課程設(shè)計--設(shè)計“齒輪泵前蓋”的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p>　　機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)</p><p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p><b>　　設(shè)計題目：</b></p><p>　　制定齒輪泵前蓋加工工藝，</p><p>　　設(shè)計銑8mm流油槽的銑床夾具</p><p><b

2、>　　目 錄</b></p><p>　　一 機械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務書3</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計題目3</b></p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計要求3</b></p><p><b>　　（三）設(shè)計時間3</b>&

3、lt;/p><p><b>　?。ㄋ模┰O(shè)計內(nèi)容3</b></p><p>　　二 零 件 的 分 析4</p><p>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?</p><p>　?。ǘ┝慵墓に嚪治?</p><p>　　三 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計5</p><p>　?。?/p>

4、一）確定毛坯的制造形式5</p><p>　?。ǘ┗娴倪x擇5</p><p>　　（三）制定工藝路線6</p><p>　?。ㄋ模C械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定9</p><p>　?。ㄎ澹┐_定切削用量及基本工時11</p><p>　　四 夾 具 設(shè) 計12</p><

5、p>　?。ㄒ唬﹩栴}的提出12</p><p>　?。ǘ?卡具設(shè)計12</p><p>　?。ㄈ?定位誤差分析13</p><p>　　五 總 結(jié)14</p><p>　　一 機械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務書</p><p><b>　　（一）設(shè)計題目</b></p&

6、gt;<p>　　設(shè)計“齒輪泵前蓋”的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（銑流油槽）。</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計要求</b></p><p>　　中批量生產(chǎn)，手動夾緊，通用工藝裝備</p><p><b>　　（三）設(shè)計時間</b></p><p>　　2008年6月15日——2

7、008年6月27日</p><p><b>　　（四）設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1．熟悉零件圖</b></p><p>　　2．繪制零件圖 （1張）</p><p>　　3．編寫工藝工程卡片和工序卡片（本工序，各1張）</p><p>　　4．繪制夾具總裝

8、圖 （1張）</p><p><b>　　5．繪制夾具零件圖</b></p><p><b>　　6．說明書一份 </b></p><p>　　二 零 件 的 分 析</p><p><b>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?lt;/b></p><p>　　題目所給定

9、的零件是機械密封裝置傳動套，它的主要作用是傳遞扭矩。利用端部的兩個小凸臺與另一個傳動套的兩個小凹槽相互嚙合來傳遞扭矩。有零件圖所給出的精度要求可以看出，它也起到一定的密封作用。</p><p>　　（二）零件的工藝分析</p><p>　　從齒輪泵前蓋這個零件所給零件圖可以看出，其主要有兩組加工表面，且它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)將這兩組表面分述如下：</p><p&g

10、t;　　1、以小端面為加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：6個直徑為Φ8mm的螺栓孔，尺寸為Φ24mm的進出油腔，尺寸為Φ50mm的孔。</p><p>　　2、以大端面為加工表面</p><p>　　這一組的加工表面包括：兩個Φ10mm的定位銷孔，兩個Φ24K7的軸孔及倒角，寬度為8mm的流油槽，直徑為Φ11mm的存油坑。 </p&g

11、t;<p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：</p><p>　?。?）兩軸孔之間的平行度為0.01，圓跳動為0.05；</p><p>　　（2）大端面相對于軸孔表面的直線度為0.01，大端面的平面度為0.005；</p><p>　?。?）定位銷孔對軸孔的平行度為0.01。</p><p>　　三 工

12、藝 規(guī) 程 設(shè) 計</p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為鑄鐵，有較好的剛度和耐磨性，零件的輪廓尺寸不大，可以采用鑄件，這樣可以方便快捷的進行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。</p><p><b>　　（二）基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇

13、的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。</p><p>　　粗基準的選擇：粗基準的選擇對保證加工余量的均勻分配和加工表面與非加工面（作為粗基準的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。</p><p>　　如圖1所示，零件的毛坯鑄造時其兩端面難免有平行度的誤差。加工時若以小端面A作為粗基準定

14、位，則加工后大端面C能夠與小端面平行，可以保證零件壁厚均勻，但卻保證不了A、B兩面的厚度及B、C兩面的厚度；若以大端面C作為粗基準定位，A面作為非配合表面的要求不高，這樣以配合表面作為基準可以提高零件的精度，滿足要求。由上面的分析可知，我們要加工的零件必須保證壁厚均勻，對加工余量沒有特殊要求，所以可以選擇以大端面做為粗基準。</p><p>　　精基準的選擇：選擇精基準時，應重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加

15、工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。有任務書中給定的零件圖上可以看出零件的設(shè)計基準是大端面，如果我們選擇大端面做為精基準，符合基準重合的原則，同時又可以保證凸臺上端面和小端面的精度要求，符合基準統(tǒng)一的原則，而且裝夾也很便。故選擇大端面作為精基準。</p><p><b>　　（三）制定工藝路線</b></p><p>　　擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計的關(guān)鍵步驟。工藝

16、路線的優(yōu)略，對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(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(shù) 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p><b>　　1．工藝路線方案一</b>

17、</p><p>　　工序1：粗銑小端面。</p><p>　　工序2：粗銑大端面。</p><p>　　工序3：半精銑小端面。</p><p>　　工序4：半精銑大端面。</p><p>　　工序5：裝三蓋，鉆、擴2—Φ10mm的定位銷孔。</p><p>　　工序6：鉆6—Φ8mm的螺栓孔，

18、攻絲。</p><p>　　工序7：鉆鏜2—Φ24mm兩軸孔。</p><p><b>　　工序8：軸孔倒角。</b></p><p>　　工序9：擴Φ50mm孔。</p><p>　　工序10：鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角。</p><p>　　工序11：攻進出油腔的螺紋。</p>

19、;<p>　　工序12：鉆、鉸Φ11mm存油坑。</p><p>　　工序13：銑8mm的流油槽。</p><p><b>　　工序14：終檢。</b></p><p><b>　　2．工藝路線方案二</b></p><p>　　工序1：粗銑大端面。</p><p&

20、gt;　　工序2：粗銑小端面。</p><p>　　工序3：半精銑小端面。</p><p>　　工序4：半精銑大端面。</p><p>　　工序5：鉆6—Φ8mm的螺栓孔，攻絲。</p><p>　　工序6：裝三蓋，鉆、擴2—Φ10mm的定位銷孔。</p><p>　　工序7：鉆、鏜2—Φ24mm兩軸孔。</p&

21、gt;<p><b>　　工序8：軸孔倒角。</b></p><p>　　工序9：擴Φ50mm孔。</p><p>　　工序10：鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角。</p><p>　　工序11：攻進出油腔的螺紋。</p><p>　　工序12：鉆、鉸Φ11mm存油坑。</p><p&g

22、t;　　工序13：銑8mm的流油槽。</p><p><b>　　工序14：終檢。</b></p><p>　　3．兩種工藝路線方案的比較</p><p>　　上述兩個方案的特點在于：方案一是以大端面為粗基準，先銑小端面，然后以小端面精基準銑大端面，然后再以大端面定位，進行孔的加工；而方案二是以小端面粗基準，先銑大端面，再以大端面為基準銑小端面

23、，最后進行孔的加工。</p><p>　　方案一以大端面粗基準，保證了零件壁厚均勻及平行度的技術(shù)要求，裝夾次數(shù)也較少，但是小端面沒有進行精加工，從而不能保證大端面這一配合表面的精度。另外工序6和工序7應該互換一下，因為定位銷孔是保證裝配時的位置精度的，故應在螺栓孔加工完成后進行裝三蓋使前后蓋及泵體一起加工；方案二小端面為粗基準，不能保證零件的壁厚均勻，其裝夾次數(shù)較多。而且在加工進油孔Φ19mm及出油孔Φ8mm前加

24、工2—Φ24mm的進出油腔，這樣就不符合先鉆后擴的原則。綜合兩個方案，我確定具體的工藝工程如下：</p><p>　　工序1：粗銑小端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序2：粗銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序3：半精銑小端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>

25、　　工序4：半精銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序5：鉆6—Φ8mm的螺栓孔，攻絲。選用Z5125A立式鉆床及V形塊夾具。</p><p>　　工序6：裝三蓋，鉆、擴2—Φ10mm的定位銷孔。選用Z5125A立式鉆床及V形塊夾具。</p><p>　　工序7：鉆、鏜2—Φ24mm兩軸孔。選用Z5140A立式鉆床及長銷夾具。<

26、/p><p>　　工序8：軸孔倒角。倒角機。</p><p>　　工序9：擴Φ50mm孔。擴孔鉆</p><p>　　工序10：鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角。選用Z5140A立式鉆床及長銷夾具。</p><p>　　工序11：攻進出油腔的螺紋。</p><p>　　工序12：鉆、鉸Φ11mm的存油坑。選用Z5125A立

27、式鉆床及長銷夾具。</p><p>　　工序13：銑8mm的流油槽。選用X5032立式銑床及長銷夾具。</p><p><b>　　工序14：終檢。</b></p><p>　　（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“齒輪泵前蓋”零件材料為鑄鐵，硬度HB143～229，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采

28、用鑄造毛坯，3級精度組（成批生產(chǎn)）。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：</p><p><b>　　1．外圓表面</b></p><p>　　由給定任務書中的零件圖，毛坯為階梯盤狀灰鑄鐵，毛坯總厚為38mm，大臺階面厚度為20mm，總長128mm,寬86mm。齒輪泵后蓋側(cè)面表

29、面粗糙度無嚴格要求，鑄造可達到精度。</p><p>　　2．大小端面的粗加工余量</p><p>　　小端面加工余量取2.7mm，大端面加工余量3.3mm [見《機械制造工藝手冊》（以下簡稱《手冊》）表1-24]</p><p>　　3．半精銑小端面的加工余量</p><p>　　小端面的精銑加工余量為1.4mm。[見《手冊》表1-24]&

30、lt;/p><p>　　4．半精銑大端面的加工余量</p><p>　　大端面的半精銑加工余量為1.4mm。[見《手冊》表1-24]</p><p>　　5．鉆6—Φ8mm的螺栓孔</p><p>　　前蓋總厚度為30mm，大端面臺階面厚度為20mm，Φ8mm的螺栓孔切削深度為20mm，攻Φ8mm的螺栓孔。</p><p>

31、;　　6．裝三蓋，鉆2—Φ10mm的定位銷孔</p><p>　　將齒輪泵前蓋、后蓋及泵體用螺栓連接固定，選用Z5125A立式鉆床并用雙V形塊夾緊，利用鉆套導向及定位，用Φ8mm鉆頭加工通孔，切削深度為4mm。</p><p>　　7．擴2—Φ10mm的定位銷孔</p><p>　　選用Φ10mm的擴孔鉆進行擴孔，切削深度為1mm。即可達到加工精度。</p&g

32、t;<p>　　8．鉆2—Φ24mm兩軸孔及導角</p><p>　　選用Φ20mm立鉆鉆兩軸孔，切削深度為10mm。</p><p>　　9．軸孔倒角。倒角機倒1×45°。</p><p>　　10．粗鏜2—Φ24mm兩軸孔</p><p>　　選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為1mm。</p&g

33、t;<p>　　11．半精鏜2—Φ24mm兩軸孔</p><p>　　選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為0.75mm。</p><p>　　12．精鏜2—Φ24mm兩軸孔</p><p>　　選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為0.25mm。</p><p>　　13．鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角</p>

34、<p>　　選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用Φ24mm鉆頭加工進出油腔并倒角。</p><p>　　14．攻進出油腔的螺紋</p><p>　　選用Φ24mm的絲錐攻絲。</p><p>　　15．鉆Φ11mm的存油坑</p><p>　　選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用Φ10mm的鉆頭鉆存油坑。<

35、;/p><p>　　16．鉸Φ11mm的存油坑</p><p>　　選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用Φ11mm的鉸頭鉆存油坑。</p><p>　　17．銑8mm的流油槽</p><p>　　選用X5032立式銑床及長銷夾具夾緊定位，用Φ8mm的銑刀銑流油槽。銑削深度為2.5mm。</p><p><b

36、>　　18．終檢</b></p><p>　　（五）確定切削用量及基本工時</p><p>　　本工序以前蓋端面，兩個φ10加工工藝孔精基準，銑8mm流油槽，保證垂直度誤差不超過0.05mm,槽的寬度為8mm。</p><p><b>　　1. 選擇銑刀</b></p><p>　　選擇槽銑立銑刀，粗銑

37、時do=7.8mm，后角αo＝16°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度，° ，° ，° </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）決定進給量</b></p><p><b>　　查《切》

38、 </b></p><p>　　按銑刀強度選擇 按機床強度選擇</p><p>　　最終決定選擇機床已有的進給量</p><p><b>　　經(jīng)校驗 校驗成功。</b></p><p>　?。?）銑刀磨鈍標準及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0

39、.8mm，壽命　</p><p><b>　　（3）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修正系數(shù) </p><p><b>　　故。</b></p><p>　　查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　故實際的切削速度</b&g

40、t;</p><p><b>　?。?）校驗扭矩功率</b></p><p>　　故滿足條件，校驗成立。</p><p><b>　　3.計算工時</b></p><p>　　由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。</p><p>　　四 夾 具

41、 設(shè) 計</p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計通用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計齒輪泵前蓋第三道工序——鉆6×ΦM8孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M8絲錐，以及φ6的高速鋼麻花鉆。</p><p><b>　　（一）問題的提出</b></p><p>　　在給定的零件中，對本

42、步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。</p><p><b>　　（二） 卡具設(shè)計</b></p><p><b>　　定位基準的選擇</b></p><p>　　出于定位簡單和快速的考慮，選擇端面，側(cè)面為基準（自由度限制數(shù)為3個），配合以兩V型塊，一個固定一

43、個活動（自由度限制數(shù)為3個）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。</p><p><b>　　切削力和卡緊力計算</b></p><p>　　本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。</p><p>　　修正系數(shù)查《機械加工工藝手冊》 KF== (=1.062</p><p><b&g

44、t;　　軸向力 </b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　由于扭矩很小，計算時可忽略。</p><p><b>　　卡緊力為</b></p><p>　　則實際卡緊力為 F’=·· sin</p><p>　　=

45、[(4.57×10-6)／86]×(2.8／0.22)×sin45。=8.2N</p><p>　　使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。</p><p>　?。ㄈ?定位誤差分析</p><p>　　本工序采用兩側(cè)面夾緊，使用一面兩孔定位，工件始終靠近銷孔的面，而工件自重會始終靠近底面，當然工件有

46、一定的誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。</p><p>　　T形槽寬為 S=14mm</p><p>　　T形槽所選用的螺栓為M12，長L=80mm</p><p>　　（四）夾具設(shè)計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。盡管采用機動夾緊能提高夾緊速度，提

47、高勞動生產(chǎn)率，但是題目中要求設(shè)計的夾具使用手動夾緊，并且進行銑削加工時的橫向力大，故此我就想到了使用一面兩孔定位機構(gòu)，這樣還可以使得制造夾具的制造工藝簡單省事。由于選擇的定位基準為零件的端面和精加工后的工藝孔，所以可以使用一面兩孔配合定位。</p><p>　　此外，由于本零件是中批生產(chǎn)，隨著加工零件個數(shù)的增加，夾具磨損也將增大，這將導致零件加工誤差的增大，廢品率升高，間接地增加了生產(chǎn)成本。為了解決這個問題，在設(shè)

48、計時，采用銷孔的第二個孔為菱形孔機構(gòu)可以防止這個問題，延長了夾具的使用壽命。</p><p><b>　　五 總 結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的機械制造課程設(shè)計即將結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這兩周的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識

49、而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。</p><p>　　課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。<