总泵缸体工艺及钻2-ф10.5孔夹具设计[含CAD图纸和文档打包一起]
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设计说明书设计题目:总泵缸体的工艺规程及钻2-10.5孔的钻床夹具设计 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 年 月 日摘 要本次课程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。总泵缸体加工工艺规程及钻2-10.5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。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 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 零件的分析21.1零件的作用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32.3 精基准的选择42.4制定工艺路线52.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6确定切削用量及基本工时8三 夹具设计183.1问题的提出183.2定位基准的选择183.3切削力和夹紧力的计算183.4定位误差分析193.5钻套的设计213.6夹具设计简要操作说明24总 结25致 谢26参 考 文 献2728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。总泵缸体的加工工艺规程及其钻4-10.5孔的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。本次课程设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师批评指正。一 零件的分析1.1零件的作用图1-1 总泵缸体1.2零件的工艺分析总泵缸体有2组加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1:以端面为基准的加工面,这组加工面主要是车32端面,外圆,18,21孔,钻2-10.5孔2:以2-10.5孔为基准的加工面,这组加工面主要是剩余的各个孔端面二. 工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。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基面的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取32外圆面作为定位基准。2.3 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的32孔和一端面为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。 2.4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。 制定以下两种工艺方案:表2-1方案一加工工艺序号工序名称工序的主要内容1铸造铸造适合的毛胚料2时效处理时效处理3车平面车21端面4车车32端面,外圆,18,21孔5钻钻2-10.5孔6铣削铣上端32端面7钻钻20孔14,攻丝M22深128钻钻孔0.7孔9钻钻3.5孔10钻(锪)钻M12底孔,锪孔12.5深3,攻丝M1211铣铣宽20mm侧面12磨磨21孔13检验,入库表2-2方案二加工工艺序号工序名称工序的主要内容1铸造铸造适合的毛胚料2时效处理时效处理3车车21端面4车车32端面,外圆,18,21孔5钻钻2-10.5孔6铣铣上端32端面7钻钻20孔14,攻丝M22深128钻钻孔0.7孔9钻钻2-5孔10钻(锪)钻M12底孔,锪孔12.5深3,攻丝M1211铣铣16mm侧面12检验,入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一多了一道磨21孔的工序,因为21孔粗糙度要求为0.8,虽然精车可以满足要求,但是精车0.8的粗糙度,对车床的要求太高,一般的机床无法满足要求,因此为了能更好的保证工件的光洁度,提高加工的效率,综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下表2-3加工工艺序号工序名称工序的主要内容1铸造铸造适合的毛胚料2时效处理时效处理3车平面车21端面4车车32端面,外圆,18,21孔5钻钻2-10.5孔6铣削铣上端32端面7钻钻20孔14,攻丝M22深128钻钻孔0.7孔9钻钻3.5孔10钻(锪)钻M12底孔,锪孔12.5深3,攻丝M1211铣铣宽20mm侧面12磨磨21孔13检验,入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定总泵缸体零件材料为HT200 生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸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、 总泵缸体的端面由于总泵缸体的端面与其他接触面接触,同时又是21查机械加工工艺手册可知余量为2,mm3、总泵缸体的孔因为孔比较小只有21mm,因此毛坯做成实心,不铸造出孔。2.6确定切削用量及基本工时工序:车20端面1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中:=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=30m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 382r/min与382r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时, t=i ;其中l=19mm; =4mm; =0mm; t=i=0.059(min)工序:车32端面,外圆,18,21孔1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时, t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序:钻2-10.5孔机床:Z525立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻10.51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 909r/min与909r/min相近的机床转速为1000r/min。现选取=1000r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x() =2x()=0.13(min)工序:铣上端32端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀,刀片采用YG8,,。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:,则机动工时为工序:钻20孔14,攻丝M22深12钻M22螺纹底孔 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n=475r/min 基本工时: min攻螺纹M22mm: 选择M22mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 按机床选取n=272 基本工时: 工序:钻3.5孔机床:Z525立式钻床 刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻3.51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=1220m/min. 取V=15m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/min与1364r/min相近的机床转速为1500r/min。现选取=1500r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x() =2x()=0.0234(min)工序:钻M12底孔,锪孔12.5深3,攻丝M12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: min攻螺纹M12mm: 选择M12mm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:工序:铣宽16mm侧面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量4) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成5) 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6) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序:磨21孔1) 选择砂轮。见机械工艺设计手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为:砂轮磨料为刚玉,粒度为46#,硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350401272) 切削用量的选择。查机械工艺设计手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量的确定 0.5B20mm(双行程)切削深度的确定0.0157mm/st 3) 切削工时式中 D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量的确定-工作台往返一次砂轮径向进给量的确定 2.5(min)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。由指导老师的分配第VII道工序的钻2-10.5孔的钻床夹具。3.1问题的提出 本夹具主要用于加工钻2-10.5,精度要求不高,和其他面没有任何为主度要求,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。3.2定位基准的选择本道工序加工钻2-10.5,精度不高,因此我们采用已加工32外圆柱面和侧面和端面作为定位基准。定位工序简图如下:3.3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。3.4定位误差分析定位方案如下图:图3-1 定位方案图夹紧方案如下图:图3-2 夹紧方案图 (1)分析计算孔的深度尺寸7的定位误差:用外圆表面定位,工件定位面是外圆表面,定位元件的定位工作面是V形块对称面,定位基准是外圆中心线,当工件外圆直径发生变化时其中心线在V形块对称面上上下移动。定位误差计算如下:jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016dw=db-jb=0.005(1) 分析计算孔中心线与侧板中心线的重合度误差:jb=0db=0dw=03.5钻套的设计钻2-10.5孔加工的时间,是批量生产,因此我们采用可换钻套方能满足加工要求,因此我们采用快换钻套,使用可换钻套的好处,就是我们加工的钻套磨损后,我们可以快换的更换钻套及钻套衬套,从而保证我们 批量化生产的时候不用更换钻模板在磨损后,松开压紧螺钉,旋转钻套,即可取出钻套,然后换上丝锥既可以开始攻丝。查机床夹具标准件可知,快换钻套的结构如下图3-3 快换钻套具体的尺寸如下直径d|基本尺寸: 1012直径d|极限偏差F7: +0.016+0.034D|基本尺寸: 18D|极限偏差m6: +0.007+0.018D|极限偏差k6: +0.001+0.012D1(滚花前): 30D2: 26H|1: 16H|2: 28H|3: 36高度h: 10高度h1: 4半径r: 20距离m: 11C: 0.5C1: 2C2: 1.5宽度a: 0.5宽度b: 2公差: 0.008配钻套螺钉GB2268-80: M6 因为快换钻套和夹具体是间隙配合,我们靠压紧螺钉把钻套压紧在钻模板上,防止加工的时间钻套的旋转,有上面查的钻套的具体尺寸,可知与20孔相配合的快换钻套的压紧螺钉为M8。查机床夹具标准件可知图3-4 钻套螺钉具体的尺寸如下直径d: M5L1|基本尺寸: 3L1|极限偏差: +0.050+0.200直径d1|基本尺寸: 7.5直径d1|极限偏差d11: -0.130-0.040D: 13直径d2: 3.7L: 15L0: 9宽度n: 1.2宽度t: 1.7宽度b: 1半径r: 0.5钻套内径: 06 3.6夹具设计简要操作说明使用支撑钉和v型块定位,采用手柄带动压块快速夹紧,通过旋转的长度来指定可靠的卡紧力。当我们需要取出工件的时间,我们旋转手柄使压块和工件脱离,然后取出工件,当我们装上工件后,旋转手柄带动压块压紧工件钉,大大的提高了生产效率,适合于大批量生产。总 结课程设计是大学学习中最重要的一门科目,它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来,进行理论联系实际的总体考虑,需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论,又注意了生产实践的需要,将各种理论与生产实践相结合,来完成本次设计。本次课程设计题目是总泵缸体的工艺规程及钻4-10.5孔的钻床夹具设计。首先需要清楚认识零件的作用,题目所给定的零件是总泵缸体。是整个液压系统的核心,作用是通过活塞的来回往复运动产生推动工作缸动作所需的油压。了解零件之后就要开始对零件进行工艺分析。认识零件与工艺分析都属于对零件的分析这一部分。工艺规程设计包括了确定毛坯的制造形式、基面的选择、精基准的选择以及制定工艺路线,确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。最后还要确定切削用量和基本工时。工艺规程设计之后就要进行夹具设计,在这里本夹具主要用于加工钻2-10.5,精度要求不高,和其他面没有任何为主度要求,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。定位基准我选用的是采用已加工的32外圆柱面和底面作为定位基准。接下来就是计算切削力、夹紧力,分析定位误差,设计钻套。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,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,陶福春老师严肃的科学态度,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,都始终给予我细心的指导和不懈的支持。不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我传授宝贵的人生经验,除了敬佩指导老师的专业水平外,他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。在此谨向指导老师陶福春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,19942 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,19943 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,19834 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,19905 金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981.106 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,19977 王季琨,沈中伟,刘锡珍.机械制造工艺学M.天津:天津大学出版社, 2004.18 贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册J.贵州:贵州人民出版社,1983.6
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