齒輪泵前蓋說明書

哈爾濱理工大學(xué) 目 錄一 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2（一）設(shè)計(jì)題目2（二）設(shè)計(jì)要求2（三）設(shè)計(jì)時(shí)間2（四）設(shè)計(jì)內(nèi)容2二 序 言3三 零 件 的 分 析5（一）零件的作用5（二）零件的工藝分析5四 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)6（一）確定毛坯的制造形式6（二）基面的選擇6（三）制定工藝路線7（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定10（五）確定切削用量及基本工時(shí)12五 夾 具 設(shè) 計(jì)14（一）問題的提出14（二） 卡具設(shè)計(jì)14（三） 定位誤差分析15（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明15六 總 結(jié)16七 參 考 文 獻(xiàn)17一 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)“齒輪泵前蓋”的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（鉆6M8孔）。（二）設(shè)計(jì)要求中批量生產(chǎn)，手動(dòng)夾緊，通用工藝裝備（三）設(shè)計(jì)時(shí)間2008年6月16日2008年6月27日（四）設(shè)計(jì)內(nèi)容1熟悉零件圖2繪制零件圖 （1張）3繪制毛坯圖 （1張）4編寫工藝工程卡片和工序卡片（本工序，各1張）5繪制夾具總裝圖 （1張）6繪制夾具零件圖7說明書一份 （兩萬字，電子稿）班 級(jí)： 機(jī)電05-4班 09號(hào)學(xué) 生： 孫磊指導(dǎo)教師： 王 彤系 主 任：二 序 言機(jī)械制造過程及檢測，檢驗(yàn)中，都要使用大量的夾具。為了達(dá)到提勞動(dòng)效率，提高加工精度，減少廢品，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件，如何設(shè)計(jì)好夾具則成了機(jī)械制造的一項(xiàng)重要任務(wù)。機(jī)床夾具是夾具中的一種，將其固定到機(jī)床上，可以使被加工件對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并克服切削力的影響。使加工順利進(jìn)行。機(jī)床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)：1 夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。2 專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。3 “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。4 夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少廢品率。因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件：1 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2 保證工件的精度。3 保證使用方便與安全。4 正確處理作用力的平衡問題。5 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。6在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計(jì)過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢：（1） 發(fā)展通用夾具的新品種A由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。B廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。（2） 發(fā)展調(diào)整式夾具（3） 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。（4） 加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。（5） 大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。（6） 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于個(gè)人能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。三 零 件 的 分 析（一）零件的作用題目所給定的零件是機(jī)械密封裝置傳動(dòng)套，它的主要作用是傳遞扭矩。利用端部的兩個(gè)小凸臺(tái)與另一個(gè)傳動(dòng)套的兩個(gè)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。（二）零件的工藝分析 從齒輪泵前蓋這個(gè)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?，F(xiàn)將這兩組表面分述如下： 1、以小端面為加工表面 這一組加工表面包括：6個(gè)直徑為8mm的螺栓孔，尺寸為24mm的進(jìn)出油腔，尺寸為50mm的孔。 2、以大端面為加工表面 這一組的加工表面包括：兩個(gè)10mm的定位銷孔，兩個(gè)24K7的軸孔及倒角，寬度為8mm的流油槽，直徑為11mm的存油坑。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1）兩軸孔之間的平行度為0.01，圓跳動(dòng)為0.05；（2）大端面相對(duì)于軸孔表面的直線度為0.01，大端面的平面度為0.005；（3）定位銷孔對(duì)軸孔的平行度為0.01。四 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)（一）確定毛坯的制造形式 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(jìn)行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。（二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，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(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)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(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。 如圖1所示，零件的毛坯鑄造時(shí)其兩端面難免有平行度的誤差。加工時(shí)若以小端面A作為粗基準(zhǔn)定位，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(zhǔn)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(zhǔn)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(duì)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(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。有任務(wù)書中給定的零件圖上可以看出零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是大端面，如果我們選擇大端面做為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合的原則，同時(shí)又可以保證凸臺(tái)上端面和小端面的精度要求，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，而且裝夾也很便。故選擇大端面作為精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線 擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。 1工藝路線方案一 工序1：粗銑小端面。 工序2：粗銑大端面。工序3：半精銑小端面。工序4：半精銑大端面。 工序5：裝三蓋，鉆、擴(kuò)210mm的定位銷孔。 工序6：鉆68mm的螺栓孔，攻絲。 工序7：鉆鏜224mm兩軸孔。工序8：軸孔倒角。工序9：擴(kuò)50mm孔。工序10：鉆224mm的進(jìn)出油腔及倒角。 工序11：攻進(jìn)出油腔的螺紋。 工序12：鉆、鉸11mm存油坑。 工序13：銑8mm的流油槽。 工序14：終檢。 2工藝路線方案二 工序1：粗銑大端面。 工序2：粗銑小端面。工序3：半精銑小端面。工序4：半精銑大端面。 工序5：鉆68mm的螺栓孔，攻絲。 工序6：裝三蓋，鉆、擴(kuò)210mm的定位銷孔。 工序7：鉆、鏜224mm兩軸孔。工序8：軸孔倒角。工序9：擴(kuò)50mm孔。工序10：鉆224mm的進(jìn)出油腔及倒角。 工序11：攻進(jìn)出油腔的螺紋。 工序12：鉆、鉸11mm存油坑。 工序13：銑8mm的流油槽。 工序14：終檢。 3兩種工藝路線方案的比較上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是以大端面為粗基準(zhǔn)，先銑小端面，然后以小端面精基準(zhǔn)銑大端面，然后再以大端面定位，進(jìn)行孔的加工；而方案二是以小端面粗基準(zhǔn)，先銑大端面，再以大端面為基準(zhǔn)銑小端面，最后進(jìn)行孔的加工。方案一以大端面粗基準(zhǔn)，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(jìn)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(yīng)該互換一下，因?yàn)槎ㄎ讳N孔是保證裝配時(shí)的位置精度的，故應(yīng)在螺栓孔加工完成后進(jìn)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(zhǔn)，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(jìn)油孔19mm及出油孔8mm前加工224mm的進(jìn)出油腔，這樣就不符合先鉆后擴(kuò)的原則。綜合兩個(gè)方案，我確定具體的工藝工程如下： 工序1：粗銑小端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。 工序2：粗銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。工序3：半精銑小端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。工序4：半精銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。 工序5：鉆68mm的螺栓孔，攻絲。選用Z5125A立式鉆床及V形塊夾具。 工序6：裝三蓋，鉆、擴(kuò)210mm的定位銷孔。選用Z5125A立式鉆床及V形塊夾具。工序7：鉆、鏜224mm兩軸孔。選用Z5140A立式鉆床及長銷夾具。工序8：軸孔倒角。倒角機(jī)。工序9：擴(kuò)50mm孔。擴(kuò)孔鉆工序10：鉆224mm的進(jìn)出油腔及倒角。選用Z5140A立式鉆床及長銷夾具。 工序11：攻進(jìn)出油腔的螺紋。工序12：鉆、鉸11mm的存油坑。選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具。工序13：銑8mm的流油槽。選用X5032立式銑床及長銷夾具。 工序14：終檢。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “齒輪泵前蓋”零件材料為鑄鐵，硬度HB143229，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用鑄造毛坯，3級(jí)精度組（成批生產(chǎn)）。 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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1外圓表面 由給定任務(wù)書中的零件圖，毛坯為階梯盤狀灰鑄鐵，毛坯總厚為38mm，大臺(tái)階面厚度為20mm，總長128mm,寬86mm。齒輪泵后蓋側(cè)面表面粗糙度無嚴(yán)格要求，鑄造可達(dá)到精度。2大小端面的粗加工余量小端面加工余量取2.7mm，大端面加工余量3.3mm 見機(jī)械制造工藝手冊(cè)（以下簡稱手冊(cè)）表1-243半精銑小端面的加工余量小端面的精銑加工余量為1.4mm。見手冊(cè)表1-244半精銑大端面的加工余量 大端面的半精銑加工余量為1.4mm。見手冊(cè)表1-24 5鉆68mm的螺栓孔 前蓋總厚度為30mm，大端面臺(tái)階面厚度為20mm，8mm的螺栓孔切削深度為20mm，攻8mm的螺栓孔。6裝三蓋，鉆210mm的定位銷孔將齒輪泵前蓋、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(dǎo)向及定位，用8mm鉆頭加工通孔，切削深度為4mm。7擴(kuò)210mm的定位銷孔 選用10mm的擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔，切削深度為1mm。即可達(dá)到加工精度。8鉆224mm兩軸孔及導(dǎo)角選用20mm立鉆鉆兩軸孔，切削深度為10mm。9軸孔倒角。倒角機(jī)倒145。10粗鏜224mm兩軸孔選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為1mm。11半精鏜224mm兩軸孔選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為0.75mm。12精鏜224mm兩軸孔選用YT20鏜刀粗鏜兩軸孔，切削深度為0.25mm。13鉆224mm的進(jìn)出油腔及倒角選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用24mm鉆頭加工進(jìn)出油腔并倒角。14攻進(jìn)出油腔的螺紋選用24mm的絲錐攻絲。15鉆11mm的存油坑選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用10mm的鉆頭鉆存油坑。16鉸11mm的存油坑選用Z5125A立式鉆床及長銷夾具夾緊定位，用11mm的鉸頭鉆存油坑。17銑8mm的流油槽選用X5032立式銑床及長銷夾具夾緊定位，用8mm的銑刀銑流油槽。銑削深度為2.5mm。18終檢（五）確定切削用量及基本工時(shí)本工序以前蓋端面，側(cè)面為精基準(zhǔn)，鉆、鉸8孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT8。1. 選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=7.8mm，后角o16，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度， ， ， 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。3.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和攻絲的切削用量如下：鉆孔： 攻絲： 螺紋鉆削由于沒有手冊(cè)可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算，詳見工藝卡片。五 夾 具 設(shè) 計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)通用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)齒輪泵前蓋第三道工序鉆6M8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6的高速鋼麻花鉆。（一）問題的提出在給定的零件中，對(duì)本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(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇端面，側(cè)面為基準(zhǔn)（自由度限制數(shù)為3個(gè)），配合以兩V型塊，一個(gè)固定一個(gè)活動(dòng)（自由度限制數(shù)為3個(gè)）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 2 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。修正系數(shù)查機(jī)械加工工藝手冊(cè) KF= (=1.062軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。卡緊力為則實(shí)際卡緊力為 F= sin=(4.5710-6)86(2.80.22)sin45。=8.2N 使用快速螺旋定位機(jī)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。（三） 定位誤差分析本工序采用兩側(cè)面夾緊，使用端面，側(cè)面定位，工件始終靠近V型塊的面，而工件自重會(huì)始終靠近底面，當(dāng)然工件有一定的誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。鉆套選用快換鉆套 10mm。偏差為mmT形槽寬為 S=14mmT形槽所選用的螺栓為M12，長L=80mm（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。盡管采用機(jī)動(dòng)夾緊能提高夾緊速度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，但是題目中要求設(shè)計(jì)的夾具使用手動(dòng)夾緊，并且進(jìn)行鉆削加工時(shí)的軸向力大，故此我就想到了使用V形塊機(jī)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(zhǔn)為零件的端面和側(cè)面，所以可以使用側(cè)面和平面配合定位。此外，由于本零件是中批生產(chǎn)，隨著加工零件個(gè)數(shù)的增加，夾具磨損也將增大，這將導(dǎo)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(gè)問題，在設(shè)計(jì)時(shí)，采用V形塊機(jī)構(gòu)可以防止這個(gè)問題，延長了夾具的使用壽命。六 總 結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期多左右，通過這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。通過這兩周的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)很重要的一次練兵。課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。至于建議，一言以蔽之，大學(xué)教育當(dāng)如此。最后，衷心的感謝王彤老師的精心指導(dǎo)和悉心幫助，使我順利的完成此次設(shè)計(jì)。謝謝！七 參 考 文 獻(xiàn)【1】趙家齊主編機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械工業(yè)出版社，1997【2】王紹俊主編機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，1985【3】金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)修訂組編金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社1984【5】南京市機(jī)械研究所主金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社【6】呂周堂、陳曉光主編互換性與技術(shù)基礎(chǔ)中國科學(xué)技術(shù)出版社- 17 -