0038-泵缸體零件的機械加工工藝規(guī)程及工鉆孔夾具設(shè)計
0038-泵缸體零件的機械加工工藝規(guī)程及工鉆孔夾具設(shè)計,缸體,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,夾具,設(shè)計
1、 設(shè)計題目
泵缸體零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套
4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份
四、進度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導教師評語
成 績：
指導教師
日 期
摘 要
這次設(shè)計的是總泵缸體。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。
機械制造工藝學課程設(shè)計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次實際的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
Abstract
The master cylinder is designed. Including spare parts map, blank map, an assembly of all, machining processes and process the card and a card each. According to the nature of parts and components map to determine the roughness of the rough end of the size and allowances. Finalization of the cap and push-rod technology road map, the development of the clamping of the work piece program, draw fixture assembly.
Machinery Manufacturing Technology curriculum design is that we learn all over the University of basic courses, technical courses in basic subjects, as well as after the majority. This is our graduation project in the school prior to the course of an in-depth and comprehensive review of the total, is also a theory with practice and training, therefore, its four years of university life, we occupy an important position.
For me personally, I hope that through the curriculum design of their future work to conduct a practical training, to exercise their own analysis, problem-solving abilities. As a result of capacity constraints, the design there are many deficiencies, I urge you to give guidance to teachers.
目錄
1、零件分析 6
1.1零件工作原理 6
1.2 零件工藝分析 7
2、工藝規(guī)程設(shè)計 7
2.1 確定毛坯制造形式 7
2.2基面選擇 7
2.2.1加工階段的劃分 8
2.2.2工序的集中與分散 8
2.3工藝路線 8
2.4計算兩次工序尺寸的基本尺寸 10
3、時間定額的計算 10
3.1兩工步時間定額的計算 10
3.2 輔助時間的計算 11
4、機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
5、確定切削用量及工時 13
5.1車 13
5.2銑端面 14
5.3鉆 14
5.4鉆螺紋孔 15
6、夾具設(shè)計 15
6.1定位基準選擇 15
6.2定位誤差分析 15
7、方案綜合評價與結(jié)論 16
8、體會與展望 16
9、參考文獻 17
1、零件的工藝性分析
1.1 零件工作原理
題目所給定的零件是總泵缸體。是整個液壓系統(tǒng)的核心，作用是通過活塞的來回往復運動產(chǎn)生推動工作缸動作所需的油壓。該零件ф3.5為進油孔，活塞運動過該位置時，完成充油過程，活塞繼續(xù)運動將油推向前方，擠壓出缸體，由于截面積差產(chǎn)生工作壓力。當活塞回程時超過3.5孔位時開始進油，旁邊小孔為空氣孔，方便進空氣。
零件的作用：總泵缸體是套類零件，起到裝拆方便，保護軸類零件的作用。
零件的工藝性分析：該零件是套類零件，形狀復雜，尺寸精度，形位精度要求均較高，零件的主要技術(shù)要求如下：
（1） 鑄件不允許有縮孔，縮松，砂眼及夾雜物等缺陷，鑄件硬度HB170-241，并經(jīng)時效處理。
（2） 鑄件未注明的圓角為R2-4，拔模角度為1度30秒。
（3） 直徑7和直徑35孔內(nèi)表面應(yīng)光滑，不得有飛邊毛刺。
（4） 非加工表面洗刷清潔后除漆。
1.2 零件工藝分析
由零件圖可知，該零件僅有一組尺寸要求較高，即ф22+0.023。（主行磨至⊿0.8）尺寸要求較高，其余尺寸均為8公差尺寸，我們加工時可先以外圓為粗加工基準，確定內(nèi)孔，由內(nèi)孔確定所有尺寸。
確定泵缸體的生產(chǎn)類型
依設(shè)計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和5%。代入公式得
總泵缸體重量為4.5kg，總泵缸體屬輕型零件；該總泵缸體的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
2、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 確定毛坯制造形式
零件毛坯為鑄件，考慮到整體式加工，較廢材料，不經(jīng)濟，而零件為普通零件不受沖擊，故不宜選用鍛件，最終確定使用鑄件，年產(chǎn)量10萬件，為大量生產(chǎn)，且輪廓尺寸規(guī)則，可采用砂型鑄造，且可用大型鑄造如一出十等方法鑄造，這樣更能提高生產(chǎn)率。
2.2基面選擇
基面選擇是工藝規(guī)程重要的設(shè)計步驟之一。基面選擇正確合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，會影響生產(chǎn)。
如前所述，該零件總的來說尺寸要求不高，位置度、形狀公差控制較嚴格。
（1） 粗基準的選擇
對于一般的零件而言，以外圓作為粗基準是非常合理的。按照有關(guān)粗基準的選擇原則，即當零件有不加工的表面時，應(yīng)以不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)的位置作為粗基準，如前所說，該零件的主要尺寸主要集中在缸體內(nèi)部工作尺寸精度，其余各尺寸均圍繞該尺寸，所以粗加工基準應(yīng)選擇外圓。
（2） 精基準的選擇
精基準的選擇主要是考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準和工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。半精加工完ф22+0.023孔后再以此為精加工基準完成全部尺寸，完成孔的珩磨，即可達到圖紙要求精度。
2.2.1加工階段的劃分
該總泵缸體的加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和半精加工兩個階段。
在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑總泵缸體頭圓柱兩端面、總泵缸體板左端面和總泵缸體座上下兩端面。在半精加工階段，完成mm孔、mm孔、M42-6H和總泵缸體座上端面的半精加工。
2.2.2工序的集中與分散
選用工序集中原則安排總泵缸體的加工工序。該總泵缸體的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
2.3工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，是應(yīng)當使零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大量生產(chǎn)的情況下，可采用機床配夾具。根據(jù)分析，大致的確定了兩套工藝路線。
第一工藝路線
據(jù)以上分析，依據(jù)基準的選擇原則先粗后精，先面后孔，基準先行，先主后次的原則，確定工藝如下：
準備工序：
1.零件砂型鑄造，去應(yīng)力，正火處理。
2.檢
加工工序：
1. 車 車內(nèi)孔達ф22+0.023mm，⊿1.6，車端面，保證長度為12mm
2 .銑 以內(nèi)孔ф22+0.023mm，尺寸為基準，芯軸定芯，銑端面達⊿6.3
3. 鉆 ф0.7mm/ф3.5mm及ф3.5mm孔。
4. 銑 以芯軸ф22+0.023mm?？诪榛鶞剩姼?6平臺。
5. 鉆 以芯軸ф22+0.023mm?？诪榛鶞?，鉆2-ф10.5mm孔達圖
6. 鉆 以芯軸ф22+0.023mm?？诪榛鶞?。
7. 鉆 以內(nèi)孔ф22+0.023mm。尺寸為基準，芯軸定芯，鉆M22×1.5-5H達圖。
8. 珩磨 磨內(nèi)孔達⊿0.8長度不小于100
9. 檢驗
第二工藝路線
1， 粗車外圓直徑Φ32mm和直徑Φ20mm的端面和定位孔所在的耳的端面，以直徑Φ32mm外圓面為粗基準，選用CA6140車床。
2， 車外圓直徑Φ32mm，倒角C1和直徑Φ20mm以及附近的倒圓，以直徑Φ32mm的外圓面為基準，選CA6140車床。
3， 銑削直徑Φ32mm的端面和外圓柱面，以及M22的孔，以及倒圓，倒角，以端面為基準，選用X6042的銑床和專用夾具定位。
4， 鉆孔直徑Φ12.5mm,攻螺紋M22-1.5-5H,以端面為基準，選用X6042銑床和專用夾具定位。
5， 锪孔直徑Φ12.5mm，攻螺紋M22-12.5-5H,以直徑32mm外圓面為粗基準，選用X6042銑床。
6， 鉸直徑為Φ21和直徑為Φ18的孔，鉆直徑為Φ10.5的孔，以直徑Φ32mm外圓面為粗基準，選用z525床和專用夾具定位。
7， 半精車粗糙度為3.2的端面，以直徑Φ32mm的外圓面為粗基準選用CA6140車床。
8， 珩磨粗糙度為0.8的孔，以直徑Φ32mm的外圓面為粗基準面，選用M7130磨床。
9， 清潔后涂漆
10， 終檢
根據(jù)以上兩種工藝方案的分析，我們需要盡量以工序集中來提高生產(chǎn)率，而且，除此之外，我們還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)的成本。并且結(jié)合基準的選擇原則等等方面的因素，我們選用第一套方案。
2.4計算兩次工序尺寸的基本尺寸
攻螺紋后孔的最大公稱直徑尺寸為12mm，查表2-39知普通粗牙螺紋內(nèi)孔的直徑為10.5mm，則鉆孔工序的加工尺寸為：
10.5-0.10=10.4mm。
3、時間定額的計算
3.1兩工步時間定額的計算
時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。
時間定額由以下幾個部分組成，基本時間，輔助時間，布置工作地時間，休息和生理需要時間，準備與終結(jié)時間。
鉆孔工步
根據(jù)表5-41（鉆削基本時間的計算），鉆孔的基本時間可由下面公式計算
Tj=L/fn=(l1+2)/fn
式中：l1=3mm
L1 =2mm,代入可得tj=24.5s
絲攻工步
根據(jù)表5-46（用絲攻螺紋基本時間的計算），攻孔的基本時間可由下面公式計算
Tj=［(l1+l2+l)/fn+(l1+l2+l)/fn0］i
式中：l1=（1~3）P
L2=（2~3）P
代入可得tj=12.2s
3.2 輔助時間的計算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間與基本的時間之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）tj，我們?nèi)f=0.15tj 則各工序的輔助時間分別為
計算鉆孔工步的輔助時間tf=3.675s
計算攻孔工步的輔助時間tf=1.830s
4、機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
工序7——鉆、锪、精鉸mm孔
（1）鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 取=3.9mm。
2）進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.08mm/r。
3）切削速度的計算 由表5-22，工件材料為HT200，切削速度v可取為15m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1225 r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=16.7m/min 。
（2）锪鉆工步
1）刀具選擇 選用直柄錐面锪刀，d=8mm。
2）進給量的確定 由表5-32，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.12mm/r。
3）切削速度的計算 由表5-32，切削速度v可取為12m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序锪鉆轉(zhuǎn)速n=478r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際锪削速度v=nd/1000=13.7m/min。
（3）精鉸工步
1）背吃刀量的確定 取=0.1mm。
2）進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r
3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=318r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速, 取轉(zhuǎn)速n=392r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際切削速度v=nd/1000=4.92m/min。
材料為鑄件，硬度為HB170-241，成品重0.62kg，生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)，采用鑄造成型，二級精度組（成批生產(chǎn)）
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯確定如下：
1、外圓表面（ф32×133；ф32×123；85；ф50）
考慮其加工長度為133，ф32，ф20等外表面均為8加工面，粗糙度Ra=200。不需要加工，長度為向尺寸為133（端面）。
2、ф220.023。ф18孔，查表1-21得
鉆ф22精孔 1）粗車到ф21.8±0.10 2Z=10.8
2）精車到ф22+0.023。2Z=0.1
3、M18×1.25-5H螺紋孔
鉆孔ф16.5擴、攻、鉸于M18×1.25
4、其余各孔均在毛坯面上加工，余量為Z孔位D/2
最后將上面各數(shù)據(jù)整理填入下表
加工余量計算表
加工工序及工步
尺寸
公差
余量
計算尺寸
計算公差
備注
ф32孔長度尺寸
133
/
1.6×2
136.5
±0.5
ф22孔
ф22
+0.023
/
0
/
無孔
30
2
32
+0.15
拔模斜度取2~3o
詳細尺寸見毛坯圖
5、確定切削用量及工時
5.1 車
車內(nèi)孔達ф21+0.023。⊿1.6；車端面保證12，⊿12.5
①工件材料為鑄造，HT20~40，機床C620-1，普通車床
刀具：內(nèi)孔車刀，端面車刀，YT15尾座裝麻花鉆ф21
②計算切削用量
考慮到出模斜度軸方向余量Z max=1.6mm，Z min=1.2mm可一次加工，即可達到⊿12.5光潔度，走刀量F=0.4mm/r
切削速度：（表3-18）耐用度F=45in
=163mm/min(2.72m/s)
確定機床轉(zhuǎn)速： （1485v/min）
按機床選取n w=20.83r/s(1250轉(zhuǎn)/分
實際切削速度：v=2.29mm/s（137.4m/min）
切削工時，t=35 t1=2m t2=0 t3=5mm（試切長度）
Tm=
5.2銑端面
af=0.15mm/z（表3-28） V=0.45/s 127m/min
采用高速鋼鋃齒端面銑刀，dw=175mm齒數(shù)10
按機床選取=0.79r/s (47.5r/min)
∴實際切削速度
切削工時
5.3鉆M22×1.5-5H孔，鉆小孔
3.1 鉆孔底孔
F=0.43mm/r×0.75=0.322mm/r
取f=0.32mm/r
④ V=0.25m/s (15m/min)
∴=3.18r/s（191r/min）
按機床選取=3.25r/s（195r/min）
∴實際切削速度V=a255m/s（15.3m/min）
切削工時（一個孔）
t=12mm t1=9mm t2=2mm
倒角2×45°雙面
為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同。
=3.18r/s（191r/min）手動進給
鉆孔ф3.5mm
f=0.2mm/r·0.50=0.1mm/r（表3-38）v=0.25m/r（15m/min）
按機床選取nw=800r/min(13.33r/s)
∴切削速度U=0.28mm/s (16.84m/min)
加工一孔工時 t=19mm t1=3mm t2=1mm
銑16平臺
加工轉(zhuǎn)速，進給量與平臺一致
5.4、鉆螺紋孔ф12.5，功牙至M12×1.25
F=0.2mm/r·0.50=0.1mm/r
U=0.25m/r(15m/min)
機床選取nw=800r/min(13.33r/s)
實際U=0.28mm/s
6、指定工序的專用機床夾具設(shè)計
經(jīng)過和指導老師的協(xié)商，我決定做最后道工序鉆M12×12.5-5H孔鉆用夾具，本夾具使用Z525鉆床，刀具為HSS，底孔為ф10.8，在攻牙至M12×12.5。
6.1定位基準選擇
由零件圖可知M12×12.5孔對應(yīng)ф22+0.023。有同心度要求，這里主要是以底面定位，芯軸定芯。
為提高效率，決定以底面定位ф22+0.023。內(nèi)孔定位，同時加25件，這樣便于裝夾，提高效率。
6.2定位誤差分析
刀具：ф10.8麻花鉆→下鉆出，且受力向下，夾具的主要定位元件為中間ф22h定位銷，輔助定位尺寸為16mm凸臺，圖紙要求不高，故用此方法即可達到精度要求，夾具設(shè)計主要是提高生產(chǎn)率，為防止該螺紋時反轉(zhuǎn)，引起零件上浮，故用螺釘壓住。
7.方案綜合評價與結(jié)論
對于總的泵缸體的加工工藝方案的設(shè)計感覺還是比較完善，而且是令人滿意的。對于泵缸體來說，我們的工藝方案是比較實在的，就是能貼近我們的生產(chǎn)實際，比較有現(xiàn)實的可行性，我們覺得比較好。因為我們本著先粗后精，先面后孔，基準先行，先主后次的原則，確定的工藝路線。
此方案，是分散工序，工藝安排合理，能滿足用通用機床加工并達到精度的要求，除了選擇萬能性通用機床加工外，還要設(shè)計一些專用夾具，提高加工要求和質(zhì)量。因此選用這個方案較合理。
最終，由于我們的耐心研究與在老師的精心指導下我們順利的完成了這次家具的課程設(shè)計，也許該方案還是有許多的不足，但是這就是一個過程，經(jīng)歷過這個過程，我們學到了很多，相信在以后的學習和工作中，這將是一筆寶貴的財富。
因此我覺得這次的方案的設(shè)計是比較成功的。
8.體會與展望
通過這次課程設(shè)計我學會了更多專業(yè)知識，培養(yǎng)了實際操作和創(chuàng)新的能力。在過去的課程中，我們只是學習了一些重要的理論知識，而沒有切合實際的練習與測試。在這次課程設(shè)計中我遇到了許多難題和問題，通過指導老師的耐心講解和指導，我又重新學習了以往遺漏和沒有完全掌握的知識。六點定位原理，看似很簡單的幾行字，但是如果結(jié)合實際的工件就要認真的分析，如何完全限制它的六個自由度不要產(chǎn)生過定位和欠定位的情況。而夾緊裝置的選擇就要我們平時多留心和積累，掌握更多的典型夾緊裝置，以便于在設(shè)計中靈活的運用。
這次課程設(shè)計也是在為我們將來的課程設(shè)計打基礎(chǔ)，為我們以后的工作積累更多的經(jīng)驗。在今后的學習中，我會更加努力，不僅努力學好專業(yè)知識而且要積累更多的設(shè)計經(jīng)驗。
在這次課程設(shè)計中，使我懂得了運用學過的知識，把理論融入到實踐中。以前在課本中不明白的很多問題，也得到了徹底的解決。
這次課程設(shè)計主要是根據(jù)要求設(shè)計工藝和某道工序的專用夾具。設(shè)計工藝與設(shè)計夾具，我都是第一次實踐，經(jīng)過老師的指導，我都順利完成了。
在課程設(shè)計中，我懂得了解決問題并不是只有一種方法的道理，要實事求是，要以花錢少辦好事為原則，這樣才能成為一名優(yōu)秀的設(shè)計人員。
在此，感謝學校和各位老師給了我這個難得的學習機會，我將會更努力地完成我的學業(yè)，為校爭光！
9.參考文獻
[1] 陳宏鈞,方向明,馬素敏.典型零件機械加工生產(chǎn)實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.8
[2] 王季琨,沈中偉,劉錫珍.機械制造工藝學[M].天津:天津大學出版社, 2004.1
[3] 哈爾濱工業(yè)大學,上海工業(yè)大學.機床夾具設(shè)計[J].上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1991.3
[4] 李洪.機械加工工藝手冊[M].北京:北京出版社,1996.1
[5] 貴州工學院機械制造工藝教研室.機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[J].貴州:貴州人民出版社,1983.6
[6] 龔定安,蔡建國.陜西科學技術(shù)出版社,1981.7
[7] 孟少農(nóng).機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991.9
[8] 《金屬機械加工工藝人員手冊》.金屬機械加工工藝人員手冊[M].s上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1979.1
[9] 孫麗嬡.機械制造工藝及專用夾具[J].北京:冶金工業(yè)出版社, 2003.9
[10] 楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2004.9
[11] 王紹俊.機械制造工藝設(shè)計手冊[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學, 1981.5
[12] 劉文劍,曹天河,趙維緩.夾具工程師手冊[M].哈爾濱:黑龍江科學技術(shù)出版社,1987.12
[13] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會.金屬切削手冊[M].上海:上海科學技術(shù)出版社,1991.10
[14] 邱仲潘.計算機英語[M].北京:科學出版社,2004.9
18
收藏