充值購買 費領取圖紙 摘要 本設計是齒輪泵泵體零件機械加工工藝與專用夾具設計，包括了齒輪泵泵體零件的工藝編制、泵體專用夾具的設計以及撰寫了設計說明書。 加工工藝和夾具設計是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工 參數(shù)等內(nèi)容，好的機械加工工藝能夠能夠簡化加工流程提高加工質(zhì)量。夾具設計是工藝流程的一部分，他是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。 關鍵詞 ： 泵體 工藝 夾具 he of of of is an in of is of he is an of is in to 目 錄 摘要 . I . 1 章 序言 . 1 件的作用 . 1 件的工藝分析 . 1 第 2 章 齒輪泵泵體工藝設計 . 3 定毛坯的制造形式 . 3 準面的選擇 . 3 基準的選擇 . 3 基準的選擇 . 3 定加工工藝 . 3 定工藝路線 . 3 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 5 序設計 . 7 擇加工設備 . 7 定切削用量及基本時間 . 7 第 3 章 鏜夾具設計 . 15 具類型及使用機床選擇 . 15 位基準及定位元件選擇 . 15 件定位面選擇 . 15 具定位元件選擇 . 15 位元件限制不定度分析 . 15 具定位元件的設計 . 16 算切削力和夾緊力 . 16 算切削力 . 16 算夾緊力 . 17 結束語 . 19 致 謝 . 20 參考文獻 . 21 1 第 1 章 序言 件的作用 伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和時代技術的進步，齒輪泵廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和生活中，泵體零件的結構設計形式千奇百怪、多種多樣，但是泵體零件結構的 主要特征依然是大同小異，都有著共同的特點比如外形比較復雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結構、比較難加工。與此同時，社會現(xiàn)在對產(chǎn)品需求量較高，大批量生產(chǎn)成為主流。齒輪泵泵體作為齒輪泵的重要零件，他的質(zhì)量好壞直接關乎齒輪泵的性能，所以齒輪泵泵體的工藝設計顯得尤為重要。 件的工藝分析 根據(jù)圖 2輪泵泵體零件圖，齒輪泵泵體是一個結構復雜的零件，整體是一個法蘭帶一個腔體的結構，法蘭上有安裝螺栓的通孔，下平面需要和其他零件配合，腔體時兩個中心距有一定公差要求的圓，頂面有用于連接其他零件 的螺紋孔。為了方便理解零件圖和編制加工工藝，把齒輪泵泵體零件的要素分為幾個部分。把這幾個部分分別如下描述： 圖 2、 以 52孔為中心的 12深 18孔； 2、 左端面 5； 3、 右端面 48 深 10孔， 8和 12沉孔； 2 4、 右側面 4和 42沉孔； 5、 兩側面 2紋孔。 通過對需要加工要素的分類，可以把一個復雜的零件拆分成多個需要加工的組，這樣不但可以方便我們理解零件的組成部分，還能在工藝編排時考慮到各組要素之間的相互關系。 3 第 2 章 齒輪泵泵體工藝設計 定毛坯的制造形式 根據(jù)零件圖可知， 齒輪泵泵體是一個腔體形狀復雜的零件，材料為 據(jù)生產(chǎn)綱領可知年產(chǎn)量為 2500 件，屬于批量生產(chǎn)的水平。泵體零件的結構設計形式千奇百怪、多種多樣，但是泵體零件結構的主要特征依然是大同小異，都有這共同的特點比如外形比較復雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內(nèi)部結構、比較難加工。對于這種典型的泵體類零件，采用鑄造得到毛坯是一種常用的方法， 一種常用的鑄造材料，他有很好的鑄造性能和抗震性，適合用于像齒輪泵泵體這樣的零件。 準面的選擇 基準面是工件的加工基準，基準面的選取非常重 要，基準面應選擇較大的面或平面、大外圓、大內(nèi)圓等要素，選擇合適的基準面不但可以提高零件加工效率，如裝夾時方便進行定位、能輕易地找到夾具上的定位面，同時還能方便裝夾提升裝夾效率。 基準的選擇 粗基準的選擇：粗基準是進行加工時所選的第一個定位基準，粗基準是工件上的沒有加工過的表面。在選擇粗基準時，盡量選擇那些表面平整、均勻、沒有高低起伏、易于定位的面，應避開澆冒口、毛刺等不利于定位的位置。對于滑動軸承軸承蓋，選用底部大端面為主要的定位粗基準。 基準的選擇 精基準的選擇：依據(jù)“基準重合 ”原則和“基準統(tǒng)一”原則?；鶞手睾系囊馑际潜M量保證加工時的定位基準和圖紙上標注的基準重合，即圖紙上的尺寸就是加工時的定位尺寸，避免了應為加工基準和圖紙基準的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤差?；鶞式y(tǒng)一是要求在精加工時，精加工的基準盡量選取同一個定位基準，選用同一個定位基準可提高工件的加工精度，避免多次更換基準以免產(chǎn)生誤差。用已加工過的底面和大內(nèi)圓作為定位的精基準。 定加工工藝 定工藝路線 制定工藝路線應能夠保證工件的尺寸、形位公差、粗糙度能夠達到圖紙要求 , 4 并且在滿足這些條件的前提下，使加工效率最大化 ，通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進行加工。查機械制造工藝設計簡明手冊，編寫齒輪泵泵體的機械加工工藝如下表所示： 工藝路線一： 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 10 鑄造 20 時效 時效處理 30 涂漆 非加工面涂漆 40 銑 粗銑右側面 50 銑 粗、精銑左側面 60 銑 精銑右側面 70 鉆 鉆 4 孔、锪 42 沉孔 80 鏜 粗、精鏜 52 孔，深 280 鏜 粗、精鏜 48 孔，深 1000 鉆 鉆、鉸 12 孔，鉆 5紋孔底孔、攻絲 110 鉆 鉆 8 孔、鉆、鉸 12 孔 120 鉆 鉆 2紋孔、攻絲 130 檢驗 140 入庫 工藝路線二： 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 10 鑄造 5 20 時效 時效處理 30 涂漆 非加工面涂漆 40 鉆 鉆 4 孔、锪 42 沉孔 50 銑 粗、精銑右側面 60 銑 粗、精銑左側面 70 銑 精銑右側面 80 鏜 粗、精鏜 52 孔，深 280 鏜 粗、精鏜 48 孔，深 1000 鉆 鉆、鉸 12 孔，鉆 5紋孔底孔、攻絲 110 鉆 鉆 8 孔、鉆、鉸 12 孔 120 鉆 鉆 2紋孔、攻絲 130 檢驗 140 入庫 工藝路線的分析與比較： 工藝路線一和工藝路線二主要區(qū)別在首先加工的面不同， 工藝路線一首先加工側面，工藝路線二首先進行鉆孔加工。工藝路線二首先進行鉆孔加工時為了給后面工序提供一個方便定位的基準面，但是先加工孔不符合“先面后孔”原則，由于此時沒有一個平面可以作為定位基準，加工出的孔很可能出現(xiàn)偏、歪等現(xiàn)象。而工藝路線一先加工底面大平面，符合“先面后孔”的加工原則，先加工側面大平面可用底面作為其他面的加工精基準，用側面作為定位基準 加工 4 孔，可保證孔跟底面的垂直度。后續(xù)的工序再使用 4 孔作為定位基準就能夠保證工件的加工質(zhì)量。故根據(jù)上述論證，選擇工藝路線一作為零件的加工工藝。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 定毛坯種類 6 零件材料為 機械制造工藝設計簡明手冊表 用鑄件尺寸公差等級為 查機械加工工藝手冊，選取一級精度鑄件加工尺寸，查表 定各個加工面的鑄件機械加工余量如表 2示： 表 2工余量表 簡 圖 加工面 基本尺寸 加工余量 左側 72 3側 72 3 52孔 46 單邊 3通孔 7 不鑄出 42沉孔 12 不鑄出 48孔 48 單邊 3 8孔 8 不鑄出 10孔 10 不鑄出 52不鑄出 根據(jù)所確定的加工余量繪制毛坯圖，如圖 2示。 7 m in/01000 vm c 圖 2坯圖 序設計 擇加工設備 工序 40、工序 50、工序 60 為銑削加工，選用立 式銑床 行加工。 工序 70、工序 100、工序 110 為一次裝夾加工多個孔，選用搖臂鉆床 工序 80、工序 90 為鏜孔加工，選用 床進行加工。 工序 120 為同時鉆兩側面孔，選用組合鉆床進行加工。 定切削用量及基本時間 工序 40：粗銑左側面 刀具： 質(zhì)合金端銑刀 ,齒數(shù) z=10,刀具直徑 d=120 背吃刀量 p ： p =2齒進給量 查機械加工工藝師手冊 1表 30 z 銑削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 30 v =30m/床主軸速度 n ： n =80r/查 3表 4 8 m in/01000 vm c 實際銑削速度 每分進給量 銑削寬度 e ： e =138具切入長度 1l ：查機械加工工藝師手冊 1表 30式如下： e 633)111120120(1()(2221 具切出長度 2l ：查機械加工工藝師手冊 1取 2l =2動時間 查查機械加工工藝師手冊 1公式如下： m i 6313821 f 輔助時間： jf t 工序 50 粗銑、精銑右側面 工步 1：粗銑右側面 刀具： 質(zhì)合金端銑刀 ,齒數(shù) z=10,刀具直徑 d=120 背吃刀量 p ： p =2齒進給量 查機械加工工藝師手冊 1表 30 z 銑削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 30 v =30m/床主軸速度 n ： n =80r/查 3表 4實際銑削速度 每分進給量 銑削寬度 e ： e =138具切入長度 1l ：查機械加 工工藝師手冊 1表 30式如下： e 633)111120120(1()(2221 m 8 01 2 01015.0 Z m 8 01 2 01015.0 Z 9 m in/01000 vm c m 0 2631 3 8t 21 l ：查機械加工工藝師手冊 1取 2l =2動時間 查查機械加工工藝師手冊 1公式如下： m i 6313821 f 輔助時間： jf t 工步 2：精銑右側面 刀具： 質(zhì)合金端銑刀 ,齒數(shù) z=10,刀具直徑 d=120 背吃刀量 p ： p =1齒進給量 查機械加工工藝師手冊 1表 30 z 銑 削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 30 v =50m/床主軸速度 n ： n =135r/查 3表 4實際銑削速度 每分進給量 銑削寬度 e ： e =138具切入長度 1l ：查機械加工工藝師手冊 1表 30式如下： e 633)111120120(1()(2221 具切出長度 2l ：查機械加工工藝師手冊 1取 2l =2動時間 查查機械加工工藝師手冊 1公式如下： m jf t 輔助時間：工序 60：精銑左側面 刀具： 質(zhì)合金端銑刀 ,齒數(shù) z=10,刀具直徑 d=120 m 401201020.0 Z 10 m in/01000 vm c m 0 2631 3 8t 21 in/51 00 00 0n p ： p =1齒進給量 查機械加工工藝師手冊 1表 30 z 銑削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 30 v =50m/床主軸速度 n ： n =135r/查 3表 4實際銑削速度 每分進給量 銑削寬度 e ： e =138具切入長度 1l ：查機械加工工藝師手冊 1表 30式如下： e 633)111120120(1()(2221 具切出長度 2l ：查機械加工工藝師手冊 1取 2l =2動時間 查查機械加工工藝師手冊 1公式如下： m jf t 輔助時間：工序 70：鉆 4孔锪沉孔 工步 1：鉆 4孔 刀具： 7 高速鋼麻花鉆 進給量 f ：查機械加工工藝師手冊 1表 28 f =r 鉆削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 28 v =15m/床主軸速度 n ： n =800r/ 3表 4實際鉆削速度 每分進給量 m 401201020.0 Z m 0080025.0 Z m 00 00v c 11 m in/01000 l =20具切入長度 1l ：由機械加工工藝師手冊 1表 28： 1(c 刀具切出長度 2l ：取 2動時間 由機械加工工藝師手冊 1表 28： 輔助時間： ：锪 42沉孔 刀具： 12 锪刀 進給量 f ：查機械加工工藝師手冊 1表 28 f =r 鉆削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 28 v =20m/床主軸速度 n ： n =550r/ 3表 4實際鉆削速度 每分進給量 鉆孔深度： l =4具切入長度 01l 刀具切出長度 2l ：取 0動時間 由機械加工工藝師手冊 1表 28： 輔助時間： 序 80 粗鏜、精鏜 52孔 工步 1：粗鏜 52孔 m i 0 1 744t 21 Z m c 12 m in/01000 vm c m in/01 0 00 00n vm c 刀具： 背吃刀量 p ： p =2給量 查機械加工工藝師手冊 1表 29 z 銑削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 29 v =30m/床主軸速度 n ： ，查 3表 4取 n =200r/際銑削速度 每分進給量 切削工時計算： )(5,0,2,28 21 試切長度a 輔助時間 jf t 工步 2：精鏜孔至尺寸 刀具： 背吃刀量 p ： p =1給量 查機械加工工藝師手冊 1表 29 z 鏜削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 29 v =40m/床主軸速度 n ： ，查 3表 4取 n =250r/際銑削速度 每分進給量 切削工時計算： m 202006.0 Z m 9t 21 nf 502506.0 Z 13 )(5,0,2,28 21 試切長度a 輔助時間 jf t 工序 90 粗鏜、精鏜 48孔 工步 1粗鏜 48孔 刀具： 背吃刀量 p ： p =2給量 查機械加工工藝師手冊 1表 29 z 銑削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 29 v =30m/床主軸速度 n ： ，查 3表 4取 n =150r/際銑削速度 每分進給量 切削工時計算： )(5,0,2,30 21 試切長度a 輔助時間 jf t 工步 2：精鏜孔至尺寸 刀具： 背吃刀量 p ： p =1給量 查機械加工工藝師手冊 1表 29 z 鏜削速度 v ：查機械加工工藝師手冊 1表 29 v =40m/床主軸速度 n ： ，查 3表 4取 n =250r/m in/01000 vm c m in/01000 vm 0 39t 21 nf 01506.0 Z m 0 37t 21 nf 4 實際銑削速度 每分進給量 切削工時計算： )(5,0,2,30 21 試切長度a 輔助時間 jf t 其他工藝參數(shù)詳見工藝卡片。 m c m 502506.0 Z m 0 37t 21 nf 5 第 3 章 鏜夾具設計 具類型及使用機床選擇 本夾具是鏜孔專用夾具，根據(jù)零件的結構和加工要求設計了一套鏜床加工專用夾具。零件的擺放方式為水平擺放，需要加工的孔軸線跟水平面平行，所以選用臥式鏜床進行加工。如圖 3616 臥式鏜床是一種常見型號的鏜床，他廣泛用于機械加工中，能達到 的加工精度。 圖 3式鏜床 位基準及定位元件選擇 件定位面選擇 根據(jù)挖掘機箱體零件的工藝編排可選擇 2孔采用一面兩銷原理進行定位。 2孔位于泵體右側面上，由側面和 2可作為一面兩銷定位的兩個要素，工件采用這種方法定位能夠平穩(wěn)地放置。 具定位元件選擇 根據(jù)夾具設計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、 V 型塊等，泵體銑頂面夾具中，由于定位面都是大而平整的表面，故應選用支承板進行定位。 位元件限制不定度分析 16 任何物體在空間上確定位置需要限制 6 個自由度，分別是 3 個移動自由度和3 個旋轉(zhuǎn)自由度。對于泵體鉆夾具，底面使用兩塊支撐板組成一個大平面，限制3 個自由度，分別是 1 個移動自由度和 2 個旋轉(zhuǎn)自由度； 2 孔分別用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，圓柱銷限制 2個移動自由度；菱形銷限制 1 個旋轉(zhuǎn)自由度。 具定位元件的設計 定向鍵裝配在夾具底面的縱向槽當中，正常使用兩個。它距離盡量布置的要遠一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺 U 形槽的配合，使本次設計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進的方向具有合理的位置關系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負荷 度，提高夾具在加工當中的穩(wěn)定性。定位鍵的具體結構如圖 3 圖 3位鍵 算切削力和夾緊力 算切削力 鏜刀材料： 5硬質(zhì)合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 60粗K90精K 10 0s 80 由 參考文獻 5查表 321 可得： 圓周切削分力公式： 0 . 7 5 0 . 1 52943C p c PF a f v K式中 f 查 5表 421 得： ()736 查 5表 1 2 5 取 由表 621 可得參數(shù)： 94.00.1.1.17 即： 982同理：徑向 切削分力公式 ： 0 . 9 0 . 7 5 0 . 32383P p c PF a f v K式中參數(shù)： 77.00.1.1.1295 軸向 切削分力公式 ： 0 . 5 0 . 43326f p c PF a f v K式中參數(shù)： 11.10.1.1.1852算夾緊力 根據(jù)工件受力 切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù) ： ： 6543210 式中：60 全系 數(shù)，查參考文獻 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 所以有： 1 1 9 3 . 0 8 ( )K C F N 7 6 6 . 3 7 ( )K P F N 1 3 5 9 . 9 0 ( )K f F N 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )( 210 考文獻 5可查得： 18 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夾緊力：0 4 7 4 8 ) 19 第四章 結束語 本次畢業(yè)設計在指導老師的 幫助下順利完成。本次畢業(yè)設計的課題是泵體加工工藝和夾具設計，主要分為加工工藝設計和夾具設計兩大部分。機械加工工藝部分要求根據(jù)零件圖編制一套完整的機械加工工藝過程，在論證機械加工工藝過程的合理性后，再查閱相關手冊確定工件的加工余量，并根據(jù)零件圖各面的要求確定加工方法、切削量大小、切削速度和吃刀量等參數(shù)。根據(jù)所選擇的參數(shù)填寫每道工序的工藝卡片。工序卡和工藝卡是指導機械加工的重要文件，通過兩個卡片的編寫，讓我理清了機械加工過程，更深刻地理解了加工工藝的內(nèi)涵。 論文的另一部分是夾具設計。夾具是機械加工中必不可少的工 藝裝備，夾具的作用是把工件固定在機床正確的位置上。一套好的夾具，不但能夠保證零件的加工質(zhì)量，還能減少裝夾時間，減輕工人的勞動強度。本次設計的是一套銑床夾具，一次裝夾同時加工工件的兩個側面，定位方式采用一面兩銷的方法，這種方法結構簡單，不需要專門制作定位元件，節(jié)省了夾具設計制造的時間。夾緊方法采用壓板夾緊，一根拉桿連接著兩塊壓板，通過擰緊螺紋，根據(jù)杠杠的作用夾緊工件。使用聯(lián)動夾緊可以節(jié)約裝夾時間，提高工件的裝夾效率，減少加工用時。最后，根據(jù)定位夾緊方案繪制夾具裝配圖，和非標零件圖。 20 致 謝 忙碌的畢業(yè)季 過去了，畢業(yè)設計也按照規(guī)定時間完成并交到畢業(yè)設計導師那里。再這段時間里，從接到課題一頭霧水不知從何下手，再到到圖書館查閱大量資料，翻閱各種設計手冊，逐漸理清了設計思路和畢業(yè)設計的主要任務。這是一個很常規(guī)的畢業(yè)設計課題，他牽涉到大學期間所學的很多知識，如機械加工工藝、機械制圖、材料方面等的知識。 畢業(yè)設計是一個綜合性很強的大考試，是對所學知識的一個總體檢驗。想想大學期間學習的各學科的知識，都是各門任課教師一節(jié)課一節(jié)課耐心教會給我們。想在此對所有任課教師說一句：謝謝，您們辛苦了。是你們帶我走進機械世界的大門，是 你們?yōu)槲艺樟廖磥淼姆较?，讓我在混沌中看清未來前行的方向。你們就是黑暗中的明燈照亮我前行的路?還要感謝大學期間陪伴我的同學們，遠在異鄉(xiāng)求學，心中的寂寞可想而知，是同學們讓我在這個城市有了家的感覺。我們一起上課一起吃飯一起度過周末甚至一起過節(jié)。你們的音容笑貌會一致銘刻在我心里。感謝你們的陪伴，謝謝。 21 參考文獻 1孫麗媛 北京 ,冶金工業(yè)出版社 2東北重型機械學院等 上海 ,上?？茖W技術出版社 3劉守勇等 北京 ,機械工業(yè)出版社 4王啟平 M哈爾濱工業(yè)大學出版社 5林文煥 機床夾具設計 M國防工業(yè)出版社 6徐發(fā)仁 M重慶大學出版社 7王昆等 M高等教育出版社 8邱宣懷 M北京 ,高等教育出版社 9柯明揚 M北京航天航空大學出版社 10陳立德 設計 高等教育出版社 11陳立德 北京 ,高等教育出版社 12董玉紅 北京 ,高等教育出版社 13陳立德 北京 ,高等教育出版社 14陳立德 北京 ,高等教育出版社 15陳立德 北京 ,高等教育出版社 16李學京，機械制圖和技術制圖國家標準學用指南，中國標準出版社， 17熊良山，機械制造技術基礎 (第 2 版 )，華中科技大學出版社， 18鄒青，機械制造技術基礎課程設計指導教程（第 2 版 )，機械工業(yè)出版社，19王福吉，機械制造技術基礎，科學出版社， 20崇凱，機械制造技術基礎課程設計指南（第 2 版 )，化學工業(yè)出版社， 2015.4