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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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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:
辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目: 设计“拨叉”零件加工工艺规程及钻削 M6mm 毛坯孔工序专用夹具 班 级: 涉外机械 05-1 姓 名 : 孙影 指导教师 : 魏永乐 完成日期 : nts辽宁工程技术大学课程设计 I 课程设计任务书 一、设计题目 设计“拨叉”零件加工工艺规程及钻削 M6mm 毛坯孔工序专用夹具 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件 草 图 1 张 (2) 生产类型 : 4000 件 /年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应 那道 工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (6) 夹具体图 1 张 (7) 课程设计说明书 (6000 8000 字 ) 1 份 说明书主要包括以下内容(章节) 目录 摘要(中外文对照的,各占一页) 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献 (包括书、期刊、报告等, 10 条以上 ) 课程设计说明书一律用 A4 纸、纵向打印 . nts辽宁工程技术大学课程设计 II 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图 ) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导 教 师 评语 成 绩: 指导教师 日 期 成绩评定 采用五级分制,即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀:设计方案合理并新颖,设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 良好:设计方案合理,设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 中等:设计方案一般,设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显; 及格:设计方案不完善,存在一些小错误,说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不 够: 不及格:设计方案有严重错误,设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 nts辽宁工程技术大学课程设计 III 摘 要 介绍课程设计的主要内容及意义 (宋体,四号字 , 200 300字, 单独占一页 ,行间距 21 磅,字 间距 0.9 磅 ) nts辽宁工程技术大学课程设计 IV Abstract 将摘要翻译成英文 ( Times New Roman, 四号 字,单 独占 一页, 行间距 21 磅,字间距 0.9 磅) nts辽宁工程技术大学课程设计 V 目 录 (宋体,四号字,行间距 21 磅, 字 间距 0.9 磅) 1 标题(一级) 1 1.1 标题(二级) 1nts辽宁工程技术大学课程设计 1 正文(宋体,小四号字,行间距 21 磅, 字间距 0.9 磅) 1 标题(一级) (标题 1,宋体 ,三 号, 加粗, 段前 、段后 各 0.5 行或6 磅,单倍行距) 1.1 标题(二级) (标题 2,宋 体 , 四 号, 加粗, 段前 、段后各 0.5 行或 6磅,单倍行距) 1.1 标题(三级) (标题 2,宋体 , 小四 号, 加粗, 段前、 段后各 0.5 行或 6磅,单倍行距) 1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定 1.1拨叉的用途: 题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔与操纵机构相连, 下方的 50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用,因此该零件应具有足够的强度、钢度和韧性,以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔 N=4000 件 /年,拨叉重量为 1.0kg,拨叉属轻型零件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面 、叉轴孔 20+0 .0 2 0 和 锁销孔 8mm,在设计工艺规程时应重点予以保证 1.2拨叉的技术要求 按表形式将该拨叉的全部技术要求列表中 nts辽宁工程技术大学课程设计 2 。 拨叉零件技术要求表 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) 拨叉头上端面 30 IT 8 3.2 0.05 A 拨叉头下端面 30 IT 8 3.2 0.05 A 拨叉脚内表面 R25+ 0.25 + 0.125 IT 11 3.2 拨叉脚两端面 12- 0.06- 0.016 IT9 3.2 0.07 A 20m m孔 20+ 0.02 0 IT7 8mm孔 8 IT11 6mm孔 6 IT11 该拨叉形状的特殊、结构简单,属典型的叉杆类零件,为实现换档、变速的功能。其叉轴孔与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。叉轴两端面在工作中需承受冲击负荷,为增强其耐磨性,该表面要求高频率淬火处理,硬度为 4858 HRC;为保证拨叉在叉轴上有准备的位置,改换档位准确,拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为 8。 综上所述,该拨叉件的各项技术要求制定的 较合理,符合带零件在变速箱中的作用。 1.3 审核拨叉的工艺性 分析零件图可知,拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面,这样即减少了加工面积,又提高了换档时叉脚端面的接触刚度;另外,该零件除主要工作表面nts辽宁工程技术大学课程设计 3 加工精度均较低,不需要高竣工度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见,该零件的工艺性较好。 1.4.确定拨叉的生产类型 依设计题目知: N=4000 件 /年,拨叉重量为 1.0kg,拨叉属轻型零件。该拨叉的生产类型为中批生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯 由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷,为增强拨叉的强度和冲击韧度,获得纤维组织,毛坯选用铸件,该拨叉的轮廓尺寸不大,且生产类型属中批生产,为提高生产率和铸件精度,以采用机器造型方法只草毛坯。毛坯的拨模斜度为 5。 2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素。 2.2.1 公差等级 由于拨差的功用和技术要求。确定 该零件的公差等级为普通级 . 2.2.2 已知机械加工后拨叉件的重量为 1kg,由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为 1.5kg。 2.2.3 铸件的材质系数 由于该拨叉材料为 HT200,是碳的质量分数大于 0.65%的碳素钢,该铸件的采制系数属 M2 级。 拨叉铸造毛坯尺寸公差及加工余量 铸件的质量/kg 包 容 体 质量/kg 形 状 复 杂系数 材质系数 公差等级 1.5 3 S2 M2 普通级 项目 /mm 机械加工余量 /mm 尺寸公差 / mm 备注 宽度 R25 1 2.4 - 厚度 30 1 2.6 - 厚度 12 1 2.2 - 孔径 20 1 2.4 - 中心距 60 1 3.2 - 3 拟定拔叉工艺路线 3.1定位基准的选择 nts辽宁工程技术大学课程设计 4 定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。 3.1.1 粗基准的选择:以拨叉头上端面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。 3.1.2 精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,以两个小头孔外圆柱表 面为辅助的定位精基准。 3.2表面加工方法的确定 根据拔叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 两端小头孔上端面 IT10 3.2 粗铣 精铣 中间孔下端面 IT10 3.2 粗铣 精铣 两小头上端面 IT10 3.2 粗铣 精铣 中间孔上端面 IT10 3.2 粗铣 精铣 两端小头孔 IT7 1.6 扩 精铰 中间孔 IT10 3.2 粗镗 半精镗 2- 8 锥销孔、8M 螺纹孔 IT7 1.6 钻 铰 3.3 加工阶段的划分 该拔叉加工质量要求较高,可将加工阶段划分成粗加工,半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段。首先将精基准准备好,使后续工序都可以采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣拔叉头又端面,拔叉脚内表面,拔叉脚两端面的粗铣,操纵槽内侧面和底面。在半加工阶段,完成拔叉脚两端面的精铣加工个销轴孔的钻,铰加工;在精加工阶段,进行拔叉脚两端面的磨削加工。 四,工序的集中与分散 选用工序集 中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉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,而且由于与一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。 3.4,工序顺序的安排 1:机械加工工序 3.4.1 遵循“先基准后其他”原则,首先加工基准 拨叉头左端面和叉轴孔。 3.4.2 遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排加工工序。 3.4.3 遵循“先主后次”原则,先加工主要表面 拔叉头左端面和nts辽宁工程技术大学课程设计 5 叉轴孔和 拨叉脚两端面,后加工次要表面 操纵槽底面和内侧面。 3.4.4 遵循“先面后孔”原则,先加工拨叉头端面,再加工叉轴孔;先操纵槽,在钻销 轴孔。 3.5: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,表列出了拨叉的工艺路线。 工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具 1 粗铣中间孔下端面 X6140 卧式铣床 铣刀 游标卡尺 2 粗铣两小头上端面 X6140 卧式铣床 铣刀 游标卡尺 3 精铣两小头上端面 摇臂钻床Z3025B 铣刀 游标卡尺 4 精铣中间孔上端面 摇臂钻床Z3025B 铣刀 游标卡 尺 5 精铣中间孔下端面 攻丝机 铣刀 游标卡尺 6 扩两端小头孔 立式升降台铣床XQ5025A YG8 硬质合金刀片 塞规 .卡尺 7 精铰两端小头孔 立式升降台铣床XQ5025A YG8 硬质合金刀片 塞规 .卡尺 8 粗镗中间孔 立式升降台铣床XQ5025A 硬质合金刀片 塞规 .卡尺 9 半精镗中间孔 摇臂钻床Z3025B 硬质合金刀片 塞规 .卡尺 10 钻 2- 8 锥销孔、 8M 螺纹孔、功 8M螺纹 组合机床 8 麻花钻刀具 塞规 .卡尺 11 铣断 组合机床 圆盘铣刀 游标卡尺 12 去毛刺 专用铣断机床 13 检查 nts辽宁工程技术大学课程设计 6 参考文献 1作者 ,文 献名 称,出版 社,日期 (宋体 ,五 号字 ,单 独占 一页 ,行间 距 21磅,字间距 0.9 磅) (不少于 10 篇 ) nts1 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 及 18mm孔口倒角 四面组合 钻床 外锥面锪钻( 90) 10 中检 塞规、百分表、卡尺等 11 清洗 清洗机 12 终检 塞规、百分表、卡尺等 设计 (日期) 审 核 (日 期) 标 准 化 (日 期) 会 签 (日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 表 5 机械加工工序卡片 辽宁工程技术大学 机械电子专业 05-班温元满 机械加工工序卡片 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 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 3 粗铣卸荷槽底面和侧面 HT30 毛坯种类 毛坯外形 尺寸 每毛坯可制 件数 每 台 件 数 铸 件 138 90 25 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 序 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削 速度 进给 量 背吃刀 量 进给 次数 工步工时 r/min m/min mm/z mm 机动 辅助 1 铣出 10mm 深 1.5mm 孔 直柄键槽铣刀、游标卡尺 、 内径千分尺 1225 38.5 0.03 10 1 2 铣出卸荷槽全长和另侧圆弧 直柄键槽铣刀、游标卡尺、内径千分尺 1225 38.5 0.03 1.0 1 2 铣出卸荷槽全长和另侧圆弧 直柄键槽铣刀、游标卡尺、内径千分尺 1225 38.5 0.03 0.5 1 设 计 (日期) 会 签 (日期) 审 核 (日期) 标准化(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts1 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 钻、铰 28mm 孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 卡尺、塞规 4 锪 28mm 孔口倒角 四面 组合钻床 90 外锥面锪钻 5 钻、铰 18mm 孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 内径千分尺 6 钻 9mm 孔 四面组合钻床 铰刀 卡尺、塞规 7 钻、铰 5mm 孔 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 内径千分尺 8 锪 5mm 及 18mm 孔口倒角 四面组合钻床 90 外锥面锪钻 nts9 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 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 nts图 2 从图 2( a) 知, P3=21 105.0105.0mm; 从图 2( b) 知, P 2 =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B 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 Z max3 =P max2 -P min3 = 22+0.175-( 21-0.105) mm=1.28mm Z min3 =P min2 -P max3 = 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 Z max2 =P max1 -P min2 = 24+0.27-( 22-0.175) mm=2.445mm Z min2 =P min1 -P max2 = 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: P 3 =21 105.0105.0mm, P 2 =22.175035.0mm, P1 = 24.27054.0 mm。 nts5 工序 7 钻、铰 5mm 孔 切削用量的计算 5.1 钻孔工步 (1)背吃刀量的确定 取 ap=4.8mm (2)进给量的确定 由表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。 (3)切削速度的计算 由表 5-22,按工件材料 HT30 的条件选取,切削速度 v 可取为14m/min 。 由 公 式 ( 5-1 ) n=1000v/ ( d ) 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速n=928.9r/min,参照表 4-9 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=960 r/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=960 r/min 4.8 /1000=14.5m/min。 5.2 铰孔工步 (1)被
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本文标题: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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