總泵缸體加工工藝及鉆2-ф10.5孔夾具設計【40元一套課設含CAD高清圖紙和文檔】

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設計說明書 設計題目：總泵缸體的工藝規(guī)程及鉆2-Φ10.5孔的鉆床夾具設計 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 年 月 日 摘 要 本次課程設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 總泵缸體加工工藝規(guī)程及鉆2-Φ10.5孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This 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 目錄 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工藝分析 2 二. 工藝規(guī)程設計 3 2.1確定毛坯的制造形式 3 2.2基面的選擇 3 2.3 精基準的選擇 4 2.4制定工藝路線 5 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.6確定切削用量及基本工時 8 三 夾具設計 18 3.1問題的提出 18 3.2定位基準的選擇 18 3.3切削力和夾緊力的計算 18 3.4定位誤差分析 19 3.5鉆套的設計 21 3.6夾具設計簡要操作說明 24 總 結 25 致 謝 26 參 考 文 獻 27 28 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 總泵缸體的加工工藝規(guī)程及其鉆4-Φ10.5孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次課程設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師批評指正。 一 零件的分析 1.1零件的作用 圖1-1 總泵缸體 1.2零件的工藝分析 總泵缸體有2組加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1：以端面為基準的加工面，這組加工面主要是車Φ32端面，外圓，Φ18，Φ21孔，鉆2-Φ10.5孔 2：以2-Φ10.5孔為基準的加工面，這組加工面主要是剩余的各個孔端面 二. 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2基面的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取Φ32外圓面作為定位基準。 2.3 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以已經加工好的Φ32孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.4制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案： 表2-1方案一加工工藝 序號 工序名稱 工序的主要內容 1 鑄造 鑄造適合的毛胚料 2 時效處理 時效處理 3 車平面 車?21端面 4 車 車Φ32端面，外圓，Φ18，Φ21孔 5 鉆 鉆2-Φ10.5孔 6 銑削 銑上端Φ32端面 7 鉆 鉆Φ20孔14，攻絲M22深12 8 鉆 鉆孔Φ0.7孔 9 鉆 鉆Φ3.5孔 10 鉆（锪） 鉆M12底孔，锪孔Φ12.5深3，攻絲M12 11 銑 銑寬20mm側面 12 磨 磨Φ21孔 13 檢驗，入庫 表2-2方案二加工工藝 序號 工序名稱 工序的主要內容 1 鑄造 鑄造適合的毛胚料 2 時效處理 時效處理 3 車 車?21端面 4 車 車Φ32端面，外圓，Φ18，Φ21孔 5 鉆 鉆2-Φ10.5孔 6 銑 銑上端Φ32端面 7 鉆 鉆Φ20孔14，攻絲M22深12 8 鉆 鉆孔Φ0.7孔 9 鉆 鉆2-Φ5孔 10 鉆（锪） 鉆M12底孔，锪孔Φ12.5深3，攻絲M12 11 銑 銑16mm側面 12 檢驗，入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一多了一道磨Φ21孔的工序，因為Φ21孔粗糙度要求為0.8，雖然精車可以滿足要求，但是精車0.8的粗糙度，對車床的要求太高，一般的機床無法滿足要求，因此為了能更好的保證工件的光潔度，提高加工的效率，綜合考慮我們選擇方案一。 具體的加工路線如下 表2-3加工工藝 序號 工序名稱 工序的主要內容 1 鑄造 鑄造適合的毛胚料 2 時效處理 時效處理 3 車平面 車?21端面 4 車 車Φ32端面，外圓，Φ18，Φ21孔 5 鉆 鉆2-Φ10.5孔 6 銑削 銑上端Φ32端面 7 鉆 鉆Φ20孔14，攻絲M22深12 8 鉆 鉆孔Φ0.7孔 9 鉆 鉆Φ3.5孔 10 鉆（锪） 鉆M12底孔，锪孔Φ12.5深3，攻絲M12 11 銑 銑寬20mm側面 12 磨 磨Φ21孔 13 檢驗，入庫 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 總泵缸體零件材料為HT200 生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 總泵缸體的端面 由于總泵缸體的端面與其他接觸面接觸，同時又是Φ21查機械加工工藝手冊可知余量為2,mm 3、總泵缸體的孔 因為孔比較小只有Φ21mm，因此毛坯做成實心，不鑄造出孔。 2.6確定切削用量及基本工時 工序：車Φ20端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》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) 確定機床主軸轉速　 ns== 382r/min 與382r/min相近的機床轉速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=19mm; =4mm; =0mm; t=i==0.059(min) 工序：車Φ32端面，外圓，Φ18，Φ21孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》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) 確定機床主軸轉速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機床轉速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) 工序：鉆2-Φ10.5孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10.5 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 909r/min 與909r/min相近的機床轉速為1000r/min?，F(xiàn)選取=1000r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.13(min) 工序：銑上端Φ32端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：鉆Φ20孔14，攻絲M22深12 鉆M22螺紋底孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取n=475r/min 基本工時： min ⑵攻螺紋M22mm： 選擇M22mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取n=272 基本工時： 工序：鉆Φ3.5孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ3.5 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=12~20m/min. 取V=15m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 1364r/min 與1364r/min相近的機床轉速為1500r/min?，F(xiàn)選取=1500r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.0234(min) 工序：鉆M12底孔，锪孔Φ12.5深3，攻絲M12 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 攻螺紋M12mm： 選擇M12mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 工序：銑寬16mm側面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：磨Φ21孔 1) 選擇砂輪。見《機械工藝設計手冊》第三章中磨料 　　　　　A46KV6P 350×40×127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127 2) 切削用量的選擇。查《機械工藝設計手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進給量的確定 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度的確定　　　　　＝0.0157mm/st 3) 切削工時　　 式中　 D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量的確定 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量的確定　 　　　　 ＝2.5(min) 三 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配第VII道工序的鉆2-Φ10.5孔的鉆床夾具。 3.1問題的提出 本夾具主要用于加工鉆2-Φ10.5，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 3.2定位基準的選擇 本道工序加工鉆2-Φ10.5，精度不高，因此我們采用已加工Φ32外圓柱面和側面和端面作為定位基準。 定位工序簡圖如下： 3.3切削力和夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 3.4定位誤差分析 定位方案如下圖： 圖3-1 定位方案圖 夾緊方案如下圖： 圖3-2 夾緊方案圖 (1)分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差： 用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是V形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在V形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011 △db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016 △dw=△db-△jb=0.005 （1） 分析計算孔中心線與側板中心線的重合度誤差： △jb=0 △db=0 △dw=0 3.5鉆套的設計 鉆2-Φ10.5孔加工的時間，是批量生產，因此我們采用可換鉆套方能滿足加工要求，因此我們采用快換鉆套，使用可換鉆套的好處，就是我們加工的鉆套磨損后，我們可以快換的更換鉆套及鉆套襯套，從而保證我們 批量化生產的時候不用更換鉆模板在磨損后，松開壓緊螺釘，旋轉鉆套，即可取出鉆套，然后換上絲錐既可以開始攻絲。查機床夾具標準件可知，快換鉆套的結構如下 圖3-3 快換鉆套 具體的尺寸如下 直徑d|基本尺寸: >10～12 直徑d|極限偏差F7: +0.016～+0.034 D|基本尺寸: 18 D|極限偏差m6: +0.007～+0.018 D|極限偏差k6: +0.001～+0.012 D1（滾花前）: 30 D2: 26 H|1: 16 H|2: 28 H|3: 36 高度h: 10 高度h1: 4 半徑r: 20 距離m: 11 C: 0.5 C1: 2 C2: 1.5 寬度a: 0.5 寬度b: 2 公差δ: 0.008 配鉆套螺釘GB2268-80: M6 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，我們靠壓緊螺釘把鉆套壓緊在鉆模板上，防止加工的時間鉆套的旋轉，有上面查的鉆套的具體尺寸，可知與Φ20孔相配合的快換鉆套的壓緊螺釘為M8。查機床夾具標準件可知 圖3-4 鉆套螺釘 具體的尺寸如下 直徑d: M5 L1|基本尺寸: 3 L1|極限偏差: +0.050～+0.200 直徑d1|基本尺寸: 7.5 直徑d1|極限偏差d11: -0.130～-0.040 D: 13 直徑d2: 3.7 L: 15 L0: 9 寬度n: 1.2 寬度t: 1.7 寬度b: 1 半徑r: 0.5 鉆套內徑: >0～6 3.6夾具設計簡要操作說明 使用支撐釘和v型塊定位，采用手柄帶動壓塊快速夾緊，通過旋轉的長度來指定可靠的卡緊力。當我們需要取出工件的時間，我們旋轉手柄使壓塊和工件脫離，然后取出工件，當我們裝上工件后，旋轉手柄帶動壓塊壓緊工件釘，，大大的提高了生產效率，適合于大批量生產。 總 結 課程設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 本次課程設計題目是總泵缸體的工藝規(guī)程及鉆4-Φ10.5孔的鉆床夾具設計。首先需要清楚認識零件的作用，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生推動工作缸動作所需的油壓。了解零件之后就要開始對零件進行工藝分析。認識零件與工藝分析都屬于對零件的分析這一部分。 工藝規(guī)程設計包括了確定毛坯的制造形式、基面的選擇、精基準的選擇以及制定工藝路線，確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。最后還要確定切削用量和基本工時。 工藝規(guī)程設計之后就要進行夾具設計，在這里本夾具主要用于加工鉆2-Φ10.5，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。定位基準我選用的是采用已加工的Φ32外圓柱面和底面作為定位基準。接下來就是計算切削力、夾緊力，分析定位誤差，設計鉆套。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，陶福春老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，都始終給予我細心的指導和不懈的支持。不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我傳授寶貴的人生經驗，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師陶福春致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994 [2] 機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994 [3] 機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983 [4] 機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990 [5] 金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981.10 [6] 機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 [7] 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 [8] 貴州工學院機械制造工藝教研室.機床夾具結構圖冊[J].貴州:貴州人民出版社,1983.6