齿轮泵泵体的加工工艺与专用夹具设计毕业论文.doc
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1、齿轮泵泵体的加工工艺与专用夹具设计摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。泵体加工工艺规程及其铣削、钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不
2、足之处,并在以后设计中注意改进。关键词工艺、工序、切削用量、夹紧、定位Gear pump body process and special fixture designAbstractThis 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.
3、Body process planning and drilling fixture was designed to include part machining process design, process design, and dedicated fixture design of three parts. In process design, analysis of the part must first understand the parts of the process re-engineering the structure of a blank, and select a
4、good part of the processing of the base to design parts process route; followed by the various working steps on the part of the procedures for the size of the calculation, the key is to determine the various stages of work out of process equipment and cutting consumption; then dedicated fixture desi
5、gn, selection of design out of all the component parts fixture, such as the positioning components, clamping components, guiding elements, the specific folder connection with the machine parts and other components; calculate the positioning fixture positioning error generated, analysis fixture struc
6、ture is reasonable and deficiencies, and attention to improving the design in the future.Key words:The craft、the working procedure、the cutting specifications clamp、the localization目录摘要1Abstract2第1章 绪论错误!未定义书签。1.1 课题背景错误!未定义书签。第2章 零件的分析22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析错误!未定义书签。第3章 工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式错误!未定义书签。3
7、.2 毛坯的设计错误!未定义书签。3.3 选择定位基准错误!未定义书签。3.3.1 精基准的选择63.3.2 粗基准的选择73.4 制定工艺路线错误!未定义书签。3.4.1 工序的合理组合73.4.2 工序的集中与分散错误!未定义书签。3.4.3 加工阶段的划分83.4.4 工艺路线93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定9第4章 确定切削用量及基本工时错误!未定义书签。第5章 夹具设计375.1 设计夹具的目的375.2 夹具的分类375.3 专用夹具的组成385.4 典型的定位元件395.5 夹具中的夹紧机构415.6 夹具的发展趋势425.7 本课题夹具设计435.7.1 问题的
8、提出435.7.2 定位基准的选择435.7.3 切削力及夹紧力计算435.7.4 定位误差分析455.7.5 定向键与对刀装置设计455.7.6 夹具设计及操作简要说明45结论46参考文献48致谢47千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行引言随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的
9、问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。泵体体的加工工艺规程及其铣左端面和钻底面孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、
10、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。第1章 零件的分析1.1 零件的作用及工艺分析图1.1 零件图“泵”的定义就是一种能量转换装置,它将驱动电机的机械能转换为油液的压力能,以满足执行机构驱动外负荷的需要。泵的用途广泛,种类繁多,分类方法也比较多。按泵的结构来分主要有:齿轮
11、泵,柱塞泵,叶片泵,螺杆泵等。本泵体零件的材料为ZG25,但ZG25的铸造性能和切削加工性能优良,因此采用金属型铸造方法铸造。零件有3组加工面他们有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:(1) 以底面和32圆柱互为基准的加工面,这个主要是底面和212孔和18孔,其中底面和12孔轴线的平行度为0.02。(2) 以底面为基准的加工面,这组加工面主要是左端面和2G1/4的孔,其中以底面为基准,左端面与底面的垂直度为0.01。(3) 以左端面和中心线为基准的加工面,这组加工面包括,240孔及其右端面,还有宽18mm的槽和2个小侧面,1.2 计算生产纲领、确定零件的生产类型零
12、件的生产纲领计算公式如下:其中=10000件/年,=1,=10%,=3%代入得:故属于大批量生产。第2章 确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1 毛坯的选择与设计零件材料为ZG25,由于零件大批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,结构不太复杂,选用金属型铸造,铸造精度为高,能保证铸件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。泵体零件材料为ZG25,硬度HB170,毛坯重约1Kg。生产类型为大批生产,采用金属型铸造。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量,对毛坯初步设计如下: 1.零件最大轮廓尺寸:根据图纸,长102mm,宽46mm,
13、高113.5mm,故最大轮廓尺寸为113.5mm。2.选取公差等级CT:铸造方法按金属型铸造,铸件材料为ZG25,得到公差等级CT范围810级,取9级。3.求铸件尺寸公差:根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级,查表得,公差相对于基本尺寸对成分布。4.求机械加工余量等级:铸造方法按金属型铸造,得到加工余量等级范围DF,取E级。5.求机械加工余量(RAM):对所有加工表面取同一个数值,最大轮廓尺寸为113.5mm,机械加工余量等级为E级,查表得,机械加工余量为1.1mm。6.求毛坯尺寸:212、211、18孔较小,铸成实心;底面、左端面、240孔和右平面都需要加工。底面单侧加工,毛坯尺寸为:左端面单
14、侧加工,毛坯尺寸为:240孔内腔加工,毛坯尺寸为:240孔右平面加工,毛坯尺寸为:内孔两小侧面加工,毛坯尺寸为: 32右端面加工,毛坯尺寸为:故毛坯尺寸如下:左端面:87.2mm 240孔内腔:36.8mm 底面:115.9mm 240孔右平面:14.95mm 内孔小侧面:24.9mm 32右端面:89.4mm 2.3 绘制零件毛坯简图根据上述原始资料及加工工艺,确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸,这样毛坯的尺寸就可以定下来了,毛坯的具体形状和尺寸见图2.1“泵体”零件毛坯简图。图2.1 “泵体”零件毛坯简图第3章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要
15、内容,也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准(粗基准)。在后续工序中,则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。 在制定工艺规程时,总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来。另外,为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度,可在工件上某部位作一辅助基准,用以定位。应从零件的整个加工工艺过程的全局出发,在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上,根据粗、精基准的选择原则,合理选择定位基准。3.1.1 精基准的选择“基准重合”原则应尽量选用被加
16、工表面的设计基准作为精基准,即“基准重合”的原则。这样可以避免因基准不重合而引起的误差。 “基准统一”原则应选择多个表面加工时都能使用的定位基准作为精基准,即“基准统一”的原则。这样便于保证各加工表面间的相互位置精度,避免基准变换所产生的误差,并简化夹具的设计制造工作。“互为基准”原则 当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度都要求很高时,可采用这两个表面互为基准,反复多次进行精加工。“自为基准”原则 在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中,应尽量选择加工表面本身作为定位基准。此外,精基准的选择还应便于工件的装夹与加工,减少工件变形及简化夹具结构。需要指出的是,上述四条选择精基准
17、的原则,有时是相互矛盾的。例如,保证了基准统一就不一定符合基准重合等等。在使用这些原则时,要具体情况具体分析,以保证主要技术要求为出发点,合理选用这些原则。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。 3.1.2 粗基准的选择若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应选该表面为粗基准。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若零件上每个表面都要加工,则应以加工余量最小的表面作为粗基准。这样可使这个表面在加工中不致因加工余量不足,造成加工后仍留有部分毛面,致使工件报废。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情
18、况下,若零件有的表面不需要加工时,则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。若既需保证某重要表面加工余量均匀,又要求保证不加工表面与加工表面的位置精度,则仍按本原则处理。选作粗基准的表面,应尽可能平整和光洁,不能有飞边、浇口、冒口及其他缺陷,以便定位准确,装夹可靠。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次,否则定位误差太大。但是,当毛坯是精密铸件或精密锻件,毛坯质量高,而工件加工精度要求又不高时,可以重复使用某一粗基准。粗基准的选择:对于零件的加工而言,粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出,泵体零件还算比较规则,所以粗基准容易选择。为了保证前后端面的位置精
19、度的要求,选择泵体B面和底面作为作为粗基准,依照粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应该以这些不加工表面作为粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准)来选取。 工件被放在夹具体,底面端顶住夹具体限制3个自由度;工件的大外半圆用活动V型块夹紧,在两个支承钉的外圆柱面上,限制3个自由度;因为我们限制一个自由度,实现完全定位。 3.2 拟定工艺路线3.2.1 工序的合理组合确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则:(1)工序分散原则工序内容简单,有利选择最合理
20、的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。(2)工序集中原则工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用
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