泵体机加工工艺及其夹具设计【含CAD图纸、说明书、三维模型】
压缩包内含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q 197216396 或 11970985 毕 业 设 计(论 文) 设计(论文)题目: 泵体机加工工艺及其夹具设计 学生姓名: 压缩包内含CAD图纸和三维建模及说明书,咨询Q 197216396 或 11970985一种泵体的加工工艺及专用夹具设计摘 要本次毕业设计课题是关于泵体总体工艺设计和其中一道工序的专用夹具设计。通过查阅各种相关书籍,分析壳体的结构及其功能。在对零件作工艺分析后,拟订两套工艺途径,经过分析、比较,选取此中一个更合理的加工工艺路线进行批量生产;并制订工艺规程的步骤,确定毛胚并且拟定工艺路线,确定各工序的工艺设备和辅助工具,确定各工序的加工余量并计算出工序尺寸及公差,最后确定切削用量及切削时间,填写工艺卡片和工序卡片。在制定机械加工工艺的基础上,设计出其中一道工序的专用夹具。依据零件的布局特性,选用一面两孔的定位方式及螺旋压板的夹紧方式。最后,绘制出夹具装配图及夹具零件图。关键词:加工工艺;工序;定位;夹紧;钻床夹具A Design About the Processing Technology of the pump body and the Special JigAbstractThis graduation project is about the overall process design of oil pump shell and the special fixture design of the process. Through access to various related books, analysis of the structure and function of the shell. After of parts for process analysis, draw up two sets of process route, through the analysis and comparison, select this in a more reasonable process route and batch production; And formulate process planning steps, determine moppet and develop process, determine the process of process equipment and auxiliary tools, determine the machining allowance for each process and calculate the process dimension and tolerance, finally determine the amount of cutting and cutting time. Fill in the process card and process card. On the basis of the development of mechanical processing technology, the design of a process of drilling jig. According to the characteristics of the parts of the layout, the use of a two hole positioning mode and the clamping way of the spiral plate. Finally, draw the assembly drawing and parts of the drilling jig.Key words: processing technology; process; positioning; clamping; drilling fixtureII 目录目 录 摘要 . IAbstract . II绪论 . 1 第1章 泵体加工工艺规程设计 .3 1.1 分析零件图 . 3 1.2 确定毛坯类型 . 3 1.3 机械加工工艺规程设计 . 5 1.4 选择机床和工艺设备 . 7 1.5 机械加工余量、毛坯尺寸的确定 . 10 1.6 确定切削用量和时间定额 . 10 第2章专用夹具设计 . 23 2.1 设计任务 . 23 2.2 设计方法和步骤 . 23 2.3 夹紧装置的设计 . 23 2.4 定位误差分析. 24 2.5 夹具体的确定 . 25 2.6 绘制夹具装配图 . 26 2.7 确定夹具的技术要求和公差配合 . 28 第3章夹具建模 . 29 3.1 夹具体造型 . 29 3.2 定位元件 . 29 3.3 夹紧元件 . 30 3.4 导向元件 . 32 3.5 其他元件 . 34 3.6 夹具装配图 . 34 III结论 . 36参考文献 . 37IV 绪论绪 论0.1零件的作用和相关介绍当今社会,泵广泛应用与各个行业中,泵的主要作用就是用来输送液体,也可输送液体和气体混合物。泵为动力原件,为机械提供所需要的动力,泵有很多种类型,据泵的工作原理,可将泵分为以下几类,如叶片式泵、容积式泵和其他类型泵,如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。在机械行业中最常见的泵是柱塞泵,而柱塞泵属于容积泵。0.2机床夹具概述夹具是一种重要的工艺装备,它可以分为很多种类,如机床夹具、装配夹具、检验夹具等,其中应用最广泛的是机床夹具。机床夹具可以按照使用特点分为通用夹具、专用夹具和组合夹具,其中,运用最广泛的是通用夹具,规格和尺寸差不多已经进行标准化,并且已经投入生产。而广泛用于批量生产,专门为某一工件或某一特定的一个或几个加工工序服务的夹具称为专用夹具,则需要各制造厂根据加工工序和加工工艺自行设计投入生产。因此,专用夹具的设计是一项重要的工作,每一个从事工装设计的人员,都必须掌握夹具设计的基础知识。0.3课题研究趋势及背景 机械加工工艺由一系列工序组合而成,是制造技术的灵魂。在生产过程中,采用各种加工方法,使生产对象的形状、相对位置和尺寸发生改变,使加工的工件成为成品或半成品的工艺过程,可以成为机械加工工艺过程。机床夹具是用来装夹工件的一种装置,保证工件的位置精度,不需要通过测量找正,该装备在生产中比较方便。工件装夹是比较简单,并不需要什么技术要求,因此,夹具占据着重要的地位。考虑到泵体加工质量和生产效率等,机械加工工艺安排及夹具的使用必须尽可能合理,能够很好地投入实际生产,所以该课题的研究内容有着深远的意义。0.4课题研究内容本次毕业设计主要研究泵的机械加工工艺过程和钻泵体22螺纹孔的专用夹具设计。通过比较两种加工工艺方法来选取最合理的方案,在确保产品质量的条件下,尽可能取得最佳的经济效益。本次夹具的设计,由于工件较小所以采用了装拆较为方便的螺旋夹紧机构。在钻模板上没有运用常见的翻转式,而是将其一次性固定在夹具体上,这样就避免了钻套位置的不准确,大大提高了夹具的精度。2 第1章泵体加工工艺规程设计第1章泵体加工工艺规程设计1.1 分析零件图1.1.1 零件的作用泵体零件图如图1-1所示,它是输油泵中的一个主要零件,是固定支撑泵体和外联,主要的作用就是加快泵体中油缸的工作速度,提升工作压力,保证燃油在低压油路中不断循环,并提供给喷油泵足够数量及一定工作压力的燃油。1.1.2 零件的工艺分析该泵体是壳体零件,各个孔的加工精度和表面粗糙度要求都比较简单。图11 零件图1.1.3零件的生产类型按照年生产纲领的大小和产品品种的多少,根据手册查得,该年产量属于大批生产。1.2确定毛坯类型1.2.1确定毛坯类型该泵体原料为 HT200灰铸铁,该泵体结构属于中等繁杂程度,满足大量生产,而且泵体的总体外轮廓尺寸不大,因此采用金属模铸造成型进行铸造,有利于提高加工质量和生产效率。1.2.2确定铸件及形状因为是大批量生产并且选用 HT200为工件材料,所以该零件采用金属模铸造成型的方法。由机械制造技术基础课程设计附录4.1得,铸件的尺寸公差等级为 79级,加工余量为F。我选择公差等级8级,加工余量为 F级。在机械制造技术基础课程设计附录4.3中选择铸件加工余量为2.2mm。毛坯图见图 12。根据零件图的表面粗糙度确定该零件需要加工的表面,有泵体顶面,泵体侧面,泵体底面。根据铸件尺寸及铸件公差等级查机械制造技术基础课程设计附录4.2,确定铸件各表面机械加工余量,输油泵壳体顶面加工余量为4.5,侧面机械加工余量为4.5,底面机械加工余量为3。图 12毛坯图1.3机械加工工艺规程设计1.3.1选择定位基准工艺规程设计中的重要工作之一就是选择基准。正确选择定位基准对零件表面位置要求和加工工序都有一定的影响。在夹具装夹时,夹具体结构还会受到定位基准的影响。因此,工艺问题一个很重要的问题就是选择定位基准。(1)粗基准面的选择。粗基准为零件起始粗加工所应用的基准,它是未加工的表面,粗基准选择原则在运用是会遇到矛盾,应该抓住主要矛盾,灵活运用,在满足主要要求的同时,尽可能兼顾其他要求。(2)精基准的选择。基准重合时精基准选择中主要存在的问题。基准重合时可以避免基准不重合时的误差。对于要加工柱塞式输油泵内经22的孔,采用三个7的孔做定位基准进行加工,符合精基准的选择原则。1.3.2拟定工艺过程制订工艺路线时,还要尽量提高生产效率并降低成本,在保证加工要求和确定生产纲领的情况下,尽可能考虑采用先进的工艺设备进行加工,并提高工序生产率。除此之外,还应考虑到成本和经济效果,保证个人的安全劳动条件。1.3.3选择机械加工工艺的顺序的方法零件各表面加工方法,对组织生产、加工精度和粗糙度有很大的影响,应根据加工顺序的安排和定位基准来决定。一般的原则为:(1) 先粗后精,粗精分开。(2) 先基准,后其他。(3)先主要,后次要。(4)先面后孔。表 11 泵体的加工工艺过程方案1方案2工序号工序内容定位基准工序号工序内容定位基准10铣16端面38上端面,24左端面10铣16端面38上端面,24左端面20铣38轴端面法兰盘底面,24左端面20铣38轴端面法兰盘底面,24左端面30铣24、28的槽孔法兰盘底面,24左端面30铣24、28的槽孔法兰盘底面,24左端面40铣28后端面法兰盘底面,24左端面40铣28后端面法兰盘底面,24左端面50铣24左端面法兰盘底面,28后端面50铣24左端面法兰盘底面,28后端面60车16、32轴38上端面,38表面60车16、32轴38上端面,38表面70车法兰侧面B38上端面,24左端面70车法兰侧面B和法兰R37外圆弧面及各轴段倒角38上端面,24左端面80加工3-7孔法兰盘底面,24左端面80加工3-7孔法兰盘底面,24左端面90加工两阀门孔 法兰盘底面,24左端面90加工两阀门孔 法兰盘底面,24左端面100钻、扩18的孔及螺纹孔法兰盘底面,24左端面100钻螺纹底孔法兰盘底面,24左端面110钻、扩22的孔法兰盘底面,24左端面110攻两阀门孔M16x1.5-6H的螺纹法兰盘底面,24左端面120钻螺纹底孔法兰盘底面,24左端面120钻、扩22的孔法兰盘底面,24左端面130攻丝M27X1.5-6H的孔及锪沉孔 法兰盘底面,24左端面130钻、扩18的孔及螺纹孔法兰盘底面,24左端面140攻丝M14X1.5-6H的孔及锪沉孔 法兰盘底面,28后端面140攻丝M27X1.5-6H的孔及锪沉孔 法兰盘底面,24左端面150攻两阀门孔M16x1.5-6H的螺纹法兰盘底面,24左端面150攻丝M14X1.5-6H的孔及锪沉孔 法兰盘底面,28后端面160去毛刺160去毛刺170检验170检验方案论证:两种方案都基本遵循了机械加工的基本原则,两种方案的区别主要在于工序 100以后,方案相对于而言工序比较集中。方案中体现了工序集中的原则,把相同类型的加工安排在同一台机床上加工,提高了生产效率,方案更合理一些。1.4选择机床和工艺设备1.4.1选择机床考虑到工件的加工要求,要尽可能选择通用机床进行加工,减少经济成本。基本情况如表 12机床的选择所示。表12 泵体加工设备选择工序号所用机床10X5012立式铣床20X5012立式铣床30X5012立式铣床40X5012立式铣床50X5012立式铣床60数控CK613270数控CK613280组合钻床SYY2990组合钻床SYY29100组合钻床SYY29110组合钻床SYY29120组合钻床SYY29130立式钻床Z525140立式钻床Z525150立式钻床Z5251.4.2选择夹具为保证加工质量,提高生产效率,减少劳动的强度,所以大批量生产时通常使用高效的专用夹具进行生产。1.4.3选择刀具连系各个加工表面的特点和加工方式,综合考虑,选用如表 13所示的刀具。表13 泵体的加工时刀具的选择工序号刀具10镶齿套式面铣刀20镶齿套式面铣刀30莫氏锥柄T型槽铣刀40镶齿套式面铣刀50镶齿套式面铣刀60外圆车刀70端面车刀80扩孔钻、饺刀90扩孔钻、饺刀100扩孔钻、饺刀110扩孔钻、饺刀120扩孔钻、饺刀130直柄麻花钻,机用丝锥,锥形锪钻140直柄麻花钻,机用丝锥,锥形锪钻150机用丝锥1.4.4选择量具为了使工件达到尺寸和形状上的要求,结合各工序尺寸精度的要求,应当选用不同的量具对零件进行检测,如表 14所示。表14 泵体的加工时量具的选择工序号量具10游标卡尺20游标卡尺30游标卡尺,内径千分尺40游标卡尺50游标卡尺60游标卡尺70游标卡尺80游标卡尺,内径千分尺90游标卡尺,内径千分尺100游标卡尺,内径千分尺110游标卡尺,内径千分尺120游标卡尺,内径千分尺130内径千分尺,内螺纹千分尺140内径千分尺,内螺纹千分尺150内径千分尺,内螺纹千分尺1.5机械加工余量、毛坯尺寸的确定1.5.1机械加工余量该零件的材料为HT200灰铸铁,年产量是168000件,满足大量生产的水平。1.外轮廓沿轴线方向长度方向的加工余量及公差查简明机械加工工艺手册表2.22.5,端面长度余量均为2铣削加工余量为:粗铣 4mm精铣 1mm2. 内孔查工艺手册表2.22.5,铸成孔长度上加工余量为3mm。工序尺寸加工余量:钻孔 2mm铰孔 0.2-0.3mm扩孔 2.0-2.5mm3.其他尺寸直接铸造得到由于毛坯及和加工时都存在些许误差,因此上述选择的加工余量只是一个估算值量。实际上,加工余量有最大及最小之分。在一般的情况下,加工某表面的最终尺寸可以直接根据零件图的要求来确定。而其它工序尺寸是根据零件图来决定,通过尺寸链计算加工余量,即采用由后往前推的方法,由零件图的尺寸,直到计算到毛胚尺寸。由此可知,若某表面经过次加工,则其工序尺寸为: 因此,在确定了加工余量后,即可根据设计尺寸推算出各工序加工尺寸,这些只适用比较简单的工序的确定,确定较复杂的工序尺寸需进行尺寸链的换算。1.6确定切削用量和时间定额1.6.1工序10(铣16端面)切削用量及基本时间的确定(1)刀具的选择刀具:硬质合金套式立铣刀。根据金属切削与刀具实用技术表3-10,选取刀具直径D=40mm。刀具长度L=32mm,孔径d=16mm,齿数z=6。(2) 铣削用量1)确定铣削深度ap因为加工余量较小,故选择ap=4mm,一次走刀即可完成。2)确定每齿进给量af 采用对称端铣,以提高进给量提高加工效率。根据金属切削与刀具实用技术表4-22,选取进给量范围: af=0.050.15mm/z故选择:fz=0.10mm/z。3)确定刀具磨钝标准 根据金属切削与刀具实用技术表1-24,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm;4)计算切削速度vc和每分钟进给量vf切削速度计算公式为:将以上数据代入公式:确定机床主轴转速: 每分钟进给量为:f=f(z)zn=1.3mm(3)计算基本工时则T = 0.47min1.6.2工序 20(铣38轴端面)切削用量及基本时间的确定刀具:高速钢套式立铣刀;机床:X5012立式铣床;(1)切削用量根据金属切削与刀具实用技术表1-10,进给量为:取0.6mm/r参考有关手册,确定,采用高速钢套式立铣刀,选取,则:取n(w)=300r/min,故实际切削速度: 当时,工作台进给速度:取为180mm/min(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 0.18min1.6.3工序30(铣24、28的槽孔)切削用量及基本时间的确定刀具:莫氏锥柄T型槽铣刀,该刀具切削稳定不容易震刀机床:X5012立式铣床;(1)切削用量根据金属切削与刀具实用技术表1-24。根据加工孔的直径,选取刀具d=18mm,L=82mm,l=8mm,d2=8mm,齿数z=6。进给量为0.03-0.05mm/z,取0.04mm/r则:取n(s)=350r/min,故实际切削速度: 当时,工作台进给速度:取为80mm/min(2)基本时间本工序切削时间为:则T总 = 0.45min1.6.4工序40(铣28后端面)切削用量及基本时间的确定刀具:镶齿套式端铣刀机床:X5012立式铣床;(1)切削用量确定铣削底面时的切削用量。查机械设计指南5103,选择铣刀直径 D=100 mm,宽度 L=40 mm,齿数 z=10。定背吃刀量 a加工余量为 3.1 mm,可以一次走刀切除,故 a =3.1 mm。确定进给量 f查机械设计指南5144,由铣床功率5,工艺系统刚性为中等,镶齿铣刀加工铸铁,得进给量f(z)=0.150.30mm/r(mm/r),现取f(z) =0.20mm/z,所以 f =2 mm/z。定切削速度由于刀具不变所以切削速度不变v=19.35m/min查机械设计指南572取主轴转速 n =130 r/min,计算出v =40.82 m/min。最后确定的切削用量为:a (p)=3.1 mm,f=2mm/r,n=130 r/min,v=40.82 m/min(2)基本时间本工序切削时间为: 则T = 0.98 min1.6.5工序50(铣24左端面)切削用量及基本时间的确定刀具:高速钢套式立铣刀;机床:X5012立式铣床;(1)切削用量根据金属切削与刀具实用技术表1-10,进给量为:取0.6mm/r参考有关手册,确定,采用高速钢套式立铣刀,选取,则:取n(w)=300r/min,故实际切削速度: 当时,工作台进给速度:取为180mm/min(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 0.18min1.6.6工序60(车16、32轴)切削用量及基本时间的确定刀具:端面车刀机床:机床为数控CK6132。(1)切削用量确定车削时的切削用量。查金属切削与刀具实用技术表2-44,选择车刀刀杆尺寸为16x25,进给量为0.4-0.5mm/r。定背吃刀量 ap加工余量为 3.1 mm,可以一次走刀切除,故 ap =4 mm。确定进给量 f查金属切削与刀具实用技术表2-47,取切削速度为v=0.28-0.45m/s,进给量f(z)=0.4 mm/r。定切削速度查金属切削与刀具实用技术表,取车床转速为63r/min(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 0.98 min1.6.7工序70(车法兰侧面B)切削用量及基本时间的确定刀具:端面车刀机床:机床为数控CK6132。(1)切削用量确定车削时的切削用量。查金属切削与刀具实用技术表2-44,选择车刀刀杆尺寸为16x25,进给量为0.8-1.2mm/r。定背吃刀量 ap加工余量为 3.1 mm,可以一次走刀切除,故 ap =4 mm。确定进给量 f查金属切削与刀具实用技术表2-47,取切削速度为v=0.28-0.45m/s,进给量f(z)=1 mm/r。定切削速度查金属切削与刀具实用技术表,取车床转速为63r/min(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 1.03min1.6.8工序80(加工3-7孔)切削用量及基本时间的确定刀具:标准高速钢麻花钻机床:Z535立式钻床。(1)切削用量工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为7mm,表面粗糙度。机床Z535立式钻床,钻7孔标准高速钢麻花钻。选择各工序切削用量。1)确定进给量 查得进给量f=0.1-0.18mm/r,切削速度v=10-18m/min,取f=0.15mm/r。 机械加工工艺师手册表28-15,由插入法得:,由机械加工工艺师手册表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 0.86min1.6.9工序90(钻、精铰两阀门孔)切削用量及基本时间的确定刀具:标准高速钢扩孔钻机床:Z535立式钻床 工件材料为HT200,硬度200HBS。孔的直径为16mm,表面粗糙度。机床为Z535立式钻床,扩16孔,采用标准高速钢扩孔钻扩。(1)切削用量根据组合机床设计简明手册表6-13可查出进给量f=0.2-0.25mm/r,切削速度v=10-18m/min,取f=0.15mm/r。确定切削速度查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:(2)基本时间本工序切削时间为:则T = 1.21min精铰:此道工序为精铰。已知原料为 HT200灰口铸铁;加工该工序时所选用的机床为立式钻床 Z535。选用硬质合金直柄机用铰刀。确定背吃刀量a(p)由于孔径深度为 9mm,故 a(p)=9 mm。确定进给量 f查组合机床设计简明手册表614,查出f=0.81.5mm/r。选择 f=1.2 mm/r。确定切削速度查组合机床设计简明手册表614,得 v=26 m/min。选择 v=5 m/min。故主轴转速为:本工序切削时间为:则T = 0.08min所以总T = 1.29 min 1.6.10工序100(钻螺纹底孔)切削用量及基本时间的确定刀具:标准高速钢麻花钻机床:Z535立式钻床工件材料为HT200,硬度200HBS。表面粗糙度。机床为Z535立式钻床,刀具为8的麻花钻。 (1)确定切削用量可查出进给量f=0.1-0.18mm/r,切削速度v=10-18m/min,取f=0.15mm/r。(2)确定切削速度 查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:本工序切削时间为:则T = 0.93min1.6.11工序110(钻、扩22的孔)切削用量及基本时间的确定刀具:锥柄扩孔钻机床:Z535立式钻床(1)切削用量此道工序为扩孔。已知原料为HT200灰口铸铁;机床为Z535立式钻床。确定扩 22 mm切削用量,选取高速钢的直柄扩孔钻。定背吃刀量 ap 由于孔径深 22 mm,故 a (p) = 22 mm,一次走刀切除余量。确定进给量 f查机械设计指南中5128,结合直柄扩孔钻直径查得进给量 f=1.11.3 mm/r,由机械设计指南表 566选择 f=1.22 mm/r。(2)确定切削速度 查Z535机床说明书,取。实际切削速度为:本工序切削时间为:则T = 0.93min1.6.12 工序120(钻、扩18的孔及螺纹孔)切削用量及基本时间的确定扩孔:刀具:高速钢直柄扩孔钻机床:Z535立式钻床(1)切削用量此道工序为扩孔。已知原料为HT200灰口铸铁;机床为Z535立式钻床。确定扩 18 mm切削用量,选取高速钢的直柄扩孔钻。定背吃刀量 ap 由于孔径深 22 mm,故 a (p) = 22 mm,一次走刀切除余量。确定进给量 f查机械设计指南中5128,结合直柄扩孔钻直径查得进给量 f=1.11.3 mm/r,由机械设计指南表 566选择 f=1.22 mm/r。确定切削速度查机械设计指南表5121查得切削速度为 v =40 m/min。故主轴转速为: 最后确定的切削用量为:ap=22 mm,(2)基本时间查机械设计指南中 226算出该工步所用基本工时,则T(j)= 0.08 min精铰:刀具:硬质合金直柄机用铰刀机床:Z535立式钻床(1)切削用量此道工序为精铰。已知原料为 HT200灰口铸铁;加工该工序时所选用的机床为立式钻床 Z535。选用硬质合金直柄机用铰刀。确定背吃刀量a(p)由于孔径深度为 22mm,故 a(p)=22 mm。确定进给量 f查机械设计指南中5129,在硬质合金一栏中查出 f=0.91.4mm/r。查机械设计指南中 566选择 f=1.22 mm/r。确定切削速度查机械设计指南中 5136,在铸铁一栏中查出 v=1015 m/min。选择 v=12 m/min。故主轴转速为:(2)基本时间查机械设计指南中 226算出该工序所用的基本工时,算出基本时间:式中,l(1)=22 mm,l (2) =2.08 mm,l =13 mm,f=1.22 mm/r,n =140 r/min则T = 0.22 min所以总T = 0.3 min1.6.13 工序130(攻丝M27X1.5-6H的孔及锪沉孔 )切削用量及基本时间的确定刀具:米制锥螺纹丝锥ZM27,P=2mm机床:Z525立式钻床攻丝:切削用量选为:,机床主轴转速为:,计算切削基本工时:锪孔:(1)切削用量此道工序为锪孔。已知原料为 HT200灰口铸铁;机床为专用立式钻床 Z535。选用带可换导柱直柄锥面锪钻32x18。确定背吃刀量 ap锪孔深度 1.5mm,可以一次走刀切除,故 a(p)=1.5 mm。确定进给量 f查金属切削与刀具实用技术中325,得锪孔时的进给量 f=0.130.18 mm/r,切削速度v=3743 m/min,选取 f=0.15 mm/r,选取 v =40 m/min。故主轴转速为:2)基本时间本工序切削时间为:则总加工时间T = 0.69min1.6.14 工序140(攻丝M14X1.5-6H的孔 )切削用量及基本时间的确定机床:Z525立式钻床刀具:螺纹丝锥M14,P=2mm(1)切削用量切削用量选为:,机床主轴转速为:(2)基本时间本工序切削时间为: 工序切削时间T=0.02min1.6.15工序150(攻两阀门孔M16x1.5-6H的螺纹及锪沉孔)切削用量及基本时间的确定机床:Z525立式钻床刀具:螺纹丝锥M16,P=1.5mm攻丝:切削用量选为:,机床主轴转速为: 本工序切削时间为:锪孔:(1)切削用量此道工序为锪孔。已知原料为 HT200灰口铸铁;机床为专用立式钻床 Z535。选用带可换导柱直柄锥面锪钻21x11。确定背吃刀量 ap锪孔深度 1mm,可以一次走刀切除,故 a(p)=1mm。确定进给量 f查金属切削与刀具实用技术中325,得锪孔时的进给量 f=0.130.18 mm/r,切削速度v=3743 m/min,选取 f=0.15 mm/r,选取 v =40 m/min。故主轴转速为:(2)基本时间本工序切削时间为:则总加工时间T = 0.24min23 第2章专用夹具设计第2章专用夹具设计2.1 设计任务为了达到高效生产的要求,降低工人的工作量,提高生产效率和质量,要求设计出高效专用夹具。经过指导老师与我共同探讨,最后决定设计第 110道工序扩22孔的专用夹具。刀具为扩孔钻。2.2设计方法和步骤2.2.1夹具类型的确定由于此次钻孔是对单孔进行钻削,所以采用的是钻床专用夹具中的装配式钻模。2.2.2定位装置的设计由零件图可知,22孔的粗糙度要求不高。加工该孔决定采用一面三孔的定位方式来限制 6个自由度,一面是指泵体底面,三孔是指法兰侧面B上的3个7孔。2.3夹紧装置的设计2.3.1切削力及夹紧力计算(1)计算钻孔时的切削力 刀具:锥柄扩孔钻,。实际切削时,夹具所受到的主要是与工作台垂直的表面的切削力查切削手册表2.3可知,故切削力 其中:,与加工方法和材料有关,取0.94;与刀具刃磨形状有关,取1.33;与刀具磨钝标准有关,取1.0,则: 查机械制造工艺设计手册中 3.410得转矩=0.206,=2,=0.8查机械加工工艺手册中 3.411得修正系数 =1.0已知切屑条件为:钻头直径 =20mm,进给量 f =0.2mm/r。故求得转矩 M =22.74N m计算夹紧力设计出一套夹紧装置不仅要考虑工件加工的精度和表面粗糙度,也要考虑加工的时间,因此其在夹具设计中占有重要的地位。此次的夹紧机构,采用的是螺旋夹紧机构。该夹紧机构构造简易、加工容易,并且其自锁性能很好,夹紧力和夹紧路程较大,是应用最广泛的一种夹紧机构。该夹紧方案为螺旋手动夹紧。根据平衡条件,整理得:式中: 为夹紧力; 为螺纹中径; 为摩擦角; 为预紧力;带入数据=1.76KN.经计算故夹紧方案合理。采用夹紧螺栓左右移动来达到所需的夹紧即可安全工作.2.4定位误差分析定位误差主要是由定位基准与工序基准不重合和基准发生位移时引起的。该工件以法兰盘上三个7的孔作为定位基准,工件通过三个固定式定位销作为定位元件,安装到定位销上。主要的问题就是准确地将工件安装到定位销上,保证安装精度。(1)钻套主要的作用是引导或定位刀具完成切削任务,提高零件的加工精度。(2)计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。钻套外径与衬套孔的最大间隙为:衬套外径与钻模板孔的最大间隙为:则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为:0.5mm。2.5夹具体的确定在设计夹具时,还应考虑到生产效率。因此,该设计采用可拆卸装置。拆卸时,旋动夹紧手柄,实现工件的快换。画出夹具体如图2-1所示。图2-1夹具体2.6绘制夹具装配图综合上述的设计内容,最终画出装配图,夹具装配图如图2-2所示。图2-2夹具装配图2.7确定夹具的技术要求和公差配合2.7.1技术要求在钻床上加工孔时,其尺寸精度和位置精度是通过钻套的精度和钻套与衬套间的位置精度来保证的。查金属切削机床夹具设计手册得,基本技术要求有:1.钻套孔中心线对夹具体底面垂直度公差0.05 mm;2.夹具体上下表面的平行度公差为0.05 mm;3.固定式定位销对夹具体底面的垂直度公差为0.05 mm。2.7.2公差配合关于装配尺寸的确定,是由机械设计指南中 3-15查得:固定式定柱销与夹具体之间的配合是过盈配合。根据表 3-16查得:钻套与衬套之间的配合是间隙配合;衬套与钻模板之间的配合是过盈配合。38 第3章夹具建模第3章夹具建模3.1夹具体造型夹具体是夹具中最主要的基础元件,将各种元件,机构,装置安装在夹具体上,还要便于装卸工件,方便固定在机床上。夹具体外形由很多要素决定,如工件的尺寸和加工机床的类型,而且在加工零件时,夹具还要受到很多方向的不同的力,如承受夹紧力、切削力以及其他类型的冲击,因此夹具体必须具有一定的韧性。本次设计用 Pro/ENGINEER绘制三维图,先用拉伸命令进入草绘界面,然后用命令绘制草图,用命令进行尺寸测量,再用命令打孔,用命令对夹具进行倒圆角。通过这些方法画出夹具体如图 31所示。图3-1夹具体3.2定位元件3.2.1固定式定位销先用拉伸命令进入草绘界面,用命令画出定位销的圆,再进行拉伸,用自动倒圆角命令对各边进行自动倒角,倒角为 1 mm;画出3-2如图所示的固定式定位销。图3-2固定式定位销3.3夹紧元件3.3.1压块用拉伸命令进入草绘界面,用命令画出压块草图,最后进行拉伸。通过这些命令画出如图3-3所示的压块。图3-3压块3.3.2 活动V形块用拉伸命令进入草绘界面,然后进行拉伸,完成V形块的基本结构。最后通过螺旋扫描命令画出M16的螺纹,画出如图3-4所示的活动V形块。图3-4活动V形块3.3.3夹紧手柄用拉伸命令进入草绘界面,然后进行拉伸,再用拉伸画出夹紧手柄1的孔,最后通过组装命令将零件组装在一起,组装图如图3-5所示。图3-5夹紧手柄3.4导向元件3.4.1钻模板根据夹具体零件图画出草图,然后用命令进行拉伸 15 mm,然后再用命令进行打孔,最后用自动倒圆角命令倒圆角。如图3-6所示图3-6钻模板3.4.2衬套用拉伸命令进入草绘界面,画出一个圆环,然后进行拉伸,最后进行倒角,通过这些命令画出如图3-7所示的衬套。图3-7衬套3.4.3固定式钻套用命令进入草绘界面,画出钻套的外形轮廓,再用拉伸命令进入草绘,画出内孔,进行拉伸去除材料,再用倒角命令对钻套各边进行倒角。通过这些绘图方法画出如图3-8所示的固定式钻套。图3-8固定式定位销3.4.4钻套螺钉用旋转命令进入草绘界面,用拉伸画出各直径不同的圆柱,用用螺旋扫描命令,进行螺纹绘制,最后用倒角命令对其进行倒角。通过这些方法画出如图3-9所示的钻套螺钉。图3-9钻套螺钉3.5其他元件3.5.1泵体零件图用拉伸命令进入草绘界面,画出泵体的外部形状,再用旋转和镜像命令,画出泵体其他结构,用螺旋扫描命令对零件其余部分进行螺纹加工,最后用倒角命令对泵体个部位进行倒角。通过这些方法画出如图3-10所示的零件图。图3-10泵体零件图3.6夹具装配图夹具装配图如图3-11所示。图3-11夹具装配图 结论结 论本次毕业设计,主要对是针对一种泵体,设计其加工工艺及其专用夹具。在加工工艺部分中,需要确定整个加工工艺规程进行设计选出一种较为合理的加工路线,然后需要确定每个工序的具体加工内容以及所用到的各种工艺装备,最后确定每个工序的切削用量以及需要加工的基本工时。设计专用夹具时,首先确定如何定位工件,限制工件的6个自由度,然后选择用什么元件进行定位,夹紧时,采用了手动夹紧机构,该装置广泛运用在实际生产中,该机构简单容易,可以方便拆卸。最后验算切削力和夹紧力是否符合要求。本次毕业设计当中,由于缺少这方面的设计的经验,设计中有一些考虑不周全的方面以及一些选用的错误,如果没有老师的指导,完成设计任务还有一定的困难。指导老师对我们进行细心的指导,每个阶段的任务都督促我们完成,使我们能够按时完成毕业系统里的任务,当面指导在设计过程中不足的地方,指出了CAD图中存在的问题,我对指导老师表示感谢!在这次毕业设计中,我基本上完成了设计任务书中的要求,图也已经完成,在设计中肯定还有考虑不周的地方。其次感谢大学四年所有的老师,为我们打下了专业知识基础,使毕业设计才能顺利地完成。 参考文献参考文献:1崇凯.机械设计指南M.北京:化学工业出版社,2006.2吉卫喜.机械制造技术M.北京:机械工业出版社,2011.3黄鹤汀.机械制造装备.第二版M.北京:机械工业出版社,2009.4关慧贞.机械制造装备设计.第三版M.北京:机械工业出版社,2009.5刘鸿文.材料力学.第四版M.北京:高等教育出版社,2010.6刘品.机械精度设计与检测基础.第六版M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出 版社,20097许福玲.液压与气压传动.第三版M.北京:机械工业出版社,2007.8南京市机械研究所金属切削机床夹具图册.下册M.南京:机械工业出 版社,1984.9何爱华.不规则零件的夹具设计J.现代制造工程,2007,(5);12-1510刘战强.先进切削加工技术综述J.工具技术,2003,37(5):3-611 机械设计手册编委会机械设计手册单行本滑动轴承M北京: 机械工业出版社,200712王大康,卢颂峰机械设计课程设计M北京:北京工业大学出版社200056-9913濮良贵,纪名刚机械设计M北京:高等教育出版社2001312-31614陈立德机械设计基础M北京:高等教育出版社200815陈立德机械制造技术基础M北京:高等教育出版社2008
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