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毕设说明书
毕业设计报告(论文)
论文(设计)题目
齿轮泵加工工艺及夹具设计
作者所在系别
机械工程系
作者所在专业
机械设计制造及其自动化
作者所在班级
B08111
作者姓名
作者学号
指导教师姓名
指导教师职称
讲师
完成时间
2012
年
6
月
北华航天工业学院教务处制
北华航天工业学院
本科生毕业设计(论文)原创性及知识产权声明
本人郑重声明:
所呈交的毕业设计(论文)
齿轮泵加工工艺及专用夹具设计
是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本设计(论文)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
因本毕业设计(论文)引起的法律结果完全由本人承担。
本毕业设计(论文)成果归北华航天工业学院所有。
本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计(论文)的相关规定,提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本。
本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以营利为目的的前提下,可以公布非涉密毕业设计(论文)的部分或全部内容。
特此声明
毕业设计(论文)作者:
指导教师:
年月日年月日
摘要
在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺过程中,使用着大量的夹具,用以安装加工对象,使之占有正确的位置,以保证零件和产品的质量,并提高生产率。
在机床上加工工件时,为了保证加工精度,必须正确安装工件,使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置,这一过程称为“定位”。
为了不因受切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置,还必须对其施加一定的夹紧力,这一过程称为“夹紧”。
定位和夹紧的全过程称为“安装”。
在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备,就是各类夹具中应用最广泛的“机床夹具”。
机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化,并且有专业的工厂进行生产,而广泛用于批量生产,专为某工件加工工序服务的专用夹具,则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。
因此,专用夹具的设计是一项重要生产准备工作,每一个从事加工工艺的工装设计人员,都应该掌握有关夹具设计的基础知识。
关键词:
机械制造通用夹具专用夹具钻床夹具齿轮泵
Abstract
Atthemachinemanufacturemachine-finishing,theexamination,theassembly,theweldingandheattreatmentandsooninthecoldhottechnologicalprocess,areusingthemassivejigs,withinstallstheprocessingobject,enableittoholdthecorrectposition,guaranteesthecomponentsandtheproductquality,andenhancementproductionefficiency.
Processestheworkpiecewhentheenginebed,inordertoguaranteetheprocessingprecision,mustcorrectlyinstalltheworkpiece,causesitsrelativeenginebedcuttingformingmovementandthecuttingtoolholdsthecorrectposition,thisprocessandsoonthegravityisnotdestroyedtheworkpiecealreadythecorrectpositionwhichdecides,butalsomustcertainlyexerttoitclampstobecalled”theinstallment”.Usesforontheenginebedtocompletetheworkpiecetoinstallthedutytheimportantcraftequipment,isineachkindofjigwidelyapplies”theenginebedjig”.
Enginebedjigtypeverymany,amongtheusescopebroadestgeneraljig,thespecificationsizearemanyhasstandardized,andhasespeciallythefactorytocarryontheproduction.Butwidelyusesinthevolumeproduction,speciallyunitclampwhichservesforsomeworkpieceprocessingworkingprocedure,thenneedsvariousfactoriesdependentlytodesignthemanufactureaccordingtotheworkpieceprocessingcraft.Therefore,theunitclampdesignthemanufactureaccordingtotheworkpieceprocessingcraft.Therefore,theunitclampdesignidanimportantproductionpreparatorywork.eachisengagedintheprocessingcrafttheworkclothesdesignpersonnel,allshouldgrasptheelementaryknowledgewhichtherelatedjigdesign
Keywords:
machinerycommonfixturespecialfixturedrillingfixture
目录
摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………Ⅱ
1.绪论……………………………………………………………………………………………1
1.1机械加工工艺规程制订…………………………………………………………………1
1.1.1生产过程与机械加工工艺过程…………………………………………………1
1.2机械加工工艺规程的种类………………………………………………………………1
1.3制订机械加工工艺规程的原始资料……………………………………………………2
2.零件的分析……………………………………………………………………………………3
2.1零件的作用………………………………………………………………………………3
2.2零件的工艺分析…………………………………………………………………………3
3.选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图……………………………………………………4
3.1确定各加工表面的总余量公差…………………………………………………………4
4.选择加工方法,制定工艺路线………………………………………………………………5
4.1机械加工工艺设计………………………………………………………………………5
4.1.1基面的选择.………………………………………………………………………5
4.1.2粗基面的选择.……………………………………………………………………5
4.1.3精基面的选择.……………………………………………………………………5
4.2制定机械加工工艺路线.………………………………………………………………5
5.选择加工设备及刀具、夹具、量具.………………………………………………………7
5.1选择加工设备与工艺设备.……………………………………………………………7
5.1.1选择机床,根据不同的工序选择机床.…………………………………………7
5.1.2选择夹具.…………………………………………………………………………7
5.1.3选择刀具,根据不同的工序选择刀具.…………………………………………7
5.1.4选择量具.…………………………………………………………………………7
5.2确定工序尺寸……………………………………………………………………………8
5.2.1面的加工…………………………………………………………………………8
5.2.2孔的加工…………………………………………………………………………8
6.确定切削用量及基本时间……………………………………………………………………9
6.1工序1切削用量及基本时间的确定,…………………………………………………9
6.2工序2切削用量及基本时间的确定,…………………………………………………9
6.3工序3切削用量及基本时间的确定…………………………………………………10
6.4工序4切削用量及基本时间的确定…………………………………………………11
6.5工序5切削用量及基本时间的确定…………………………………………………11
6.6工序6切削用量及基本时间的确定…………………………………………………12
6.7工序7切削用量及基本时间的确定…………………………………………………12
6.8工序8切削用量及基本时间的确定…………………………………………………13
6.9工序9切削用量及基本时间的确定…………………………………………………13
6.10工序10切削用量及基本时间的确定………………………………………………13
6.11工序11切削用量及基本时间的确定………………………………………………14
6.12工序12切削用量及基本时间的确定………………………………………………14
6.13工序13切削用量及基本时间的确定………………………………………………15
6.14工序14切削用量及基本时间的确定………………………………………………15
6.15工序15切削用量及基本时间的确定………………………………………………15
6.16工序16切削用量及基本时间的确定………………………………………………16
6.17工序17切削用量及基本时间的确定………………………………………………16
6.18工序18切削用量及基本时间的确定………………………………………………16
6.19工序19切削用量及基本时间的确定………………………………………………17
6.20工序20切削用量及基本时间的确定………………………………………………17
7.夹具设计.……………………………………………………………………………………18
7.1定位基准的选择………………………………………………………………………18
7.2切削力和夹紧力计算…………………………………………………………………18
7.3定位误差分析…………………………………………………………………………19
7.4夹具设计及操作的简要说明…………………………………………………………19
8.结论.…………………………………………………………………………………………20
致谢.……………………………………………………………………………………………21
参考文献.………………………………………………………………………………………22
第1章绪论
机械制造业是国民经济的支柱产业,现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。
生产的发展和产品更新换代速度的加快,对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求,也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中,由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同,针对某一零件,往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的,而是需要经过一定的工艺过程。
因此,我们不仅要根据零件具体要求,选择合适的加工方法,还要合理地安排加工顺序,一步一步地把零件加工出来。
1.1机械加工工艺规程制订
1.1.1生产过程与机械加工工艺过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。
它包括原材料的运输、保管于准备,产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理,部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。
机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。
机械加工工艺过程的基本单元是工序。
工序又由安装、工位、工步及走刀组成。
规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件,称为工艺规程。
机械加工工艺规程的主要作用如下:
1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。
根据它来组织原料和毛坯的供应,进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造,编制生产作业计划,调配劳动力,以及进行生产成本核算等。
2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。
有了它就可以制定进度计划,实现优质高产和低消耗。
3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。
根据它和生产纲领,才能确定所须机床的种类和数量,工厂的面积,机床的平面布置,各部门的安排。
1.2机械加工工艺规程的种类
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,是两个主要的工艺文件。
对于检验工序还有检验工序卡片;自动、半自动机床完成的工序,还有机床调整卡片。
机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。
机械加工工序卡片是每个工序详细制订时,用于直接指导生产,用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。
1.3制订机械加工工艺规程的原始资料
制订机械加工工艺规程时,必须具备下列原始资料:
1.产品的全套技术文件,包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。
2.毛坯图及毛坯制造方法。
工艺人员应研究毛坯图,了解毛坯余量,结构工艺性,以及铸件分型面,浇口、冒口的位置,以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。
3.车间的生产条件。
即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况;生产面积;工人的技术水平;专用设备;工艺装备的制造性能等。
4.各种技术资料。
包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
第2章零件的分析
2.1零件的作用
齿轮泵是在润滑系统中,可迫使机油自油底壳送到引擎运动件的装置。
用来使机油压力升高和保证一定的油量,向各摩擦表面强制供油的部件,内燃机广泛采用齿轮式和转子式油泵,齿轮式油泵结构简单,加工方便,工作可靠,使用寿命长,泵油压力高,得到广泛应用
2.2零件的工艺分析
有零件图可知,其材料为铸铝,具有良好的塑性,变形抗力低,散热性能好,耐腐蚀,但变性温度低,范围窄
由零件图可知,¢20mm孔的中心线、泵体上端面是主要的设计基准和加工基准。
该零件的主要加工面可分为两组;
1、泵体上端面端面为加工表面
这一组加工表面包括,上端面及内腔大孔、6-M6的内螺纹,2×M20内螺纹及倒角、¢14mm内孔、销孔
2、¢20mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括;两个¢20mm内孔及端面、2-G1/2内螺纹、由两个¢34mm孔组成的内腔面、6-M6内螺纹及倒角
这两组的加工表面有着一定的位置要求,主要是;
1、泵体下端面孔的直径要求为¢520-0.034沉头孔的间距分别为62±0.1、93±0.1mm
2、两个¢20孔间距要求为30±0.05mm距离上端面的距离为28mm,¢14孔直径要求为¢140+0.018mm。
有以上分析可知,对这两组加工表面而言,先加工第一组在加工第二组。
由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知,上述技术要求是可以达到的,零件的工艺性也是可行的。
第3章选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图
根据零件材料确定毛坯为铸铝,通过计算和查询资料可知,毛坯的重量约0.75kg,生产类型为成批生产,可采用一箱多件砂型铸造毛坯。
由于¢40孔和型腔需要铸造出来,股还需要安防型芯。
此外,为消除残余应力,铸造后应安排人进行时效处理。
由参考文献可知,查的该逐渐地尺寸公差等级CT为7~9级,加工余量等级MA为10级,故CT=9级,MA为G级
表3.1用查表法确定各加工表面的总余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
泵体的上端面
86
G
3.0
¢14孔
¢14
G
3.0
¢28孔
¢28
G
2.5
¢12孔
20
G
2.5
泵体¢32端面
91
G
3.0
¢20孔
20
H
3.0
M12孔端面
12
H
3.0
¢52凸台端面
3
H
2.5
表3.2由参考文献可知,铸件主要尺寸的公差如下表
主要加工表面
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
泵体的上端面
86
6.0
92
2.2
¢14孔
¢14
6.0
¢8
1.6
¢28孔
¢28
5.0
¢23
1.8
¢12孔
20
5.0
¢15
1.6
泵体¢32端面
91
6.0
97
2.2
¢20孔
20
6.0
¢14
1.7
M12孔端面
12
3.0
15
1.6
¢52端面
3
2.5
5.5
1.6
第4章选择加工方法,制定工艺路线
4.1机械加工工艺设计
4.1.1基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一,基面的选择正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。
否则,加工工艺过程会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,是生产无法进行。
4.1.2粗基面的选择
按照有关零件的粗基准的选择原则:
当零件有不加工表面时,应选择这些不加工表面作为粗基准,当零件有很多不加工表面的时候,则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准,从零件的分析可知,壳体应以壳体外壁作为粗基准。
4.1.3精基面的选择
精基面的选择主要考虑基准重合问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准,称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差,零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
为使基准统一,先选¢20的孔作为精基准。
4.2制定机械加工工艺路线
工艺路线方案
工序1铣泵体下端面
工序2钻铰2×¢11工艺孔
工序3铣泵体上端面
工序4铣泵体前端¢30mm端面
工序5铣泵体后端¢32mm端面
工序6铣M12mm端面
工序7镗泵体上端内腔
工序8钻铰¢20孔
工序9钻¢140+0.039mm孔
工序10钻、铰¢20孔
工序11钻6×M6mm孔,攻螺纹,倒角45°
工序12钻铰¢4mm销孔,倒角45°
工序13钻¢7mm孔
工序14钻M12孔,攻螺纹,倒角45°
工序15钻M20mm孔,攻螺纹
工序16铣泵体下端面凸台外侧
工序17钻M28mm孔,攻螺纹,倒角45°
工序18镗¢400+0.039mm孔
工序19钻2×¢11mm孔
工序20锪4×¢25mm沉头孔
工序21去毛刺
工序22检验
工序23入库
确定工艺过程方案
表4.1拟定工艺过程
工序号
工序内容
简要说明
010
一箱多件砂型铸造
020
进行人工时效处理
消除内应力
030
涂漆
防止生锈
040
铣泵体下端面
先加工面
050
钻铰2×¢11工艺孔
工艺孔,作为定位基准
060
铣泵体上端面
070
铣泵体前端¢32mm端面
080
铣泵体后端¢32mm端面
090
铣M12mm端面
0100
镗泵体上端内腔
0110
钻铰¢20孔
0120
钻¢140+0.039mm孔
0130
钻、铰¢20孔
0140
钻6×M6mm孔,攻螺纹,倒角45
0150
钻铰¢4mm销孔,倒角45
0160
钻¢7mm孔
0170
钻M12孔,攻螺纹,倒角45°
0180
钻¢14mm孔
0190
钻M20mm孔,攻螺纹
0200
铣泵体下端面凸台外侧
0210
钻M28mm孔,攻螺纹,倒角45°
0220
镗¢400+0.039mm孔
0230
钻2×¢11mm孔
后加工孔
0240
锪4×¢25mm沉头孔
0250
去毛刺
0260
检验
0270
入库
第5章选择加工设备及刀具、夹具、量具
由于生产类型为中批量,故加工应以通用机床为主,辅以少量机床,其生产方式应以通用机床夹具为主,辅以少量专用机床的流水线,工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
5.1选择加工设备与工艺设备
5.1.1选择机床,根据不同的工序选择机床
工序040铣泵体下端面,选用XA6132卧式铣床。
工序050钻、铰2×¢11mm工艺孔,选Z525立式钻床。
工序060铣泵体上端面,选用XA6132卧式铣床。
工序070铣泵体前端面,选择卧铣,选择XA6132卧式铣床。
工序080铣泵体后端面,选择卧铣,选择XA6132卧式铣床。
工序090铣M12螺纹端面,选择卧铣,选择XA6132卧式铣床。
工序0100镗泵体内腔大孔,选择T618X卧式镗床。
工序0110、0120、0130、0140、0150钻¢20mm孔;钻¢140+0.018mm孔;钻¢20mm孔;钻6×M6孔,攻螺纹;钻铰¢4销孔,倒角;因为定位基准相同,故选用立式钻床,选用Z535立式钻床。
工序0160、0170钻¢7孔,钻M12孔,攻螺纹。
选择Z535立式钻床。
工序0180、0190钻¢14孔,钻M20孔,攻螺纹。
选择Z535立式钻床。
工序0200铣泵体凸台外侧面,故选用XA6132卧式铣床。
工序0210钻M28孔,攻螺纹,选Z535立式钻床。
工序0220镗¢400+0.039mm孔,选择T61X镗床。
工序0230、0240钻2×¢11孔,锪4×¢25mm沉头孔。
选择Z525立式钻床。
5.1.2选择夹具
本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外,其他各工序使用通用夹具即可。
5.1.3选择刀具,根据不同的工序选择刀具
1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm,齿数z=10,
2.钻¢4锥销孔选直柄麻花钻d=3mm,钻¢20孔选直柄麻花钻钻头直径d=19.8mm,钻¢14孔先直柄麻花钻,钻头直径d=13.8mm,。
3.钻¢
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