K174-泵体零件的工艺规程及钻攻2-M10的工装夹具设计【含高清CAD图纸和文档全套】
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课程设计说明书题目:泵体零件的工艺规程及钻攻2-M10的工装夹具设计 学 生: 学 号: 专 业: 班 级: 指导老师:摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。泵体零件的工艺规程及钻攻2-M10的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 32.3制定工艺路线 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5确定切削用量及基本工时6三 夹具设计14钻攻2-M10的夹具设计143.1问题的提出143.2夹具设计143.3切削力及夹紧力计算143.4定位误差分析153.5夹紧误差163.6夹具设计及操作简要说明17总 结19致 谢20参考文献 21序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。泵体零件的工艺规程及铣45X100面、镗37.5孔和钻攻2-M10的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用泵体的作用,待查1.2 零件的工艺分析泵体有二组加工面他们有位置度要求。这二组加工面的分别为1:以37.5孔为基准的加工面,这个主要是50X100面和50X100面对应的面,2个10的锥孔、4-13孔2:以50X100面为基准的加工面,这组加工面包括: 2个1037.5孔,40孔,2-M10-H7。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用砂型铸造,采用机械翻砂造型,铸造精度为2级,能保证铸件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 毛坯的设计泵体零件材料为 HT200,硬度选用200HBS,毛坯重约1.5Kg。生产类型为成批生产,采用砂型铸造,机械翻砂造型,2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量,对毛坯初步设计如下: 1. 37.5mm的孔 因为孔只有37.5mm大,37.5孔的粗糙度为1.6需要粗镗,半精镗,精镗几道工序加工,查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm2. 泵体的45X100面该泵体的45X100面粗糙度是3.2,进行一需要进行粗铣,精铣,等加工才能满足光洁度要求。根据资料可知,选取加工余量等级为G,选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知,泵体的45X100面的单边余量为3mm,符合要求。根据上述原始资料及加工工艺,确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸,这样毛坯的尺寸就可以定下来了,毛坯的具体形状和尺寸见图“泵体”零件毛坯简图。2.3 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行。 粗基准的选择:对于零件的加工而言,粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出,泵体零件还算比较规则,所以粗基准容易选择。为了保证前后端面的位置精度的要求,选择泵体37.5孔作为作为粗基准,依照粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应该以这些不加工表面作为粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准)来选取。工件被放在夹具体,37.5端面顶住夹具体限制三个自由度;37.5限制两个自由度,一个支承钉限制一个自由度,实现完全定位。 对于精基准而言,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。 制定工艺路线制订工艺路线的出发点,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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来方案一工序:铸造工序:时效处理工序:铣45X100面工序:铣45X100面的对面工序:钻4-6.6孔,锪孔13孔,钻2-10锥孔配作工序:粗镗,半精镗,精镗37.5,40孔工序:钻2-M10-H7孔工序:检验方案二工序:铸造工序:时效处理工序:铣45X100面工序:铣45X100面的对面工序:粗镗,半精镗,精镗37.5,40孔工序:钻4-6.6孔,锪孔13孔,钻2-10锥孔配作工序:钻2-M10-H7孔工序:检验工艺方案一和方案二的区别在于方案一钻孔后再镗孔,钻了2-6.6孔后,镗37.540孔,这样可以利用2-6.6的孔作为定位基准,更好地保证了工件的加工精度,综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下工序:铸造工序:时效处理工序:铣45X100面工序:铣45X100面的对面工序:钻4-6.6孔,锪孔13孔,钻2-10锥孔配作工序:粗镗,半精镗,精镗37.5,40孔工序:钻2-M10-H7孔工序:检验2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定泵体零件材料为HT200,生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛坯。1、 泵体的上下和左右端面因为泵体的上下和左右端面没有精度要求,粗糙度要求也不高,其加工余量为3mm。3、泵体的孔毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间,参照参数文献,确定工艺尺寸余量为单边余量为3mm2.5 确定切削用量及基本工时工序:粗铣,精铣45X100面工步一:粗铣45X100面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金面铣刀,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为.工步二:精铣45X100面1) 切削深度 查机械加工工艺师手册表10-119,取=1mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119按机床行选取f=0.2mm/齿3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=190min/s. 即V=11.4m/min4) 确定机床主轴转速ns= 36.3r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。所以实际切削速度=当=37.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min)5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=min=1.25min工序:粗镗,半精镗,精镗37.5,40孔 工步一:粗镗37.5孔1加工条件加工要求:粗镗34.5孔,单侧加工余量Z=1.5mm。机床:选用T616金刚镗床和专用夹具。刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=1.5mm,故可在一次镗去全部余量,则=1.5mm(2)选择进给量根据【6】实用机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)表11-313,查得粗镗时,硬质合金刀头,加工材料铸铁:=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r选择则=183.7r/min 根据简明手册表4.2-204.2-61,选择,。(3)计算基本工时 根据公式,式中,当加工一个孔时l=100, L=(100+1.5+3)mm =104.5mm故有=min=0.668min工步二:半精镗34.5孔至36.5孔1加工条件 加工要求:半精镗34.5孔至36.5孔,单侧加工余量Z=1mm。 机床:选用T616金刚镗床和专用夹具。 刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=1mm, =1mm(2)选择进给量根据工艺手册表11-313,查得:半精镗时,硬质合金刀头,加工材料为铸铁: 选择则=240.36r/min 根据简明手册表4.2-20,选择 。(3)计算基本工时根据公式,式中,当加工一个孔时l=100,=1, L=(100+1+1)mm =102mm故有 =2.178min工步三:精镗36.5孔至37.5孔1加工条件 加工要求:精镗36.5孔至37.5孔,单侧加工余量Z=0.5mm。 机床:选用T616金刚镗床和专用夹具。 刀具:硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量(1)选择切削深度由于单侧加工余量Z=0.5mm,故可在一次镗去全部余量,则=0.5mm(2)选择进给量根据工艺手册表11-313,查得:精镗时,硬质合金刀头,加工材料为铸铁: 选择则=240.1r/min 根据简明手册表4.2-20,选择 。(3)计算基本工时根据公式,式中,当加工一个孔时l=100,=0.5, L=(100+0.5+1)mm =101.5mm故有 =2.009min工序:钻2-M10-H7孔钻底孔,攻螺纹M10-H7mm。工步一:钻底孔 选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时:工步二:攻螺纹M10-H7mm 选择M10mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 按机床选取 基本工时:总的工时:T=2t=0.10min三、 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。由指导老师的分配,决定设计工序:钻2-M10-H7孔的夹具设计钻攻2-M10-H7夹具设计3.1、问题提出本夹具主要用来钻螺纹底孔8.5孔,因为钻8.5孔,在本道工序加工时,主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、。3.2 定位基准的选择以2-6.6孔为定位基准,以45X100面为辅助基准。也就是经典的“一面两销”。3.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。根据加工要求和基准重合原则,则以底面和2个6.6孔定位,定位元件采用1面2销,定位孔和定位销的主要尺寸如图2定位孔中心距L及2定位销中心距l 所以L=158.36mmmm取L=158.36mmmm取圆柱销直径6.6H7菱形销的直径公差取IT7为0.09mm,得菱形销的直径为6.6 3.4切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由切削手册得:钻削力 式(5-2)钻削力矩 式(5-3)式中: 代入公式(5-2)和(5-3)得 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.5:定位误差分析2 一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 (式5-5)式中: 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入(式5-5)得: = = (2) 转角误差 (式5-6)式中: 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中: 则代入(式5-6)得:则: 3.6夹具设计及简要操作说明 本工件采用定位销和菱形销定位,用移动压板压紧,这样操作更加简单,迅速,特别适合打批量生产,总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求装配图附图如下夹具体附图如下总 结课程设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次课程设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次课程设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981年10月6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年第 22 页 共 21 页 附表 工序卡 西南科技大学应用型自学考试毕业设计产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体3铣 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号立式铣床X51夹具名称夹具编号心轴切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1粗铣45X100面硬质合金面铣刀60面铣刀,YG8游标卡尺0150mm0.027501.5mm141.32精铣45X100面硬质合金面铣刀60面铣刀,YG8801mm11.8更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体4铣 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号立式铣床X51夹具名称夹具编号心轴切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1粗铣45X100面的对面硬质合金面铣刀60面铣刀,YG8游标卡尺0150mm0.027501.5mm141.3更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体5钻 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号立式铣床Z525夹具名称夹具编号心轴切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1钻4-6.6孔麻花钻游标卡尺0150mm0.027501.5mm141.32锪孔4-13孔锪孔刀801mm11.83钻2-10锥孔配作麻花钻681.06.8更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体6铣 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号铣床X51夹具名称夹具编号一面两销切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1铣55端面端面铣刀游标卡尺0150mm0.022001.5mm183.7产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体7镗 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号镗床T616夹具名称夹具编号一面两销切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1粗镗37.5,40孔镗刀游标卡尺0150mm0.022001.5mm183.72半精镗37.5,40孔镗刀2501mm240.43精镗37.5,40孔镗刀2500.5mm240.1更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体8钻 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号钻床Z252夹具名称夹具编号一面两销切削液乳化液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1钻底孔麻花钻游标卡尺0150mm0.025454.25mm162攻螺纹M10-H7mm丝锥2720.75mm6.8更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页产品代号机械加工工序卡零(部)件代号零(部)件名称工序号工序名称200809200809-45泵体9检 材料名称材料牌号铸件HT200机床名称机床型号夹具名称夹具编号切削液备注安装时限制6个自由度工作台为定位面工步工作内容刀具量具主轴转速S(r/min)背吃刀量进给速度F(mm/min)1 检验至图纸要求2 入库更改标记数量文件号签字日期编制审核批准日期共1页第1页附表 工艺过程卡 西南科技大学应用型自学考试毕业设计产品代号机械加工工艺过程卡零(部)件代号部件名称备注零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛重/kg净重/kg每车件数泵体HT200铸件190230HBS37Kg1.5Kg1工 序 号工序名称及内容设备名称夹具刀具量具辅具切削液T单件工时负荷/%1铸造2时效处理3铣45X100面X51面铣刀卡尺4铣45X100面的对面 X51立铣刀卡尺5钻4-6.6孔,锪孔13孔,钻2-10锥孔配作Z252麻花钻,锪孔钻千分尺6铣55端面X51端面铣刀卡尺6粗镗,半精镗,精镗37.5,40孔T616镗刀卡尺7钻2-M10-H7孔Z252麻花钻,丝锥丝规8检验编制审核批准共 页第 页
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