2022年泵体零件机械加工工艺规程及孔ΦH工艺装备设计方案.docx

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1、此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取 522192623序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教案环节；这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的理论学问，并结合生产实习中学到的实践学问，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计才能，为今后的毕业设计及将来从事的工作打下了良好的基础；由于所学的学问所限，考虑的不够全面，设计中仍有很多不足之处，期望各位老师多加指教，提出您珍贵的建议；1 零件的工艺分析及生产类型的确定1.1 零件的工艺分析通过对该零件图的重新

2、绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全；该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得；以下是泵体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度；1. 泵体底面的粗糙度为 12.5 m；左端面粗糙度为 3.2 m；右端面粗糙度为12.5 m；两侧的凸台表面粗超度 Ra12.5 m；底面两个 9 的通孔粗超度为 25 m，底面两个 20 深度为 2mm的孔粗超度为 12.5 m；2. 孔 60H7，粗糙度为 63.2 m，对于左端面的垂直度为 0.02 ；3. 孔 15H7，粗糙度为 3.2 m，对于 60H7 的同轴度为 0.02 ；依据各加工方法

3、的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采纳常规加工工艺均可以保证；1.2零件的生产类型零件的生产纲领：大批量生产；2 挑选毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1 挑选毛坯该零件材料为HT200，零件结构比较简洁，生产类型为大批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作牢靠，故采纳机器铸造成形，以提高生产效率；2.2 确定机械加工余量依据铸件的材料和铸造方法确定毛坯铸件典型的机械加工余量等级表，然后查取铸件的机械加工余量表得；左端面的单边余量在厚度方向为1.4mm，右端面的单边余量在厚度方向为1.4mm；底面的加工余量为1.4mm；两侧凸台的单边加

4、工余量为 1.4mm； 60H7 的孔的单面余量查表得0.7mm；2.3 确定毛坯尺寸毛坯尺寸为零件的尺寸加上所查得的加工余量值；2.4 设计毛坯（ 1）确定圆角半径需要加工的和不需要加工的过度表面处圆角半径为R=2mm；其余的圆角半径为 R3 R5；（ 2）确定拔模斜度查表得：拔模斜度为 5（ 3）确定分模位置挑选在主视图中距左端面28mm处的平面为分模面；3 挑选加工方法，制定工艺路线3.1 定位基准的挑选粗基准的挑选：按基准的挑选原就，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；如零件有如干不加工表面时，就应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准；现以零件的左端面为主

5、要的定位粗基准；精基准的挑选：考虑要保证零件的加工精度 和装夹精确便利，依据“基准重合”原就和“基准统一”原就，挑选 60H7 孔为精基准；3.2 零件表面加工方法的挑选（ 1）泵体的底面表面粗糙度为Ra12.5 ，需进行粗铣；（ 2）泵体的右端面表面粗糙度为Ra12.5 ，需进行粗铣；（ 3）泵体两侧的凸台表面粗糙度为Ra12.5 ，需进行粗铣；（ 4） 60H7 的孔公差等级为IT7 ，内表面粗糙度为Ra3.2 ，由于改孔在铸造是已经铸出来了，所以需要先进行粗镗，再进行半精镗，可达到7 级精度；（ 5）泵体的左 端面表面粗糙度为 Ra3.2 ， 且要 与孔 60H7 的轴 线保证0.02的

6、垂直度，需先进行粗铣，再进行半精铣；（ 6 ） 15H7的孔公差等级为IT7 ，内表面粗糙度为Ra3.2 ，与孔 60H7 要满意0.02的同轴度，所以要以孔 60H7 为定位基准，需先钻，再粗铰， 然后进行精铰可达到要求；（ 7） 22 的孔表面粗糙度为 Ra12.5 ，只需锪钻就能达到要求；（ 8）底座上两个 9 的孔表面粗糙度为 Ra25 ，只需钻即可；（ 9）底座上两个 20 的孔表面粗糙度为 Ra12.5 ，需用平底锪钻；（ 10 ） 6 个 M6T14 的螺纹孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹；（ 11 ） 3 个 M4T10 的螺纹孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹；（ 12 ） 2 个 G1/8

7、的螺纹通孔先钻孔，再用丝锥攻螺纹；（ 13 ） 7的斜面表面粗超度为 Ra12.5 ，只需用车床粗车就可以；（ 14 ） 1X45 倒角表面粗超度为 Ra12.5 ，只需用车床粗车就可以；3.3 制定工艺路线工序 1：粗铣泵体底面工序 2：粗铣泵体的右端面工序 3：粗铣泵体两侧的凸台工序 4：粗镗 - 半精镗 60H7 的孔工序 5：粗铣 - 半精铣泵体的左端面 工序 6：钻 - 粗铰 - 精铰 15H7 的孔工序 7：钻 22 的孔工序 8：钻底座上两个 9 的孔工序 9：钻底座上两个 20 的孔工序 10 ：丝锥功 6 个 M6T14 的螺纹孔工序 11 ：丝锥功 3 个 M4T10 的螺

8、纹孔工序 12 ：丝锥功 2 个 G1/8 的螺纹通孔工序 13 ：车 7 的斜面工序 14 ：车 1X45 倒角工序 15 ：清洗；工序 16 ：终检；4 工序设计工序号设备工艺装备工序 1X62 卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具4.1 挑选加工设备与工艺装备工序 2X62 卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序 3X62 卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序 4X62 卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序 5镗床镗刀、内径千分尺、专用夹具工序 6Z525 组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具工序 7Z525 组合钻床平底锪钻、游标卡尺、专

9、用夹具工序 8Z525 组合钻床麻花钻、游标卡尺、专用夹具工序 9Z525 组合钻床带导柱直柄平底锪钻、游标卡尺、专用夹具工序 10Z525组合钻床麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具工序 11Z525组合钻床麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具工序 12Z525组合钻床麻花钻、机用丝锥、卡尺、专用夹具工序 13车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序 14车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序 15清洗机工序 16塞规、百分表、卡尺等4.2 确定工序尺寸（工序6）由 表 2-28可 查 得 ， 孔 15mm 的 精 铰 余 量Z精铰=0.05mm ； 粗 铰 余 量Z粗铰=0.1mm ，扩

10、孔钻的余量Z钻 =0.85mm ；查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰： IT7 ；粗铰： IT10 ；钻： IT12 ；依据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm ；粗铰： 0.058mm钻： 0.15mm；0综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 1500.015 mm；粗铰 : 14.9500. 058 ，钻孔： 14.85 0.15 mm.5 确定切削用量及基本时间（工序6 ）5.1 切削用量的运算（ 1）钻孔工步被吃刀量的确定取 ap=14.85mm ；进给量的确定由表 5-22 ，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r

11、；切削速度的运算由表 5-22 ，按工件材料为HT200 的条件选取，切削速度v 可取为 22m/min ；由公式 n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速n=467.09r/min, 参照表 4-9所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=n d/1000=25.67m/min.(2) 粗铰工步被吃刀量的确定取 ap=0.1mm；进给量的确定由表 5-31 ，选取该工步的每转进给量f=0.80mm/r； 切削 速 度 的计 算由 表 5-31 ， 切 削 速度 v可 取为 2m/min ； 由公 式n=1000v/

12、d 可求得该工序铰刀转速n=42.46 r/min,参照表 4-9所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度 v=n d/1000=4.57m/min.(3) 精铰工步被吃刀量的确定取 ap =0.05mm ；进给量的确定由表 5-31 ，选取该工步的每转进给量f=0.60mm/r；切削速度的运算由表 5-31 ，切削速度 v 可取为 6m/min ；由公式n=1000v/ d 可求得该工序铰刀转速n=127.4 r/min,参照表 4-9所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min.再将此转速代入公式，可

13、求出该工序的实际切削速度v=n d/1000=6.594m/min.5.2 基本时间 t m 的运算（ 1 ） 钻 孔 工 步根 据 表 5-41， 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式t j =L/fn=l+l1+l 2 /fn求得；式中l=38mm； l 2 =3mm； l 1 =D/2 cotkr+1 2=（ 14.85mm/2 ） cot54 +1mm=5.33mm； f= 0.3mm/r； n= 545r/min；将上述结果 代 入 公 式 ， 就 该 工 序 的 基 本 时 间 t j =38mm+1mm+5.33mm/0.3mm/r 545r/min=0.271min=16

14、.27s；（ 2）粗铰工步依据表 5-41 ，可由公式 t j =L/fn=l+l1 +l 2 /fn求得该工序的 基 本 时 间 ； l 1、 l 2由 表 按kr=15 、 ap =D-d/2=14.95mm- 14.85mm/2=0.05mm的 条 件 查 得l 1 =0.37mm ； l 2 =15mm ； 而 l=38mm ； f=0.80mm/r； n=97r/min.将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 就 该 工 序 基 本 时 间 t j =（ 38mm+0.37mm+15mm） / （ 0.80mm/r 97r/min） =0.69min=41.4s；（ 3）精铰工步依据

15、表 5-41 ，可由公式 t j =L/fn=l+l1 +l 2 /fn求得该工序的基 本时间； l 1 、 l 2 由表 按 kr=15 、 ap=D-d/2=15mm-14.95mm/2=0.025mm的条件查得 l 1 =0.19mm； l 2 =13mm；而 l=38mm ； f=0.6mm/r； n=140r/min.将上述结 果 代 入公 式 ， 就 该工 序基 本 时间 t j = （ 38mm+0.19mm+13mm） / （ 0.6mm/r140r/min） =0.61min=36.7s；5.3 帮助时间 t f 的运算帮助时间t f 与t j 之间的关系为t f =（ 0.

16、15 0.2 ）t j ，取t f =0.15t j ，就各工序的帮助时间分别为：工序 6 钻孔工步的帮助时间：工序 6 粗铰工步的帮助时间：工序 6 精铰工步的帮助时间：t f =0.15 16.27s=2.44s t f =0.15 41.4s=6.21st f =0.15 36.7s=5.5s5.4 其它时间的运算布置工作时间tb 是作业时间的2% 7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2% 4%， 这里都 取 3%， 就各 工序的其它时 间（tb + tx） 可按 关系式（ 3%+3%） （ t j+ t f）运算，分别是：工序 6 钻孔工步的其它时间：工序 6 粗铰工步的其它时间

17、：工序 6 精铰工步的其它时间：tb + tx =6%（ 16.27s+2.44s） =1.12s tb + tx =6%（ 41.4s+6.21s） =2.86s tb + tx =6%（ 36.7s+5.5s） =2.53s5.5 单件时间tdj的运算工序 6 的单件时间tdj为三个工步单件时间的和，其中钻孔工步tdj钻 =16.27s+2.44s+1.12s=19.83s粗铰工步精铰工步tdj 粗铰tdj 精铰=41.4s+6.21s+2.86s=50.47s=36.7s+5.5s+2.53s=44.73s所以工序 6 的单间时间tdj= tdj 钻 + tdj 粗铰+ tdj 精铰 =

18、19.83s+50.47s +44.73s=115.03s6 夹具设计6.1 定位方案工件以一端面和 60H7 孔为定位基准，采纳平面和短定位销组合定位方案，在定位平面及短定位销的圆柱面上定位，其中平面限制X 和 Y 方向的转动以及Z 方向的平移 3 个自由度，短圆柱销限制了X 和 Y 方向上的平移 2 个自由度，共限制了5 个自由度；定位误差的运算：由于定位基准与工序基准一样，所以基准不重合误差 b为0 ；由于定位销与泵体 60 孔的协作为H 7 ，所以定为基准孔与定位销间的最小间h7隙S为0 ；查公差数值表的IT7=0.03mm ；参考指导书表8-13 的运算公式得总的定位误差dw =TD

19、 + Td + S=0.03+0.03+0=0.06mm；6.2 夹紧机构依据生产纲领的要求，需要大批量生产，为了提高生产效率，故采纳液动夹紧方案；详细原理是采纳液压缸推动杠杆的一端，使杠杆的另一端压在工件的表面， 可依据对液压回路的设计来调整压紧力的大小，其压紧的主要作用是防止工件在钻孔过程中，切削力的作用下产生转动和震惊；其夹紧力的运算依据杠杆原理： F1*L1=F2*L2， F2 和 F3 是用力与反作用力的关系所以F3=F2, 就已知液压力，就可以求出压紧力；L1=76mm,L2=80mm；活塞底面有效面积为 256 m m2 ；设液压缸的入口压力为 390625Pa ；就液压力为 1

20、00N，压紧力为95N；6.3 导向装置采纳可换钻套作为导向装置，孔径为15mm；选用 JB/T 8045.2-1999，钻套高度 H=1 2.5 d, 这里取 H=36mm，排削间隙 h0.3 0.7d,这里取 h=10mm.6.4 夹具与机床连接元件在夹详细上的两侧设计座耳，用T 形螺栓固定；由于Z525 型立式钻床工作台槽宽 a=14H11 ，所以 T 形螺栓的直径 d 取 12 ，夹详细两侧座耳槽宽取14 ；6.5 夹详细由于被加工零件的孔有同轴度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时同轴度在 15 范畴内允差 0.02mm；夹具装配体三维成效图定位短销的三维成效图7、设计体会在这次设

21、计中，我明确设计目的，综合应用了所学专业学问, 培育了自主将理论与实际结合起来锤炼了自己分析实际问题、解决问题的才能，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺和工序支配的问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备；在本次课程设计中，我参考了很多文献，在猎取我所要的学问的同时又学到了很多其它方面的学问；由于这次设计全部的图纸都是用电脑绘制，因此，我的制图才能又有了肯定的提高，而且在设计的过程中，我运用了Pro/ENGINEER软件把我所设计的专用夹具的三维模型做了出来，并做了运动过程的仿真；然而设计过程中, 我也遇到了很多的困难, 显现过很多的错误 , 但是这并没有影响到我学习学问的积

22、极性；经 过这次课程设 计, 我对自己更有 了信心； 我相 信一切问题都 会有解 决的办法，同时通过这次设计为今后的毕业设计及将来从事的工作打下了良好的基础； 在本次课程设计过程中，我的指导老师张老师给了我很大的帮忙，在各个环节都赐予我理论的指导，在这里我要感谢我的指导老师；参考文献1 杨叔子 . 机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，20002 李云 . 机械制造及设备指导手册M.北京 : 机械工业出版社，1997.83 薛源顺 . 机床卡具设计M.北京：机械工业出版社，20004 崇凯 . 机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社，2006.125 周开勤 . 机械零件手册M.

23、高等训练出版社，19946 大连组合机床讨论所. 组合机床设计M.机械工业出版社，19787 邹青 . 机械制造技术基础课程设计指导教程M.机械工业出版社， 200.88 孟少农 . 机械加工工艺手册M.北京 : 机械工业出版社，1991.99 李庆寿 . 机床夹具设计M.北京：机械工业出版社，198410 于骏一 . 机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，200011 顾崇衡 . 机械制造工艺学M.陕西科学出版社，199512 赵家奇 . 机械制造工艺学课程设计指导书2 版M.北京 : 机械工业出版社， 2000.1013 陶崇德 . 葛鸿翰 . 机床夹具设计. 其次版 M.上海：上海科技技术出版社，198914 黄健求 . 机械制造技术基础.M.机械工业出版社，200515 哈尔滨工业高校. 机床夹具设计M.上海科学技术出版社，1990