机械制造工艺学课程设计齿轮泵盖.doc

课程设计说明书设计课题： 齿轮泵盖加工工艺及夹具设计学生姓名： 学 号： 班 级： 指导教师： 2011/7/8河南农业大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“齿轮泵盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）内容：1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工工艺规程卡片 1套 4、夹具装配总图 1张 5、夹具体图 1张 6、课程设计说明书 1份原始资料：该零件图一张，生产纲领4000件/年。目录序言 1第一章 零件的分析 2第一节 零件的作用2第二节 零件的工艺分析2第三节 液压油泵盖加工工艺规程设计 2第四节 液压油泵的泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 3第五节 小结 16第二章 钻23°4斜孔专用夹具设计 17第一节 定位基准的选择及定位元件设计 17第二节 定位误差分析 17第三节 钻削力与夹紧力的计算 17第四节 夹具设计及操作的简要说明 1第三章 结束语19第四章 参考文献20序言机械制造工艺学课程设计是在我们大学基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们进行课程设计之前对所学课程的一深入的综合性的连接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我的大学学习生活中占有十分重要的地位。对我个人来言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼分析能力，提高解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于本人的知识，能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师给予指教。 第一章 零件的分析第一节 零件的作用题目所给定的零件是液压油泵的泵盖。属于盖体类零件，它和其他。零件一起装配液压泵的一个腔体结构用来储存、输送分配液压油。工作中，零件内表面要受到液压力的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求，零件I面要与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。第二节 零件的工艺分析由于此零件是液压泵零件，起传递动力和液压油分配,所以对密封性能要求较高。第三节 液压油泵盖加工工艺规程设计零件的材料为ZL106，是典型的二元共晶铝硅合金, 该合金具有优良的铸造性能,力学性能和切削加工性能较差。为了改善ZL106合金主砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。一、要加工面（一）铣上下平面保证尺寸43mm，平行度误差为0.10（二）镗25.5孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（三）钻78.5孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（四）钻311孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（五）钻23度斜4孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（六）镗32孔至所要求尺寸，并保证位误差要求二、主要基准面（一）以上平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：液压油泵盖表面各孔、液压油泵盖上表面（二）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是镗两个32孔第四节 液压油泵的泵盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施一、确定毛坯的制造形式零件的材料ZL106。由于年产量为4000件，达到成批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。二、基面的选择（一）粗基准的选择对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准。（二）精基准的选择主要考虑到基准重合和便于装夹的问题，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。三、确定工艺路线表2.1工艺路线方案工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3钻311孔工序4钻78.5孔工序5钻23度斜4孔工序6扩25.5孔并平底工序7扩26孔与25.5工序8镗232孔及镗25.5孔工序9时效去应力处理工序10精磨大平面工序11检验入库四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的材料ZL106，生产类型为成批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如毛坯图。由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为成批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。（一）加工泵盖的上下平面根据参考文献8表4-35和表4-37考虑加工余量3mm，粗加工2mm金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。（二）加工311孔根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.5mm。可一次钻削加工余量1.4mm，就可达到要求。（三）加工78.5孔根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，就可达到要求。 （四）钻23度4斜孔根据参考文献8表4-23考虑加工余量0.5 。可一次钻削加工余量0.4mm,就可达到要求（五）镗扩26与25.5通孔采用T618镗床镗孔 （六）镗232孔粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工余量0.5，即可达到加工要求（七） 镗25.5孔由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。五、确定切削用量（一）工序1：粗、精上平面1.粗铣上平面工件材料： ，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取，铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速：式（2.1）式中V铣削速度；d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据参考文献7表2.4-81,2.精铣上平面工件材料：ZL106，铸造。机床：X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量：粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时，被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min（二）工序2：加工下平面，各切削用量与加工上平面相同。（三）工序3：加工311孔孔的直径为11mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至11，选用11的麻花钻头。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间（四）工序4：加工7-8.5孔孔的直径为8.5mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔15mm小直径锪钻。1.确定切削用量确定进给量根据参考文献7表28-10可查出，于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率。根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（五）工序5：粗镗25.5H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min（六）工序6：精镗下端孔到25.5H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min（七）工序7：粗、精镗32的孔1.粗镗32的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度：。取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min2.精镗32孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：。取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min（八）工序8：精磨底平面机床：磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据切削速度V=0.527m/s，切削深度ap =0.10mm进给量f=0.008mm/r第五节 小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。第二章 钻23°4斜孔专用夹具设计第一节 定位基准的选择及定位元件设计加工此孔，采用一面两孔的定位方法，其中面选面，孔选择3个11的孔和56的孔。因为采用一面两孔的定位方案，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。第二节 定位误差分析定位误差是由基准不重合和基准位移误差组合而成。此设计方案中没有基准不重合误差，因此，只需分析基准位移误差。销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm。由公式e=(H/2+h+b)×max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。第三节 钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成孔的钻加工。由参考文献得：钻削力，钻削力矩式中：，所以，本套夹具采用压板夹紧，压板主要靠上下旋动垫板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献得：夹紧装置的设计本夹具采用螺旋压板夹紧机构，该机构便于调整夹紧力的大小、指向、作用点及夹紧行程，使夹紧系统和整个夹具得到合理、灵活的布局，实现工件的快速装卸。第四节 夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工23°4斜孔。定位采用常见的一面两销定位方案。泵盖上平面（面）及其内孔来实现完全定位。主要考虑工件便于加工，夹紧装置采用螺旋压紧机构。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销和固定定位销处，然后将压板放置在工件上平面，压紧工件，将螺栓拧紧。为了便于加工，工件与夹具装配完成之后，将整体旋转，使得待加工孔的中心线和机床轴线平行，在整体底部加斜板，安装在机床上。第三章 结束语在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有刘军老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。第四章 参考文献1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1)2 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 王先逵主编.机械制造工艺学（第二版）.北京:机械工业出版社,2006 7 李洪，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，1990。8 马贤智，机械加工余量与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994。