示 7 2 4 泵体的设计泵体的设计 7 2 4 1 蜗室的主要结构参数 7 2 4 2 蜗室绘制 8 2 4 3 其他水泵零件的选择 9 2 5 零件的强度校核零件的强度校核 9 2 5 1 叶片的强度校核 9 2 5 2 轮毂强度校核 10 2 5 3 泵体的强度校核 10 2 5 4 其他强度校核 略 10 第第 3 章水泵泵体的工艺规程设计章水泵泵体的工艺规程设计 11 3 1 分析零件图分析零件图 11 3 1 1 零件的作用 11 3 1 2 零件的工艺分析 11 3 2 确定生产类型确定生产类型 11 3 3 确定毛坯确定毛坯 12 3 3 1 确定毛坯的种类 12 3 3 2 确定铸件余量 12 3 3 3 画铸件零件综合图 13 3 4 机械加工工艺过程设计机械加工工艺过程设计 13 3 4 1 选择定位基准 13 3 4 2 拟定工艺过程 14 3 4 3 确定工序尺寸 加工余量 16 3 4 4 选择加工设备与工艺装备及确定切削用量时间定额 17 第第 4 章章 水泵泵体孔水泵泵体孔的夹具设计的夹具设计 40 740H 4 1 明确设计任务收集分析原始资料夹具明确设计任务收集分析原始资料夹具 40 4 2 确定夹具的结构方案确定夹具的结构方案 41 4 2 1 根据六点定位原则确定工件的定位方式 41 4 2 2 确定定位元件的类型和结构尺寸 43 4 2 3 确定定位元件尺寸及配合公差 分析计算定位误差 44 4 2 4 确定工件的夹紧元件及夹紧装置 45 4 2 5 引导元件和引导装置 45 4 2 6 确定其他装置 46 4 3 绘制夹具体结构草图 略 绘制夹具体结构草图 略 46 4 4 夹具使用说明夹具使用说明 46 4 5 夹具精度分析夹具精度分析 47 4 6 绘制夹具总装配图 零件图绘制夹具总装配图 零件图 47 第第 5 章章 结论结论 48 参参 考考 文文 献献 49 致致 谢谢 50 附录附录 A 51 第 1 章 绪论 水泵是应用广泛的通用机械 而且随科学技术的发展 其应用范围正在迅速扩大 据预测 十一五 期间我国泵行业将以 25 的平均速度发展 泵产品国内市场占有率 十一五 期间预计可达到 92 建设部提出 未来三年我国县城及乡镇环境基础设施 建设将有一个大的发展 全国 2 万个建制镇污水处理总投资额将高达 1 万亿 对于排 水行业 环保设备产业 以及泵产业都将是重要的增长点 本设计是 490 型柴油机的 水泵 用于对柴油机工作时的水冷却系统 水泵的效率 耗能 水泵各部件等方面的 设计有利于提高柴油机水泵的工作效率 减少能源的消耗 对柴油机的整体冷却系统 更加完善 提高水泵的生产水平 质量节省生产费用 机械的加工工艺规程及夹具设计是在完成了大学的本专业全部课程之后 进行的 一次理论联系实际的综合运用 使我对专业知识 技能有了进一步的提高 为以后从 事专业技术的工作打下基础 机械加工工艺是实现产品设计 保证产品质量 节约能 源 降低成本的重要手段 是企业进行生产准备 计划调度 加工操作 生产安全 技术检测和健全劳动组织的重要依据 也是企业上品种 上质量 上水平 加速产品 更新 提高经济效益的技术保证 然而夹具又是制造系统的重要组成部分 不论是传 统制造 还是现代制造系统 夹具都是十分重要的 因此 好的夹具设计可以提高产 品劳动生产率 保证和提高加工精度 降低生产成本等 还可以扩大机床的使用范围 从而使产品在保证精度的前提下提高效率 降低成本 当今激烈的市场竞争和企业信 息化的要求 企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求 所以对机械的加工工艺及夹 具设计具有十分重要的意义 夹具从产生到现在 大约可以分为三个阶段 第一个阶段主要表现在夹具与人的 结合上 这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具 是加工过程加速和趋于完善 第 二阶段 夹具成为人与机床之间的桥梁 夹具的机能发生变化 它主要用于工件的定 位和夹紧 人们越来越认识到 夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切 的关系 所以对夹具引起了重视 第三阶段表现为夹具与机床的结合 夹具作为机床 的一部分 成为机械加工中不可缺少的工艺装备 在夹具设计过程中 对于被加工零件的定位 夹紧等主要问题 设计人员一般都会 考虑的比较周全 但是 夹具设计还经常会遇到一些小问题 这些小问题如果处理不 好 也会给夹具的使用造成许多不便 甚至会影响到工件的加工精度 我们把多年来 在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下 清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时 会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题 端面和定位外圆分为两体时无此 问题 夹具要不要清根 应根据工件的结构而定 如果零件定位内孔孔口倒角较小或 无倒角 则必须清根 如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位 则不需要清根 而 且交界处可以倒为圆角 R 端面与外圆定位时 与上述相同 让刀问题在设计圆盘类刀 具 如铣刀 砂轮等 加工的夹具时 会存在让刀问题 设计这类夹具时 应考虑铣刀 或砂轮完成切削或磨削后 铣刀或砂轮的退刀位置 其位置大小应根据所使用的铣刀 或砂轮的直径大小 留出超过刀具半径的尺寸位置即可 更换问题在设计加工结构相 同或相似 尺寸不同的系列产品零件夹具时 为了降低生产成本 提高夹具的利用率 往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具 随着机械工业的迅速发展 对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求 使多 品种 中小批生产作为机械生产的主流 为了适应机械生产的这种发展趋势 必然对 机床夹具提出更高的要求 特别像后蜗壳泵体类不规则零件的加工还处于落后阶段 在今后的发展过程中 应大力推广使用组合夹具 半组合夹具 可调夹具 尤其是成 组夹具 在机床技术向高速 高效 精密 复合 智能 环保方向发展的带动下 夹 具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展 第 2 章 发动机水泵的设计 2 1 泵的主要参数和结构方案的确定 2 1 1 提供设计的数据和要求提供设计的数据和要求 1 流量 Q 270L min 0 0045m s 16 2 m h 33 2 压力 8 16Kap 扬程 8m 3 转速 n 2800r min 4 490 型柴油机水泵 5 批量生产 2 1 2 确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径确定泵的总体结构形式和泵的进出口直径 1 确定进口直径 由注 2 根据表 4 1 第七节入口流速一般取 V2 8 m s 代入公式注 2 4 3 S D 0 045mm SS V Q 4 8 214 3 0045 04 取离心泵系列中标准口径 D 40 mm s 则吸入的流速 3 58 m s S U 2 4 D Q 2 04 014 3 0045 0 4 2 确定泵的排出口径 由于该泵扬程不高考虑到排水管系统的经济性取排出口径与吸入口径相同 0 04 mm Sy DD 排出流速3 58 m s Sd UV 2 1 3 计算比转速计算比转速 确定级数确定级数 s n 85 7 s n 8 0045 0 280065 3 65 3 H Qn 由于压力 流量 功率不大比转速 30 时采用单级由图 2 20 这样的比转速是有可能达 s n 到预定效率的 因此水泵的级数为单级 2 1 4 估算水泵的效率估算水泵的效率 1 水力效率 0 839 33 2800 0045 0 08351 0 108351 0 1g n Q g h 2 容积效率 0 966 3 2 3 2 7 8568 0 1 1 68 0 1 1 s v n 3 机械效率 0 801 6 7 6 7 100 7 85 1 07 0 1 100 1 07 0 1 s m n 4 总效率 0 839 0 966 0 801 0 649 mvh 5 主轴功率 P 0 544KW 649 0 10281 9 8100081 9 10281 9 QHg 6 原动机功率 0 716 KW 95 0 544 0 25 1 t KP P 余量系数 K 按注 3 表 8 4 选 K 1 25 转动效率注 3 表 8 5 选95 0 t 2 2 泵轴颈和叶轮轮毂直径的确定 扭矩的计算公式 2 442 N M 2800 716 0 95509550 n P M g n 泵轴直径的计算公式为0 0065m 3 5 3 104502 0 442 2 2 0 n M d 轴的材料 45 钢 539 N 取 450N 441 5 10 3 M 5 10 3 M 考虑经济及制造方便等原因取标准值螺纹轴内径8 mm d 17 mm 14 mm 8mm 52 dd 43 dd 6 d 叶轮轮毂直径 1 2 1 4 27mm h d j d 具体形状如下简图 2 3 叶轮主要尺寸的确定 2 3 1 叶轮的初步确定叶轮的初步确定 1 进口当量直径 0 D 0 044m 41mm 33 00 2800 0045 0 0 4 n Q KD 式中兼顾效率和气蚀 4 5 取0 4 0 K0 4 0 K 叶轮进口直径 46mm 2222 0 2141 hJ dDD 叶轮外径 注 3 公式 8 19b 0 726 0 085 mm 3 22 n Q KD D 3 2800 0045 0 式中 9 6 0 72635 9 2 D k 2 1 100 s n 2 3 2 精算叶轮的外径及出口宽度精算叶轮的外径及出口宽度 1 出口圆周速度 12 33m s gHKU2 22 88 9298 0 2 出口轴面速度1 753m s gHKV mm 2 22 3 进口轴面速度2 25m s gHKV V 2 00 式中查注 3 图 8 14 0 98 0 14 0 18 2u K 2m K 0v K 所以0 076 12 33 0 937m s 3m V 0 0841mm 取 84mm n U D 2 2 60 280014 3 33 1260 2 D 0 0181mm 32 2 m VD Q b 937 0 14 3 084 0 0045 0 叶片为开式因此叶片宽度可近似为 18mm 2 b 其中 c 为叶轮安装盘的厚度取 c 3mm 2 3 3 叶片数的选择叶片数的选择 由注 1 表 5 2 离心泵的叶片数 Z 当 60 180 时 取 Z 6 s n 2 3 4 叶片厚度和角度的选择叶片厚度和角度的选择 由离心泵的相关说明取S 4mm 2 3 5 叶片进口安放角的选择叶片进口安放角的选择 一般一般 叶轮安放角 因此取 1 1 0 3 0 15 1 0 10 0 40 1 0 19 2 3 6 叶片出口安放角的选择叶片出口安放角的选择 取 2 0 18 0 40 2 0 40 2 3 7 叶片包角的选择叶片包角的选择 当 60 220 时 一般取 s n 0 85 0 110 2 3 8 叶片的绘制 具体形状尺寸如零件图所示 叶片的绘制 具体形状尺寸如零件图所示 2 4 泵体的设计 2 4 1 蜗室的主要结构参数蜗室的主要结构参数 1 基园直径 3 D 1 03 1 08 1 03 1 08 0 084 86 5 90 72 取 88mm 3 D 2 D 3 D 其中为叶轮外径 84mm 2 D 2 D 2 蜗室进口宽度 3 b 5 10 18 5 23mm 其中 18mm 3 b 2 b 2 b 3 蜗室隔舌起始角 由注 3 表 9 1 当 70 130 可取 s n 0 0 15 0 25 4 隔舌螺旋角3 见图 5 32 一般 3 2 1 u m U V tg 33 12 84 2 1 tg 0 13 其中 2 84m s 12 33m s 3m V88 92 3 m K 2u V 5 蜗室断面形状和断面面积 蜗室型体各断面面积内的平均速度相等且为式中由注 3 图 9 10 当时 代入上式 5 26m min 3 VgHK2 3 88 9242 0 式中由注 3 图 9 10 当 85 7 时 0 42 3 K s n 3 K 蜗形体隔舌起始角 共分 8 各断面 其中 取 0 0 16 0 15 0 25 0 20 C 0 225 B 0 3036 2 90 tgtg cos 1 2 360 90 2 CCC 通过最大断面面积的流量为 0 0043 8 AQ 0 0 0 360 360 0045 0 360 16360 0 00 hm 3 0 00081749 8 A 26 5 0043 0 3 8 V Q 2 m 各断面面积 0 0000689 0 000175855 0 000282794 1 A 2 m 2 A 2 m 3 A 2 m 0 000389733 0 00053469 0 000603611 0 00071055 4 A 2 m 5 A 2 m 6 A 2 m 7 A 2 m 6 蜗室扩散管的设计计算 扩散角 取 0 8 0 12 0 9 2 tg L DD Vy 2 3 压从直径为 40mm 32 27mm Y D 14 3 49 81744 3 3 V V A D L 50mm 2 2 3 tg DD Vy 2 9 2 27 3240 0 tg 2 4 2 蜗室绘制蜗室绘制 具体形状尺寸如零件图所示 如下是零件形状简图 B B A D D B B C C C C D D 2 4 3 其他水泵零件的选择其他水泵零件的选择 轴封装置 选有骨架的橡胶密封 HG4 692 67 的水封件 轴向力平衡 通过开平衡孔 孔径 0 8 泵体油塞选用 M10 H6 泵体螺栓的选用直径为 8mm 2 5 零件的强度校核 2 5 1 叶片的强度校核叶片的强度校核 叶片材料为铸铁 HT20 40 退火处理 250 350kg 0 0073kg 计算圆 2 cm m r 3 cm 周方向上的应力 2 24 10u g rm 表 8 4 可知由于 故在 n 2800r min 时叶轮叶片是安全的 叶片厚度 S K 4 5 0 084 1 4 mm 2 D1 Z H 1 6 8 因为叶片厚度为 5mm 是充足的 2 5 2 轮毂强度校核轮毂强度校核 由表 8 3 可知 E 1 3kg cm 则 6 10 mmD E D c 000139 0 6 1 103 1 28 11 6 有公差配合表可知轴颈为 16mm 二级精度配合的最小公差 0 005mm 有 min D min 离心力引起的变形小于最小配合公差所以轮毂强度是足够的 2 5 3 泵体的强度校核泵体的强度校核 泵体材料为铸铁 9807 14710Kap S 0 0932 5 98066 H H Q Sd 8707000 5 98066 8 8 0045 0 95 25 当量壁厚 25 95 d S d S2 70084 0 1545 s s n n 2 7 7 850084 0 7 85 1545 故壁后强度是足够的因此取 S 6mm 2 5 4 其他强度校核 略 其他强度校核 略 第 3 章水泵泵体的工艺规程设计 3 1 分析零件图 3 1 1 零件的作用零件的作用 离心式水泵在 490 型柴油机中起冷却作用 是冷却水产生一定的压力 压入柴油各个 部件 保证柴油机工作工程中冷却水不断循环 蜗壳是 490 柴油机水泵的一个主要零件涡形体断面形状是梯形蜗壳的以最小的损 失将从叶轮中高速冷却水收集起来引向压从口同时将一部分液体变为压能 蜗壳为分 开式一部分与柴油机箱体连为一体 一部分通过螺钉连在柴油机箱体上形成封闭的压 从室 这部分蜗壳分开面为中开面 3 1 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 蜗壳图样的视图 尺寸 公差和技术要求齐全正确 零件材料选用 HT20 40 铸铁 该 材料具有较高的强度韧性和塑性切削性能好 结构工艺性好 该零件主要加工表面及技术要求分析如下 1 内装有滚动轴承 轴向不易移动具有一定的稳定性精度等级为 7 级圆柱740H 度为 0 006mm 表面粗糙度 1 6 孔肩 0 015 3 2 a R a R 2 内装有弹性挡环端面跳动 0 015 精度为 11 粗糙度为6 31145H a R 3 表面粗糙度为 3 2 端面 6 41135H a R a R 4 表面粗糙度为 3 2 与有同轴度要求 0 16 端面 6 41146H a R740H a R 5 4 表面粗糙度为 12 599F a R 6 中开面表面粗糙度为 1 6 与有垂直度要求 0 02 a R740H 3 2 确定生产类型 生产类型为批量生产 顾初步确定其本倾向为加工过程中工序恰当集中 加工设备以 通用设备为主 采用专用工装 这样生产准备工作及投资快 生产率高 3 3 确定毛坯 3 3 1 确定毛坯的种类确定毛坯的种类 根据零件材料 HT20 40 确定毛坯为铸件 并依据其结构尺寸和生产类型 毛坯的铸造 类型选用砂型铸造及其造型依据注 4 表 15 5 铸件尺寸公差等级采用 CT9 级 3 3 2 确定铸件余量确定铸件余量 根据表 15 7 选为 MAG G 级查表 15 8 确定各加工表面的铸件 机械加工余量 具体如 下表单位 mm 加工表面铸件的尺寸铸件等级加工余量说明 1 D40H3孔 降一级 双侧加工 2 D31H2 5孔 降一级 双侧加工 3 D35H2 5孔 降一级 双侧加工 1 T0H3 5顶面 降一级 单侧加工 2 T26 5H3顶面 降一级 单侧加工 3 T36G2 5底面 单侧加 工 4 T56G2 5底面 单侧加 工 5 T104G2 5底面 单侧加 工 6 T41G2 5底面 单侧加 工 对于砂型铸造根据 15 9 铸件最小孔的直径 故本零件铸造孔不小于 22mm 3 3 3 画铸件零件综合图画铸件零件综合图 3 4 机械加工工艺过程设计 3 4 1 选择定位基准选择定位基准 1 选择精基准 由于蜗壳孔及大端面是零件的主要加工部位其余加工表面要求加工精度740H 1 T 不高 如果选择及端面 则产生定位差 基准不重合的误差 当大端面加工740H 1 T 完后为了保证的位置精度及自身精度则应以大端面和轴线作为精基740H 1 T740H 准 其他加工面都以其为基准从而遵从基准 基准重合 原则即按一般规则定位基准 应是精度较高 粗糙度小的表面 定位稳定 2 选择粗基准 由于大端面处于毛坯分型面且属于浇注的顶面 缺陷多 误差大 考虑保证 1 T 和外圆不需加工表面间的壁厚均匀及大端面的精度 因此选择740H 50 1 T 轴线及外圆端面为粗基准740H 50 3 4 2 拟定工艺过程拟定工艺过程 1 1 选择表面加工方法选择表面加工方法 根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度查 15 32 表 14 34 选择零件 主要表面加工方法与方案如下 内孔 粗扩 IT12 半精镗 IT8 精镗 IT7 1 6 3 D740H Ra 内孔 粗扩 IT12 半精镗 IT8 精镗 IT7 1 6 由于用于定 1 D746H Ra 位加工因此提高了的精度等级740H 46 内孔 粗扩 IT12 半精镗 IT8 2 D1136H 内孔槽 粗车 IT12 4 D12 5 42 H 4 钻 IT12 粗铰 IT9 99F 螺纹孔 钻 IT12 用丝锥攻内螺纹 ITF7 710FM 粗铣 IT11 精铣 IT7 1 T 粗车 IT12 半精车 IT8 2 T 粗车 IT12 半精车 IT8 3 T 粗车 IT12 半精车 IT8 4 T 粗车 IT12 半精车 IT8 5 T 锪端面 IT12 6 T 2 2 制定工艺过程制定工艺过程 拟定方案拟定方案 由于各表面加工方法及粗基准的确定 现按 先粗后精啊 先主后次 先面后孔 基准先行 的原则 初步拟定工艺方案如下在生产纲领为大批量生产时考虑采用通 用机床配以专用夹具 刀具并考虑工序集中以提高生产率 减少机床数量降低成本 方案一 铸件 粗车端面 粗扩内孔 1 T 2 T 3 T 1 D 2 D 粗车端面 粗扩 4 T 5 T 3 D 半精车 半精镗孔 孔口倒角 1 T 2 T 3 T 1 D 2 D 半精车 倒角 半精镗 4 T 5 T 3 D 粗车内孔挡环槽 钻 4 钻 粗铰并锪端面99F 6 T 钻 丝锥攻内螺纹72 9 F 精车 精镗 端面倒角及孔口倒角 1 T 1 D 1 T 1 D 精镗内孔 3 D 去毛刺 检验 方案二 铸件 粗铣端面 1 T 粗车端面 粗扩内孔 2 T 3 T 1 D 2 D 粗车端面 粗扩 4 T 5 T 3 D 精铣 1 T 半精车 半精镗 2 T 3 T 1 D 2 D 精镗 孔口倒角 1 1 D 1 D 2 D 0 45 半精车 倒角 1 4 T 5 T 0 45 半精镗 精镗 车挡环槽 3 D 钻 铰 4 并锪端面99F 6 T 钻 丝锥攻内螺纹 M10 H672 9 F 去毛刺 检验 方案分析方案分析 方案一 工序粗精加工划分明确 为粗加工阶段 工序 为半精车阶段 为精加工阶段 各表面加工精度逐渐提高 有利于保证表面加工质量互不影响 该方案的弊端是 工序 工艺基准和设计基准不重合位置精度难于保证 内孔口 倒角安排在中间精加工工序进行 也属于基准不重合 再则加工工序粗精不明了 还 有 工序 粗车端面 粗扩内孔 中由于端面不连续面在采用车时 1 T 2 T 3 T 1 D 2 D 1 T 会产生切削力的不平衡和空行程对加工刀具影响很大 因此改为铣削比较可适合 方案二 基本遵循粗精加工划分阶段的原则 工序粗精加工明确 将精镗及精车移在工序 3 D 1 T V 前面为后续加工提高了精基准使与平行度及与的垂直度710F 1 T98F 方案二的不足是将 等工序至于内孔最终精镗之后 对其精度可能有影响但考虑钻 3 D 孔攻螺纹的余量不大 工件刚性好孔轴距加工表面较远顾对其影响不大 综合分析方案二比较符合工艺加工要求 3 4 3 确定工序尺寸 加工余量确定工序尺寸 加工余量 1 径向各圆柱表面加工时工艺基准与设计基准重合 前面根据资料已初步确定工件各面 的的总加工余量有相关资料确定各加工方法的加工余量由后向前推工序尺寸并确定其 公差 如下表所示 工序余量 加工表面加工内 容 精度 等级 工序尺寸加工 余量 表面粗 糙度 最小加 工余量 最大加 工余量 1 D746H 铸件 粗扩 半精镗 精镗 IT12 IT9 IT7 40 1 25 0 0 46 065 0 0 6 45 025 0 0 46 6 4 6 1 0 4 12 5 3 2 1 6 3 6 0 75 0 338 5 85 1 065 0 425 2 D1136H 铸件 粗扩 半精镗 IT12 IT9 9 031 25 0 0 35 062 0 0 36 5 4 1 12 5 3 2 3 1 0 75 5 15 1 065 3 D740H 铸件 粗扩 半精镗 精镗 IT12 IT9 IT7 9 035 25 0 0 38 062 0 0 6 39 025 0 0 40 5 3 6 1 0 4 12 5 3 2 1 6 2 7 0 75 0 338 4 75 1 065 0 425 内孔槽 4 D 5 42 粗车IT12 25 0 0 5 42 2 512 52 4252 75 4 99F 钻 铰 IT12 IT9 15 0 0 5 8 036 0 0 9 7 5 0 5 12 5 3 20 350 686 螺纹孔 610HM 钻 攻螺纹 IT12 IT7 15 0 0 2 9 610HM 9 2 0 8 12 5 1 6 2 轴向工序尺寸 由零件图已知尺寸可推出各端面加工余量 精度等级及毛坯余量直接保证设计尺寸工 序可按尺寸偏差确定尺寸偏差 铸件尺寸按公差带对称分布其余的按入体元则确定偏 差 工序余量加工 表面 加工内 容 精度 等级 工序尺寸加工余 量 表面粗糙 度 最小加 工余量 最大加 工余量 1 T铸件 粗铣 精铣 IT9 CT11 CT7 1 1 1 0 0 3 014 0 0 5 3 3 0 5 6 3 1 6 1 9 0 4 4 2 0 614 2 T铸件 粗车 半精车 IT9 CT12 CT8 27 0 9 1 0 0 25 052 0 0 26 1 5 1 12 5 3 2 0 6 0 9 2 5 1 152 3 T铸件 粗车 半精车 IT9 CT12 CT8 36 0 9 25 0 0 5 31 039 0 0 35 2 5 1 5 1 12 5 3 2 0 6 0 75 2 65 1 289 4 T铸件 粗车 半精车 IT9 CT12 CT8 56 0 9 25 0 0 5 51 039 0 0 50 2 5 1 5 1 12 5 6 3 0 6 0 75 2 65 1 289 5 T铸件 粗车 半精车 IT9 CT12 CT8 104 1 1 35 0 0 5 99 054 0 0 98 2 5 1 5 1 12 5 6 3 0 4 0 65 2 95 1 404 6 T铸件 锪端面 IT9 CT12 41 0 9 25 0 0 35 2 5 2 512 51 63 65 3 4 4 选择加工设备与工艺装备及确定切削用量时间定额选择加工设备与工艺装备及确定切削用量时间定额 粗铣端面粗铣端面 1 T 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N b 2 mm 加工要求 粗铣端面 表面粗糙度 6 3um 精度 IT11 1 T 机床 选用 X52K 立式铣床 n 30 1500r min 功率 P 7 5KW 刀杆公称直径 29mm 孔锥 度 7 24 主轴转速 8 级 刀具 可转位硬质合金端铣刀 YG8 由 机械加工工艺手册 1 选 D 125mm d 40 0 mm H 63mm 中齿 Z 8 0 0 5 r 0 0 15 a 0 0 8 a 0 50 r X 0 30 re K 0 5 R X 0 0 1 e b 背吃刀量 端面分为粗铣精铣两道工序 精铣余量为 0 5mm 毛坯余量为 3 5 则 1 T 粗铣余量为 3mm 可一次加工完成因此 3mm p a 确定进给量 由 金属切削手册 及 X52K 立式铣床功率为 7 5KW 进给量的相关说明 选用0 20 0 29mm z 因此选用0 25mm z z f z f 选择铣刀磨钝标准及寿命 金属切削手册 可选最大磨损量取为 1 8mm 耐用度 T 180min 确定切削速度 金属切削手册 刀具材料为 YG8 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N 选用 b 2 mm V 1 00 1 8333m s 取 V 1 2m s 72m min n 3 8216r s 183r min 12514 3 7210001000 d v 按机床 X52K 立式铣床说明 1500r min 选用 190r min30 s n w n 则实际切削速度为 V 94 6m min 1000 19012514 3 1000 w dn 机床功率校核 机械加工工艺手册 刀具材料为 YG8 加工材料 HT20 40 灰铸铁查得 54 3 0 0 9 0 74 1 0 0 1 0 则 f C f X f y f u f w f q 1529 02NzdaaaCF f r f ff u X p y ef 0 0 81 9 功率为 2 41KW 7 5KW 所以机床功率是足够的 3 10 vFP zm 量具 游标卡尺 夹具 专用铣床夹具 11 时间定额 12 基本工时 0 56min 其中 170mm 由于不对称铣 m j f lll t 21 380 340170 l 则 40mm 0 05 d 3 75 取 3mm 15 0 0001 cdcdl03 0 0 c 2 l 0 25 8 190 380mm min wzm Znff 辅助工时 装夹时间取 0 05min 卸下工件 0 04min 测量时间 0 28min 调整工件 0 16min 传动工件 0 04min 夹紧工件 0 02min 消除切削 0 03min 0 05 0 04 0 28 0 016 0 04 0 02 0 03 0 53min f t 粗车端面 粗车端面 粗扩内孔 粗扩内孔 2 T 3 T 1 D 2 D 1 工步 1 粗车端面 2 T 3 T 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N b 2 mm 加工要求 粗车 IT12 粗车 IT12 表面粗糙度 12 5um 2 T 3 T 机床 程控半自动转塔车床 CB3463 刀具 由 机械加工工艺手册 1 选择机夹可转位硬质合车刀 刀片材料 YG6 根据机 床中心 265mm 选用刀杆尺寸 B H 20 30mm 刀片厚度为 6mm 选择车刀几何形状为平面 带到菱角主偏角选 副偏角 前角 后角 0 32 75 rr kk 0 3 2 15 rr kk 0 0302 10 rr 刃倾角刀尖圆弧半径 0 0302 6 aa 0 32 2 mmrr1 32 背吃刀量 粗车余量为 2mm 粗车余量为 1 5mm 由于加工余量不大可一 p a 2 T 3 T 次加工完成因此 即2mm 1 5mm 2p a 3p a 确定进给量 当刀杆 20 30mm 时工件直径为 60 100mm 2mm 1 5mm 2p a 3p a 时选0 51 1 09mm z 0 43 0 55mm z 根据相关机床说明采用插入法最终确 2 f 3 f 定取mmff56 0 32 选择铣刀磨钝标准及寿命 金属切削手册 可选最大磨损量取为 1 2mm 耐用度 T 60min 确定切削速度 金属切削手册 刀具材料为 YG6 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N 当 b 2 mm 2mm 1 5mm 时选切削速度取 V 60mm min 所以 2p a 3p ammff56 0 32 233r min 根据机床说明书 所以实际速度 8214 3 6010001000 d v n min 250rnw 64 3m min 2 V 1000 2508214 3 1000 w dn 28 26m min 3 V 1000 2503614 3 1000 w dn 机床功率校核 机械加工工艺手册 刀具材料为 YG8 加工材料 HT20 40 灰铸铁查得 当 HB 196 时 zmmffmmamma pp 56 0 5 1 2 3232 所以主切削力0 1 75 0 92 0 1 0 FZFZFZFZFz KyCXn 1148 50N FZ nyX PFZ n KVfaCF FZFZFZFZ 6081 9 2 切削时消耗的功率为 1 149KW 同理可得 3 22 10 vFPmNF37 876 3 所以 8KW KWPm876 0 3 KWPPP mmm 025 2 32 所以机床功率是足够的 量具 游标卡尺 0 150 0 02 10 夹具 专用车床夹具 11 时间定额 12 基本工时 0 132min 0 128min nf lll dd tj 321 1 2 2 nf lll dd tj 321 1 3 2 其中 mm 取 5mm 2 2 1 dd mm tg l46 6 3 30 2 0 1 2 lmml5 3 0 56 250 140mm min fn 辅助工时 装夹松卸时间取 0 17min 装夹棒料时间 0 38min 装夹车床刀架移动时间 0 2min 车床操作时间 0 24min 0 17 0 38 0 2 0 24 0 99min 32jj tt 工步工步 2 2 粗扩内孔粗扩内孔 1 D 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N b 2 mm 加工要求 粗扩内孔表面粗糙度 12 5um 精度 IT12 1 D 机床 选选用 Z35A 钻床 n 25 1250r min 功率 P 4KW 刀具 由 机械加工工艺手册 1 选高速钢锥柄扩孔钻 Z 3 0 0 0 r 0 0 8 a 0 5mm d 44 6mm L 364mm 215mm 30mm 莫氏号为 4 0 50 r K r K 0 10 wl 1 d 背吃刀量 由于毛坯加工余量为 3mm 半精镗为 1mm 精镗为 0 4mm 则扩孔余量为 4 6mm 因此背吃刀量为 p amm3 2 2 6 4 确定进给量 由 金属切削手册 查表 10 4 6 1 6 2 0 表 f 0 7 1 12 1 4mm r 根据摇臂钻床相关说明选用1 2mm r z f 选择扩孔钻磨钝标准及寿命 金属切削手册 可选最大磨损量取为 0 6mm 耐用度 T 40min 确定切削速度 金属切削手册 V 及 n 根据 10 4 34 取 V 17 3m min 由于切削条件与上表不同切削 速度应乘一下修正系数 所以 V 17 3m min n 0 1 0 1 pv av KK V p av KK 123r min 6 4414 3 3 1710001000 d V 按机床 Z35A 摇臂钻床说明 n 25 1250r min 选用 125r min w n 则实际切削速度为 V 17 5m min 1000 1256 4414 3 1000 w dn 机床功率校核 经校核计算 Z35A 摇臂钻床的功率是足够的 量具 专用规塞 夹具 专用钻床夹具 11 时间定额 12 基本工时 0 113min fn lll tj 21 150 49 39 其中 9mm 3 9mm 取 4mm 1 2 125 150mm minl250 2 0 1 ctg dD l 2 lfn 辅助工时 装夹时间取 0 14min 卸下工件 0 10min 测量时间 0 04min 各项操作时间 0 19min 0 14 0 10 0 25 0 04 0 19 0 47min f t 工步工步 3 3 粗扩内孔粗扩内孔 2 D 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N b 2 mm 加工要求 粗扩内孔 表面粗糙度 12 5um 精度 IT11 2 D 机床 选用 Z35A 钻床 n 25 1250r min 功率 P 4KW 刀具 由 机械加工工艺手册 1 选高速钢锥柄扩孔钻 Z 3 0 0 0 r 0 0 8 a 0 08mm d 35mm L 344mm 195mm 22mm 莫氏号为 4 0 40 r K r K 0 10 wl 1 d 背吃刀量 毛坯余量为 5mm 内孔分为扩 半精镗 二道工序 半精镗余量为 2 D 1mm 所以扩钻加工余量为 4mm 可一次加工完成因此 2mm p a 2 4 确定进给量 由 金属切削手册 查表 10 4 6 1 4 1 7 表 f 0 7 0 98 1 19mm r 根据摇臂钻床相关说明选用1 0mm r z f 选择扩孔钻磨钝标准及寿命 金属切削手册 可选最大磨损量取为 0 6mm 耐用度 T 40min 确定切削速度 金属切削手册 V 及 n 根据 10 4 34 取 V 20 9m min 由于切削条件与上表不同切削 速度应乘一下修正系数 所以 V 20 9m min n 0 1 0 1 pv av KK V p av KK 184r min 3514 3 9 2010001000 d V 按机床 Z35A 摇臂钻床说明 n 25 1250r min 选用 160r min w n 则实际切削速度为 V 18 9m min 1000 1603514 3 1000 w dn 机床功率校核 经校核计算 Z35A 摇臂钻床的功率是足够的 量具 专用规塞 夹具 专用钻床夹具 11 时间定额 12 基本工时 0 146min fn lll tj 21 160 438 4 15 其中 15mm 4 38mm 取 4mm l240 2 0 1 ctg dD l 2 l 1 0 160 160mm minfn 辅助工时 装夹时间取 0 08min 卸下工件 0 04min 测量时间 0 25min 调整工件 0 16min 传动工件 0 03min 夹紧工件 0 025min 消除切削 0 09min 0 08 0 04 0 25 0 16 0 03 0 025 0 09 0 9min f t 粗车端面 粗车端面 粗扩 粗扩 4 T 5 T 3 D 工步工步 1 1 粗车端面粗车端面 4 T 5 T 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N b 2 mm 加工要求 粗车 IT12 粗车 IT12 表面粗糙度 12 5um 4 T 5 T 机床 程控半自动转塔车床 CB3463 刀具 由 机械加工工艺手册 1 选择机夹可转位硬质合车刀 刀片材料 YG6 根据机 床中心 265mm 选用刀杆尺寸 B H 20 30mm 刀片厚度为 6mm 选择车刀几何形状为平面 带到菱角主偏角选 副偏角 前角 后角 0 32 75 rr kk 0 3 2 15 rr kk 0 0302 10 rr 刃倾角刀尖圆弧半径 0 0302 6 aa 0 32 2 mmrr1 32 背吃刀量 由于端面 加工余量均不大 都可一次加工完成分为粗车 半精车两道 p a 4 T 5 T 工序 半精车余量为 1mm 毛坯余量为 2 5 mm 则粗 车余量为 1 5mm 即 4 T 5 T 4 T 5 T 1 5mm 54pp aa 确定进给量 粗车铸铁材料当刀杆 20 30mm 时工件直径为 60 100mm 时选 0 51 1 09mm z 当直径为 40 60mm 1 5mm时 2 f 54pp aa 0 4 0 5mm z 0 5 0 8mm z 选 0 43 0 55mm z 根据相关机床说明采用 4 f 5 f 3 f 插入法则mmff56 0 32 选择铣刀磨钝标准及寿命 金属切削手册 可选最大磨损量取为 2mm 耐用度 T 60min 确定切削速度 金属切削手册 刀具材料为 YG6 加工材料 HT20 40 灰铸铁 196N 按直径 b 2 mm 最大端面确定切削速度 V 50 70m min 取 V 60m min 所以 5 T 382r min 根据机床说明书 所以实际速度 5014 3 6010001000 d v n min 400rnw 62 8m min 5 V 1000 4005014 3 1000 w dn 50 24m min 3 V 1000 4004014 3 1000 w dn 机床功率校核 机械加