泵前體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

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1、緒論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)第三次會(huì)議記要指出，“畢業(yè)設(shè)計(jì)題目應(yīng)該以產(chǎn)品（或工程）設(shè)計(jì)類題目為主，尤其要鼓勵(lì)去工廠從高真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以得到所學(xué)過(guò)的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來(lái)做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作，提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。 械制造工藝與設(shè)備專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)（含工藝和夾具設(shè)計(jì)）和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一個(gè)必要的環(huán)節(jié)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠使我們綜合的運(yùn)用機(jī)械工藝學(xué)的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的東西，獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題。初步的具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜零件的工藝規(guī)程的能力

2、和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本方法與原理，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖冊(cè)等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)。為未來(lái)從事工作大下良好基礎(chǔ)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在計(jì)算，制圖，公差，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝方面的知識(shí)都受到全面的綜合訓(xùn)練，使我受益匪淺。特別是在張老師在工作中對(duì)我的耐心輔導(dǎo)，他對(duì)學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，無(wú)不給我以深刻的影響。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我相信我無(wú)論是在理論上還是在運(yùn)用上，都會(huì)有較大程度的提高，為日后的工作鋪平道路。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我4年來(lái)的知識(shí)結(jié)晶。在設(shè)計(jì)過(guò)程中總會(huì)存在一些疏漏之處、缺點(diǎn)和不足，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，在此表

3、示由衷的感謝。 1泵前體加工工藝 1.1 泵前體加工工藝分析 我的設(shè)計(jì)題目是泵前體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 對(duì)于我的設(shè)計(jì)，我把它分為兩部分，即工藝設(shè)計(jì)部分和夾具設(shè)計(jì)部分 首先我看圖紙對(duì)泵前體進(jìn)行了基本的結(jié)構(gòu)和工藝分析： 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。泵前體是雙聯(lián)泵體上的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜復(fù)雜，但側(cè)面兩孔和四個(gè)面的精度要求較高，此外還有

4、對(duì)精度要求不是很高的下面和進(jìn)油孔要求加工。四個(gè)M20的螺紋孔和中心孔有0.3的同 軸度的要求，所以需要精加工以保證形位公差，孔小72,小55的孔粗糙度要求達(dá)到0.8所以也需要進(jìn)行精加工。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 1.2 泵前體的工藝要求及工藝分析 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師要

5、考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 1.2.1 泵前體的技術(shù)要求 其加工有五組加工。左側(cè)面、右側(cè)面及中心孔、上表面和下表面、上表面的五個(gè)孔、前表面的八個(gè)孔。 ⑴.先粗車左側(cè)面然后以此為粗基準(zhǔn)，加工右側(cè)面，之后以右側(cè)面為精基準(zhǔn)加工左側(cè)面，跳動(dòng)的范圍在0.02mmRa=125 ⑵.以前端面為精基準(zhǔn)銃上下表面，Ra=12.5 ⑶.以下表面為基準(zhǔn)加工上表面的五個(gè)孔，四個(gè)小12mm一個(gè)428mmRa=12.5。 ⑷.以正面四個(gè)絲孔和四個(gè)孔為主要加工的對(duì)象，以孔及一側(cè)面為定位基準(zhǔn)，保證其位 置關(guān)系，并以鉆模保證相互位置關(guān)系。 ⑸.泵前體毛坯的選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次

6、造型。 單邊余量一般在1~3mm,結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因?yàn)? 泵前體年產(chǎn)量是5000件以下，由［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-3可知是中批量生產(chǎn) 圖1.1零件圖 1.3 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于泵前體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：泵前體的尺寸精度，形狀精度以及位置精度要求都很高，就給加工帶來(lái)了困難，必須重視。 1.4 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)

7、該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)泵前體的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī) 床。 1.4.1 車孔及面的加工方案 由參考文獻(xiàn)［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-11確定，因?yàn)榭椎谋砻娲植诙葹?.2,則選*130^054及兩側(cè)面的加工順序?yàn)椋捍周囈灰痪嚒? 圖1.2粗車工序簡(jiǎn)圖 圖1.3精

8、車工序簡(jiǎn)圖 1.4.2 絲孔的加工方案 四個(gè)絲孔采取的加工方法分別是： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，所以全加工的方法是鉆一一擴(kuò)一一攻 圖1.4鉆孔工序簡(jiǎn)圖 1.5 確定定位基準(zhǔn) 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證泵前體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從泵前體零件圖分析可知，選擇面積大的一側(cè)表面作為泵前體加工粗基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置準(zhǔn)確，能保證泵前體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從泵前體零件圖分析可知,*47和*1301054兩孔軸 線適于

9、作精基準(zhǔn)使用。 1.6 工藝路線的擬訂 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。CA6140機(jī)床后 托架的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以正面定位粗加 工由271063的端面，然后以此面為精基準(zhǔn)加工*130^.054的孔及其端面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 1.7 偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 泵前體的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是HT300,硬度HB為300-350,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 (1) .泵前體為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)

10、合適，均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。 ③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。 ④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 ⑵.設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣

11、可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 1.7.2 泵前體的偏差計(jì)算 (1) .底平面的偏差及加工余量計(jì)算 后端面加工余量的計(jì)算，計(jì)算后端面與孔的中心線的尺寸為89mm。根據(jù)工 序要求，后端面加工，先粗，后以前端面為基準(zhǔn)粗車，在精車而成。余量如下： 車：由參考文獻(xiàn)［5］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為 4~5.5mm,現(xiàn)取4.5mm。前端面的力口工余量威2.5mm 鑄造毛坯的基本尺寸為

12、89+4.5+2.5=96mm,又根據(jù)參考文獻(xiàn)［7］《機(jī)械加工 工藝手冊(cè)》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7,再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為1.1mm。 毛坯的名義尺寸為：894.52.5=96mm 毛坯最小尺寸為：96-0.55=95.45mm 毛坯最大尺寸為：960.55=96.55mm ⑵.主視圖上的二組孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)□《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59和參考文獻(xiàn)［15］《互換性與 技術(shù)測(cè)量》表1-8,可以查得： 孔小20和126: 粗車的精度等級(jí)：IT=12,表面粗糙度Ra=15um,尺寸偏差是0.3mm 精車的精度等級(jí)：IT=7,

13、表面粗糙度Ra=1.6um,尺寸偏差是0.03mm 孔“130黑4 粗車的精度等級(jí)：IT=12,表面粗糙度Ra=15um,尺寸偏差是0.35mm 精車的精度等級(jí)：IT=7,表面粗糙度Ra=1.6um,尺寸偏差是0.035mm 根據(jù)工序要求，側(cè)面二孔的加工分為粗車、精車二個(gè)工序完成，各工序余量 如下： 粗車：曲30」.08，參照［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，其余量值為3.5mm； 426孔，參照口《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，其余量值為3.5mm； 精車：包301.0孔，參照［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，其余量值為0.3mm； 426孔，參照［7］

14、《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，其余量值為0.3mm； 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 如30黑4孔毛坯基本尺寸為弧130-3.5-1.2-0.3=125mm； e26孔毛坯基本尺寸為“：26-3.5-1.2-0.3=15mm; 根據(jù)參考文獻(xiàn)［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7,再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：0.9mm、0.9mm。 毛坯最大尺寸為4:125+0.45=125.45mm； 毛坯最小尺寸為弧125-0.45=124.55mm； 毛坯最大尺寸為$:15+0.45=15.45mm； 毛坯最小尺寸為?。?5-0.45=14.55mm； ⑶.頂面兩組孔小28和4-M10,兩孔精度要求為IT1,表面粗糙度要求為Rz50。參照參考文獻(xiàn)［7］《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-47,表2.3-48。確定 工序尺寸及加工余量為： 第一組：小28 加工該組孔的工藝是：鉆一一擴(kuò) 鉆孔：26 擴(kuò)孔：28 第二組：4-M10 加工該組孔的工藝是：鉆一一攻 鉆孑L:8.5 攻絲：M10 1.8確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）