齿轮泵泵体设计说明书.docx
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齿轮泵泵体设计说明书
齿轮泵泵体设计说明书
四川理工学院毕业设计学生:
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指导教师:
四川理工学院机械工程学院二0一一年六月典型零件(齿轮油泵泵体)的工艺及工装设计四川理工学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:
典型零件(齿轮油泵泵体)的工艺及工装设计学院:
机械工程学院专业:
机械设计自造及其自动化班级:
学号:
学生:
指导教师:
接受任务时间2011.3.1教研室主任(签名)院长(签名)1.毕业设计(论文)的主要内容及基本要求设计条件:
零件年产量100000件,一般中型企业。
①.查阅和收集设计资料②.绘制泵体零件图及零件毛坯图,并完成其工艺分析③.编制机械加工工艺规程④.指定工序的夹具及其零件设计⑤.编写设计说明书2.指定查阅的主要参考文献及说明①.《机械加工工艺人员设计手册》②.《机床夹具设计手册》③.《金属切削机床设计手册》④.《机械零件设计手册》⑤.《机械制造工序学》3.进度安排12345设计(论文)各阶段名称查阅和收集设计资料并撰写开题报告绘制泵体零件图及毛坯图,并完成其工艺分析编制机械加工工艺规程夹具及其零件设计及编写设计说明书准备毕业答辩起止日期2011.3.1-2011.3.152011.3.16-2011.3.222011.3.23-2011.4.32011.4.4-2011.5.312011.6.1-2011.6.10四川理工学院毕业设计(论文)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I摘要ABSTRACTAtthemachinemanufacturemachine-finishing,theexamination,theassembly,theweldingandheattreatmentandsooninthecoldhottechnologicalprocess,areusingthemassivejigs,withinstallstheprocessingobject,enableittoholdthecorrectposition,guaranteesthecomponentsandtheproductquality,andenhancementproductionefficiency.Processestheworkpiecewhentheenginebed,inordertoguaranteetheprocessingprecision,mustcorrectlyinstalltheworkpiece,causesitsrelativeenginebedcuttingformingmovementandthecuttingtoolholdsthecorrectposition,thisprocessandsoonthegravityisnotdestroyedtheworkpiecealreadythecorrectpositionwhichdecides,butalsomustcertainlyexerttoitclampstobecalled”theinstallment”.Usesforontheenginebedtocompletetheworkpiecetoinstallthedutytheimportantcraftequipment,isineachkindofjigwidelyapplies”theenginebedjig”.Enginebedjigtypeverymany,amongtheusescopebroadestgeneraljig,thespecificationsizearemanyhasstandardized,andhasespecialtythefactorytocarryontheproduction.Butwidelyusesinthevolumeproduction,speciallyunitclampwhichservesforsomeworkpieceprocessingworkingprocedure,thenneedsvariousfactoriesindependentlytodesignthemanufactureaccordingtotheworkpieceprocessingcraft.Therefore,theunitclampdesignthemanufactureaccordingtotheworkpieceprocessingcraft.Therefore,theunitclampdesignidanimportantproductionpreparatorywork.eachisengagedintheprocessingcrafttheworkclothesdesignpersonnel,allshouldgrasptheelementaryknowledgewhichtherelatedjigdesignKeywords:
machinery,commonfixture,specialfixture,drillingfixture,II第二章齿轮泵的工艺分析第三章工艺设计3.1基准的选择3.1.1精基准的选择选择泵体的A面作为精基准。
该零件上的很多孔都可以采用它作为基准进行加工,遵循了“基准统一”原则,同时A面亦为设计基准,遵循了“基准重合”原则。
3.1.2粗基准的选择作为粗基准应平整,没有飞边、毛刺等表面缺欠,故选择零件B面作为粗基准。
3.1.3机械加工工艺顺序零件主要表面及其他表面的机械加工顺序,对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用,应根据工序的划分和定位基准的建立与转换来。
一般原则为:
①先粗后精。
既粗加工-半精加工-精加工,最后安排主要表面的终加工顺序。
②在各阶段中,先加工基准表面,然后以它定位加工其他表面。
③先加工主要表面,当其达到一定精度后再加工次要表面。
④先平面后孔。
这是因为平面定位比较稳定可靠,所以对于箱体、支架、连杆等类平面轮廓尺寸较大的零件,常先加工平面。
⑤除用为基准的平面外,精度越高,粗糙度Ra值越小的表面应放在后面加工以防止划伤⑥表面位置尺寸及公差标注方式也影响工序顺序,应力求能直接保证或使尺寸链数日减少。
3.2工艺方案表3-1齿轮泵工艺路线及设备、工装的选用工序号01234铸造、清砂、退火粗铣、半精铣A面粗铣、半精铣B面磨B面钻、扩、铰孔Φ14.5B面定位,侧面夹紧A面定位,侧面夹紧A面定位,侧面夹紧B面、双圆头孔定位立式铣床X51面铣刀游标卡尺工序内容定位面机床设备刀具量具立式铣床X51卧轴矩台平面磨床M7120A立式钻床Z525面铣刀游标卡尺碳化硅砂轮麻花钻、扩孔钻、铰刀游标卡尺卡尺、塞规4四川理工学院毕业设计(论文)钻、铰通孔Φ9B面、双圆头孔定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位B面、2-Φ10定位B面、2-Φ10定位B面、Φ14.5和Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位A面、Φ14.5、Φ9定位立式钻床Z525麻花钻、铰刀卡尺、塞规56789101112131415161718粗铣双圆头底面扩、粗铰、精铰Φ20钻、粗铰、精铰孔Φ10钻、铰孔Φ8钻螺纹孔Φ5攻螺纹4-M6钻、扩、铰孔Φ18钻孔Φ5.5粗镗、半精镗孔Φ28钻、铰螺纹孔Φ12.5钻孔Φ5.5攻螺纹M14去毛刺最终检验立式铣床X51立铣刀卡尺、塞规立式钻床Z525扩孔钻、铰刀麻花钻、扩孔钻、铰刀麻花钻、铰刀卡尺、塞规立式钻床Z525卡尺、塞规立式钻床Z525卡尺、塞规立式钻床Z525麻花钻、铰刀卡尺、塞规立式钻床Z535丝锥麻花钻、扩孔钻、铰刀麻花钻、铰刀卡尺、塞规立式钻床Z525卡尺、塞规立式钻床Z525卡尺、塞规CA6140立式钻床Z525高速钢镗刀麻花钻、铰刀卡尺、塞规卡尺、塞规立式钻床Z525麻花钻、铰刀卡尺、塞规立式钻床Z535丝锥卡尺、塞规钳工台平锉塞规、百分表、卡尺等3.1工序尺寸的确定在一般情况下,加工某表面的最终工序尺寸可直接按零件图的要求来确实。
而中间工序的尺寸则是零件图的尺寸(最终工序尺寸),加上或减去工序的加工余量,即采用由后往前推的方法,有零件图的尺寸,一直推算到毛坯尺寸。
由此可知,若某表面经过n-1次加工,则其工序尺寸为Ln=Ln-1±Zn-1(n≥1)(3-1)因此,确定了加工余量后,即可根据设计尺寸推算出各工序尺寸,上式只适用较简单的工序尺寸的确定,对于较复杂的工序尺寸的确定需要要进行尺寸链的换算。
1)磨B面5第二章齿轮泵的工艺分析查②表8-34取磨平面加工余量=0.3mm,该工序完成后即达到工序尺寸为20?
0.1mm,则查②表8-35公差确定半精铣工序尺寸为20.30+0.033+0.1mm2)粗铣、半精铣A、B面B面:
查②表8-33取半精铣余量0.5mm查②表8-35公差确定粗铣工序尺寸为20.80+0.13mm,则粗铣余量=+0.033总加工余量-半精铣余量-磨削余量=1.8-0.5-0.3=1mm则A面加工完成后的工序尺寸为21.80A面:
查②表8-33取半精铣余量0.8mm查②表8-35公差确定粗铣工序尺寸为22.60量=总加工余量-半精铣余量=1.8-0.8=1mm3)钻、粗铰、精铰Φ14.5、Φ9查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ140+0.18mm+0.13mm,粗铣余量粗铣余mm,粗铰至Φ14.40+0.07mm,精铰至Φ14.50mm,铰孔至Φ90+0.027mmmm查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ8.804)粗铣双圆头孔+0.15mm,粗铰孔至Φ8.960+0.058+0.022因是一次铣削,故取粗铣余量=机械加工余量=0.5mm则深度尺寸为6.3?
0.22mm5)扩、粗铰、精铰Φ20毛坯直径=18.4mm,查①表1-20和①表2-40确定扩孔及公差至Φ19.40至Φ+0.13+0.15mm,粗铰至Φ19.80+0.084mm,精铰200+0.033mm,铣削深度为6.5-6.3=0.2mm,则深度尺寸为6.5?
0.04mm+0.16)钻、粗铰、精铰Φ10查①表2-28和③表1-2确定钻孔及公差至Φ9.807)钻、铰Φ8查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ89)钻、铰、攻螺纹4-M6钻孔至Φ50+0.12+0.15mm,粗铰至Φ9.960+0.058mm,精铰至Φ100+0.022mm7.80+0.15mm,铰孔至Φ80+0.036mmmm,丝锥攻螺纹至Φ6,查③表6-42取极限偏差确定尺寸为Φ6?
0.060mm+0.0609)粗镗、半精镗孔Φ28查①表2-28可得半精镗余量=0.3mm,该工序完成后即达到工序尺寸为Φ28?
0.035mm,则查③表1-2确定粗镗尺寸及公差为Φ+0.06527.70+0.13mm,因镗孔总余量为18,则粗镗余量=18-0.3=17.7mm10)钻、扩、铰Φ18查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ17011)钻、铰孔Φ5.5查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ12)钻、铰、攻螺纹M14*1.5-6H查①表2-39得攻螺纹前孔加工直径为Φ12.5mm,查①表2-28和③表1-2确定钻孔及公差为Φ120至Φ12.50+0.07+0.18+0.18mm,扩孔至Φ17.90+0.11mm,铰孔至Φ180+0.07mm50+0.12mm,铰孔至Φ5.50+0.048mmmm,铰孔mm,最后用丝锥攻螺纹至Φ14,查③表6-42取极限偏差确定尺寸为Φ14?
0.080mm+0.0806四川理工学院毕业设计(论文)13)钻孔Φ5.5+0.048查①表1-20和①表2-40确定钻孔及公差至Φ50+0.12mm,铰孔至Φ5.50mm,数据汇总如表3-2表3-2齿轮泵各加工面的工序尺寸工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精铣A面0.8mm21.80.033121.80+0.033粗铣A面1mm22.60.1322.6+0.130磨B面0.3mm200.220?
+0.10.12半精铣B面0.5mm20.30.03320.30+0.033粗铣B面1mm20.80.1320.8+0.130精铰孔0.114.50.02714.50+0.027粗铰孔0.414.40.0714.4+0.070钻孔14140.183140+0.18精铰孔0.0490.02290+0.022粗铰孔0.168.960.0588.960+0.058钻孔8.88.80.158.80+0.154粗铣双圆头底面0.56.30.376.3+0.15?
0.22精铰孔0.219.80.033200+0.0335粗铰孔0.419.40.08419.80+0.084扩孔118.40.1319.4+0.130精铰孔0.04100.022100+0.0226粗铰孔0.149.960.0589.960+0.058钻孔9.89.80.159.80+0.15铰孔0.280.036780+0.036钻孔7.87.80.157.80+0.158钻孔550.1250+0.129攻螺纹孔160.126?
+0.0600.060半精镗孔0.3280.031028?
+0.0650.035粗镗孔17.727.70.1327.70+0.13铰孔0.1180.07180+0.0711扩孔0.917.90.1117.90+0.11钻孔17170.18170+0.187第二章齿轮泵的工艺分析12钻孔铰孔5.50.5121.55.55.512.512145.50.120.070.180.160.125.50+0.1213钻孔1415攻螺纹孔钻孔12.50120+0.07+0.1814?
0.080+0.0805.50+0.128四川理工学院毕业设计(论文)第四章确定切削用量与时间定额4.1切削用量的选择原则合理地选择切削用量,对保证加工精度和表面质量,提高生产率和刀具耐用度等,都有很大的影响。
选择切削用量是指要选定切削深度、进给量和切削速度。
在这3个因素中,对刀具耐用度影响最大的是切削速度,其次是进给量,而切削深度影响最小,对表面粗糙度影响最大的是进给量,而对切削力影响最大的则是切削速度。
因此,在粗加工阶段,应考虑选择尽可能大的切削深度,其次是选择较大的进给量,最后确定一个合适的切削速度。
在半精、精加工阶段,由于加工精度和表面质量的要求较高,因此一般均选择较小的切削深度和进给量,在保证刀具耐用度的前提下,应选取较高的切削速度,以保证加工质量和生产率的要求。
4.2切削用量、时间定额的计算以下为主要加工工序的切削用量及要求另外计算的工序的切削用量:
1)工序号1、2:
粗铣、半精铣A、B面粗铣A面:
背吃刀量的确定:
由上述可知粗铣ap=粗铣余量=1mm进给量的确定:
查①5-7按机床功率取每齿进给量fz=0.2mm/z铣削速度的计算:
查①表5-9取d/z=80/10,v=40m/minn=1000v/3.14d(4-1)铣刀转速n=1000*40/(3.14*80)=159.2r/min查①表4-15取转速n=160r/min,则实际切削速度v=3.14nd/1000=3.14*160*80/1000=40.2m/min基本时间tj的计算:
查①表5-43中铣刀铣平面(不对称铣削)的基本时间计算公式:
Tj=(l+l1+l2)/fmz(4-2)其中l1=0.5d-C0(d-C0)+(1~3)C0=(0,03~0.05)d=0.04*80=3.2mm故l1=0.5*80-3.2(80-3.2)+(1~3)9第四章确定切削用量与时间定额=26.3mml2=3~5mm取4mm则tj=(90+26.3+4)/(0.2*10*160)=0.37min=22.5s辅助时间tf的计算由①表第五章第二节所述,辅助时间tf与基本时间之间的关系为tf=(0,15~0.2)tj,本设计中均取0.15,则tf=0.15*22.5=3.4s其他时间的计算在本设计中,因零件是大批量生产,故分摊到每个工件上的准备与终结时间很少忽略不计,布置工作地时间tb和休息与生理需要时间tx分别取作业时间的3%,则其他时间tb+tx可按关系式(3%+3%)*(tj+tf)tb+tx=6%*(22.5+3.4)=1.5s工序1加工总时间:
tdj=22.5+3.4+1.5=27.4s粗铣B面的切削用量和加工时间同粗铣A面时的一样半精铣A面:
背吃刀量的确定:
由上述可知半精铣ap=半精铣余量=0.8mm进给量的确定:
查②表15-7取半精加工每齿进给量fz=0.12mm/z铣削速度的计算:
查①表5-9取v=49m/min,由式4-1得n=1000v/3.14d=1000*49/(3.14*80)=195.1r/min查①表4-15取转速n=210r/min则实际切削速度v=3.14*210*80/1000=52.7m/min基本时间tj的计算:
由式4-2得Tj=(l+l1+l2)/fmztj=(90+26.3+4)/(0.12*10*210)=0.47min=28.2s辅助时间tf的计算:
tf=0.15*22.9=4.2s其他时间的计算:
tb+tx=6%*(28.2+4.2)=1.9s加工总时间:
tdj=28.2+4.2+1.9=34.3s10四川理工学院毕业设计(论文)半精铣B面的切削用量和加工时间中除了ap=0.5mm外,其他用量同半精铣A面时一样2)磨B面背吃刀量的确定:
由上述可知ap=磨削余量=0.3mm进给量的确定:
查③表3-47按M7120A砂轮宽度B=25mm,n=1500r/min,工作台纵向进给量fa=(0.2~0.8)B,取fa=0.5B=12.5mm查③表3-48按f=0.5B取工件速度vw=10m/min,工作台单行程磨削深度=0.03mm/st磨削速度的计算:
查③表3-47按端面磨削灰铸铁取砂轮速度v=30m/s=180m/min基本时间tj的计算:
由③式3-2得Tj=2*L*b*h*K/(1000*VW*fB*fa*Z)(min)(4-3)式中h——每面加工余量(mm)K——光整消除火花修正系数=1.3L——工件磨削长度(mm)h——工件磨削表面长度(mm)b——工件磨面宽度(mm)VW——工作台往复速度(m/min)fB——磨削宽度进给量(mm)Z——同时加工件数则Tj=2*90*50*0.3*1.3/(1000*10*0.03*12.5)=0.94min=56.4s辅助时间tf的计算:
tf=0.15*56.4=8.5s其他时间的计算:
tb+tx=6%*(56.4+8.5)=3.9s加工总时间:
tdj=56.4+8.5+3.9=68.8s3)钻、粗铰、精铰Φ14.5+0.18钻孔至Φ140mm:
背吃刀量的确定ap=14mm进给量的确定查②表15-33取f=0.52mm/r钻孔速度的确定查②表15-37取v=0.35m/s=21m/min则钻孔转速n=1000v/3.14d=1000*21/(3.14*14)=477.7r/min查①表4-9取Z525主轴转速545r/min则实际钻削速度v=3.14*545*14/1000=23.9m/min11第四章确定切削用量与时间定额基本时间tj的计算:
查①表5-41中钻孔基本时间计算公式为tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn(4-4)式中l1=Dcotkr/2+(1~2)=14*cot54°/2+2=7.1mmL2=(1~4)=2mmtj=(20+7.1+2)/(0.52*545)=0.1min=6s辅助时间tf的计算:
tf=0.15*6=0.9s其他时间的计算:
tb+tx=6%*(6+0.9)=0.4s总加工时间tdj=6+0.9+0.4=7.3s粗铰孔至Φ14.40+0.07mm:
背吃刀量的确定ap=14.4-14=0.4mm进给量的确定查②表15-43按高速钢铰刀加工工件材料为灰铸铁HB>170取f=1.6mm/r铰削速度的计算查①表5-27取v=7.1m/min则铰孔速度n=1000v/3,14d=1000*7.1/(3.14*14.4)=157r/min查①表4-9取Z525主轴转速195r/min则实际铰削速度v=3.14*195*14.4/1000=8.8m/min基本时间tj的计算:
查①表5-41中扩铰孔基本时间计算公式为tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn(4-5)式中由表5-42按kr=15°、ap=(D-d)/2=0.2mm,
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