K367-泵盖加工工艺及2套夹具设计【钻扩铰φ18H7孔+铣面】【CAD高清图纸和文档打包】
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四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页泵 盖第1页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称X51立式铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号铣夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)301铣A面(大端面)端铣刀游标卡尺89.53.00.2475编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页泵 盖第2页材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)401锪平4-18深2锪孔刀游标卡尺13.62.00.22752钻9孔麻花钻游标卡尺17.94.50.25475编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页 泵 盖第3页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称X51立式铣床专 用 工 艺 装 备名 称代 号铣夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)501铣宽24的槽麻花钻游标卡尺69.12.00.25275编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页 泵 盖第4页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)601钻2-8孔麻花钻游标卡尺17.64.00.25475编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页 泵 盖第5页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)701配作2-5孔麻花钻游标卡尺9.022.50.25575编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页 泵 盖第6页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)801钻孔至15麻花钻游标卡尺15.57.50.252752扩15孔至17.8扩孔钻游标卡尺4.21.40.57683铰19.8孔至20铰刀游标卡尺9.330.10.10198编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期四川大学锦城学院机械加工工序卡产品型号及规格图 号名 称工艺文件编号共 7 页 泵 盖第7页 材料牌号及名称毛坯外型尺寸HT150零件毛重零件净重硬 度1.4kg180-200HB设 备 型 号设 备 名 称Z525立式钻床专 用 工 艺 装 备名 称代 号钻夹具机动时间单件工时定额每台件数1技 术 等 级冷 却 液亚硝酸钠工序号工步号工 序 及 工 步 内 容刃 具量 检 具切 削 用 量代 号名 称代 号名称切削速度(米/分)切削深度(毫米)进给量(毫米/转)转速(转/分)901钻8孔麻花钻游标卡尺17.64.00.254752扩8孔至10.2扩孔钻游标卡尺2.1771.10.57683攻丝M12丝锥量规7.50.90.10272编 制校 对会 签复 制修改标记处 数文件号签 字日 期修改标记处 数文件号签 字日 期基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理摘要: 本文研究了注塑模具钢自动研磨与球面抛光加工工序的可能性,这种注塑模具钢PDS5的塑性曲面是在数控加工中心完成的。这项研究已经完成了磨削刀架的设计与制造。 最佳表面研磨参数是在钢铁PDS5 的加工中心测定的。对于PDS5注塑模具钢的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合:研磨材料的磨料为粉红氧化铝,进给量500毫米/分钟,磨削深度20微米,磨削转速为18000RPM。用优化的参数进行表面研磨,表面粗糙度Ra值可由大约1.60微米改善至0.35微米。 用球抛光工艺和参数优化抛光,可以进一步改善表面粗糙度Ra值从0.343微米至0.06微米左右。在模具内部曲面的测试部分,用最佳参数的表面研磨、抛光,曲面表面粗糙度就可以提高约2.15微米到0 0.07微米。关键词: 自动化表面处理,抛光,磨削加工,表面粗糙度,Taguchi方法 一、引言:塑胶工程材料由于其重要特点,如耐化学腐蚀性、低密度、易于制造,并已日渐取代金属部件在工业中广泛应用。 注塑成型对于塑料制品是一个重要工艺。注塑模具的表面质量是设计的本质要求,因为它直接影响了塑胶产品的外观和性能。 加工工艺如球面研磨、抛光常用于改善表面光洁度。研磨工具(轮子)的安装已广泛用于传统模具的制造产业。自动化表面研磨加工工具的几何模型将在1中介绍。自动化表面处理的球磨研磨工具将在2中得到示范和开发。 磨削速度, 磨削深度,进给速率和砂轮尺寸、研磨材料特性(如磨料粒度大小)是球形研磨工艺中主要的参数,如图1(球面研磨过程示意图)所示。注塑模具钢的球面研磨最优化参数目前尚未在文献得到确切的依据。 近年来 ,已经进行了一些研究,确定了球面抛光工艺的最优参数(图2) (球面抛光过程示意图)。 比如,人们发现, 用碳化钨球滚压的方法可以使工件表面的塑性变形减少,从而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲劳强度3,4,5,6。 抛光的工艺的过程是由加工中心 3,4和车床5,6共同完成的。对表面粗糙度有重大影响的抛光工艺主要参数,主要是球或滚子材料,抛光力, 进给速率,抛光速度,润滑、抛光率及其他因素等。注塑模具钢PDS5的表面抛光的参数优化,分别结合了油脂润滑剂,碳化钨球,抛光速度200毫米/分钟,抛光力300牛, 40微米的进给量7。采用最佳参数进行表面研磨和球面抛光的深度为2.5微米。 通过抛光工艺,表面粗糙度可以改善大致为40%至90%3-7。 此项目研究的目的是,发展注塑模具钢的球形研磨和球面抛光工序,这种注塑模具钢的曲面实在加工中心完成的。表面光洁度的球研磨与球抛光的自动化流程工序,如图3所示。 我们开始自行设计和制造的球面研磨工具及加工中心的对刀装置。利用田口正交法,确定了表面球研磨最佳参数。选择为田口L18型矩阵实验相应的四个因素和三个层次。 用最佳参数进行表面球研磨则适用于一个曲面表面光洁度要求较高的注塑模具。 为了改善表面粗糙, 利用最佳球面抛光工艺参数,再进行对表层打磨。图1.球状研磨过程的简图图2.球状抛光过程的简图 PDS试样的设计与制造选择最佳矩阵实验因子确定最佳参数实施实验分析并确定最佳因子进行表面抛光应用最佳参数加工曲面测量试样的表面粗糙度球研磨和抛光装置的设计与制造图3自动球面研磨与抛光工序的流程图二、球研磨的设计和对准装置:实施过程中可能出现的曲面的球研磨,研磨球的中心应和加工中心的Z轴相一致。 球面研磨工具的安装及调整装置的设计,如图4(球面研磨工具及其调整装置)所示。电动磨床展开了两个具有可调支撑螺丝的刀架。磨床中心正好与具有辅助作用的圆锥槽线配合。 拥有磨床的球接轨,当两个可调支撑螺丝被收紧时,其后的对准部件就可以拆除。研磨球中心坐标偏差约为5微米, 这是衡量一个数控坐标测量机性能的重要标准。 机床的机械振动力是被螺旋弹簧所吸收。球形研磨球和抛光工具的安装,如图5(a. 球面研磨工具的图片. b.球抛光工具的图片)所示。为使球面磨削加工和抛光加工的进行,主轴通过球锁机制而被锁定。 图4.球面研磨工具及其调整装置三 矩阵实验的规划3.1田口正交表:利用矩阵实验田口正交法,可以确定参数的有影响程度8. 为了配合上述球面研磨参数,该材料磨料的研磨球(直径10毫米),进给速率,研磨深度,在次研究中电气磨床被假定为四个因素(参数),指定为从A到D(见表1实验因素和水平)。三个层次(程度)的因素涵盖了不同的范围特征,并用了数字1、2、3标明。挑选三类磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化铝(Al2O3,WA),粉红氧化铝(Al2O3, PA)来研究. 这三个数值的大小取决于每个因素实验结果。选定L18型正交矩阵进行实验,进而研究四三级因素的球形研磨过程。3.2数据分析的界定: 工程设计问题,可以分为较小而好的类型,象征性最好类型,大而好类型,目标取向类型等8。 信噪比(S/N)的比值,常作为目标函数来优化产品或者工艺设计。 被加工面的表面粗糙度值经过适当地组合磨削参数,应小于原来的未加工表面。 因此,球面研磨过程属于工程问题中的小而好类型。这里的信噪比(S/N),按下列公式定义8: =10 log (平方等于质量特性)=10 log这里,y不同噪声条件下所观察的质量特性 n实验次数从每个L18型正交实验得到的信噪比(S/N)数据,经计算后,运用差异分析技术(变异)和歼比检验来测定每一个主要的因素 8。 优化小而好类型的工程问题问题更是尽量使最大而定。各级选择的最大化将对最终的因素有重大影响。 最优条件可视研磨球而待定。 图5.a. 球面研磨工具的图片. b.球抛光工具的图片 四、实验工作和结果: 这项研究使用的材料是PDS5工具钢(相当于艾西塑胶模具)9, 它常用于大型注塑模具产品在国内汽车零件领域和国内设备。 该材料的硬度约HRC33(HS46)9。 具体好处之一是, 由于其特殊的热处理前处理,模具可直接用于未经进一步加工工序而对这一材料进行加工。式样的设计和制造,应使它们可以安装在底盘,来测量相应的反力。 PDS5试样的加工完毕后,装在大底盘上在三坐标加工中心进行了铣削,这种加工中心是由杨*钢铁公司所生产(中压型三号),配备了FANUC-18M公司的数控控制器(0.99型)10。用hommelwerket4000设备来测量前机加工前表面的粗糙度,使其可达到1.6微米。 图6试验显示了球面磨削加工工艺的设置。 一个由Renishaw公司生产的视频触摸触发探头,安装在加工中心上,来测量和确定和原始式样的协调。 数控代码所需要的磨球路径由PowerMILL软件产。这些代码经过RS232串口界面,可以传送到装有控制器的数控加工中心上。图6.球面磨削加工工艺的设置完成了L18型矩阵实验后,表2 (PDS5试样光滑表层的粗糙度)总结了光滑表面的粗糙度RA值,计算了每一个L18型矩阵实验的信噪比(S/N),从而用于方程1。通过表2提供的各个数值,可以得到4中不同程度因子的平均信噪比(S/N),在图7中已用图表显示。图7.四种不同程度因子的平均信噪比表2.PDS5试样光滑表层的粗糙度表3.由因素水平(dB)的平均S/N比率 球面研磨工艺的目标,就是通过确定每一种因子的最佳优化程度值,来使试样光滑表层的表面粗糙度值达到最小。因为 log是一个减函数,我们应当使信噪比(S/N)达到最大。因此,我们能够确定每一种因子的最优程度使得的值达到最大。因此基于这个点阵式实验的最优转速应该是18000RPM,如表4(优化组合球面研磨参数)所示。表4.优化组合球面研磨参数 通过使用数据方差分析的技术和F比检验方法,进一步确定了每一种因子有什么主要的影响,从而确定了它们的影响程度(见表5信噪比和表面粗糙度)。F0.1,2,13的F比的比值是2.76,相当于10%的影响程度。(或者置信水平为90%)这个因子的自由度是2,自由度误差是13,根据F分布表11。如果F比值大于2.76,就可以认为对表面粗糙度有显著影响。结果,进给量和磨削深度都对表面粗糙度有显著影响。表5.信噪比和表面粗糙度为了观察使用最优磨削组合参数的重复性能,进行了5种不同类别的实验,如表6所示。获得被测试样的表面粗糙度值RA大约是0.35微米。使用球研磨组合参数,可使表面粗糙度提高了78%。使用球面抛光的优化参数,光滑表面进一步被抛光。经过球面抛光可获得粗糙度RA值为0.06微米的表面。被改善了的抛光表面,可以在30光学显微镜观察下进行观察,如图8.(未加工表面、光滑面和抛光面的测试样品的显微镜象(30)的比较)所示。经过抛光工艺,工件机加工前的表面粗糙度改善了近95%。图8.未加工表面、光滑面和抛光面的测试样品的显微镜象(30)的比较从田口矩阵实验获得的球面研磨优化参数,适用于曲面光滑的模具,从而改善表面的粗糙度。选择香水瓶为一个测试载体。对于被测物体的模具数控加工中心,由PowerMILL软件来模拟测试。经过精铣,通过使用从田口矩阵实验获得的球面研磨优化参数,模具表面进一步光滑。紧接着,使用打磨抛光的最佳参数,来对光滑曲面进行抛光工艺,进一步改善了被测物体的表面粗糙度。(见图 9)。模具内部的表面粗糙度用hommelwerket4000设备来测量。模具内部的表面粗糙度RA的平均值为2.15微米,光滑表面粗糙度RA的平均值为0.45微米,抛光表面粗糙度RA的平均值为0.07微米。被测物体的光滑表面的粗糙度改善了:(2.15-0.45)/2.15=79.1%,抛光表面的粗糙度改善了:(2.15-0.07)/2.15=96.7%。图9.改善后的粗糙度五、结论:在这项工作中,对注塑模具的曲面进行了自动球面研磨与球面抛光加工,并将其工艺最佳参数成功地运用到加工中心上。 设计和制造了球面研磨装置(及其对准组件)。通过实施田口L18型矩阵进行实验,确定了球面研磨的最佳参数。对于PDS5注塑模具钢的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合:材料的磨料为粉红氧化铝,进给量料500毫米/分钟,磨削深度20微米,转速为18000RPM。通过使用最佳球面研磨参数,试样的表面粗糙度RA值从约1.6微米提高到0.35微米。应用最优化表面磨削参数和最佳抛光参数,来加工模具的内部光滑曲面,可使模具内部的光滑表面改善79.1%,抛光表面改善96.7%。参考文献1. Chen CCA, Yan WS (2000) Geometric model of mounted grindingtools for automated surface nishing processes. In: Proceedings of the6th International Conference on Automation Technology, Taipei, May911, pp 43472. Chen CCA, Dufe NA, Liu WC (1997) A nishing model of sphericalgrinding tools for automated surface nishing systems. Int J Manuf SciProd 1(1):17263. Loh NH, Tam SC (1988) Effects of ball burnishing parameters onsurface nisha literature survey and discussion. Precis Eng 10(4):2152204. Loh NH, Tam SC, Miyazawa S (1991) Investigations on the sur-face roughness produced by ball burnishing. Int J Mach Tools Manuf31(1):75815. Yu X, Wang L (1999) Effect of various parameters on the surfaceroughness of an aluminum alloy burnished with a spherical surfacedpolycrystalline diamond tool. Int J Mach Tools Manuf 39:4594696. Klocke F, Liermann J (1996) Roller burnishing of hard turned surfaces.Int J Mach Tools Manuf 38(5):4194237. Shiou FJ, Chen CH (2003) Determination of optimal ball-burnishingparameters for plastic injection molding steel. Int J Adv Manuf Technol3:1771858. Phadke MS (1989) Quality engineering using robust design. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey9. Ta-Tung Company (1985) Technical handbook for the selection of plas-tic injection mold steel. Taiwan10. Yang Iron Works (1996) Technical handbook of MV-3A vertical ma-chining center. Taiwan11. Montgomery DC (1991) Design and analysis of experiments. Wiley,New York四川大学锦城学院工 艺 过 程 卡产品型号零(部)件图号共1 页产品名称零(部)件名称泵盖零件第1 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工 时名称、型号编号夹 具辅具刀、量具准终单件10配料铸造铸20热处理时效热30铣铣A面(大端面)金立式铣床X51K专用夹具端铣刀40钻锪平4-18深2,钻4-9孔金立式钻床Z525专用夹具麻花钻、锪刀50铣铣宽24的槽金立式铣床X51K专用夹具圆柱铣刀50钻钻2-8孔金立式钻床Z525专用夹具麻花钻60钻配作2-5孔金立式钻床Z525专用夹具麻花钻70钻、扩、铰钻、扩、铰18H7孔金立式钻床Z525专用夹具麻花钻、扩孔刀、铰刀80钻、扩、铰钻8孔、扩、攻M12-7H金立式钻床Z525专用夹具麻花钻、扩孔钻、丝锥90清洗去毛刺100验收110入库编 制审 核会 签标记处数更改文件号签 字日 期标 记处数更改文件号签 字日 期四川大学锦城学院本科毕业论文(设计)开题报告题 目 泵盖加工工艺及夹具设计 系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 年 级 指导教师 谢 驰 二一四 年 四 月 三十 日选题意义对于选择盖类零件的三维造型与加工工艺分析作为这次的题目,我觉得机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段,是企业进行生产准备,计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。然而工艺夹具又是制造系统的重要组成部分,不论是传统制造,还是现代制造系统,夹具都是十分重要的。因此,好的工艺夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生,要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握,为此我们要进行毕业设计,要自己动手进行思考问题,为社会主义现代化建设的发展贡献力量,也要从此迈出展现自己价值的第一步。国内外研究现状概述齿轮泵前泵盖和后泵盖一起将油泵整体进行封闭,保证油泵的密封性和内部环境的清洁,并对内部零件起到了支撑作用,同时,为解决齿轮泵的困油现象,通常在泵盖上开设对称的卸荷槽,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽,吸液侧采用锥形卸荷槽,排液侧为矩形卸荷槽,避免因为油困而引起的冲击和噪声,延长了元件的使用寿命,提高了工作效率。齿轮泵作为齿轮泵前泵盖的核心件,对于泵的研究也就是泵盖的研究重点,随着现代科学技术和国民经济生产的发展对泵的条件越来越特殊,对特殊泵的需求越来越多,发展特殊泵是泵类产品发展的一个主要趋势。近年来,为了提高齿轮泵的性能,国内外正在进行一些特殊齿形齿轮泵的研究,并已取得了一定的进展。但目前我国石化行业使用的高粘度齿轮泵多属于国外进口产品,为了研究开发适合我国石化生产条件的高粘度齿轮泵,对此类泵的进一步研究成为当前齿轮泵技术发展的一个重要课题。国外对特种齿轮泵及高参数聚合物输送用卤轮泵进行了大量的研究开发工作。美国、瑞士、德国、日本等国家先后开发出了各自的系列产品,特种齿轮泵以美国Viking内啮合齿轮泵和日本大晃株式会社的外啮合齿轮泵比较著名。开发新的齿轮泵产品,以提高齿轮泵的性能,更好的满足啮合和输送介质的要求,也是促进齿轮泵的发展、满足现代工业的需要。而我国特殊齿形齿轮泵转子的型线设计原则、啮合特性的分析、制造加工技术等还没有建立较为完善的理论体系。所以这些方面的研究对提高我国齿轮泵设计制造水平具有重要意义。 主要研究内容主要是运用所学知识以及相关标准规范手册,图册及相关技术资料的运用对齿轮泵前泵盖进行工艺设计分析计算,并利用相应的计算机辅助技术对齿轮泵前泵盖进行三维造型。拟采用的研究思路(方法、技术路线、可行性论证等)根据题目所给图形的的外形要求和数据,主要是对齿轮泵前泵盖造型三维的设计,工艺规程的流程分析路线选择,工艺卡片的制定,加工夹具的设计。 夹具结构草图如下: 工艺制造所用方法:1.确定毛坯的制造形式、2.基面的选择、3.制定工艺路线、4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定、5.确定切削用量及基本工时研究工作安排及进度1.毕业论文(设计)动员工作,指导教师向学生宣布有关毕业论文(设计)工作要求,并向学生下达课题任务书。2013.07.052.资料查阅(资料查阅要有2-3篇外文文献,10篇以上中文文献)、社会调查等,开展毕业论文(设计)开题工作。提交文献综述报告报告。2013.09.103.完成外文资料翻译、论文(设计)提纲工作,并组织期中检查,提交外文资料翻译。2013.09.174.组织开题报告会,提交开题报告书。2013.10.085.完成论文(设计)2/3工作量,提交中期进度报告2013.10.226.完成初稿并提交指导教师审阅。2013.10.30参考文献目录1.甘学辉聚合物齿轮泵特性理论研究及数值模拟D:博士学位论文郑州机械研究所,2002.2.Keiichi OoNISHIShimacloid齿轮泵J,岛津评论,1968,25(4).3.孟继安等内啮合摆线齿轮泵齿廓特征参数化设计探讨M化工机械,1990(3):145150.4.机械工业部科学技术委员会,中国齿轮专业协会编J中国齿轮产品目录北京:机械工业出版社,1997.5.美Igor JKarassik编,陈允中,曹占友,邓国强,黄红梅译泵手册(第三版)北京:中国石化出版社,2003.6.Darle WDudleyGear Technology Past,Present And Future,Proceedings of International Conference On Gearing,Volume I,5一i0 November 1988,Zhengzhou,China.7.李文治泵的结构与维修M重庆:科学技术文献出版社,1988.8.嵇光国液压泵故障诊断与排除M北京:机械工业出版社,1997.9.俞云飞液压泵的发展展望M液压气动与密封,Feb2002(1).10.朱锡成,周兴业,赵恒枫齿轮螺杆式液压泵及马达M北京:机械工业出版社,1988.开 题 报 告 会 议 纪 要时 间地 点主持人 参会教师姓 名职 务(职 称)姓 名职 务(职 称) 会议记录摘要 记录人:指导教师意见备注:1、本开题报告除第3页各栏目外,其它栏目均由学生填写。2、填写各栏目时可根据内容另加附页。3、参加开题报告会议的教师不少于3人。论文答辩 泵盖加工工艺及夹具设计,学生:李奇 指导老师: 2014年11月09日,本课题要求对泵盖加工工艺规程做出优化设计,并对其关键工序之一进行专用夹具及加工用铣床设计。 具体要求如下:,泵盖加工要求分析 泵盖加工工艺设计 泵盖铣端面工序的专用夹具设计 泵盖铣端面工序的铣床设计,泵盖加工要求分析,由零件图知,泵盖共有六组加工表面,现分述如下: 1、A面(即大端面) 2、4-18孔,4-9孔 3、宽24槽 4、2-8孔 5、2-5孔 6、18孔 7、8孔,M12螺纹,钻扩铰18H7孔的夹具设计,1、定位机构 工件以左端面及两侧面作为定位面,本套设计定位方案,两支承板与工件左端面相配合限制三个自由度(即X轴转动、Y轴转动、Z轴移动),另一支承板相配合限制两个自由度(即Y轴移动、Z轴转动),螺栓与一侧面相配合限制一个自由度(即X轴移动),这样工件被完全定位。,钻扩铰18H7mm孔的夹具设计,2、夹紧机构 工件的夹紧则是由支座1、圆柱销、钻模板、活动螺栓、支座2和蝶形螺母等组成的夹紧机构来实现,松动蝶形螺母后,即可旋转活动螺栓,再旋转钻模板,然后取出工件,同理,当放上待加工工件后,转回钻模板,再转回活动螺栓,拧紧蝶形螺母即可夹紧工件。,钻扩铰18H7孔夹具设计,3、导向机构 导向则是由钻模来控制,钻模主要由钻模板、钻套螺钉、衬套和快换钻套组成,因孔的位置有要求,钻套的作用:用来确定工件上被加工孔的位置,引导刀具进行加工,并提高刀具在加工过程中的刚性和防止加工中的振动。,钻扩铰18H7孔装配图,装配图:,钻扩铰18H7孔的夹具体,夹具体:,谢 谢!,四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 1 四川大学锦城学院 本科生毕业论文(设计) 题 目 泵盖加工工艺及夹具设计 系 别 专 业 学生姓名 学 号 年级 指导教师 二 一四 年 11 月 09 日 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 1 泵盖加工工艺及夹具设计 专业:机械设计制造及其自动化 学生: 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。 泵盖加工工艺规程及其钻扩铰 18H7 孔的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。 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 2 Analysis on the head parts of three-dimensional modeling and processing technology Major:Mechanical engineering and automation student: Supervisor: ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 3 目 录 1 绪 论 .2 1.1 机械加工工艺概述 .2 1.2 机械加工工艺流程 .2 1.3 夹具概述 .3 1.4 机床夹具的功能 .4 1.5 机床夹具的发展趋势 .5 1.5.1 机床夹具的现状 .5 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 .5 2 工艺规程的设计 7 2.1 零件分析 .7 2.2 确定毛坯的的制造形式 .8 2.3 制订工艺路线 .8 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 2.5 确定切削用量及基本工时 11 3 工艺专用夹具的设计 .20 3.1 问题的提出 21 3.2 定位基准的选择 .21 3.3 切削力及夹紧力计算 21 3.4 定位误差分析 22 3.5 钻套的设计 22 3.6 夹具设计及操作简要说明 22 4 泵盖零件三维造型的设计 23 参 考 文 献 35 致 谢 38 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 4 1 绪 论 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其 成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改 变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如 一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的 流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质 等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗 加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤 就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将 有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可 能不太一样,因为实际情况都不一样。 总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某个厂 根据实际情况编写的特定的加工工艺。 1.2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它 是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写 成工 艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工 艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切 削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 5 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济 效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技 术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完 善。 1.3 夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处 理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不 可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,帮机 床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹 具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事,必先利其器。 ” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自 动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其 功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。 因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。 1.4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 6 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。 (1)定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与 夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要 求。 (2)夹紧 工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由 于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此, 夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 (1)对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块, 它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 (2)导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导其进 行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具(镗模)也具有导 向功能。 1.5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发展成 为门类齐全的工艺装备。 1.5.1 机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类 总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈的 竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面,在多品种生产的 企业中,约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别 是近年来,数控机床(NC) 、加工中心(MC) 、成组技术(GT) 、柔性制造系统(FMS)等 新技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求: 1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。 2)能装夹一组具有相似性特征的工件。 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 7 3)适用于精密加工的高精度机床夹具。 4)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。 6)提高机床夹具的标准化程度。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的 结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高 精度三爪卡盘,其定心精度为 5m;精密心轴的同轴度公差可控制在 1m 内;又如用于 轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达 0.20.5m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减 轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装 置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高 5 倍左右;在车床上 使用的高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在(试验)转速为 2600r/min 的条件下仍能牢 固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等 方式,以适应可变因素的能力。可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和 尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、 拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内,夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上, 首先进行夹具元件和部件的通用化,建立类型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的 夹具元件和部件的型式,屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、 毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入,主要是确立夹具零件或部件 的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 8 家标准:GB/T2148T225991 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化, 有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。 2 工艺规程的设计 2.1 零件分析 泵盖共有六组加工表面,如图 2-1 所示,现分述如下: 1、A 面(即大端面) 2、4-18 孔,4-9 孔 3、宽 24 槽 4、2-8 孔 5、2-5 孔 6、18 孔 7、8 孔,M12 螺纹 图 2-1 泵盖工件图 2.2 确定毛坯的的制造形式 由零件图可知,其材料为 HT150,该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性, 适用于承受较大应力,要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为大端面,4-18 孔,4- 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 9 9 孔,宽 24 的槽,2-8 孔,2-5 孔,18 孔,8 孔,M12 螺纹。 根据零件材料确定毛坯为铸件,已知零件的类型为大批量生产,故毛坯的铸造方法 用砂型机器造型。此外,为消除残余应力,铸造后安排人工时效处理。由机械加工工 艺手册查得该种铸造公差等级为 CT1011,加工余量等级 MA 选择 H 级。 2.3 制订工艺路线 (1) 、工艺路线方案一: 工序 10:铸造 工序 20:时效 工序 30:铣 A 面(大端面) 工序 40:锪平 4-18 深 2,钻 4-9 孔 工序 50:铣宽 24 的槽 工序 60:钻 2-8 孔 工序 70:配作 2-5 孔 工序 80:钻、扩、铰 18H7 孔 工序 90:钻 8 孔、扩、攻 M12-7H 工序 100:清洗去毛刺 工序 110:验收 工序 120:入库 (2) 、工艺路线方案二: 工序 10:铸造 工序 20:时效 工序 30:铣 A 面(大端面) 工序 40:铣宽 24 的槽 工序 50:锪平 4-18 深 2,钻 4-9 孔 工序 60:钻 2-8 孔 工序 70:配作 2-5 孔 工序 80:钻、扩、铰 18H7 孔 工序 90:钻 8 孔、扩、攻 M12-7H 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 10 工序 100:清洗去毛刺 工序 110:验收 工序 120:入库 (3) 、工艺方案的分析: 上述两个工艺方案的特点在于:方案一与方案二的区别是:方案一把钻 4-18 孔及 9 孔放的相对靠前,这样做为后面工序 24 槽的加工提供了定位基准,节约了夹具设计 的时间,提高了生产效率,故我们采用方案一: 具体的工艺过程如下: 工序 10:铸造 工序 20:时效 工序 30:铣 A 面(大端面) 工序 40:锪平 4-18 深 2,钻 4-9 孔 工序 50:铣宽 24 的槽 工序 60:钻 2-8 孔 工序 70:配作 2-5 孔 工序 80:钻、扩、铰 18H7 孔 工序 90:钻 8 孔、扩、攻 M12-7H 工序 100:清洗去毛刺 工序 110:验收 工序 120:入库 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “泵盖”零件材料 HT150,毛坯的重量约为 1.4g,生产类型为大批量生产,采用砂 型机铸造毛坯。 1、A 面(大端面) ,表面粗糙度为 Ra12.5,查切削用量手册表 2-8 得,单边总余 量 Z=3.0 2、4-18 孔,4-9 孔,因孔的尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 3、宽 24 的槽,因尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 4、2-8 孔,因孔的尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 11 5、2-5 孔,因孔的尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 6、18H7 孔,因孔的尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 7、8 孔、扩、攻 M12-7H,因孔的尺寸不大,很难铸造成型,故采用实心铸造 8、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差,由铸造可直接获得。 2.5 确定切削用量及基本工时 工序 10:铸造 工序 20:时效 工序 30:铣 A 面(大端面) 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀,刀片采用 YG8, , , , 。map5.1d10min/85v4z 2. 决定铣削用量 1) 决定铣削深度ap0.3 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 4.5kw,中等系统刚度。 根据表查出 ,则齿/2.0mfzin.451810rdvns 按机床标准选取 475wn/min/5.89i/107vw 3) 计算工时 切削工时: , , ,则机动工时为ll0.31l32min.2.4751021fnltwm 工序 40:锪平 4-18 深 2,钻 4-9 孔 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 12 工步一:锪平 4-18 深 2 1.选择刀具 刀具选取锪刀 ,mapin/5v 2. 决定锪削用量 1) 决定锪削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀完成,则 map2 2) 决定每次进给量及切削速度 根据 Z525 型立式钻床说明书,其功率为为 7.5kw,中等系统刚度。 根据表查出 ,则齿/2.0mfzin5.98110rdvns 按机床标准选取 275wn/min/6.31027vw 当 275r/min 时nrzfwm /20754. 按机床标准选取 mf 3) 计算工时 切削工时: , ,则机动工时为l10l52in.2751fnltwm 总的工时:T=4 =0.204minmt 工步二:钻 9 孔 确定进给量 :根据参考文献 表 2-7,当钢的 ,f MPab80 时, 。由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零件,d90rm/47.039. 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 13 故进给量应乘以系数 0.75,则rmf /35.029.75.04.39.0 根据 Z525 机床说明书,现取 f. 切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度 所min/18v 以 min/7.491801rdvnws 根据机床说明书,取 ,故实际切削速度为i/5in/9.17041nvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml9l5.1ml32in674.02.475321fnltwm 总的工时:T=4 =2.696mint 工序 50:铣宽 24 的槽 1.选择刀具 刀具选取圆柱铣刀,刀片采用 YG8, , , , 。map0.2d50min/75v4z 2. 决定铣削用量 1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则 map0.2 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 ,则齿/2.0fzmin6.985710rdvns 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 14 按机床标准选取 275wnmin/ri/1.6910275dvw 当 275r/min 时nrmzfwm /20754. 按机床标准选取 fm 3) 计算工时 切削工时: , ,则机动工时为l10l42in9.27541fnltwm 工序 60:钻 2-8 孔 确定进给量 :根据参考文献 表 2-7,当钢的 ,f MPab80 时, 。由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件,d80rm/47.039. 故进给量应乘以系数 0.75,则rmf /35.029.5. 根据 Z525 机床说明书,现取 f. 切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度 所min/18v 以 min/4.968101rdvnws 根据机床说明书,取 ,故实际切削速度为i/75in/6.1041nvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml8l1ml32in7.025.47321fnltwm 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 15 总的工时:T=2 =0.254minmt 工序 70:配作 2-5 孔 确定进给量 :根据参考文献 表 2-7,当钢的 ,f MPab80 时, 。由于本零件在加工 5 孔时属于低刚度零件,d50rm/47.039. 故进给量应乘以系数 0.75,则rmf /35.029.5. 根据 Z525 机床说明书,现取 f. 切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度 所min/18v 以 min/2.5631801rdvnws 根据机床说明书,取 ,故实际切削速度为i/7in/02.9150nvw 切削工时: , , ,则机动工时为mll.ml32in057.2.57321fnltwm 总的工时:T=2 =0.114mint 工序 80:钻、扩、铰 18H7 孔 工步一钻孔至 15 确定进给量 :根据参考文献 表 2-7,当钢的 ,f MPab80 时, 。由于本零件在加工 15 孔时属于低刚度零md150rm/47.039. 件,故进给量应乘以系数 0.75,则rmf /35.029.5. 根据 Z525 机床说明书,现取 f. 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 16 切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度 所min/18v 以 min/5.31801rdvnws 根据机床说明书,取 ,故实际切削速度为i/27in/5.101nvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml2l.71ml32in485.0.7531fnltwm 工步二:扩孔 8. 利用钻头将 孔扩大至 ,根据有关手册规定,扩钻的切削用量1m8.17 可根据钻孔的切削用量选取 rff/87.05. 75.06.22钻 根据机床说明书,选取 mf15. in/4623321vv钻 则主轴转速为 ,并按机床说明书取 ,实际切in/46.5rn min/68rw 削速度为 min/2.41068.7dvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml2l4.1l32in184.57.0682fntw 工步三:铰 孔7H18 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 17 根据参考文献表 2-25, , ,得rmf/4.02min/128vin/65.48.19rns 查参考文献表 4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取 ,rf/0. ,实际切削速度 。mi/198rnwi/3.v 切削工时: , , ,则机动工时为l2ml1.0l2in86981fntwm 工序 90:钻 8 孔、扩、攻 M12-7H 工步一:钻 8 孔 确定进给量 :根据参考文献 表 2-7,当钢的 ,f MPab80 时, 。由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件,md80rm/47.039. 故进给量应乘以系数 0.75,则rmf /35.029.5. 根据 Z525 机床说明书,现取 f. 切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度 所min/18v 以 min/4.968101rdvnws 根据机床说明书,取 ,故实际切削速度为i/75in/6.1041nvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml65l1ml32in4.02.47321fnltwm 工步二:扩 8 孔至 10.2 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 18 利用钻头将 孔扩大至 ,根据有关手册规定,扩钻的切削用量m8m2.10 可根据钻孔的切削用量选取 rff/87.05. 75.06.2钻 根据机床说明书,选取 mf15. in/4623321vv钻 则主轴转速为 ,并按机床说明书取 ,实际切in/46.5rn min/68rw 削速度为 in/17.21068.mdvw 切削工时: , , ,则机动工时为ml35l.1l32in09.157.682fntw 工步三:攻丝 M12 选择 M12mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ,即f p1.25/fmr7.5/mincV机 =199r/minrDvn/125.701 按机床选取 in机 6.8/icVm机 基本工时: 1203.5(min)7.ltnf机 工序 100:清洗去毛刺 工序 110:验收 工序 120:入库 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 19 3 工艺专用夹具的设计 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。有老师 分配的任务,我被要求设计工序 70:钻、扩、铰 18H7 孔,选用机床:Z525 立式钻床。 3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻、扩、铰 18H7 孔,与其他面没有任何要求,本道工序加工精度 要求不高,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。 3.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影 响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序 或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位 置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发, 合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工,因此本次铣没有较高的技术要求,也没 有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提 高加工精度。由于该零件所设计的为钻、扩、铰18H7孔的夹具,工件左端面及两侧面 作为定位面,本套设计定位方案,两支承板与工件左端面相配合限制三个自由度(即X轴 转动、Y轴转动、Z轴移动) ,另一支承板相配合限制两个自由度(即Y轴移动、Z轴转动) , 螺栓与一侧面相配合限制一个自由度(即X轴移动) ,这样工件被完全定位。 3.3 切削力及夹紧力计算 由资料机床夹具设计手册查表 可得:721 切削力公式: 式(2.17)Pf KfDF 75.02.14 式中 m10r/3. 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 20 查表 得: 821 95.0)1(6.HBKp 即: 69.0NFf 实际所需夹紧力:由参考机床夹具设计手册表 得: 12KFWf 安全系数 K 可按下式计算,由式(2.5)有: 6543210 式中: 为各种因素的安全系数,见参考文献 16机床夹具设计手册表6 可得: 2125.01.32.10. K 所以 )(46698NFWf 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选 用手动螺旋夹紧机构。 取 , ,25.K16.02. 螺旋夹紧时产生的夹紧力,由式(2.9)有: )(5830)(210 NtgtQLWz 式中参数由机床夹具设计手册可查得: 3.9675.zr912631 其中: )(40mL)(80NQ 由机床夹具设计手册表 得:原动力计算公式:6 由上述计算易得: KW0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 3.4 定位误差分析 一批工件在卡具中定位时,各个工件所占据的位置不完全一致,因此使加工后,各 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 21 工件加工尺寸的不一致,而形成误差,即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误 差。 形成原因有两个,一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限 位基准不重合而造成。 根据零件图可知,T=0.28mm, T d=0.25mm, , 。96a 04.12sinTDWd)( 已知孔的形状公差为 0.28,根据经验公式, 易知此结果符合。513 3.5 钻套的设计 本次钻孔需钻的是端面上的需要钻、扩、绞的 18H7 孔,由于先钻底孔后还需要扩、 绞,所以就应该采用快换式钻套来对各孔进行钻孔加工,通过这种方式,来减少更换钻 套需要消耗的时间。根据实际情况,该 18H7 孔加工情况如下:先用 17 直柄麻花钻 头钻底孔,根据机床夹具标准件可知,具体的快换钻套结构图如下图 3-1 所示: 图 3-1 快换钻套 钻套结构参数如下表: 表 3-1 钻套基本结构参数 d H D 1D2h1mrC 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 22 公称 尺寸 允 差 2 5 5 6 35 + 0.025 + 0.009 52 46 12 5.5 21 32.5 1 图 3-1 快换钻套 因为快换钻套和夹具体是间隙配合,加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻 模板上,以防止加工的时间工件的旋转,由上图可知与 17 快换钻套相配的螺钉的尺寸 为 M6,查机床夹具标准件可知,M6 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下图 3-2 所示 图 3-2 钻套螺钉 3.6 夹具设计及操作简要说明 本夹具用于在钻床上加工泵盖端面上的 18 孔。工件以下平面为定位基准,在固定 销和压板板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、 夹紧可靠。 钻夹具装配图如下图 3-5 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 23 图 3-5 装配图 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 24 4 泵盖零件三维造型的设计 三维实体造型的软件非常多,比如Pro/E、CATIA、UG(Unigraphics) 、Solidworks 等, 这里选用UG NX6.0 作为三维实体造型的软件进行建模。 打开UG6.0软件如图1-1所示,点击新建按钮,在此注意,UG所新建的文件名必须是 字母或数字,中文名将无法创建和打开,新建如图1-2所示。 图1-1 打开UG 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 25 图1-2新建 新建好后跳入UG界面,点击草图按钮进入到建模模块,如图1-3所示。 图1-3进入UG建模模块 首先绘制草图1(工件左端面)所示参数及其界面如图1-4所示。 图1-4 草图1 拉伸草图1,如图1-5所示。 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 26 图1-5 拉伸1 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 27 进入草图界面后,绘制草图2(4-9孔、2-5孔) ,如图1-6所示 图1-6 草图2 拉伸草图2并与拉伸草图1求差,如图1-7所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 28 图1-7 拉伸2 拉伸3(沉孔18深2) ,具体参数如图1-8所示 图1-8 拉伸3 上步操作之后所得图形如图1-9所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 29 图1-9 画草图3(R20半圆弧及与其相连的矩形框) ,如图1-10所示 图1-10 草图3 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 30 拉伸草图3并与拉伸2求 和,如图 1-11所示 图1-11 拉伸3 画草图4(R15及与其相连部分) ,图形如图1-12所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 31 图1-12 草图4 拉伸草图4并与拉伸3求和,如图1-13所示 图1-13 拉伸4 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 32 孔命令(18H7孔深22) ,如图1-14所示 图1-14 孔命令 孔1坐标位置确定,如图1-15、1-16和1-17所示 图1-15 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 33 图1-16 图1-17 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 34 倒圆角 R10,如图 1-18 所示 图 1-18 倒圆角 R2,如图 1-19 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 35 图 1-38 着色处理,如图 1-19 所示 图 1-19 处理之后,如图 1-20 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 36 图 1-20 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 37 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 38 参 考 文 献 1王仲,刘长吉 .连杆机械加工工艺探讨J.内燃机,1997,1:1316 2陈志亮.柴油机连杆加工工艺分析J.湖南农机,1997,4:22 3冯日德.6170 柴油机连杆、机体加工中几个难点问题的工艺性研究D.天津:天津 大学,2003 4程熙.热能与动力工程机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,2000.3 5王启平.机械加工工艺简明手册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.2006.5668 6SAE International, Warrendale, Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting RodJ. Technical Papers,2005 7Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressorJ.journal of materials processing technology,2003,2:462464 8崔金岭.柔性夹具的技术研究与创新设计D. 硕士学位论文.苏州:苏州大学机械设 计及自动化,2008 9顾怀祥.浅谈连杆加工工艺中的一些新技术J.柴油机设计与制造,2003,2:4548 10曾景华,高国清 . 福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专 题学术年会论文集C,2005 11陈志亮.发动机连杆制造工艺改进分析J.机床与液压,2003,1:281282 12干方建,潘晓阳,胡开文.加工误差的综合分析和铣夹具加工应用实例J.机械设 计与制造工程,2002,31(1):2023 13刘燕萍.连杆夹具的设计J.机械工程与自动化,2004,2:4851 14冯之敬.机械制造工程原理M.北京:清华大学出版社,2005.305 15郑修本.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,1999.236 16孙丽媛.机械制造及专用夹具M.北京:冶金工业出版社,2003 17于俊一.典型零件的制造工艺M.北京:机械工业出版社,1989.1 18陈家瑞.汽车构造 M.北京:机械工业出版社.2005.166 19许峰,满长忠 .内燃机工艺制造教程M.大连:大连理工大学出版社,2006.203 20严绍华.热加工工艺基础(第二版)M.北京:高等教育出版社,2007.242 21崔洪.典型零件的设计特点与加工工艺过程分析J.山东内燃机.2002,2 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 39 22柯建宏.机械制造技术基础课程设计M.武汉:华中科技大学出版社,2008 23庞学慧,武文革,成云平.互换性与测量技术M.北京:国防工业出版社,2006 24王先逵.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,2007 25孟少农.机械加工工艺手册(第一卷)M.北京:机械工业出版社,1991 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 40 四川大学锦城学院本科毕业论文 泵盖加工工艺及夹具设计 41 致 谢 合上漫溢墨香的设计论文,已是夜凉如水,遥望夜空,星光灿烂。历时半载的毕业 设计撰写工作,终于告了一个段落,掩卷而思,心中却惶恐不安,唯恐这份代表我四年 本科学习成果的毕业论文有负师长与亲友的厚望。我深知前进的每一步,都凝聚着众多 的关怀与爱护。在此,我只能借本文一隅表达自己内心的感激之情。 感谢我的导师,他将我收入门下,不弃粗砺,悉心教诲。从他那里我不仅学到了许 多知识,而且也被他严谨的治学态度、广博的学识、敏捷的洞察力与谦和的人格魅力深 深的感染。指导老师对我的论文倾注了大量的心血,从选题、提纲的拟订、初稿、修改 稿直至最后定稿,每一个环节都得到了他悉心指导和帮助。师恩似海,终生难忘! 感谢在我大学学习期间给予我帮助和关爱的所有同学,特别是同寝的同学为本文在 撰写过程中搜集各种资料,提出各种合理的意见和建议,特别感谢他们! 衷心感谢我的母亲,在我的学习和生活中,她给了我无私的关怀和帮助,面对她始 终如一的理解、宽容和鼓励,我的感激之情难以用言语表达,但愿学有所成,能报于万 一。 最后,感谢百忙之中抽出时间评阅的老师和参加论文答辩的老师,并向他们致以深 深的谢意!
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