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机油 工艺 夹具 设计

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机油泵体工艺夹具设计,机油,工艺,夹具,设计

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机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称粗精铣上平面工序号03技检要求按照图示要求保证粗糙度并保证各孔尺寸,各孔表面没有明显可见的刀痕迹,控制各孔的轴之间的同轴度要求基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式铣床X52K 夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣上平面控制尺寸6102100121.5730010.81.131.010高速钢盘铣刀2精铣上平面控制尺寸632100110.2109000.250.2081.77高速钢盘铣刀1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称粗精铣下平面工序号02技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸1010无明显刀痕,并且保证各面没有可以刀痕基准面下平面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣平面,控制尺寸到61mm2100121.5730010.81.131.010高速钢三面刃圆盘铣刀1粗铣平面,控制尺寸到105mm2精铣平面,控制尺寸到60mm2100110.10750.81.091.010高速钢三面刃圆盘铣刀1专用量具3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称钻孔320工序号03技检要求按照图示要求保证粗糙度并保证各孔尺寸,各孔表面没有明显可见的刀痕迹,控制各孔的轴之间的同轴度要求基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式铣床X52K 夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2钻上面各孔至201510.2109000.250.2081.7720的麻花钻头1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称钻孔216工序号010技检要求按照图示要求保证粗糙度并保证各孔尺寸,各孔表面没有明显可见的刀痕迹,控制各孔的轴之间的同轴度要求基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2钻上面各孔至15.81510.2109000.250.20281.7716的麻花钻头1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称钻孔10孔工序号05技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式钻床Z535夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2钻铰上面各孔至101510.2109000.250.2081.7710的麻花钻头1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称钻攻4-M6工序号06技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式钻床Z535夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位装夹2钻攻丝上面各4-M62010.339000.250.1280.177M6的丝锥1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体08工序名称钻攻丝G1/4孔工序号07技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1卧式镗床T618夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻G1/4底孔35122.9810000.20.2272.61直径10钻头12攻丝G1/4 mm3510.53.0910000.150.2791.86G1/4丝锥1拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称忽面20工序号08 技检要求采用塞规检查各螺纹孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面下平面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1卧式镗床T618夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻箱体侧面各小孔并用螺纹塞规控制其大小1510.259000.250.2081.77硬质合金镗刀专用塞规2攻丝至M61510.1510800.150.051.77硬质合金镗刀专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号机油泵体工序名称精磨16内孔工序号08 技检要求严格控制的尺寸大小,不合格的产品杜决流入库基准面下平面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT150150HBS1立式磨床M71075B夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2磨削20110.100.05270.008拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工艺过程卡产品型号零（部）图号共 页产品名称零（部）名称机油泵体第 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数2500每台件数备 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01铸造铸造02时效时效03铣粗,精铣上平面至尺寸X52K立式铣床04铣粗,精铣下平面至尺寸X52K立式铣床专用05钻钻铰320孔Z535立式钻床专用06钻钻铰孔15.8孔Z535立式钻床专用07钻钻铰孔2-10孔Z535立式钻床专用08钻钻攻丝6-M6Z535立式钻床专用09钻钻攻丝1/4锥孔Z535立式钻床专用10钻忽面20Z535立式钻床专用11钳钳工，去除锐边毛剌专用12时效去除加工应力13磨精磨16内孔至图纸尺寸M7475立式内圆磨床专用14检验检验各个成品尺寸15入库入库设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期摘 要这次课程设计课题机油泵体工艺规程及铣上平面夹具设计。在机加工工艺编制方面，主要通过分析产品零件图和相关技术要求，查阅泵体类零件相关资料，结合生产批量要求、零件的工艺结构要素、制造经济性、可行性等多方面因素，最终安排了各个工序来完成泵体的加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。另外，在夹具设计方面，主要就铣上平面这个工序进行了夹具方案的分析，计算和最终敲定，并用一张装配图和夹具零件图来表达设计出的夹具方案。关键字：工序卡 工艺路线 夹具设计1 序言 机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件：合理的机械加工工艺规程，能实现产品优质、高产和低消耗的生产。同时机械加工工艺规程也是生产准备和计划调度的主要依据：有了机械加工工艺规程，在产品投入生产之前就可以根据它进行一系列的准备工作，如原材料和毛坯的供应，机床的调整，专用工艺装备的设计与制造，生产作业计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等。有了机械加工工艺规程，就可以制定所生产产品的进度和相应的调度计划，使生产均衡、顺利地进行。机械加工工艺规程必须保证零件的加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求，同时还应该具有较高的生产率和经济性。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要的工作，要求设计者必须具有丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。在制订工艺规程时，应根据零件的产量和现有的设备条件，综合考虑加工质量、生产率和经济性的要求，经过反复分析比较，确定最优或最适合的方案。本次题目为“机油泵体工艺规程及铣上平面夹具设计”，零件的产量为2500件/年，属于大批量生产，因此，需要考虑使用专用夹具来提高生产率。参考类似零件的加工方案及查工艺手册，结合所给零件的技术要求及外型特点进行工艺路线的拟定及其铣上平面夹具的设计。 2.1 机油泵体加工工艺规程设计一. 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给定的零件是液压油泵的机油泵体。属于盖体类零件，它和其他零件一起装配液压泵的一个腔体结构用来储存、输送分配液压油。工作中，零件内表面要受到液压力的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求，零件的A面要与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。 （二） 零件的工艺分析 由于此零件是液压泵零件，起传递动力和液压油分配所以对密封性能要求较高。该零件的几组平面和有表面粗糙读和位置度要求。2 机油泵体加工工艺规程设计 零件的材料为HT150，是典型的二元共晶铝硅合金, 该合金具有优良的 铸造性能 , 但力学性能和切削加工性能较差。为了改善HT150合金主砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。要加工面：1）铣上下平面，平行度误差为0.102）钻10孔至所要求尺寸，并保证位误差要求3）钻216孔5）钻320孔6）钻攻丝6-m6孔（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：机油泵体表面各孔、机油泵体上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是钻二个20孔2.2液压油泵的机油泵体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT150。由于年产量为2500件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序1粗精铣上平面工序2钻320孔工序3粗精铣下平面工序4钻216孔工序5钻10孔工序6钻攻丝6-M6工序7钻攻丝G1/4工序8忽面20工序精磨16内孔工序检验入库表2.2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320孔工序4钻216孔工序5钻攻丝6-M6工序6钻10孔工序7扩26孔与25.5工序8钻攻丝6-M6工序时效去应力处理工序精磨16内圆工序检验入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将增加了一道工序9， 目的是为了提高后面精加工平面的的精度，通过时效处理可以去除在前粗工过程中产生的一系列加工应力，防止在成品以后出出变形，影响精度这个对零件的质量是很有好处的 采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加工两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先钻上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的材料HT150，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如图.由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工机油泵体的上下平面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，2）钻25.5孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。5）加工716孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，就可达到要求。6）加工320孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量1.4mm，就可达到要求。7）钻220孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.2.5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： ，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献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（面铣刀）：， ，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：根据参考文献5表2.5-45可查得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5表2.5-45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，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。工序3：粗钻20H12的孔机床：卧式钻床刀具：硬质合金钻刀，钻刀材料：切削深度：，孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=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：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 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1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min精钻下端孔20H12机床：卧式钻床刀具：硬质合金钻刀，钻刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，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，： 工作台每分钟进给量：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查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min工序5：粗钻25.5H12的孔机床：卧式钻床刀具：硬质合金钻刀，钻刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，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：工作台每分钟进给量： 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1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min精钻下端孔到25.5H12机床：卧式钻床刀具：硬质合金钻刀，钻刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，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，： 工作台每分钟进给量：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查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min工序6：加工320孔孔的直径为20mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至20，选用20的麻花钻头。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间工序7：阶梯孔孔的直径为16mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔15mm小直径锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地， 工序8：精磨内孔选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据切削速度V = 0.527 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.008 mm/r 工序9：检验2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工铣上平面夹具,机油泵体上顶面钻孔夹具。采用X62W铣床，硬质合金端铣刀YG8对铣上平面进行加工。3.2粗、精铣机油泵体上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣机油泵体上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣机油泵体上平面时，粗糙度要求，机油泵体上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对机油泵体上平面进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。3.2.2铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”20”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成机油泵体上平面的粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.2.夹具设