齿轮泵的泵座夹具设计

课程设计题目齿轮泵的泵座夹具设计班级机电051班完成日期2008年7月1日一、设计题目齿轮泵的泵座夹具设计二、原始资料1被加工零件的零件图（草图）1张2生产类型5000件/年三、上交材料1被加工工件的零件图1张2毛坯图1张3机械加工工艺过程综合卡片1张4与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张4夹具装配图1张5夹具体零件图1张6课程设计说明书5000字左右1份四、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摘要本次课程设计的课题是齿轮泵泵座零件直径为17MM孔夹具设计。本论文按照夹具设计的一般步骤，进行了以下部分的设计通过对零件的工艺分析，确定了零件的生产类型、机械加工工艺过程、工艺规程设计、毛胚的种类和制造方法。通过零件的分析后制定零件机械加工工艺路线，选择定位基准、说明表面加工方法的选择、加工阶段的划分、工序集中与分散、零件加工工艺原则和工艺编制。通过以上零件的实体图确定夹具总体方案，包括加工的方法、定位方案和定位误差的分析、夹紧方案、夹具体结构布局。关键词夹具设计、钻模、加工工艺、齿轮泵泵座ABSTRACTTHECURRICULUMDESIGNISSUEISMILLINGMACHINEPARTSSTENTDIAMETEROF50MMHOLESFIXTUREDESIGNTHISPAPERINACCORDANCEWITHTHEGENERALSTEPSFIXTUREDESIGN,THEDESIGNOFSOMEOFTHEFOLLOWINGTHROUGHTHEPARTSOFTHEPROCESSTODETERMINETHETYPEOFPRODUCTIONCOMPONENTS,MACHININGPROCESS,THEDESIGNOFAPOINTOFORDER,MAOEMBRYOOFTHETYPEANDMANUFACTURINGMETHODSPARTOFTHEANALYSISTHROUGHTHEDEVELOPMENTOFMECHANICALPARTSPROCESSINGLINE,POSITIONINGTHEBENCHMARKCHOICETHATTHECHOICEOFSURFACEPROCESSINGMETHODS,THEPROCESSINGSTAGEOFTHEDEMARCATIONPROCESSCENTRALIZEDANDDECENTRALIZED,SPAREPARTSPROCESSINGPRINCIPLESANDTHEPREPARATIONPROCESSTHROUGHTHEABOVECOMPONENTSOFTHEENTITYPLANSDETERMINETHEOVERALLFIXTUREPROGRAMME,INCLUDINGTHEPROCESSINGMETHODS,TARGETINGPROGRAMMESANDPOSITIONINGERRORANALYSIS,CLAMPINGPROGRAMMES,SPECIFICFOLDERSTRUCTUREOFTHELAYOUTKEYWORDSFIXTUREDESIGN,DRILLINGMODULE,PROCESSING,MILLINGMACHINESSTENT目录1泵座的工艺分析及生产类型的确定111泵座的用途112泵座的技术要求113审查泵座的工艺性214确定泵座的生产类型215选择毛坯216确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量22确定毛坯、绘制毛坯简图321绘制泵座铸造毛坯简图33拟定泵座工艺路线331定位基准的选择432表面加工方法的确定433加工阶段的划分534工序的集中与分散535工序顺序的安排536确定工序路线64加工余量、工序尺寸和公差的确定741工序9钻17孔的加工余量工序尺寸和公差的确定75切削用量计算751工序9钻17孔7511钻孔工步76机械加工工艺过程卡片7机械加工工序卡片98齿轮泵的泵座夹具设计1081夹具设计任务1182确定夹具的结构方案11821确定定位元件11822确定导向装置1183画夹具装配图1284夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求11座的工艺分析及生产类型的确定泵座的用途该泵座为支撑齿轮泵所用，突台上两孔放入两个齿轮轴，突台加强了泵座的刚性，底面两个筋板对突台起加固和支撑作用。该泵座在齿轮泵工作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、刚度和韧度，以适应齿轮泵的工作条件。该零件的主要工作表面为泵座的两个端面和突台上的两个孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。二、泵座的技术要求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泵座左端面315IT832泵座右端面214IT832泵座底面240IT86350MM孔50IT71660MM孔60IT8638圆锥销孔8IT716617孔17IT1225419孔19IT1225三、审核泵座的工艺性分析零件图可知，泵座的两端面和泵座底面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样可减少加工面积，也可提高泵座端面的刚度。60MM孔、19MM孔和17MM孔的端面均为平面可以防止加工过程中钻头偏钻，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要加工表面（泵座两端面和泵座底面、17孔、19孔）外，其余表面加工精度均较低，结构也较为简单。不需要高精度机床加工，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，采用较经济的办法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。四、确定泵座的生产类型Q5000件/年，M1件/台，备用率和废品率分别取3和05带入公式NQMX1AX1B5000X13X1055176件/年查表14可知该泵座的生产零件为大批生产五、泵座的材料与毛坯选HT150做泵座，用铸造的方法。成批生产，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。毛坯的拨模斜度为5度。六、毛坯的尺寸公差和机械加工余量1公差等级有泵座的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2基本尺寸机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的加工余量，所以此泵座的直立方向最大尺寸。3公差等级铸件公差等级为IT12，由表21查得毛坯铸件方法为砂型铸造，由表23查得毛坯铸件尺寸公差为9，由表25查得毛坯铸件机械加工余量等级为G。4零件的表面粗糙度加工表面的粗糙度均大于等于16UM根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表铸件材料公差等级铸造方法尺寸公差加工余量等级公差等级HT150IT12砂型铸造9G普通级项目/MM机械加工余量/MM备注泵座35表24三绘制泵座锻造毛坯简图三拟定泵座的工艺路线一定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，先确定精基准，再确定粗基准。1精基准的选择根据该零件的技术要求和装配要求,选择泵座底面和50孔为精基准,零件上很多表面都可以采用它们作基准进行加工。为了提高泵座的精度，利用基准统一的原则，即利用孔和外表面一次定位，尽量加工较多的表面。2粗基准的选择为保证孔的加工精度保证各表面有足够的加工余量，先选择左端面作为粗基准来加工泵座底面等，为后面的工序准备好精基准。二、表面加工方法的确定根据泵座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法，如下表加工表面公差及精度等级表面粗糙度RAUM加工方案备注泵座底端面IT863粗铣表18泵座左端面IT832粗铣半精铣表18泵座右端面IT863粗铣半精铣表18上50孔IT716钻扩粗铰精铰表17上60孔IT863钻扩粗铰表17下50孔IT716钻扩粗铰精铰表178圆锥销孔IT716粗扩粗铰精铰表1917孔IT1225钻表1719孔IT1225钻表17三加工精度的划分加工阶段划分分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶段高效的切除各加工表面上包括孔和外表面上的各部分余量，半精加工加工出除精度要求不高的表面，并为精加工做准备。精加工阶段完成内孔和外表面的加工，使其满足精度要求和同轴度要求。四工序的集中与分散本零件选择工序集中的原则安排加工工序，该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能机床配以专用夹具，来提高生产率。而且用工序集中的原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且可以在一次装夹中完成多表面的加工，有利于保证各表面之间的相对位置和精度要求。五工序顺序的安排1机械加工工序（1）遵循先基准后其它的原则，先加工内孔。（2）遵循先粗后精的原则，先安排粗加工工序再安排精加工工序。（3）遵循先主后次的原则，先加工内孔和外表面再加工其他的孔。六确定工艺路线工艺路线图如下工序号工序名称机床设备刀具1粗铣下端面立式铣床端铣刀2半精铣的左表面立式铣床端铣刀3半精铣的右表面立式铣床端铣刀4粗铣外表面立式铣床端铣刀5钻、扩、粗精铰上50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀6粗扩上60孔四面组合钻床扩孔钻7钻、扩、粗精铰下50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀8粗扩8圆锥孔四面组合钻床扩孔钻9钻617沉孔30深2的孔四面组合钻床麻花钻10钻419沉孔42深2的孔四面组合钻床麻花钻11去毛刺钳工台平锉12中检13热处理淬火机14校正钳工台手锤15磨削平面磨床砂轮16清洗清洗机17终检六、确定切削用量工序9加工617的孔本工序为钻，已知加工材料为HT150，铸件；机床为Z535立式铣床，工件装夹在专用夹具上。1确定粗加工17孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻。确定背吃刀量AP取AP17MM。确定进给量F根据表522，选取每转进给量F02MM/R。确定切削速度V根据表522，按工件材料为HT150的条件选取，切削速度V可取为20MM/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N335R/MIN，参照表49所列Z535型立式钻床的主轴转速，可取N400R/MIN。Z再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/10002135MM/MIN。机械加工工艺卡片产品型号零件型号机电051机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称泵座共页第页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工工序名称工序内车工设备工艺装备工时序号容间段1粗铣下端面立式铣床端铣刀准终单件2半精铣的左表面立式铣床端铣刀3半精铣的右表面立式铣床端铣刀4粗铣外表面立式铣床端铣刀5钻、扩、粗精铰上50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀6粗扩上60孔四面组合钻床扩孔钻7钻、扩、粗精铰下50孔四面组合钻床扩孔钻和绞刀8粗扩8圆锥孔四面组合钻床扩孔钻9钻6个17的孔四面组合钻床麻花钻10钻4个19的方孔四面组合钻床麻花钻11去毛刺钳工台平锉12中检13热处理局部淬火淬火机14校正钳工台手锤15磨削平面磨床砂轮16清洗清洗机17终检设计审核标准化会签标记处数更改文件名签字日期标记处数更改文件名签字日期三机械加工工序卡片产品型号零件型号机电051机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称套筒共页第页车间工序号工序名材料牌号9钻617的孔HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数四面组合钻床夹具编号夹具名称切削液专用夹具工序工时工位器具编号工位器具名称准单终件0工序号工序内容工艺装备主轴转速R/MM切削速度M/MIN进给量MM/R背吃刀量MM进给次数工步工时1钻17的孔麻花钻、游标卡尺400213502171设计审核标准化会签标记处数更改文件名签字日期标记处数更改文件名签字日期一、专用机床夹具设计1夹具设计任务钻泵座617孔的工序简图。已知工件材料为HT150，毛坯为模铸件，所用机床为Z535型立式钻床，成批生产规模。为该工序设计一钻床夹具。2确定夹具的结构方案（1）确定定位元件根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销的定位方案，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，削边销与工件孔接触，限制一个自由度。实现工件正确定位，再用夹紧装置夹紧就可以使工件完全地位。3）确定夹紧机构针对成批生产的工艺特征，此夹具选用平面支撑夹紧机构如图所示。夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件，从而使工件得到正确定位。3画夹具装配图4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。（1）确定定位元件之间的尺寸，定位销与支撑夹紧板尺寸公差取工件相应尺寸公差的1/3，偏差对称标注，即为67003003。（2）根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销定位