机械制造专业毕业论文--泵体盖的机械加工工艺规程及M12-6H螺纹孔中的Ф10孔工艺装备设计.docx

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1、摘 要 在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等 冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象， 使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。 本次设计主要是进行盖体类零件的专用夹具的设计，是 对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩 展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。 根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作 用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面：确定生产类型， 综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选 择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加 工 10 孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最 终完成本次设

2、计。 Abstract The machine made in the machine processes, examining, assembling, welding with heat handle to wait cold and hot craft process in, use a great deal of tongs, in order to the gearing process object, making it occupy right position to promise the quality of spare parts and work piece. This

3、design is mainly the design of appropriation tongs which carries on covering body spare parts, is tally up the knowledge that we learn before and to the once expanding of the knowledge that we control.This text mainly sets out from the design both side of the specifying of craft rules distance and t

4、he tongs.According to the characteristics of spare parts, the function produced type and spare parts while concretely working choice the craft rules distance and tongs.In the craft rules distance aspect:Assurance produce a type, comprehensive consider its ccurate degree high, produce an efficiency i

5、s high, consume economy little etc. aspect, choose the superior project;Design aspect in the tongs, because of is cover body spare parts, process 10 bores, the choice drills a bed to process, considering many factors to draw up the superior project, end completion originally time design. 目 录 1 设计任务7

6、 2 零件的分析7 2.1 零件的作用7 2.2 零件的工艺分析7 3 确定毛坯的制造方法和毛坯的形状8 3.1 毛坯的种类8 3.2 毛坯的结构工艺8 3.3 毛坯选择的依据8 3.4 坯料尺寸公差与机械加工余量8 4 机械加工工艺规程设计9 4.1 基准的选择9 4.2 零件表面加工方法9 4.3 制定工艺路线10 5 加工 67 孔的专用机床夹具设计11 5.1 设计要求11 5.2 制定工艺路线12 5.3 定位元件的选择12 5.4 夹具设计的有关计算13 5.5 夹具结构设计及操作简要说明15 6 方案综合评价与结论15 7 本次课程设计体会与展望16 参考文献17 1.设计任务

7、分析泵体盖的技术要求，并绘制零件图。加工此零件为大批大量 生产,考虑综合因素设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。 设计零件机械加工工艺装备,绘制机床专用夹具组装图. 2.零件的分析 2.1零件的作用 题目所给定的零件是泵体盖，属于盖体类零件，它和其他零件一 起装配,形成泵的一个密封腔体结构用来储存、输送分配物质。工作 中，零件内表面要受到介质的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求， 零件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。 2.2零件的工艺分析 泵体的功能是通过介质的分配、传递动力使其工作.所以对密封 性能要求较高。由于泵体盖是组成泵的主要元件，该零件的几组平面 有表面

8、粗糙度和位置度要求。泵体盖有三组加工表面,现分述如下: 1).A 向的加工表面 这一组加工表面包括：A 平面和 M12-6H 螺纹孔，A 平面的表面粗 糙度是 12.5,由半径为 10 的半圆与 C 平面相接而组成的小平面。 2).B 向的加工表面 这一组加工表面包括：B 平面的表面粗糙度为 6.3,99;67 靠近表面处需要进行锪平处理成 613 的孔. 3).C 向的加工表面 这一组加工表面包括：C 平面和 25 的孔，C 平面表面粗糙度 为 6.3，68;25 的水平中心线比 C 平面的水平中心线高 1mm。 4）.D 向加工 67 孔，靠近表面处需要进行锪平处理成 612 的孔. 经过

9、对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基 准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保 证它们的位置精度。 3.确定毛坯的制造方法和毛坯的形状 零件材料是 HT150。零件年产量是大批大量生产,而且零件加工的 轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔 不铸出。 3.1 毛坯的种类 由技术要求可知该零件是铸件，且已知是大批量生产，参考机床 夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型铸造的经济精度 最好。 3.2 毛坯的结构工艺 结构符合各种毛坯制造方法和工艺要求，避免因结构不良造成的

10、 毛坯缺陷，使制造工艺简单、操作方便。 3.3 毛坯选择的依据 根据零件图可知，该零件为铸件，且尺寸不大，受力很小，根据 机械设计基础可查得材料选 HT150 即可满足强度要求。 3.4 坯料尺寸公差与机械加工余量的确定 材料为 HT150，大批量生产，以此确定尺寸公差与加工余量。 根据机械制造技术课程设计指导书： 求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长 99mm，厚 7mm， 宽 98mm，所以最大轮廓尺寸为 99mm。 选取公差等级 CT 由表 2-1，铸造方法按机器铸造型、铸件材 料按灰铸铁得公差等级范围 8 到 10 级，取 9 级。 求铸件尺寸公差，由表 2-3 查得：2.2mm

11、。 求机械加工余量等级，由表 5-5 取 F 级。 求机械加工余量，由表 5-4 查得最大 99mm 的机械 F 级机加工余 量得 RMA=1mm。 求毛坯基本尺寸 B 面属于单侧加工，应由公式 2-1 表示即： R=F+2RMA+CT/2=10.1mm C 面也属于单侧加工，同理：R=F+2RMA+CT/2=101.1mm. 4.机械加工工艺规程设计 4.1 基准的选择 定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确 与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。 粗基准的选择 因为泵体盖为盖体类零件，参照“保证相互位置要求原则”的粗 基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这

12、些不加工表面作为 粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对 精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以泵体 盖下端面既有凸起部分的那端作为粗基准. 精基准的选择 精基准的选择应主要考虑基准重合问题。当设计基准与定位基准 不重合时，应改进行尺寸计算。本图中的设计基准与定位 基准重合。 4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有圆、内孔、端面等，材料为 HT150.参考机械 制造设计手册其加工方法选择如下： 1）B 平面：经济精度等级为 IT9，表面粗糙度为 6.3, 采用粗 车半精车的加工方法。 2）C 平面：经济精度等级为 IT9，表面粗糙度为 6.3，

13、采用粗车 半精车的加工方法。 3）.A 平面: 经济精度等级为 IT12，表面粗糙度为 12.5，采用 粗车的加工方法。 4）.25 的孔：经济精度等级为 IT12，表面粗糙度为 12.5， 采用钻的加工方法。 5）67 均布/锪平 12 的孔: 经济精度等级为 IT10，表面 粗糙度为 12.5 ，采用的加工方法为钻扩。 6）M12-6H 螺纹孔：经济精度等级为 IT12，表面粗糙度为 12.5 ， 采用钻，攻螺纹的加工方法。 4.3 制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位 置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经 确定为大批生产的条件下，

14、可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并 尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低 生产成本。 工序 粗车 99 的平面 B 工序 粗车 68 的平面 C 工序 粗车侧端面 A 工序 半精车 99 的平面 B 工序 半精车 68 的平面 C 工序 钻 25mm 的孔。 工序 钻扩 67 的孔 工序 钻 M10 光孔 工序 攻螺纹孔 M12-6H。 工序 刻字刻线。 工序 镀铬 工序 检测入库。 1.工序 粗车 99 的平面 B 选择刀具 选用 93 偏头端面车刀，参照机械制造设计手册车床选用 C365L 转塔式车床，中心高度 210mm。选择车刀几何形状，前刀面形状为平 面带倒

15、棱型，前角=10，后角=8，主偏=93 ,副偏角 k =10 ,刀 尖角圆弧半径 0.5，刃倾角=10 2.工序 粗车 68 的平面 C 选择刀具与粗车 99 的平面 B 同一把。 工序 粗车侧端面 A 选择刀具与粗车 99 的平面 B 同一把。 4.工序 半精车 99 的平面 B 选择刀具：与粗车左端面同一把。 5.工序 半精车 68 的平面 C 选择刀具：与粗车左端面同一把。 6.工序：钻 25mm 的孔。 由工艺手册选用高速钢锥柄标准花钻。 7.工序：钻扩 67 的孔 由工艺手册选用高速钢锥柄标准花钻。 8 工序 钻 M10 光孔 根据内孔表面粗糙度选择工艺，钻一次就可达到精度要求。选用

16、卧 式镗床，型号为 T618，主轴转速 800r/min，进给量 1.0mm/r 然后采 用攻螺纹的方法加工 M12-6H 螺纹孔。 工序 攻螺纹孔 M12-6H，在卧式镗床上加工即可，采用攻螺纹专用 刀具。 工序 刻字刻线 工序 镀铬 工序 检测入库。 5. 加工孔 67 的专用机床夹具设计 5.1 设计要求 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。本夹具采用 T618 卧式镗床。刀具为直柄麻花钻，材料为 钢，直径 10，对 M12 螺纹孔的光孔进行加工。加工到本道工序时， 零件的加工基本完成，其他的平面及孔都已经达到加工要求，因此可 以直接利用，用于定位和夹紧。

17、加工本道工序时，应考虑夹紧力的确 定。 为了提高加工效率，缩短夹紧时间，采用气动夹紧，夹紧装置选 择钩形压板联动机构。 5.2 制定工艺路线 加工 10 的孔，它的表面粗糙度值为 12.5，去除材料加工。只 要选用钻工艺就可以达到精度要求。 5.3 定位元件的选择 由零件图可以知道，10mm孔与零件中心孔轴线有尺寸要求，为 了使定位误差为零，选择与加工孔中心线相互垂直的两个7孔来定 位。在零件的加工表面99平面下端利用三个均布的平头支撑钉支 撑，即能有效地支撑工件，又方便加工屑的排除。通过查机床夹具 设 计 手 册 ， 选 择 支 撑 钉 的 型 号 为 A 型 支 撑 A8x4 ， 标 准

18、为 JB/T8029.2-1999。，定位件选用固定式定位销A型和削边销（B型固定 式定位销）。型号为A7f7x10,标准为JB/T8014.1-1999。两个定位销根 据零件上7孔来选择，采用间隙配合。 定位销如右图所 示： 支撑钉的形式如右图所示： 5.4 夹具设计的有关计算 1）定位误差计算 根据机床夹具设计手册可参考，本零件的定位属于平面定位。 根据下图及公式： D= DW（Y） d+ D d+ d1 D lmin DDd 2 1d11min222min D= arctan JW d+ d+ D+ d+ d+ D L 式中 式中 注： D第一定位孔与圆定位销间的最小间隙； 1min D

19、第二定位孔与削边销间的最小间隙； 2min D为转角误差 JW D 所得值为 0.034 两孔的误差值相同 D= d+ d+ D d1 lmin 查表，求得左面圆定位销之间的下偏差为 0.019mm 右面削边销的下偏差为 0.019mm， 上图左面孔的上偏差为 0.015 右面孔的上偏差也为 0.015 第一定位孔与圆销之间的最小间隙为 0 第二定位孔与圆销之间的最小间隙为 0 代入 DW（Y） DDd 2 1d11min222min 代入 D= arctan JW d+ d+ D+ d+ d+ D L 所得值为 0.0003953 可知，只要支撑钉不发生磨损，并且三个支撑钉正确地安装在夹具体

20、 上，本夹具的定位误差很小。因此，当三个支撑钉安装完候，统一磨 平，即可使定位误差为接近于零。 2）夹紧力计算： 刀具：7 mm 直柄麻花钻 参考 Z25140 机床技术参数表，取钻孔14H8 的进给量 f=0.3 mm/ r，参考有关资料得钻孔7 的 v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出转 速为： n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 按机床实际转速取 n=630 r /min，则实际切削速度为： Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 查有关资料得： Ff=9.8

21、1*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（Nm） 钻12 mm 的孔 Ff 和 M 如下： Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N M=9.81*0.021*12*0.30.8*1 Nm=11.32 Nm 由于切屑力与加紧力方向相同，可不做计算。其动力装置由两个小的 液压泵提供较小的力即可。 4)钻套的选择: 根据加工孔为 7, 查表选择 d=7 属于68,极限 偏差为 F7;D=12,极限偏差为 m6,k6，D1=22，D=18，H=12，h=10, h=4,r=16,m=7,t=0.008,配用螺钉为 JB/T 804

22、5.5-1999 M6。 5.5 夹具结构设计及操作简要说明 在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，使用钩形压板联 动机构,并利用气动装置传动，这样就可以大大减少消耗的时间,提高 效率。装夹工件时，由定位销定位，再由钩形压板夹紧夹紧零件,随 着联动杆的左右移动，工件夹紧和放松，便于装卸工件。本工序由于 是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，必须增大气缸直径。这将使 夹具过于庞大。因此，必须尽量减小切削力，可以通过提高毛坯铸造 精度和提高气缸压缩空气的工作压力。 此外，钩形压板的作用点应于支撑钉的中心重合，使受力均匀， 防止工件变形。 6. 方案综合评价与结论 22 01 12 本夹具加工过程

23、稳定,经济方面也大大减少了开支,生产效率也 提高了很多，因此本方案适合大批量生产。 .24 3.5 7. 本次课程设计体会与展望 本次课程设计是一次综合性设计，它不仅测试了我们所学的知识 是否扎实，而且还为我们接下来的毕业设计做好了铺垫。 通过这次课程设计，我所学的知识得到了巩固，充分发挥了我们 个人的潜力。在这次设计过程中，虽然遇到过很多的困难，但是我们 经过小组讨论以及老师的细心教导，使我们一次次地突破困难，最终 圆满的完成了设计。 对于接下来的毕业设计，因为有了这次积累的经验，我相信我一 定可以圆满地完成。 参考文献 1现代制造工艺设计方法段明扬主编 2007.1 广西师范大学出版社 2

24、现代机械制造工艺设计实训教程 段明扬 2007.1 广西师范大学出版社 3机械制造工艺设计简明手册李益民主编 1999.10 机械工业出版社 4机床夹具设计手册王光斗等主编 2000.11 上海科学技术出版社 5金属机械加工工艺人员手册 上海科技出版社 6机床夹具设计余光国等主编 重庆大学出版社 7机械制造技术基础课程设计指南崇凯主编 化学工业出版社 8机械加工工艺装备张普礼主编 东南大学出版社 9机械加工工艺装备手册陈心昭主编 1998.6 机械工艺出版社 10机械图学李凤平等主编 2003.9 东北大学出版社 11机械设计基础 冷兴聚等主编 2003.3 东北大学出版社 12机床夹具设计手册（软件版） 机械工业出版社 13机械加工工艺手册（软件版） 机械工业出版社