柱塞泵體的加工工藝規(guī)程及夾具設計

畢業(yè)設計說明書柱塞泵體的工藝規(guī)程及夾具設計系名： 專業(yè)班級： 學生姓名： 學號: 指導教師姓名： 指導教師職稱： 20**年7月10日目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要、關鍵詞 1引言 2\o"CurrentDocument"第一章零件的分析 3\o"CurrentDocument"1.1零件的作用 -3\o"CurrentDocument"1.2零件的工藝分析 -4\o"CurrentDocument"第二章 確定毛坯、畫毛坯圖 .5\o"CurrentDocument"確定毛坯種類 -5\o"CurrentDocument"確定鑄件加工余量及形狀 -5\o"CurrentDocument"第三章工藝規(guī)程設計 7\o"CurrentDocument"3.1 選擇定位基準 -73.1.1精基準的選擇 7粗基準的選擇 8\o"CurrentDocument"制定工藝路線 8\o"CurrentDocument"選擇加工設備及刀、夾、量具 -9\o"CurrentDocument"3.4加工工序設計 9\o"CurrentDocument"第四章夾具設計 12\o"CurrentDocument"4.1銑夾具設計 124.1銑夾具設計 12結論 15\o"CurrentDocument"致謝 16參考文獻 17摘要：在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。關鍵詞：工序工藝工步加工余量定位方案夾緊力Abstract：Intheproductionprocesssothattheproductiontarget(ofrawmaterials,blank,orassemblyofparts,andsoon)thequalityandquantityofthestatedirecttheprocessofchangeiscalledprocess,suchasblankmanufacturing,machining,heattreatment,assembly,havecalledtheprocessProcess.Inthecourseofthedevelopmentprocess,itisnecessarytodeterminetheprocesstoinstalltheworkplaceandtheprocessneededfurtherwork,theprocessoftheprocessingmachinetoolsandlocomotivesofthefeedrate,cuttingdepth,cuttingspeedandspindlespeed,theprocessofthefixture,andcuttingtoolsMeasuring,andcuttingthenumberandlengthoftheknifeaway,thefinalcalculationofthebasicprocessesoftime,supporttimeandworktoservethetime.keywords：ProcessTechnologyStepAllowaneeOrientationProgramClampingforce畢業(yè)設計是學生在學校完成了大學三年的全部課程，并在進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)，也是學生在校學習階段的最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是完成工程師基本訓練的一個必不可少的過程。通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學知識獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。畢業(yè)設計是在畢業(yè)實習的基礎上進行的，根據自己的設計課題，在畢業(yè)實習期間認真調查研究、搜索資料。本次設計涉及到機床、工藝、工裝、夾具等機制專業(yè)的大部分專業(yè)知識，是一次全面、系統(tǒng)地檢驗自己在大學期間對專業(yè)知識的掌握情況。在整個設計過程中做到嚴謹、認真、一絲不茍的精神，盡量使自己的設計達到要求的較高水平。通過獨立地查找資料、分析計算完成方案設計，繪制圖紙和編寫技術文件等，使自己對機制專業(yè)有了更深刻的認識。本說明書是設計柱塞泵體零件加工工藝規(guī)程及裝備之用，是工作者在進行大量生產實習的基礎上，再和現場了解相結合，選用“機械制造工藝學”和“機床夾具設計”編寫而成。本書系統(tǒng)地介紹了柱塞泵體零件加工工藝過程以及其工藝裝備的選用、零件的功用及結構分析、加工余量、工序尺寸、公差、確定工時、切削余量、速度的計算選用、工件加工夾具的設計等，是一份較為全面的設計說明書。本次設計為期一個多月，承蒙學校領導和老師的關心和支持，特別是XXX老師的悉心指導，在此特表謝意！由于編者水平有限、經驗不足，再加成稿倉促，本書有許多不足之處，懇請老師指正。第一章零件的分析1.1零件的作用柱塞泵是依靠柱塞在其缸體內往復運動時密封工作腔的容積變化來實現吸油和壓油的。由于柱塞與缸體內孔均為圓柱表面，容易得到高精度的配合，所以這類泵的特點是泄露小，容積效率高，可以在高壓下工作。柱塞泵的工作原理：它是由斜盤、柱塞、缸體、配油盤等主要零件組成。斜盤和配油盤是不動的，傳動軸帶動缸體、柱塞一起轉動，柱塞靠機械裝置或低壓油作用下壓緊在斜盤上。當傳動軸旋轉時，柱塞在其自下而上回轉的半周內逐漸向外伸出，使缸體孔內密封工作腔容積不斷增加，產生局部真空，從而將油液經配油盤窗口向外壓出。缸體每轉一轉，每個柱塞往復運動一次，完成一次吸油和壓油動作。改變斜盤的傾角，可以改變柱塞往復行程的大小，因而也就改變了泵的排量。柱塞泵體的加工是柱塞泵加工過程中的主要環(huán)節(jié)，它的加工質量的好壞直接影響著柱塞泵的產品的性能和耐用性，從而提出零件的制造工藝方面的要求：加工精度和加工表面質量。前者包括了零件的尺寸精度、形狀精度和位置精度；后者包括了零件表面的粗糙度、波度、和物理、機械性能；設計結構應能夠加工。在工件上應有足夠的加工空間，以便刀具能夠接近加工部位，如留有必要的退刀槽和越程槽等；要能提高勞動生產率。如加工表面盡可能地安排在同一平面或同一軸線上，以便采取多刀或多件加工的高效生產方法。零件圖如圖所示

1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1)B面螺紋孔距A面距離47+o，IT10級-0.1⑵①20孔底面到A面距離6O+o，IT11級-0.2A面表面粗糙度為3.2C面表面粗糙度為3.2由上面分析可知，可以先加工各面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此泵體零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。第二章確定毛坯、畫毛坯圖2.1確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜,生產類型為大批生產，故選擇金屬型鑄造毛坯。2確定鑄件加工余量及形狀根據零件材料確定毛坯為鑄件，由參考文獻表可知其生產類型為大批量生產。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型，為成批量生產，應注意此柱塞泵體零件內部孔需鑄出，還應為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。毛坯最大外形尺寸：75X65X80mm。參考文獻1表2.3-6該種鑄件的尺寸公差等級CT8-13級，加工余量等級MA為G級,故取CT為10級，MA為G級。鑄件的分型面選擇通過B面孔中心線在A面的投影面。參考文獻［1］表12-2，用查表法確定個表面的總余量如表所示如下表：各加工表面總余量加工表面基本尺寸mm加工余量加工余量A面及其對面70H5C面及其對面63H5兩丄藝臺最大長度76H5屮30孔內表面屮30G2.5參考文獻［1］表12-4可得鑄件主要毛坯尺寸的公差.如下表：主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯、尺寸公差等級A面及其對7057511

C面及其對面6356811兩丄藝臺最大長度7648011屮30孔內表面屮302.5+2.5屮2510最終確定毛坯圖如下:第三章工藝規(guī)程設計1選擇定位基準正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準和輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經加工的表面作為定位基準（粗基準）。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準（精基準）。在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準把精基準面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準，用以定位。應從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結構特點、設計基準和技術要求的基礎上，根據粗、精基準的選擇原則，合理選擇定位基準。3.1.1精基準的選擇“基準重合”原則應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準，即“基準重合”的原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差?！盎鶞式y(tǒng)一”原則應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準，即“基準統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產生的誤差，并簡化夾具的設計制造工作?！盎榛鶞省痹瓌t當兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準，反復多次進行精加工。“自為基準”原則在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。此外，精基準的選擇還應便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結構。需要指出的是，上述四條選擇精基準的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準統(tǒng)一就不一定符合基準重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。結合此零件的特點精基準采用內孔定位。3.1.2粗基準的選擇若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選該表面為粗基準。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準確，裝夾可靠。粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復使用某一粗基準。結合此十字頭零件的粗基準采用各表面定位。3.2制定工藝路線根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序號工序內容鑄造時效010粗銑A面，半精銑A面020粗銑C面，半精銑C面030粗銑B面，半精銑B面040粗銑D面，半精銑D面050锪e20孔，深3060鉆B面工藝孔，e12.5，保證公差為js8070鉆A面孔并攻M33的螺紋080鉆D面孔并攻M14的螺紋090攻B面螺紋100鉆C面孔并攻2-M10的螺紋110檢驗120入庫3.3選擇加工設備及刀、夾、量具3.3.1選擇加工設備和工藝設備機床的選擇工序1、2、3、4采用X5028立式銑床即可工序5、6、7、8、9、10采用Z535立式鉆床及自動攻絲機選擇夾具該撥叉的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質合金車刀即可保證加工質量。在锪孔①20，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。鉆孔工序采用高速鋼麻花鉆。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。其他對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。3.4加工工序設計工序8：鉆①12.5的孔

工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2.5mm，表面粗糙度R3.2卩m。加a工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為①12.5mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量①確定進給量f 根據機械加工工藝手冊，表28-10可查出f=0.47?0.57mm/r，表查Z535立式鉆床說明書，取f二0.43mm/r。根據參考文獻［2］表28-8，鉆頭強度所允許是進給量f'>1.75mm/r。由于機床進給機構允許的軸向力F=15690N（由機床說明書查出），根據機械加工工藝手冊，表28-9,max允許的進給量f">1.8mm/r。由于所選進給量f遠小于f'及f"，故所選f可用。②確定切削速度v、軸向力F、轉矩T及切削功率②確定切削速度v、軸向力F、m由插入法得v二17m/v二17m/min，表F二4732N表T二51.69N?M，表P=1.25kWm表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。根據參考文獻［2］，由表28-3，k=0.88，k=0.75，故Mv Ivv'=17m/minx0.88x0.75=11.22(m/min)表1000v' 1000x11.22mm/min兀x12.5mmn=表= =285.7r/min兀x12.5mm兀d0查Z535機床說明書，取n=275r/min。實際切削速度為兀dn兀x12.5mmx275r/min1000v= 4= =10.8m/min10001000由機械加工工藝手冊，表28-5，k=k=1.06，故MFMTF二4732Nx1.06二5016(N)T二51.69N?mx1.06二54.8N?m③校驗機床功率 切削功率P為

P=P(n/n')km m表 MM=1.05kW機床有效功率P'=Pn=4.5kWx0.81=3.65kW>PEE m故選擇的鉆削用量可用。即d=12.5mm，f=0.43mm/r，n=270r/min，v=14m/min0相應地F=5016N，T=54.8N?m，P=1.05kWm切削工時被切削層長度l:l=16.5mm刀具切入長度l:1l=Dctgk+(1~2)= ctg120°+1=4.6mm12r2刀具切出長度l刀具切出長度l:l=1~4mm22取l=3mm2走刀次數為1機動時間打2：◎0.207minL16.5+機動時間打2：◎0.207minnf=0.43x270工步輔助時間為：1.76min第四章夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工此柱塞泵體零件時，需要設計專用夾具。根據任務要求中的設計內容，需要設計銑C面夾具。4.1銃夾具設計4.1.1問題的提出本夾具主要用來粗、精銑C面并達到表面粗造度3.2的要求。此工序夾具工序靠前在本道工序加工時，還是應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。4.1.2夾具的設計定位基準的選擇在進行銑加工工序時，采用V型塊來限制四個自由度，同時側面支承塊可限制二個自由度，到此完成定位基準選擇。銑削力與夾緊力計算本步加工可按銑削估算夾緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。軸向力F=CdMffyMk=420x0.0061-0x1.00.8x1.0=2.52NiF0 F扭矩M=CdzMfyMk=0.206x0.0062.0x1.00.8x1.0=7.416x10-6N?Mc M0 M由于扭矩很小，計算時可忽略。取系數S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為F'=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊,調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。4.2鉆夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設計專用夾具。根據任務要求中的設計內容，需要設計鉆孔夾具。4.1.1問題的提出本夾具是用來鉆①30的A面孔工序只是粗加工，因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度,而精度則不是主要問題.4.1.2夾具設計定位基準選擇在進行銑槽加工工序時，由于A面對面及B面，B面工藝孔已經加工。因此工件選擇①12.5的孔，面與A面對面作為定位基準。由一個長銷穿在①12.5的孔上，A對面有支承塊支承，可限制六個自由度?，F決定采用麻花鉆加工030的孔。4.1.3切削力及夾緊力計算本夾具是在鉆床上使用的，為了保證工件在加工工程中不產生振動，必須對底面施加一定的夾緊力。由計算公式F=FL/（dtg（a+屮'）/2+r'tg屮）js 0 1 2F—沿螺旋軸線作用的夾緊力jF—作用在六角螺母sL—作用力的力臂（mm）d—螺紋中徑（mm）0a—螺紋升角（°）屮一螺紋副的當量摩擦（°）1屮一螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的摩擦角（°）2r'—螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的當量摩擦半徑（°）根據參考文獻［6］其回歸方程為F=kTj ts其中F—螺栓夾緊力（N）；jk—力矩系數（cm-1）tT—作用在螺母上的力矩（N.cm）；sF=2000Nj根據參考文獻［1］,表2.4可查得：鉆削力計算公式為圓周分力Fz=9.81x3Oai.oao.65ao.83zd-o-83kpfE0Fz查表可得：d=30mm0a=0.05d=1.5mm a=0.06mm/zE fa=7mmp0k=1.2Fz代入得F=9.81x30x71.0x0.060.65x1.50.83x14x80-0.83x1.2z=462.53N查表可得鉆削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： F/F=0.3LzF/F=0.95F/F=0.54TOC\o"1-5"\h\zVz xz???F=0.3F=0.3x462.53=138.76NL zF=0.9F=0.95x462.53=439.4NV zF=0.53F=0.54x462.53=249.77Nx z故夾緊可靠。本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鉆、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。在論文工作中，得到了本院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學致謝在本次設計過程中，得到了XXX（畢業(yè)設計指導老師）的大力幫助。在這，首先向XXX表示最真摯的感謝！感謝他在百忙之中多次利用休息時間耐心的給予指導與幫助！與此同時，機械工程學院機制教研室的全體老師給予了我熱心的指導與幫助，在此一并向幫助過我的老師和朋友們表示最真摯的謝意！是你們的熱心幫