总泵缸体的机械加工工艺规程编制及攻钻m12×12.5-5h螺纹工序专用夹具设计

课程设计题目总泵缸体的机械加工工艺规程编制及攻钻M121255H螺纹工序专用夹具设计班级机电101班完成日期2013年7月2日一、设计题目总泵缸体的机械加工工艺规程编制及攻钻M121255H螺纹工序专用夹具设计二、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课程设计的主要内容是机械加工工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计。本课程设计是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程，学生应该在下述各方面得到锻炼1使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。4进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5通过设计的全过程，使学生会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。ABSTRACTTHISCOURSEDESIGNARETHEMAINCONTENTSOFAPOINTOFORDERPROCESSINGMACHINERYANDDRILLINGHOLESFORFIXTUREDESIGNPROCESSTHISCOURSEISDESIGNEDTOCOMPLETETHEPRODUCTIONINTERNSHIPS,COMPLETIONOFMACHINERYMANUFACTURINGANDTECHNOLOGICALFOUNDATIONANDOTHERPROFESSIONALCOURSESCONDUCTEDSTUDENTSTHROUGHTHECURRICULUMDESIGN,WILLLEARNTHEORYANDPRACTICEOFCOMBININGPRODUCTION,RESOLVEDTHEISSUEOFCAPACITYISSUESANDTHEINITIALTRAINING,ANDALSODOAGOODJOBAFTERGRADUATIONFORTHEDESIGNANDEMBARKEDONACOMPREHENSIVETRAININGFORJOBSTHROUGHTHECOURSES,STUDENTSINTHEFOLLOWINGAREASSHOULDBETEMPERED1SOTHATSTUDENTSHAVEDEVELOPEDAPOINTOFORDEROFTHEINITIALCAPACITYCANMAKECOMPREHENSIVEUSEOFMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDOTHERCOURSESBASEDONTHEBASICTHEORIESANDMETHODS,THERIGHTTODEVELOPAPARTSORDERPROCESSINGMACHINERY2FIXTUREWITHTHEPRELIMINARYDESIGNFORCAPACITYANDIMPROVESTRUCTURALDESIGNCAPACITY3COMBINATIONOFDESIGN,THEAPPLICATIONPROCESSCANBESKILLEDMETHODOFCALCULATINGTHECORRECTCONDUCTOFCALCULATION,SUCHASTECHNICALPARAMETERS,CUTTINGFORCE,CUTTINGPOWER,CUTTINGSPEED,POSITIONINGERROR,THECLAMPINGFORCE,ANDSOON4FURTHERIMPROVEACCESSTOINFORMATION,SKILLEDUSEOFDESIGNMANUAL,REFERENCEMATERIALS,SUCHASTHEABILITY5THROUGHTHEENTIREPROCESSOFDESIGN,PROCESSDESIGNSOTHATSTUDENTSWILLCARRYOUTTHEPROCEDURESANDMETHODS,ANDFOSTERINDEPENDENTTHINKINGANDTHEABILITYTOWORKINDEPENDENTLY目录1零件的机械加工工艺规程编制111零件的工艺分析及生产类型的确定1111零件用途1112分析零件的技术要求1113审查零件的工艺性1114确定总泵缸体的生产类型212确定毛坯、绘制毛坯简图2121选择毛坯2122确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2123绘制零件铸造毛坯简图313拟定零件工艺路线3131定为基准的选择3132表面加工方法的确定4133加工阶段的划分4134工序的集中与分散4135工序顺序的安排5136确定工艺路线514加工余量、工序尺寸和公差的确定615切削用量的计算616时间定额的计算92钻削孔工序钻用夹具设计1021夹具设计任务1022确定夹具的结构方案1023画夹具装备图1124定位基准选择1125定位误差分析113设计心得124参考文献131总泵缸体零件的机械加工工艺规程编制11总泵缸体零件的工艺分析及生产类型的确定111零件用途题目所给定的零件是总泵缸体。是整个液压系统的核心，作用是通过活塞的来回往复运动产生推动工作缸动作所需的油压。该零件35为进油孔，活塞运动过该位置时，完成充油过程，活塞继续运动将油推向前方，挤压出缸体，由于截面积差产生工作压力。当活塞回程时超过35孔位时开始进油，旁边小孔为空气孔，方便进空气。112分析零件的技术要求1零件材料为HT200。2总泵缸体零件技术要求汇集在下表表11总泵缸体零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/MM公差/MM及精度等级表面粗糙度|M形位公差/MM右端面3232IT812522MM内孔00023，IT6RA08上端面335010025，IT8RA63HM51螺纹孔2IT8RA32孔53IT8RA125铣16平台830IT8RA12516平台右端面IT8RA125H251螺纹孔21IT8RA63孔050IT8RA125左端面22IT8RA125113审查零件的工艺性由零件图可知，该零件仅有一组尺寸要求较高，即220023。（主研磨至08）尺寸要求较高，其余尺寸均为8公差尺寸，我们加工时可先以外圆为粗加工基准，确定内孔，由内孔确定所有尺寸。114确定总泵缸体的生产类型依设计题目知Q5000件/年，M1件/年；结合生产实际，备品率A和废品率B分别取3和5。代入公式得N50/578/件年1件年件年总泵缸体重量为067KG，总泵缸体属轻型零件；该总泵缸体的生产类型为大批生产。12确定毛坯、绘制毛坯简图121选择毛坯零件毛坯为铸件，考虑到整体式加工，较废材料，不经济，而零件为普通零件不受冲击，故不宜选用锻件，最终确定使用铸件，年产量10万件，为大量生产，且轮廓尺寸规则，可采用砂型铸造，且可用大型铸造如一出十等方法铸造，这样更能提高生产率。122确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2125可知，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。1、公差等级由零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT78，选择CT8。2、铸件分型面根据该铸件的形位特点，选择零件中间对称面为分型面。3、表面粗糙度由零件图可知，该零件各加工表面的粗糙度RA均大于等于32。M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，所得结果列于表中表12总泵缸体铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目/MM机械加工余量/MM尺寸公差/MM备注3表23左右端面距离136两端面分别取15和15表2413表23上端面到轴线距离325取05表2411表23平台到轴线距离16505表241表23平台厚度905表24123绘制总泵缸体铸造毛坯简图13拟定总泵缸体工艺路线131定为基准的选择根据该零件的技术要求和装配要求，该零件总的来说尺寸要求不高，位置度、形状公差控制较严格，主要集中在缸体内部工作尺寸精度，其余各尺寸均围绕该尺寸，所以粗加工基准应选择外圆，半精加工完220023孔后再以此为精加工基准完成全部尺寸，完成孔的研磨，即可达到图纸要求精度。132表面加工方法的确定根据总泵缸体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，如下表所示。表13总泵缸体零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度RA/加工方案右端面32IT8125粗车21MM内孔IT608钻扩铰研磨上端面IT863粗铣，精铣HM5IT863钻攻螺纹孔3IT8125钻孔16平台右端面IT8125粗车16平台IT8125粗铣左端面20IT8125粗车HM51IT863钻攻螺纹133加工阶段的划分该总泵缸体的加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。134工序的集中与分散选用工序集中原则安排总泵缸体的加工工序。该总泵缸体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，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。135工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准总泵缸体底面。（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，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工总泵缸体底座端面，再加工内孔136确定工艺路线表14总泵缸体工艺路线及加工设备、工装的选用工序号工序名称工序内容工艺装备1粗车右端面粗车右端面32端面车刀2粗车平台右端面粗车16平台右端面端面车刀3粗车左端面粗车左端面20端面车刀4钻扩铰内孔钻孔扩孔81铰内孔92麻花钻锥柄扩孔钻锥柄机用铰刀5钻锪10钻内孔510锪钻190度内孔麻花钻直柄锥面90锪钻6粗精铣端面铣端面，铣端面30高速钢锒齿端面铣刀、游标卡尺7粗铣平台铣16平台高速钢锒齿端面铣刀、游标卡尺8钻攻螺纹M22155H钻孔攻螺纹至M22155H21麻花钻头丝锥、塞规9钻进油孔钻孔53麻花钻头10钻攻螺纹钻螺纹孔10攻螺纹至M121255H阶梯麻花钻头丝锥、塞规11研磨内孔研磨内孔粗糙度达到08长度100磨床12去毛刺平锉13检验塞规、百分尺、卡尺等14清洗清洗机15终检塞规、百分表、卡尺等14加工余量、工序尺寸和公差的确定工序4钻扩铰MM孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定9821由表228可查的，铰余量014MM；扩孔余量18MM；钻孔余量200MM。查表120可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，铰IT9扩IT10；钻IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，铰0052MM；扩01MM钻021MM。15切削用量的计算工序4钻扩铰MM孔9821（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取200MM。PA2）进给量的确定由表521，选取该工步的每转进给量F032MM/R。3）切削速度的计算由表522，工件材料为HT200，切削速度V可取为15M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序钻头转速DN238R/MIN，参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N272R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000171M/MIN。（2）扩钻工步1）背吃刀量的确定取18MM。PA2）进给量的确定由表532，选取该工步的每转进给量F06MM/R。3）切削速度的计算由表532，切削速度V可取为12M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序扩钻转速N175R/MIN，参照D表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N195R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际锪削速度VND/1000134M/MIN。（3）铰工步1）背吃刀量的确定取018MM。PA2）进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F10MM/R3）切削速度的计算由表531，切削速度V可取为4M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序铰刀转速N535R/MIN，参照表D49所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速N97R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际切削速度VND/1000669M/MIN。工序5钻扩铰MM孔510（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取105MM。PA2）进给量的确定由表521，选取该工步的每转进给量F020MM/R。3）切削速度的计算由表521，工件材料为HT200，切削速度V可取为20M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序钻头转速DN607R/MIN，参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N680R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000224M/MIN。2）锪钻工步1）刀具选择选用直柄锥面锪刀，D125MM。902）进给量的确定由表532，选取该工步的每转进给量F008MM/R。3）切削速度的计算由表532，切削速度V可取为15M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序锪钻转速N382R/MIN，参照D表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N392R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际锪削速度VND/1000154M/MIN。工序8钻攻螺纹M22155H（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取210MM。PA2）进给量的确定由表521，选取该工步的每转进给量F032MM/R。3）切削速度的计算由表522，工件材料为HT200，切削速度V可取为18M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序钻头转速DN227R/MIN，参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N272R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000179M/MIN。（2）攻螺纹工步1）背吃刀量的确定取10MM。PA2）进给量的确定选取该工步的每转进给量F15MM/R。3）切削速度的计算由表538，切削速度V可取为157M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序扩钻转速N238R/MIN，参照D表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N272R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际锪削速度VND/1000189M/MIN。工序10钻攻螺纹M121255H（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取105MM。PA2）进给量的确定由表521，选取该工步的每转进给量F020MM/R。3）切削速度的计算由表522，工件材料为HT200，切削速度V可取为121M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序钻头转速DN367R/MIN，参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N392R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000129M/MIN。（2）攻螺纹工步1）背吃刀量的确定取10MM。PA2）进给量的确定选取该工步的每转进给量F125MM/R。3）切削速度的计算由表538，切削速度V可取为121M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序扩钻转速N321R/MIN，参照D表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N392R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际锪削速度VND/1000147M/MIN。16时间定额的计算工序10钻攻螺纹M121255H161基本时间的计算1钻孔工步根据表541（钻削基本时间的计算），钻孔的基本时间可由下面公式计算TJL/FNL1L2L/FN式中L1（D/2）COTKR1263MML20,L14代入可得TJ2132S2丝攻工步根据表546（用丝攻螺纹基本时间的计算），攻孔的基本时间可由下面公式计算TJL1L2L/FNL1L2L/FN0I式中L1（13）PL20代入可得TJ122S162辅助时间的计算由公式TF015TJ计算钻孔工步的辅助时间TF3198S计算攻螺纹工步的辅助时间TF1830S2钻M121255H孔夹具设计21夹具设计任务经过和指导老师的协商，我决定做最后道工序钻M121255H孔钻用夹具，本夹具使用Z525钻床，刀具为HSS，底孔为105，在攻螺纹M121255H。22确定夹具的结构方案（1）确定定位元件选用圆锥销组合定位，圆锥销限制两个自由度，两块支撑板限制三个自由度，为防止出现过定位，定位板用削边销定位与工件接触限制一个自由度，从而实现正确定位。有上述分析可知，该定位方案合理、可行。（2）确定导向装置本工序要求对被加工孔依次进行钻、攻螺纹2个工步的加工，最终达到规定要求，故选用快换钻套作为作为刀具的导向元件。（3）确定夹紧机构由于本工序采用气动夹紧，符合制动化要求。23画夹具装备图24定位基准选择由零件图可知M12125孔对应。有同心度要求，这里主要023是以平台底面定位，圆锥销定芯。25定位误差分析刀具105麻花钻下钻出，且受力向下，夹具的主要定位元件两个支撑条，辅助定位尺寸为16MM凸台，圆锥销定芯，图纸要求不高，故用此方法即可达到精度要求，夹具设计主要是提高生产率，