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齿轮泵前泵盖 工艺及钻孔夹具设计【CAD图纸和说明书】

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齿轮泵 前泵盖 工艺 钻孔 夹具 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单
资源描述:

1齿轮泵前泵盖的工艺分析及生产类型的确定

1.1齿轮泵前泵盖的用途

齿轮泵前泵盖和后泵盖一起将油泵整体进行封闭,保证油泵的密封性和内部环境的清洁,并对内部零件起到了支撑作用,同时,为解决齿轮泵的困油现象,通常在泵盖上开设对称的卸荷槽,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽,吸液侧采用锥形卸荷槽,排液侧为矩形卸荷槽,避免因为油困而引起的冲击和噪声,延长了元件的使用寿命,提高了工作效率。

1.2齿轮泵前泵盖的技术要求

按表1-1形式将齿轮泵前泵盖的技术要求列于下表中。

表1前泵盖零件技术要求表

加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/μm形位公差/mm

大凸台左端面21IT126.5

小凸台左端面12IT1325

前泵盖右端面10IT71.6

φ18mm孔18IT93.2

φ28mm孔28IT93.2

φ5mm孔5IT93.2

φ9mm孔9IT1325

卸荷槽侧面10IT1325

卸荷槽下表面10IT1325

圆孔倒角1×45°IT1325

整体来讲,齿轮泵前泵盖的结构比较复杂,由于外表面不用于安装配合,故对其精度要求较低,而内表面需要和其他零件进行配合,故对其精度要求较高,这是保证油泵密封性的重要手段。同时,与支撑齿轮的轴的孔的要求也较高,有粗糙度的要求,同时还有配合精度的要求。

综上所述,该零件的各项技术要求制订的较合理,符合盖零件的装配要求。

1.3审查齿轮泵前泵盖的工艺性

分析零件图可知,前泵盖的两端面还有轴孔以及卸荷槽均要求切削加工,而两齿轮所在轴的孔只放在了一个凸起的台上,这样,不但可以适当的减少精加工的面积,而且还提高了其接触刚度;由于各个孔的端面都是平面,可以防止加工过程中钻头偏钻,保证孔的加工精度;另外,该零件除了主要的加工表面(前泵盖凸台的端面,前泵盖的内端面和孔的表面等)精度要求较高,其他的表面加工精度都比较低,不需要高精度的机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以满足加工要求;主要表面虽然加工精度相对要求较高,但在正常的生产条件下,采用较经济的方法就可以保质保量的加工出来。此外,该零件的整体结构比较对称,也方便加工。由此可见,该零件的工艺性较好。

1.4确定齿轮泵前泵盖的生产类型

依设计题目可知:N=5000台/年

所以根据表1-3、1-4确定生产类型为成批生产(大批)。


内容简介:
1 齿轮泵前泵盖的工艺分析及生产类型的确定 1.1 齿轮泵前泵盖的用途 齿轮泵前泵盖和后泵盖一起 将 油泵 整体 进行封闭, 保证油泵的密封性和内部环境的清洁,并 对 内部零件 起 到 了支撑作用, 同时, 为 解决齿轮泵的困油现象 ,通常在泵盖上开设对称的卸荷槽 ,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽 ,吸液侧采用锥形卸荷槽 ,排液侧为矩形卸荷槽 ,避免因为油困而引起的冲击和噪声,延长了元件的使用寿命,提高了工作效率 。 1.2 齿轮泵前泵盖的技术要求 按表 1-1 形式将齿轮泵前泵盖的技术要求列于下表 中。 表 1 前泵盖零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差mm 公差及精度等级 表面粗糙度 Ra/ m 形位公差 /mm 大 凸台左端面 21 105.0105.0 IT12 6.5 小凸台左 端面 12 135.0135.0 IT13 25 前泵盖 右 端面 10 075.0075.0 IT7 1.6 18mm 孔 18 043.00 IT9 3.2 28mm 孔 28 043.00 IT9 3.2 5mm 孔 5 015.0015.0 IT9 3.2 9mm 孔 9 11.011.0 IT13 25 卸荷槽侧 面 10 11.011.0 IT13 25 卸荷槽 下表面 10 11.011.0 IT13 25 圆孔倒角 1 45 IT13 25 整体来讲,齿轮泵前泵盖的结构比较复杂,由于外表面不用于安装配合,故对其精度要求较低,而内表面需要和其他零件进行配合,故对其精度要求较高,这是 保证 油泵密封性的重要手段。同时,与支撑齿轮的轴的孔的要求也较高,有粗糙度的要求,同时还有配合 精度 的要求。 nts综上所述 ,该零件的各项技术要求制订的较合理,符合盖零件的装配要求。 1.3 审查齿轮泵前泵盖的工艺性 分析零件图可知,前泵盖的两端面还有轴孔以及卸荷槽均要求切削加工,而两齿轮所在轴的孔只放在了一个凸起的台上,这样,不但 可以 适当的减少精加工的面积,而且还提高了其接触刚度;由于各个孔的端面都是平面,可以防止加工过程中钻头偏钻,保证孔的加工精度;另外,该零件除了主要的加工表面(前泵盖凸台的端面,前泵盖的内端面和孔的表面等)精度要求较高,其他的表面加工精度都比较低,不需要高精度的机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以满足加工 要求; 主要表面虽然加工精度相对要求较高,但在正常的生产条件下,采用较经济的方法就可以保质保量的加工出来。此外,该零件的整体结构比较对称,也方便加工。由此可见,该零件的工艺性较好。 1.4 确定齿轮泵前泵盖的生产类型 依设计题目可知: N=5000 台 /年 所以根据表 1-3、 1-4 确定生产类型为成批生产 (大批) 。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯 该零件材料为 20-40,考虑到零件的 形状、 结构以及材料,选择毛坯为铸件 较适宜 ,由于零件年产量为 5000 件,属于 成批 生产 中的大批生产 ,而且零件的轮廓尺寸不大, 故采用金属型铸造。这从提高生产率,保证 铸件精度、表面质量与机械性能方面 考虑,是合理的。 2.2 确定 毛坯尺寸公差 和 机械 加工余量 参见 课程设计指导 书第 二 章第 二 节, 铸件 的 尺寸公差和 机械加工余量可分别由 表 2-3 和 2-4 查得,但 要确定毛坯的尺寸公差 与 机械加工余量,应先确定 以 下各项因素 : nts( 1)毛坯 铸件 的 公差 等级 该值由铸件的成型方法和材料确定, 成型方法 已确定 为金属型铸造,材料为灰铸铁, 由 表 2-1 查得 铸件的尺寸公差等级为 10,这里取 8 级。 ( 2) 毛坯 铸件 的 机械加工余量等级 同样根据 铸件的成型方法和材料 来 确定, 成型 方法 已确定 为金属型铸造,材料为灰口铸铁, 则可通过表 2-5 查得机械 加工余量等级为 ,这里取 E 级 。 2.2.1确定毛坯尺寸公差 根据查 表 得 到 的毛坯 铸件公差 等级为 8,以及 由零件图得知,毛坯 铸件基本 尺寸 大致处于 100 至 160 之间 , 由表 2-3 查得 毛坯铸件 的尺寸公差为1.8mm。 2.2.2确定机械加工余量 根据查 表 得 到 的毛坯加工余量等级为 E,以及 由零件图得到的,最终机械加工后 铸件的 最大轮廓 尺寸 处于 100 至 160 之间 , 由表 2-4 查得 铸件的机械加工余量为 1.1mm。 2.2.3确定毛坯尺寸 根据 最终机械加工后 的 成型零 件 尺寸 (即零件图中所标注的尺寸) ,及已经 确定的 毛坯铸件的 机械加工余量和尺寸公差 ,可 确定毛坯 铸件 的 基本尺寸为 成型零件基本尺寸加上( 1.1+1.8/2=2.0mm)。 (单边余量 , 且 只针对待加工面而言 )。 由此可得,毛坯的尺寸为长宽高 =138 90 25。 2.3 绘制 毛坯 简图 毛坯简图 如下图所 示。 nts 3 拟定前泵盖工艺路线 3.1 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分,通常先选定精基准,然后再确定粗基准。 3.1.1 精基准的选择 根据该前泵盖零件的技术要求和装配要求,选择 前泵盖右端面和 孔28mm 轴线 作为 精基准 ,零件上其余需加工表面都可以采用他们进行加工,即遵循了“基准统一”原则。 选择前泵盖的右端面为精基准,能保证凸台各端面和泵盖左端面的工序基准和定位基准重合,可以避免基准不重合误差;选择孔 28mm 的轴线作为精基准,可以使 8mm 和卸荷槽都能满足基准重合,有利于提高加工精度。 3.1.2 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其它表面缺欠。 这里选择前泵盖 大凸台 左端面和 R34 外半圆侧面为粗基准。采用 R34 外半圆侧面定位可保证孔的左右对称 ;采用前泵盖 大凸台 左端面作粗基准加工右端面,nts可以为后续工序 准备好精基准。 3.2 表面加工方法的确定 根据前泵盖零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工工件各表面的加工方法如下表所示 。 表 2 前泵盖各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等 级 表面粗糙度 Ra/ m 加工方案 备注 大 凸台左端面 IT12 6.5 粗铣 表 1 8 小凸台左 端面 IT13 25 粗铣 表 1 8 前泵盖 右 端面 IT7 1.6 粗铣 精铣 表 1 8 18mm 孔 IT9 3.2 钻 铰 表 1 7 28mm 孔 IT9 3.2 粗扩 精扩 表 1 7 5mm 孔 IT9 3.2 钻 铰 表 1 7 9mm 孔 IT13 25 钻 表 1 7 卸荷槽 侧 面 IT13 25 粗铣 表 1 8 卸荷槽 底 面 IT13 25 粗铣 表 1 8 圆孔倒角 IT13 25 锪 3.3 加工阶段的划分 该前泵盖加工质量要求较高,可将加工阶段分成粗加工、半精加工阶段、和精加工阶段。 在粗加工阶段,首先将精基准(前泵盖右端面和 28mm 的孔)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 前泵盖大凸台左端面 、小凸台左端面、 卸荷槽内侧面 、钻 9mm 孔 和底面 和 28mm 孔的粗 扩 、圆孔倒角 。在半精加工阶段,完成 18mm、 5mm孔的钻、铰和 28mm 孔的精扩。 精加工阶段,进行前泵盖右端面的精铣。 3.4 工序的集中与分散 这里选用工序集中原则安排前泵盖的加工工序。该前泵盖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之间的相对位置精度要求。 nts3.5 工序顺序的安排 3.5.1 机械加工工序 ( 1) 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准 前泵盖 右端面和 28mm 孔。 ( 2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 ( 3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面 前泵盖右端面和28mm 孔和前泵盖左端面,后加工次要表面 小凸台左端面、卸荷槽内侧表面和底面 ( 4) 遵循“先面后孔”原则,先加工 前泵盖左右各端面,再加工 28mm孔;先铣卸荷槽内侧和底面表面,再钻、铰 18mm 孔、 9mm 孔、 5mm孔。 3.5.2 辅助工序 在半精加工后,安排去毛刺和中间检验工序;精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述,该前泵盖工序的安排顺序为 :基准加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 主要表面精加工。 3.6 确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,下表列出了前泵盖的工艺路线。 表 3 前泵盖工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣前泵盖右端面、大凸台左端面和小凸台左端面 立式铣床 X51 端 铣刀 游标卡尺 2 精铣前泵盖右端面 立式铣床 X51 端 铣刀 游标卡尺 3 粗铣卸荷槽底面和 侧面 立式铣床 X51 直柄键 槽铣刀 卡规、深度游 标卡尺 4 粗扩、精扩 28mm 孔 四面组合钻 床 麻花钻、 扩孔钻 卡尺、塞规 5 锪 28mm孔口倒角 四 面组合钻 外锥面锪钻 nts床 6 钻、铰 18mm孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀 内径千分尺 7 钻 9mm孔 四 面组合钻 床 铰刀 卡尺、塞规 8 钻、铰 5mm孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀 内径千分尺 9 锪 5mm 及 18mm孔口倒角 四 面组合钻 床 外锥面锪钻 10 中检 塞规、百分表、卡尺等 11 去毛刺 钳工台 平锉 12 清洗 清洗机 13 终检 塞规、百分表、卡尺等 4 加工余量、工序尺寸和公差 的计算 4.1 工序 1 和工序 2 加工前泵盖 右端面 和 大 、小凸台 左端面 到设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 第 1、 2 道工序的加工过程为: 1)以大凸台左端面 B 定位,粗铣 前泵盖 右端面 A,保证工序尺寸 P1 ; 2) 以前泵盖右端面定位,粗铣大凸台左端面,保证工序尺寸 P2 ; 3) 以大凸台左端面定位,精铣前泵盖右端面,保证工序尺寸 P3,达到零件图设计尺寸的要求,即 21 105.0105.0mm。 由下面图 1 所示加工方案,可找出全部工艺尺寸链 ,如图 2 所示。求解各工序尺寸及公差顺序如下: 图 1 图 2 从图 2( a) 知, P3 =21 105.0105.0mm; 从图 2( b) 知, P2 =P3+Z3,其中 Z3 为精加工余量,查表 2-36 确定 Z3=1mm,则 P2 =( 21+1) mm=22mm。由于工序尺寸 P2 是在粗铣加工中保证的,查表 1-20知,粗铣工序的经济加工精度等级可达到 B 面的最终加工要求 IT12,因此确定该工序尺寸公差为 IT12, 其 公差值为 0.35,故 P2 =( 22 0.175) mm; 从图 2( c) 所示工序尺寸链知, P1 =P2 +Z2 ,其中 Z2 为粗铣余量,由于ntsB 面的加工余量是经粗铣一次切除的,故 Z2应等于 B 面的毛坯余量,即Z2=2mm, P1=( 22+2) mm=24mm。由表 1-20 确定该粗铣工序的经济加工精度等级为 IT13,其公差值为 0.54mm,故 P1=( 24 0.27) mm。 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理,还需对加工余量进行校核。 1) 余量 Z3的校核 在图 2( b)所示尺寸链中 Z3是封闭 环,故 Zmax3=Pmax2-Pmin3= 22+0.175-( 21-0.105) mm=1.28mm Zmin3=P min2 -Pmax3= 22-0.175-( 21+0.105) mm=0.72mm 2) 余量 Z2 的校核 在图 2( c)所示尺寸链中 Z2是封闭环,故 Zmax2=Pmax1-P min2 = 24+0.27-( 22-0.175) mm=2.445mm Z min2 =P min1 -Pmax2= 24-0.27-( 22+0.175) mm=1.555mm 余量校核结果表明,所确定的工序尺寸公差 是合理的。 将工序尺寸按“入体原则”表示: P3=21 105.0105.0mm, P2=22.175035.0mm, P1= 24.27054.0mm。 5 工序 3 粗铣卸荷槽底面和侧面 切削用量的计算 本工序分为两个工步,工步 1 是以左凸台端面定 位,在卸荷槽过度圆弧处钻深为 1.5 的盲孔;工步 2 是以左凸台端面从工步 1 钻好的 盲孔开始,沿卸荷槽长度方向运动铣出全部长度及两外一侧的过度圆弧 (两次走刀) 。 5.1 工步 1的切削用量的计算 5.1.1 背吃刀量的 确定 取 ap=10mm 5.1.2 进给量的确定 由表 5-14,选取此工步的 每齿 进给量 f=0.03mm/z。 5.1.3 铣削速度的计算 由表 5-15,按直径 d=10,槽宽为 10,每齿进给量 f=0.03mm/z,可选取 38m/min。由公式 5-1, n=1000v/( d) 可求 得 该 工序 铣 刀 转 速n=1210.9r/min,参照表 4-15 所列 X51 型立式铣床主轴转速,取转速ntsn=1225r/min,再将此转速带入公式 5-1 中,可求出该工序的实际铣削速度v=n d/1000=38.5m/min。 5.2 工步 2的切削用量的计算 5.2.1 背吃刀量的确定 取第一次走刀 ap=1.0mm。第二次走刀 ap=0.5mm。 5.2.2 进给量的确定 由表 5-14,选取此工步的每齿进给量 f=0.03mm/z。 5.2.3 铣削速度的计算 由表 5-15,按直径 d=10,槽宽为 10,每齿进给量 f=0.03mm/z,可选取 38m/min。由公式 5-1, n=1000v/( d) 可求 得 该 工序 铣 刀 转 速n=1210.9r/min,参照表 4-15 所列 X51 型立式铣床主轴转速,取转速n=1225r/min,再将此转速带入公式 5-1 中,可求出该工序的实际铣削速度v=n d/1000=38.5m/min。 将上述零件工艺规程设计的结果,填入工艺文件。 表 4 列出了前泵盖零件的机械加工工艺过程; 表 5 列出了前泵盖加工第 3 道工序的工序卡片。 nts表 4 机械加工工艺过程卡片 辽宁工程技术大学机械电子专业 05-班 温元满 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 齿轮油泵 零件名称 前泵盖 共 1 页 第 1 页 材料 牌号 HT30 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 1389025 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 序 名 称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 粗铣前泵盖右端面、大 凸台左端面和小凸台左端面 粗铣前泵盖右端面、大凸台左端面 至22.175 21.825mm、Ra=6.5 m 立式铣床 X51 端面铣刀、游标卡尺、专用 夹具 2 精铣前泵盖右端面 精铣前泵盖右端面至21.105 20.895mm、Ra=1.6 m 立式铣床 X51 端面铣刀、游标卡尺、专用 夹具 3 粗铣卸荷槽底面和 侧面 立式铣床 X51 直柄键槽铣刀 、卡规、深度游标卡尺、专用夹具 4 粗扩、精扩 28mm孔 四面组合 钻床 扩孔钻、卡尺、塞规 5 锪 28mm 孔口倒角 四面组合 钻床 外锥面锪钻( 90) 6 钻、铰 18mm 孔 四面组合 钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺 7 钻 9mm 孔 四面组合 钻床 铰刀、卡尺、塞规 8 钻、铰 5mm 孔 四面组合 钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺 9 锪 5mm
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