“液压泵箱体”零件的机械加工工 艺规程设计及夹具设计

晋 中 学 院本科课程设计题目：“液压泵箱体”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化班级：xxxxxx姓名：xxxxxx学号：xxxxxx指导教师: xxxxxxxxxx年 x月 xx日目 录机械制造技术基础课程设计任务书1前言31 零件的分析41.1 形状及作用41.2材料41.3工艺分析42 毛坯的选择52.1 毛坯的结构工艺性分析好52.2 毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定53 毛坯图的设计绘制73.1 分模位置73.2 确定毛坯热处理方式73.3 绘制毛坯图74 工艺路线的拟定74.1 定位基准的选择74.2 加工路线计划84.3 工艺路线的安排85工序设计和工艺计算95.1 选择机床及工艺装备95.2 确定工序尺寸及公差106 确定切削用量126.1 工时定额计算157 夹具设计167.1定位基准的选择177.2 定位误差分析177.3 夹具设计及操作的简要说明17总结18参考文献19机械制造技术基础课程设计任务书一、设计题目“液压泵箱体”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计生产批量：中批生产二、设计工作量要求1、零件图1张：手绘、CAD或SolidworksPro-E）绘制各1份含相应格式电子文件）；2、毛坯图1张；3、机械加工工艺过程综合卡片1张；4、机械加工工艺工序卡片2张2个典型工序）；5、工艺装备夹具）设计装配图1张；6、课程设计说明书1份6000字以上）。三、设计目的1、能熟练运用机械制造技术基础、公差与测量技术、工程力学、机械设计基础、机械制图等课程中的基本知识与理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量；熟悉该零件在机器中的工作原理；2、学会使用手册及图表资料；3、进一步培养识图、绘图、工艺运算和编写技术文件等基本技能。四、资料查阅与收集任务：1、查阅和收集所给题目零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工工艺性、主要加工表面的技术要求等； 2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等； 3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意点； 4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备；相应的切削加工用量等； 5、查阅和收集相关加工方法的总余量、工序加工余量、工序尺寸及公差等；6、其他你认为应收集的相关资料。前言这次课程设计的是液压泵箱体。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片一张与工序卡片两张。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。最后拟定输出轴的工艺路线图，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,它在我们大学生活中占有重要的地位。机械制造技术基础课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教案环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下一个良好的基础,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。此次课程设计的主要意义有：一进一步熟悉所学课程，并应用到实践，再从实践中反过来加强对所学知识的熟悉程度。二增强知识的综合运用的能力。此次课程设计，不但设计到机械制造技术基础这一门课程，更是对机械精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的一次全面复习，与综合运用能力的锻炼。三增强自主解决问题的能力与设计能力。1 零件的分析1.1 形状及作用课题是小型液压泵的箱体，用于为齿轮液压计、密封装置、端盖、紧定螺栓等元件做承载件，箱体整体外形为长方体。1.2材料因零件为箱体类，对于材料无特殊的性能要求，故毛坯选择较为经济的HT200金属型铸造成型即可。1.3工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知图样的剖切线有误，起改正后的剖切位置已在图纸中体现. ；高度为3mm的凸台(其上表面粗糙度为3.2，由26的圆组成的“8”形孔的内表面的粗糙度为6.3；用于安装密封圈的剖面为半圆(R1.5的密封槽及槽内四个3的小孔。 C左侧面凸台(台高为3mm，凸台上表面粗糙度为6.3及凸台上螺纹孔(M271.5，其垂直基准为零件底面，前后基准为零件前后对称中心线。 D右侧面凸台(台高3mm及凸台上螺纹孔(M8。 E前后四个凸台的上表面(台高3mm，粗糙度为3.2m及其上螺纹孔(M361.5两轴线平行度为0.06mm。 F腔体内两轴座的上表面(粗糙度为3.2，其垂直基准为箱体上表面；孔(210H8，两孔轴线平行度为0.025mm。 轴座上两侧孔(5，粗糙度为12.5。 (2根据零件加工表面形位公差等得出该零件的主要加工面为前后四螺纹孔，腔内两轴座孔。 (3最终加工方法的确定 A6个表面的凸台用铣削作为最终加工方法。 B各个螺纹孔用机用丝锥作为最终加工方法。 C上表面无螺纹小孔用台钻加工作为最终加工方法，大孔用铣削作为最终加工方法。 D轴座上表面用铣削作为最终加工方法。轴座孔用绞削作为最终加工方法。 E轴座上斜孔用台钻钻削最为最终加工方法。 (4夹具的选用 A底面及四个侧面及其上的孔及螺纹用平口虎钳装夹。 B加工上表面凸台，回油槽，“8”形孔，内腔上台、孔，四个M6，四个3的孔用设计的专用夹具装夹。2 毛坯的选择由于所设计零件属于中等规模生产的零件，结构不太复杂，其对生产率没有较高的要求，故选用砂型铸造。2.1 毛坯的结构工艺性分析好对照零件图分析零件结构可得出箱体前后四孔，上面“8”形孔和前后面上的M361.5可以铸出，其他孔系需通过加工加工出。2.2 毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定(1求最大轮廓尺寸 由长134mm，宽86mm，高74mm可得最大轮廓尺寸为134mm (2选取公差等级CT 铸造方法为金属型铸造，铸件材料为灰铸铁，得公差等级CT范围为810，取为10级。求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级，由表2.8查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。求机械加工余量等级 由表2.8，铸造方法按金属型铸造，铸件材料按灰铸铁得机械加工余量等级取为G级。 (5求毛坯基本尺寸 对所有加工面取同一个数值，由表2.10查得 A、两侧面属双侧加工，加工余量为5，即毛坯尺寸为134+=140，查表2.7得尺寸公差为3.6mm，该尺寸及公差为1401.8）mm。B、前后两面双侧加工，加工余量为5，即毛坯尺寸为86+5=91，查表2.7得尺寸公差为3.2mm，该尺寸及公差为911.6）mm。C、上下两面属双侧加工，加工余量为5，即毛坯尺寸为74+5=79，查表2.7得尺寸公差为3.2mm，该尺寸及公差为791.6）mm。D、轴承座平面为单侧加工，即毛坯尺寸为22+3.5=25.526，查表2.7得尺寸公差为2.6mm，该尺寸及公差为261.3）mm。 E、“8”形孔双侧加工，加工余量等级会下降为H,加工余量一半为3，所以其毛坯尺寸为52-23=46，查表2.7得尺寸公差为2.8，该尺寸及公差为461.4）mm。 F、前后面四个孔双层加工，加工余量等级会下降为H,加工余量一半为3，所以其毛坯尺寸为36-23=30，查表2.7得尺寸公差为2.6，该尺寸及公差为301.3）mm。综合考虑经济性等得出毛坯尺寸公差与加工余量列表：工程前后面两侧面上下两面轴座面“8”形孔前后面孔公差等级888888加工面基本尺寸86134742252M361.5加工余量2.53.02.53.533机械加工余量GGGGHH毛坯基本尺寸911.61401.8791.6261.3461.4301.33 毛坯图的设计绘制3.1 分模位置箱体类铸件，应采取上下分模，这样便于起模及到较高的 铸造精度3.2 确定毛坯热处理方式箱体毛坯经铸造成型，用退火以消除其金相组织的不均匀，通过重结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。3.3 绘制毛坯图毛坯图见所绘图纸。4 工艺路线的拟定拟定零件加工工艺路线是零件加工的总体方案设计，是制订工艺规划中的关键性工作，主要内容是选择定位基准，选择各表面加工方法，安排加工顺序和组合工序，以及选择各工序所用的机床和工艺装备等，对比较复杂的零件，应多设想几种工艺方案，进行分析比较后，从中选择一个比较经济合理的加工方案。4.1 定位基准的选择粗基准的选择 选择粗基准时应保证各重要支承孔的加工余量均匀，保证装入箱体的零件与箱体壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择箱体的主要加工面为主要基准，即以箱体的下表面为主要粗基准，下表面为辅助定位粗基准。精基准的选择 从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面三者间的位置出发，精基准的选择应能保证箱体在整个加工过程中都能用统一的基准定位，分析零件图得知，选择底平面为主要精基准面，相应侧面为辅助精基准。4.2 加工路线计划铸造毛坯根据零件图所给技术要求可知该毛坯采用HT200，由于具有较大的生产类型，且外形不是过于复杂，故选用砂型铸造作为其成型方式，并采用上下分型。热处理由于箱体是通过铸造成型，会产生金相组织的不均匀，故在机加工前用退火作为预备热处理，通过重结晶而使组织得到细化、均匀，从而改善可加工性。检验 由于零件在机加工前需要进行其内部质量的检验。考虑成本及经济性后选择X射线检验。铣平面 运用万能卧式铣床铣削箱体左右前后底五个平面。检验 用游标卡尺对加工后的各平面进行检测。6）镗孔 用金刚镗加工前后四个凸台上的螺纹孔，以保证其所要的平行度及尺寸精度。 7）用卡尺和百分表对零件进行检验。 8）加工中心 在加工中心上对上表面、“8”形孔、腔内轴座、上表面8个小孔进行加工。 。 工序2 用金刚镗床加工孔及平面。 工序3 加工中心加工，因在普通机床上效率过底且质量不高，故在加工中心上加工。 工序4 工作为钻孔，故选用Z3050。选择夹具 本零件除在加底面三螺纹孔时使用设计的专用夹具外，其他各工序使用通用即可，所用到的通用夹具有平口虎钳和台虎钳。 选择刀具 工序1 粗铣平面，所加工面为小平面且材质为HT200，故选用D80mm的镶齿套式面铣刀，YG8硬质合金面铣刀，齿数为10。 工序2 在金刚镗床上镗M36螺纹孔，选择量具 本零件属于批量生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求，尺寸和形状特色。参考有关资料，选择如下。 工序1 选用可读尺寸为0.02mm，测量最大量程0-150mm的游标卡尺。 工序2 选用读数为0.01mm，最大量程为150mm的游标卡尺，百分表。 工序3 选用最小尺寸为0.01mm，测量最大量程0-150mm深度游标卡尺，百分表。和读数值为0.01mm，最大量程为50mm的游标卡尺。5.2 确定工序尺寸及公差 综合考虑整个加工路线得：零件的整个加工过程。 1）平面工序尺寸1工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差minmax粗铣后面1.59110+0.07-0.070.931.07粗铣前面1.589.510+0.07-0.070.931.07粗铣右面1.514010+0.08-0.081.922.08粗铣左面1.5138.510+0.08-0.081.922.08粗铣底面1.57910+0.07-0.071.932.072粗铣上表面1.577.510-0.06+0.061.942.06粗铣轴座上表面1.52610+0.06-0.061.942.063精铣前面18810+0.07-0.070.931.07精铣后面18710+0.07-0.070.931.072）圆柱表面工序尺寸前面根据材料已初步确定工件各面的加工余量，现在确定个表面的各个加工工序的加工余量加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量minmax43钻3IT14312.5334M6钻5IT14512.555锥丝0.5IT8M6114M8钻6.7IT146.712.56.70.7锥丝0.65M8手动手动210钻8IT14812.588铰孔2IT910+0.0501.622M271.5钻24IT142412.52424镗孔1IT1025+0.3+0.26.32525镗螺纹1IT6M276.311M361.5粗镗1IT10326.30.951精镗1IT1034+0.05-0.056.30.951镗螺纹1IT6M363.211“8”形孔铣孔2IT1026+0.0406.31.92.0。6 确定切削用量切削用量指切削速度Vc，进给量f和被吃刀量ap三参数，称为切削用量三要素。合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高生产率和较低成本的切削用量。约束切削用量的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量和生产率要求；刀具材料的求小性能；机床性能，包括动力特性功率，转矩）和运动特性；刀具寿命。工序一加工条件工件材料；HT200 b=170-240mpa,砂型铸造；加工要求：单侧加工余量2.5mm。 机床：X6132。 刀具：YG8硬质合金面铣刀，选择镶齿套式面铣刀， D=80mm,D1=70mm,d=27,L=36mm,L=30mm,齿数为10。切削用量1）ap余量较小，故选用一次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量查表得：fz=0.15-0.3mm/z ,取0.2mm/z. f=z*fz=10*0.2=2mm,查表得vc=64m/min.主轴转速n=1000*64/*80=255r/min,查表得n=255r/min. 计算得vc=25580/1000=64m/min. 工序二 A在金刚镗上铣削前后两面到加工尺寸材料200,HBS=170-240mpa,用D=80mm,D1=70mm,d=27mm,L=36mm,L1=30mm, 齿数为10 的YG6硬质合金面铣刀铣面，选择镶齿式面铣刀，所用机床为金刚樘。 确定切削深度ap 因余量较小，选择一次走刀完成即可。 确定每齿进给量 fz Fz=0.01mm/z,f=29fz=100.1=1mm/r 查表得vc=124mm/min, 主轴转速n=1000124/3.1480=495r/min 查表得n=500r/min。 B 在金刚镗上镗M361.5的螺纹孔到34.5+0.3+0.2 由于余量较小采用一次走刀完成加工。 确定切削深度ap=0.75mm,f=0.1mm/r,vc=40m/min 转速n=401000/3.1434=376r/min。 C在金刚镗上用丝锥加工M361.5的螺纹孔,n=45r/min。工序三 A1）加工条件工件材料：HT200,b=170-240mpa, 铸造；加工要求：单侧加工余量3mm。机 床：加工中心；刀具：高速钢铣刀，选择镶齿套式面铣刀，D=12mm,l=38mm,L140mm,齿数六。 2）切削用量 确定切削深度ap 用于余量较小，故选用一次走刀即可完成。 确定每齿进给量fa 查表得：fz=0.060.12,取0.1/z f=z*fz=6*0.1=0.6mm, 查表得n=490r/min 计算得vc=490*3.14*80/1000=12m/min B铣“8”形油槽 确定切削深度ap,选择其为3mm，f=0.1mm/r 查表得vc=5m/min 主轴转速n=1000*5/3.14*5=318r/min 查表得其值为300r/min。 C铣轴座上表面同A Dap=3mm,f=0.1mmr/min vc=40m/min 主轴转速n=1000*40/3.14*9=1592r/min 查表得 n=1400r/min 计算得 vc=1400*3.14*9/1000=35m/min E用10绞刀铰孔粗铰10的孔） 确定切削深度ap=0.5mm f=0.4mm/r vc=10m/min 轴转速n=100010/3.1410=318r/min 查表得n=350r/min 计算得vc=3513.1410/1000=11m/min.工序四 A在台钻上用莫式锥柄麻花钻加工M271.5的孔加工为25。确定切削深度ap=12.5,由于采用手动进给故f选为0.2 mm/r,v=17m/min,n=216r/min,根据z3050转速表选择450r/min。 B.在台钻上用麻花钻加工出M8的孔到6.7确定切削深度ap=3.35mm,查表选f=0.2mm/r ,v=17m/min ,n=630r/min，根据Z3050钻床转速选630r/min。 C.由于是用手用丝锥锥M8的孔，故根据生产调速即可，不作特别说明。6.1 工时定额计算/N 其中Td是时间定额Tf辅助时间 Tb是布置时间，一般取15-20）%Tj；TjTf和称作业时间。Tx是休息及生理时间，一般按作业时间的2-7）%估算。Tz是准备和终结时间，大量生产时准备和终结时间忽略不计，N是一批零件的个数。下表是各个工步基本时间的计算公式及其结果：工序计算公式计算结果）1ATJ=。l1=0.5d-/(fn。l1=0.5dcotk12）l。钻: L2:14）0.09ETJ=。L1=D-d）/2cotk+绞：12）0.492ATJ=。l1=0.5d-d2-ae）1/2。Kd=900。ae铣削宽度；铣：d铣刀直径0.2BTj=Li/fn）=镗孔：L2=(35）0.52CTJ=(liq(fn=(l+l1+lz）/fn。通切螺纹l1=(23镗：0.214ATJ=(l+l1+l2/(fn。l1=0.5dcotk工序132） 钻: L2:/(fn。l1=0.5dcotk工序132） 钻: L2:/(fn+ (l+l1+l2/(fni。l1=(13Pl2=(23P：1.67夹具设计本夹具要用于底面螺纹孔的加工。7.1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更