机械制造技术课程设计-泵体加工工艺及铣平面夹具设计

全套图纸加扣3012250582 设计说明书题 目 泵体加工工艺及铣平面夹具设计学 生 系 别 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 目录第一章 绪论1第一章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第二章 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基准的选择32.2.1 粗基准的选择32.2.2 精基准的选择32.3 制定工艺路线32.3机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定52.4 确立切削用量及基本工时5第三章夹具设计153.1问题的提出153.2定位基准选择153.3切削力及夹紧力计算153.4定位误差分析163.5夹具设计及操作的简要说明16第四章 设计体会25参考文献26致谢26第一章 绪论机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。21全套图纸加扣3012250582第一章 零件的分析1.1 零件的作用 泵体是用来起支撑作用的构架,承受较大的力，也具有定位的作用，使零件之间保持正确的位置。1.2 零件的工艺分析泵体有几组加工表面，并有一定位置要求.其中尺寸要求较高的有：分述如下：1.以28孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：28孔及其倒角，尺寸144mm面相垂直的上下两平面,其中，主要加工表面为28孔。2.以尺寸125x125平面为中心的加工表面这一组加工表面包括：镗105孔,车34mm端平面成型，这些加工表面之间有着一定的位置要求.：由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。第二章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式“泵体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为200，硬度为HB100-220，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。2.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取工件前后侧平面作为粗基准。2.2.2 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工装卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。同时泵体应有足够的刚度，良好的结构工艺性、形状应力求匀称和美观。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，提高生产率、保证加工质量、减轻工人劳动强度。工艺路线方案一：工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3钻钻扩28孔4钻镗105孔5车车34mm端平面成型6铣铣125x125平面7铣铣60mm端平面8钳工去锐边毛剌9检检验2.工艺路线方案二工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3铣铣125x125平面4铣铣60mm端平面5车车34mm端平面成型6钻钻扩28孔7钻镗105孔8钳工去锐边毛剌9检检验工艺路线方案的比较与最终工艺路线方案如下： 两种工艺路线方案的工序是一样，只是加工顺序不一样。在第一个方案中，是铣平面工序放在后面，不够合理，而方案二侧是放在前面，符合先面后孔的加工原则，对于整个加工工艺路线看来,以上两种加工方案大致看来都是合理的.但是通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,最后选加工工艺路线方案二。2.3机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定泵体零件材料为200，硬度为HB100-220,生产类型为中批量，采用铸造毛坯。据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下图：2.4 确立切削用量及基本工时工序 热处理, 人工时效工序 铣125x125平面 零件材料：200 铸件 机床：铣床X62W粗铣125x125平面： 选择铣刀半径为25mm，齿数（见工艺手册表3.529） ，（切削表3.4和切削表3.9） （切削表3.7） 按机床选取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 铣床工作台进给量： 基本工时：精铣125x125平面：进行两次铣削，第一次，第二次 选用主轴为 实际切削速度： 工作台进给量： 基本工时：工序 铣60mm端平面粗铣60mm端平面选用铣床，型号为X62W 刀具选用：选用合金铣刀，刀杆尺寸为1、 切削用量的选择：查机械制造工艺设计手册表531可知，取相应的切削用量如下：切削深度 mm进给量mm/r切削速度m/s 2、 计算切削时间： 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.619 可知： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) 查表1.513，取 所以有: n/min min 因为是铣平面,所以:T= T 所以，总切削时间T=T+ Tmin精铣60mm端平面刀具：硬质的合金端面铣刀 机床齿数10铣削深度：每齿的进给量：据相关的机械加工工艺手册中的表26.70，取铣削速度：据相关的机械加工工艺手册中的表2.1.89，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：参照书籍机械加工工艺手册中的表2.3.81,机床刀具切入长度：机床刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序 钻扩28孔1加工条件材料为200,硬度为, (机械制造工艺设计简明手册)18工艺要求:孔径mm,粗糙度要求为Rz6.3.选用钻床型号为Z3025型钻床. (查机械制造工艺设计简明手册)表4.1-18和4.3-16主轴转速: 进给量: 2选择钻头： 查切削用量简明手册表2.7,选用高速钢麻花钻钻削,麻花钻直径为d=9mm.钻头几何形状为：双锥修磨横刃, 后角，二重刃长度mm,横刃长mm,弧面长度mm,棱带长度 3选择切削用量:1）决定进给量f：按加工要求决定进给量：根据（切削手册表2-7），因为材料为200, 硬度为, mm时，所以mm/r。 由于,所以mm/r。2)按钻头强度决定进给量:根据（切削手册表28）,材料为200,硬度为 dmm,钻头强度允许的进给量是 (或)mm/r从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为mm/r根据Z3025钻床说明书,选择mm/r，由于是加工孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故在孔即将钻穿的时候停止自动进给采用手动进给.机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力在进行比较来校验。由（切削手册表319）可以查出钻孔时的轴向力，轴向力F 轴向力的修正系数为 (或) ,故F.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力F远大于F,由于F F校验成功.故 mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:查（切削手册表319）,当dmm时,钻头后刀面最大磨损量mm.寿命min(2)决定切削速度:查（切削手册表219），由于材料是200，硬度是硬度为，进给量1mm/r, d=10mm,.所以取切削速度Vm/min查（切削手册）切削速度的修正系数为: 故m/min根据Z3025钻床的实际钻速,可以考虑选择n.这个转速基本与计算转相符合,对麻花钻,以及其他方面的影响会比较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率 根据（切削手册表123）,当/r, dmm时,MN.m . 扭矩的修正系数为 (或),故N.m根据（切削手册表329）,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P根据Z3025钻床说明书, 远大于.由于M ， ，故选择的切削用量可用，即mm/r, r/min,Vm/min.4.计算基本工时 (2-5)，入切量及超切量（查切削手册表1-25）mm。故 min因为是3个同直径的孔所以min扩28孔 扩孔：选用Z3025钻床及钻头，28孔根据切削用量简明手册表2.8，进给量；根据切削用量简明手册2.18，。所以，按机床要求，取故。切削公式， (2-14)工序：镗105孔从上知道零件材质是200，所以采用了硬质合金镗刀 。参照相差文献书籍选择的铣刀的基本形状,r=10，a=12，=45已知道铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm故机床选用618镗床。1.确定设备每齿进给量f参照相差文献书籍中知道，X62W的铣床它的功率为7.5kw，工艺加工性系统刚性比较中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 参照相差文献书籍，使用的铣刀刀齿后刀面的极限磨损量为1.5mm，镗刀直径d=105mm，设备耐用度T=180min。3.确定设备切削速度 参照相差文献书籍，依据机床设备铣刀直径d=60mm，这设备齿数z=10，铣削的宽度a=2.5mm，设备的铣削深度a=50mm，设备的耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 参照相差文献书籍X62W铣床主传动轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z3.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据618镗床设备说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此机床功率能满足要求。 工序 车34mm端平面成型粗车34mm端平面成型：深度的加工： ； 加工进给的量f：查参考书籍2的表6-68取，由车床使用说明书得： 加工时的实际速度V：查参考书籍2的表3-83得出： 车床主轴转速n：查车床使用的说明书选用： 加工实际的速度：加工的用时：查参考书籍2的表5.2-6知道： 公式当中：，写入公式1-8知道： 精车34mm端平面成型根据工序的加工要求，选用CA6140式的机床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用硬质合金的车刀。所选车刀的宽度。刀具的几何的参数查参考书籍7的表9.1-25选用：、。车115.6外圆深度的加工：刀具的耐用度：查参考书籍3的表9.6-9的表9.4-7取后刀面磨损的极限选取，使用年限。实际的加工的速度V：查参考书籍3的表9.3-11选择 车床主轴转速： 根据CA6140式车床加工的说明知： 加工实际速度：工作台60秒的进给量加工： 根据CA6140机床的使用的说明书得： 校验车床的机动的功率：由参考书籍3P5-107页3.5的式子： 其中， ，把上面的代入式（2-8）知道： 把、V算入1-3知：由于CA6140机床电机的功率为7.5KW，故加工车削用量能够满足加工。确定加工用时：由参考书籍2的表9.3-36加工的切削加工的时间得： 其中：，查参考书籍2的表9.2-37知，计入式2-5得： 工序 钳工工序 检验 第三章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，需要设计专用夹具。并设计工序铣125x125mm平面的夹具。本夹具将用于X62W铣床，刀具为高速钢铣刀。3.1问题的提出本夹具主要用来铣125x125mm平面，在加工时应保证面的位置度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。3.2定位基准选择 由零件图可知，相对于泵体中线有距离的要求，为使定位误差为零，应该选择泵体零件中线为定位基准保证该角度。此外，还应以端面为基准，从而保证面在泵体上的位置。3.3切削力及夹紧力计算 刀具：端面铣刀。由实际加工的经验可知,铣削时的主要切削力为铣刀的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表2.3，切削力计算公式为： 其中：，与加工材料有关,取；与刀具刃磨形状有关,取；与刀具磨钝标准有关,取1.0，则： 在铣端面只需要采用螺栓适当夹紧后本夹具即可安全工作. 3.4定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为型块定位，这个定位型块的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配外圆的尺寸与公差相同，（2）计算误差。计算定位板与工作台的平行度误差。定位板与夹具体的最大间隙为：夹具体的长度为25mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为： ，即。3.5夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了夹紧装置。拆卸时，松开夹紧螺母12扣，移动压紧螺栓，实现工件的快换。铣床夹具的装配图见附图第四章 设计体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.。此次设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、机械制造装备设计、公差配合与技术测量、机械设计、工程材料与热处理等课程的相关知识，同时还联系到了生产实习中的一些经验，应用到的知识广、全面。这次课程设计是一学期时间，在这一学期时间中使我对课程设计有了很深的体会。具体如下：培养了我查阅相关手册、标准、图表等技术资料的能力。2. 使我对以前所学的知识进行了一次巩固与复习。特别是在识图、手工绘图、计算机绘图、运算等方面使我有了更深的理解。3. 这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等。4. 培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识。5. 对自己独立思考能力和创新能力是更进一步的锻炼与提高。6. 再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。7. 此次课程设计是我的迎接即将走上的工作岗位的一次战前演习和打的一场准备战。参考文献1 王绍俊.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,1987 2 李洪.机械加工工艺手册 .北京:北京出版社,1989 3 哈尔滨工业大学.机床设计图册.上海:上海科学技术出版社,19794 哈尔滨工业大学.机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社,19845 唐金松.简明机械设计手册.上海:上海科学技术出版社,1987 6 刘朝儒 彭福荫.机械制图(第四版).北京:高等教育出版社,20017 孙桓 陈作模.机械原理(第六版).北京:高等教育出版社,2001 8 刘鸿文.材料力学(第四版).北京:高等教育出版社,2004 9 邱宣怀.机械设计(第四版).北京:高等教育出版社,1997 全套图纸加扣3012250582致谢在这几周的课程设计中，我首先要感谢我的指导老师xxx，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢曾经帮助过和教育过我的老师们，是你们严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，与无微不至、感人至深的人文关怀使我的大学生活不在感到孤立无助，使我在大学四年里学到了扎实的专业知识，使我的课程设计能够顺利的完成。最后祝愿母校的明天更加辉煌！培养出一批批有志、有德、博学的优秀社会人才。