毕业设计（论文）-液压泵泵盖数控加工工艺工装设计.doc

本科生毕业设计（论文）摘要泵在机械产品中的应用非常广泛，是特别重要的零件之一，它的重要地位是无可取代的，所以我选择液压泵盖作为一个毕业设计的题目。本次设计主要包括液压泵盖的加工工艺设计，零件的三维造型和零件的的分析，以及专用夹具设计。具体确定毛胚尺寸，确定加工工艺过程以及加工余量，还有确定切削用量等等。关键词：液压泵盖 ；专用夹具；工序卡；加工工艺；29AbstractPump application in mechanical products is very wide, is one of the important parts in particular, its important status is irreplaceable, so I chose the hydraulic pump cover as a graduation design topic. Read the information from the Internet and library search, and consult the guidance of the teacher, I found the design scheme and the best method. Combination machine tool I chose, processing mass components, convenient, fast, can greatly improve the production efficiency, have great prospects for development. The design includes the process design of hydraulic pump cover, analysis of 3D modeling and components parts, and special fixture design. To determine the specific hair embryo size, determination of machining process and machining allowance, and determine the amount of cutting etc.Keywords: hydraulic pump cover; special fixture; process card; processing technology;本科生毕业设计（论文）（格式范例）目录第一章 绪论21.1 国内外的发展概况21.2 本课题研究的内容和意义3第二章 零件的三维造型42.1 零件的外形轮廓造型42.2零件的孔造型42.3零件孔细节造型6第三章 零件的分析83.1 零件的作用83.2零件的工艺分析83.2.1 零件的加工精度83.2.2零件的表面粗糙度9第四章 泵盖的加工工艺过程设计104. 1 泵盖的加工工艺过程设计104.2 怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题104.2.1确定毛坯的制造形式104.2.2 基面的选择104.2.3 确定工艺路线114.2.4 确定加工余量和尺寸124.2.5 确定切削用量12第五章 专用夹具设计224.1 夹具工序的选择224.1.1 定位基准的选择224.1.2 定位元件的设计224.3.3 定位误差分析224.3.4计算224.3.5 钻套及夹具体设计234.3.6 夹紧装置的设计244.2 夹具设计及操作的简要说明24设计总结25致谢26参考文献27第一章 绪论1.1 国内外的发展概况数控加工工艺是基于数控机床发展应用的机械制造工艺，是数控机床编程与操作的基础，编制好数控加工工艺是充分发挥数控机床效能的前提。数控加工工艺在融合了普通机械加工工艺的基础上，突出了应用数控机床加工实践的研究，是机械制造中一门新的课程。随着数控加工的日益普及，数控加工工艺越来越成为数控技术发展中亟待解决的关键问题，在数控技术专业中，数控加工工艺已逐步成为一门实用性强的专业课程。泵技术的发展趋势：产品的多样化。产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求产品有各自的特色特点，做到与众不同；正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在泵输送介质的多样性、产品结构差异性和运行要求的不同性等几个方面。从输送介质的多样性来看，最早泵的输送对象为单一的水及其他可流动的液体、气体或浆体到现在输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式，管道布置形式。维护维修等方面对泵的内在或外在的结构均提出新要求。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄露减少、噪声振动降低、可靠性增加、寿命延长等，均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合。进入信息时代的今天，泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计大大提高了设计本身的速度，缩短了产品设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深入到泵的生产当中。但是，从目前国内的情况看，数控技术CAM主要应用在批量产品的生产上。对于单件或小批的生产，目前CAM技术尚未在泵行业当中普遍实施，单件小批的生产仍旧以传统生产设备为主。由于市场要求生产厂商的货期尽可能缩短，尤其对于特殊产品供货周期缩短，必然要求泵的生产企业加速利用CAM技术甚至是计算机集成制造系统、柔性制造对从设计到制造模具、零件加工等各环节协调一致处理保证一旦设计完成，产品零件的加工也趋于同期完成，以确保缩短产品的生产周期。与此同时，除利用计算机制图外还将在计算机这个载体上实现产品的强度分析、可靠性预估和三维立体设计，将原来需要在生产中发现和解决的工艺问题、局部结构问题及装配性问题等方面提至生产前进行防范，缩短产品的试制期。1.2 本课题研究的内容和意义本次设计是在完成大学所有课程的基础上，所进行的一次实战。他要求我们透彻地综合利用机械制造工艺及其有关联的机械课程的理论实践于现实，设计零件的数控加工工艺以及专用夹具设计。其目的在于：（1）检测和锻炼我们运用所学课程知识设计的能力，还有独立处理工艺问题，具备一个设计工艺过程的技能。（2）可以依照自己设计的零件，设计出一套专用夹具，从而提高自身的设计能力。（3）让我们学会更自如的如何查阅和运用各种手册和图标资料。（4）进而培养让我们的作图、计算等基础的能力（5）为我们将来即将参加工作开了一个良好的开端，让我们在今后工作中更加顺利。所以，认真务实做好此次设计，对我们自身有着巨大的意义，也为液压泵的使用和研究出了一点绵薄之力。图1. 2 液压泵盖第二章 零件的三维造型2.1 零件的外形轮廓造型1.首先草画一个正方形，拉伸，如图2.1。 2.再将四个角倒圆角，如图2.2。 图2. 1 拉伸立方体 图2. 2 倒圆角3.在上表面草画一个圆，拉伸，如图2.3。4.以表面为基面草画一个圆，拉伸，如图2.4。 图2. 3 画圆拉伸 图2. 4 草绘拉伸2.2零件的孔造型1.以顶圆为基面画一圆，反向拉伸，切削，如图2.5。2.以比较大的圆柱上表面为基面，画一个封闭图形，拉伸，如图2.6。 图2. 5 反向拉伸 图2. 6 画轮廓拉伸3.再画一个肋板，如图2.7。4.在肋板两侧画两个圆，反向拉伸，如图2.8两个孔。 图2. 7 画肋板 图2. 8 打孔5.以图2.8两个孔的底面为基面，画圆，反向拉伸，如图2.9。6.把内部的两个孔倒角，如图2.10。 图2. 9 继续打孔 图2. 10 倒角7.在三个圆角上画三个圆，拉伸得3个孔，如图2.11所示。8.把上一步所画的三个孔倒角，如图2.12。 图2. 11 画3孔 图2. 12 给三孔倒角9.在最上层草画三个圆，再在肋板那层再草画两个孔，均拉伸，如图2.13。10.把肋板那层的两个孔继续画圆拉伸，如图2.14。 图2. 13 画如图所示孔 图2. 14 画孔11.给孔倒角，如图2.15。12.以上表面为基准面，画一个草圆，拉伸，再以反面为基准面，画一个草圆，拉伸，如图2.16。 图2. 15 倒角 图2. 16 草圆拉伸2.3零件孔细节造型1.把图翻面为基面，画一个草圆，拉伸，如图2.17。2.接着再画两个草圆，拉伸，如图2.18。 图2. 17 草圆拉伸 图2. 18拉伸3.把中和底部两个大圆倒角，如图2.19。4.以翻面两个大圆中间为基面，画一个草圆，拉伸，如图2.20。再给孔倒角，完成得到工件图如图2.21。 图2. 19 给大圆倒角 图2. 20 拉伸倒角 图2. 21 三维图第三章 零件的分析3.1 零件的作用如图3.1为泵盖零件图，是液压泵的重要组成部分，和其他的零部件一起组成腔体结构，泵盖的主要作用为密封、紧固。保证油泵正常工作，不漏油。图3. 1工件图3.2零件的工艺分析因为这个零件是液压泵的泵盖部分，它是传递动力和调配液压油的，所以对它的密封性能要求很高。这个零件的几组平面，对表面粗糙度和位置精度都有要求。3.2.1 零件的加工精度加工误差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括以下三个方面：（1）尺寸精度：限制加工表面与其基准间的尺寸误差不超过一定范围。（2）几何形状精度：限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆柱度、平面度、直线度等。（3）相互位置精度：限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度垂直度、位置度等。3.2.2零件的表面粗糙度零件在加工过程中，受刀具的形状和刀具与工件之间的摩擦、机床的震动及零件金属表面的塑性变形等因素，表面不可能绝对光滑，所以一定存在表面粗糙度。一般来说，不同的表面粗糙度是由不同的加工方法形成的。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要的指标，降低零件表面粗糙度可以提高其表面耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳等能力，但其加工成本也相应提高。因此，零件表面粗糙度的选择原则是：在满足零件表面功能的前提下，表面粗糙度允许值可能大一些。第四章 泵盖的加工工艺过程设计4. 1 泵盖的加工工艺过程设计（1）零件的材料选用的是ZL106，属于二元共晶铝硅合金，这个合金拥有相当好的铸造性能，可是其机械和加工性能都不怎么好。要加工面：1）铣上下平面大小保证43mm，/0.10；2）镗25.5的孔直到所需大小，确保误差之内；3）钻78.5孔直到所需大小，确保误差之内；4）钻311的孔直到所需大小，确保误差之内；5）钻23度斜4的孔直到所需大小，确保误差之内；6）镗32的孔直到所需大小，确保误差之内。（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面：盖表面所有孔、以及盖上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是镗二个32孔。4.2 怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题4.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料ZL106。6000年产，足以达到大量生产，还有，轮廓尺寸制造零件比较小，铸件的表面质量精度高，所以它能用来对铸件不易变形，适合大量制造的金属铸造。制造工艺方便，并且生产效率得以很大部分的提高。4.2.2 基面的选择（1）关于粗基准的选择，由互相参考的选择依据，选少数的下表面当作粗基准的过程，限制Z，Z，Y，y，x五自由度。再以一面定位去掉x，便可得所需定位。（2）最需要考虑的是基准重合，依照较好的选择，而且使夹紧变得更加方便，加工完后，即可作精基准。4.2.3 确定工艺路线表3.1 工艺路线方案一工序1粗精铣上平面工序2钻311孔工序3粗精铣下平面工序4钻78.5孔工序5钻23度斜4孔工序6扩25.5孔并平底工序7扩26孔与25.5工序8镗232孔及镗孔工序9精磨大平面工序10检验入库表3.2 工艺路线方案二工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3钻311孔工序4钻78.5孔工序5钻23度斜4孔工序6扩25.5孔并平底工序7扩26孔与25.5工序8镗232孔及镗孔工序9时效去应力处理工序精磨大平面工序检验入库工艺路线的比较与分析：第二个加工比第一个加工多了第九步，是为了防止加工过程中所产生的应力导致产品变形，使精度达不到要求。这个对零件的质量是很有好处的。根据互相参考的原则，第一个方案，先加工处理两个平面，紧接着下面的基础平面上，来确保孔的加工，要求两个平面的平行度，来确保在两个平面上加工孔的同时，垂直度也符合。即开始加工面之后钻孔的原则。假如孔的轴线不平行的话，第一个加工路线就不可行，假如选择第二个方案，开始镗上、下表面所有孔，着用所有已经加工过得孔作为精基准，由此比较得出第二个方案比第一个方案更好。因此选择第二个方案进行生产。详细工艺见工艺卡片。4.2.4 确定加工余量和尺寸1）铣液压泵盖的上下平面，由参考资料6表3-26和表3-28选择4mm，粗加工3mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，即达到目的。2）钻311孔，由参考资料6表3-13选择加工余量1.4mm。加工余量1.3mm，即达到目的。3) 钻78.5孔，由参考资料6表3-13选择加工余量1.1mm。加工余量1.0mm，即达到目的。4) 钻23度4斜孔，由参考资料6表3-13考虑加工余量0.4 。加工余量0 .3 mm,即达到目的。5）钻扩26与25 .5通孔 ，选择10的麻花钻 。6）镗232孔，粗加工2mm至金属膜铸造要求，精加工余量0.4，即达到目的。7) 镗25.5孔，因为粗糙度，所以选择加工余量3.5mm。可一次粗加工3mm，一次精加工0.5即可。4.2.5 确定切削用量工序1：粗、精下平面（1）粗铣下平面加工条件：工件材料：ZL106，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：由参考资料2表2.3-69可得，铣削速度：依照参考资料7表3034，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：由参考资料4表2.4-43便可得出铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献4表2.4-43可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序2：加工上平面，与下平面相似，所以步骤数据依照工序1工序3：粗镗32H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料为：切削深度：，孔径。进给量：由参考资料3表2.3-55得，刀杆所伸出部分长度取，深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，由参考资料3表3.1-41取实际切削速度：机床每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：由参考资料2得，表2.4-36工步辅助时间：2.61min工序4：精镗下端孔32H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料：切削深度：进给量：由参考资料3表2.3-55可知，刀杆所伸出部分长度为，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：由参考资料3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 机床每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时由参考资料2可知，表2.4-36工步辅助时间：1.86min工序5：粗镗25.5H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.3-55，刀杆所伸出部分长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：机床每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献2，表2.4-36工步辅助时间：2.61min精镗下端孔到25.5H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：油参考资料3表2.3-55可知，刀杆所伸出部分长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 机床每分钟的进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献2，表2.4-36工步