机械制造技术课程设计液压泵盖的机械加工工艺规程及夹具设计.doc

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1、论 文（设 计）任 务 书课程编号J1410018课程名称机械制造技术课程设计周数3实施地点科技楼设计室班级机制10613人数105起止时间2009.6.227.10形式集中 分散指导教师论文（设计）进度安排6.22上午10点指导教师布置课程设计任务。明确设计任务， 阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。具体设计方法、步骤见机械制造技术基础课程设计指导教程和教材机械制造技术基础。另外主要参考书目：1机床专用夹具图册2机械制造装备设计3机械制造工艺设计简明手册4机械制造工艺学课程设计指导书5实用机械加工手册6.236.24对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简

2、图。6.256.29制定机械加工工艺路线，选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。6.30画出毛坯图，填写工艺过程卡，填写工序卡。7.1确定夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。7.27.5绘制夹具装配图。7.67.7绘制夹具零件图。7.87.10整理设计说明书。答辩、评定成绩。论文（设计）内容一、设计题目与要求 某个零件 零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年产量为5000件（大批生产），零件由指导教师指定。（零件参考图附后）二、设计内容1对零件进行工艺分析，画零件图；2确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3制定零件的机械加工工

3、艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6对夹具的一个零件设计零件图；7编写设计计算说明书。要求(包括纪律要求和报告书要求)设计工作要求提交：1零件图 1张（A4A3）2毛坯图 1张（A4A3）3机械加工工艺过程卡 1张4机械加工工序卡 1张5夹具结构设计装配图 1张（A1A0）6夹具结构设计零件图 2张（A4A1，夹具体+主要非标零件）7课程设计说明书 1份，参考广东海洋大学毕业设计说明书撰写格式注：本表按自然班填写。于动员时发给学生。不够

4、纸请另附页。目录一、 序言.4二、零件的分析.42.1零件的分析.4.2.1.1零件的作用.42.1.2零件的工艺分析.5 2.2工艺过程设计的主要问题和所应采取的相应措施.5 2.3泵盖加工工艺规程设计.6 2.3.1确定毛坯的制造形式.6 2.3.2基准面的选择.6 2.3.3确定工艺路线.6 2.3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.8 2.3.5机床设备及工艺装备的选用.9 2.3.6确定切削用量几基本工时.92.4小结.20三、专用夹具设计.213.1、粗车泵盖上平面夹具设计.21 3.2、定位基准的选择：.213.3、车削力与夹紧力计算.21 3.4、定位误差分析.22 3

5、.5、夹具设计及操作的简要说明.22 3.6、小结.22四、结束语.22五、参考文献.23一、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。本次设计是对液压泵盖零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。液压泵盖零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。主要加工工序安排是先以液压泵

6、盖两端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。整个加工过程均选用组合机床。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率

7、、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 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。 二、零件的分析2.1 零件的分析 2.1.1 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

8、刚度有一定的要求，零件的A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。 2.2.2 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。该零件的几组平面和有表面粗糙读和位置度要求。2.1.2工艺过程设计的主要问题和所应采取的相应措施 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 , 但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。（1）要加工面：1）车上下平面保证尺寸43mm，平行度误差为0.102）钻311孔至所要求尺寸，并保证位误差要求3）钻25.5盲孔至所要求尺寸，并

9、保证位误差要求4）钻311孔至所要求尺寸，并保证位误差要求5）钻23度斜4孔至所要求尺寸，并保证位误差要求6）扩26孔与25.5通孔至所要求尺寸，并保证同轴度要求7）钻78.5孔至所要求尺寸，并保证位误差要求8）镗32孔至所要求尺寸，并保证位误差要求（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：液压油泵盖上表面11孔、液压油泵盖上表面2）以上平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是镗二个32孔和钻25盲孔、4孔、阶梯孔25.5孔和26孔、8.5孔，液压泵盖下表面（3）所应采取的相应措施由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保

10、证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。液压泵盖的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。液压泵盖零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于液压泵盖的生

11、产量很大。怎样满足液压泵盖生产率要求也是过程中的主要考虑因素。整个过程均选用组合机床，采用高速，高效的专用夹具。2.3 泵盖加工工艺规程设计2.3.1确定毛坯的制造形式零件的材料ZL106。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，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。2.3.2基面的选择（1）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，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面

12、定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.3.3确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序1粗精车上平面工序2钻311孔工序3粗精车下平面工序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孔及镗孔工序9精磨大平面工序10检验入库工序11表2.2工艺路线方案二工序1粗车泵盖上平面及止口等工序2粗车泵盖下平面等工序3精车泵盖上平面及止口等工序4精车泵盖下平面等工序5钻25.5盲孔工序6扩26孔与25.5通孔工序7粗镗，半精镗32孔工序8钻311孔工序9钻78

13、.5孔工序10锪平715孔工序11钻23度斜4孔工序12精磨底平面工序13检验入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将工序细化， 目的是为了提高后面精加工平面的的精度，通过时效处理可以去除在前粗工过程中产生的一系列加工应力，防止在成品以后出出变形，影响精度这个对零件的质量是很有好处的 采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加工两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现

14、第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的材料ZL106，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如图.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大批量生产，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

15、定。 1）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3mm，粗加工2mm到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。2） 加工311孔时，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。3） 加工78.5孔时，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。4） 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 .4 mm,就可达到要求5） 钻扩26与25 .5通孔 ，采用7的麻花钻钻孔 6）镗232孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和

16、表面粗糙度要求，精加工余量0.5，即可达到加工要求7) 镗25.5孔时，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。2.3.5机床设备及工艺装备的选用1）机床设备的选用 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床。在加工平面时选用专用组合铣床，钻-扩-绞孔时选用四面组合钻床。2）工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。因为此零件为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。部分量具采用专用卡板。 刀具、量具具体型号见工艺过程卡。2.3.6确定切削用量及基本工时工序1：粗车上平面至止口工件材料： ，铸造。机床：CA1640刀具：高速钢端面

17、车刀，材料：，因其单边余量：Z=2mm所以车削深度： 、 f=1.2mm/r, 根据参考文献3表13，取车削速度：参照参考文献表14，取v=96m/min机床主轴转速公式： 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：=300r/min按照参考文献表36 实际车削速度v=96m/min 进给量：=fn=1.2x300=360mm/min 工作台每分进给量：fm360mm/min 刀具切入长度2mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间（d/2+ +）/fn3.4s根据参考文献11表719可查得车削的辅助时间Tf0.16min工序（2）：粗车下平面由于各切削用量与加工上平面

18、相近，因此省略不算，参照工序（1）执行工序（3）：精车上平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：CA6140刀具：高速钢端面车刀： 精铣该平面的单边余量：Z=1mm车削深度：进给量f：根据参考文献表52，取f0.25mm/r车削速度：参照参考文献表52，取V120m/min机床主轴转速，由式（2.1）有：N374r/min按照参考文献7表3.1-31 取n375r/min实际车削速度：v120m/min 进给量，由式（1.3）有：fn0.25x37493.5mm/min 工作台每分进给量93.5mm/min被切削直径d102mm 刀具切入长度2mm刀具切出长度2mm走刀次数为1机动时

19、间Tj(d/2+)/nf33.8s根据参考文献车削的辅助时间Tf0.16min工序（4）：精车下平面：由于各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序（3）执行。工序（5）：钻、扩25.5H8孔机床：专用组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻（1）钻23.5孔切削深度：，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v=35m/min机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取n=500r/min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

20、考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min（2）扩孔到25.5H8切削深度：进给量：根据机械制造技术基础课程设计指导教程表5-23，得f=0.25。切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取v=30m/min,机床主轴转速：，取n=400r/min,实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：根据机械制造工艺设计手册被切削层长度：刀具切入长度：=3mm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工序（6）：扩26孔 机床：立式钻床刀具：扩孔钻切削深度：进给量：根据机械制造技术基础课程设计指导教程表5-23，参照机械制造

21、技术基础课程设计指导教程表5-23，取f=0.15切削速度：参照机械制造工艺设计手册表3-54，取取=30, =26代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据机械制造技术 基础课程设计指导教程查标准数列，取n=400r/min实际切削速度： 根据机械制造工艺设计手册被切削层长度：=12mm刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为1取=12mm，, f=0.15,n=400r/min代入公式（2-4）得：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min工序7：粗镗、半精镗32H8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

22、，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：2.61min工序8：钻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：=3mm走刀次数为

23、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工序9和工序10：钻7-8.5孔和锪平15孔车床：专用组合钻床刀具：麻花钻、锪孔钻孔的直径为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，由于孔深度比 ，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

24、-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上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，根据机械制造工艺设计手册被切削层长度：=12mm刀具切入长度 刀具切出长度： 走刀次数为1取=12mm，, f=0.15,n=400r/min代入公式（2-4）得：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min 工序10：钻23度4斜孔车床：立式钻床车刀：麻花钻孔的直径为4mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至4

25、，选用4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：=15mm刀具切入长度：刀具切出长度：=3mm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工序11：精磨底平面 选用磨床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 = 0.527 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.008 mm/r 工序12：检验入库2.4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

26、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。三、 专用夹具设计3.1、粗车泵盖上平面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。在加工零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工上平面夹具。采用CA6140车床，高速钢端面车刀YT15对上平面进行加工。本夹具主要用来粗、精车泵盖上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣泵盖上平面时，粗糙度要求Ra3.2，泵盖上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对泵盖上平面进行粗精加工。因此在本道工

27、序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2定位基准的选择：由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面平面与定位板正确贴合夹紧就行了。以R39下端外圆面为定位基准，以V型块为支撑，端面用支撑板支撑定位，上端用V型块将R39外圆端面压紧。综上所述,本夹具可采用外圆与端面定位，采用V型块与支撑板压紧。3.3、车削力与夹紧力计算：本夹具是在车床上使用的，

28、用V型块和支撑板定位，靠V型块斜面的水平分力将工件压紧到支撑板上，将其压紧，由于压紧力是由V型块的侧面水平分力产生的，压紧力较小，故不必对其进行压紧力的计算与校核。3.4、定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为两个V型块和一个平面。其定位误差主要为：平面平面度误差0.01，平面底面的平行度误差0.15，但定位基准与工序基准重合，故该定位方案合理、可行。

29、3.5、夹具设计及操作的简要说明本夹具采用气动压紧装置，气缸活塞杆拉动拉杆，带动杠杆将上端V型块压紧至上端外圆端面，在V型块的水平分力作用下，将工件压紧夹具体支架上，以实现装夹。可通过调节下端平衡块的位置和重量，来平衡主轴旋转的偏心。3.6、小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。四、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，

30、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。五、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 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。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。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，11 王绍俊，机械制造工艺设计手册哈尔滨工业大学，哈尔滨工业出版社