泵体盖的机械加工工艺规程及工艺装备设计.docx
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泵体盖的机械加工工艺规程及工艺装备设计
课程设计
题目：
泵体盖的机械加工工艺规程及M12-6H螺纹孔中的Ф10孔工艺装备设计
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：
一、设计题目
泵体盖的机械加工工艺规程及M12-6H螺纹孔中的Ф10孔工艺装备设计
二、原始资料
（1）被加工零件的零件图1张
（2）生产类型:
大批大量生产
三、上交材料
（1）被加工工件的零件图1张
（2）毛坯图1张
（3）机械加工工艺过程综合卡片（参附表1）1张
（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张
（4）夹具装配图1张
（5）夹具体零件图1张
（6）课程设计说明书（5000～8000字）1份
说明书主要包括以下内容（章节）
①目录
②摘要（中外文对照的，各占一页）
③零件工艺性分析
④机械加工工艺规程设计
⑤指定工序的专用机床夹具设计
⑥方案综合评价与结论
⑦体会与展望
⑧参考文献
列出参考文献（包括书、期刊、报告等，10条以上）
课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.
四、进度安排（参考）
（1）熟悉零件,画零件图2天
（2）选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天
（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天
（4）编写说明书3天
（5）准备及答辩2天
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
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，以保证零件和工件的质量。
本次设计主要是进行盖体类零件的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。
本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。
根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。
在工艺规程方面：
确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加工Ф10孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最终完成本次设计。
Abstract
Themachinemadeinthemachineprocesses,examining,assembling,weldingwithheathandletowaitcoldandhotcraftprocessin,useagreatdealoftongs,inordertothegearingprocessobject,makingitoccupyrightpositiontopromisethequalityofsparepartsandworkpiece.
Thisdesignismainlythedesignofappropriationtongswhichcarriesoncoveringbodyspareparts,istallyuptheknowledgethatwelearnbeforeandtotheonceexpandingoftheknowledgethatwecontrol.Thistextmainlysetsoutfromthedesignbothsideofthespecifyingofcraftrulesdistanceandthetongs.Accordingtothecharacteristicsofspareparts,thefunctionproducedtypeandsparepartswhileconcretelyworkingchoicethecraftrulesdistanceandtongs.Inthecraftrulesdistanceaspect:
Assuranceproduceatype,comprehensiveconsideritsccuratedegreehigh,produceanefficiencyishigh,consumeeconomylittleetc.aspect,choosethesuperiorproject;Designaspectinthetongs,becauseofiscoverbodyspareparts,processФ10bores,thechoicedrillsabedtoprocess,consideringmanyfactorstodrawupthesuperiorproject,endcompletionoriginallytimedesign.
1设计任务……………………………………………………7
2零件的分析…………………………………………………7
2.1零件的作用……………………………………………7
2.2零件的工艺分析………………………………………7
3确定毛坯的制造方法和毛坯的形状………………………8
3.1毛坯的种类……………………………………………8
3.2毛坯的结构工艺………………………………………8
3.3毛坯选择的依据………………………………………8
3.4坯料尺寸公差与机械加工余量………………………8
4机械加工工艺规程设计……………………………………9
4.1基准的选择……………………………………………9
4.2零件表面加工方法……………………………………9
4.3制定工艺路线…………………………………………10
5加工6×Ф7孔的专用机床夹具设计……………………11
5.1设计要求………………………………………………11
5.2制定工艺路线…………………………………………12
5.3定位元件的选择………………………………………12
5.4夹具设计的有关计算…………………………………13
5.5夹具结构设计及操作简要说明………………………15
6方案综合评价与结论………………………………………15
7本次课程设计体会与展望…………………………………16
参考文献……………………………………………………17
1.设计任务
分析泵体盖的技术要求，并绘制零件图。
加工此零件为大批大量生产,考虑综合因素设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。
设计零件机械加工工艺装备,绘制机床专用夹具组装图.
2.零件的分析
2.1零件的作用
题目所给定的零件是泵体盖，属于盖体类零件，它和其他零件一起装配,形成泵的一个密封腔体结构用来储存、输送分配物质。
工作中，零件内表面要受到介质的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求，零件与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。
2.2零件的工艺分析
泵体的功能是通过介质的分配,传递动力,使其工作.所以对密封性能要求较高。
由于泵体盖是组成泵的主要元件，该零件的几组平面有表面粗糙度和位置度要求。
泵体盖有三组加工表面,现分述如下:
1）.A向的加工表面
这一组加工表面包括：
A平面和M12-6H螺纹孔，A平面的表面粗糙度是12.5,由半径为10的半圆与C平面相接而组成的小平面。
2）.B向的加工表面
这一组加工表面包括：
B平面的表面粗糙度为6.3,Ф99;6×Ф7靠近表面处需要进行锪平处理成6×Ф13的孔.
3）.C向的加工表面
这一组加工表面包括：
C平面和2×Ф5的孔，C平面表面粗糙度为6.3，Ф68;2×Ф5的水平中心线比C平面的水平中心线高1mm。
4）.D向加工6×Ф7孔，靠近表面处需要进行锪平处理成6×Ф12的孔.
经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。
3.确定毛坯的制造方法和毛坯的形状
零件材料是HT150。
零件年产量是大批大量生产,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。
零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。
3.1毛坯的种类
由技术要求可知该零件是铸件，且已知是大批量生产，参考机床夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型铸造的经济精度最好。
3.2毛坯的结构工艺
结构符合各种毛坯制造方法和工艺要求，避免因结构不良造成的毛坯缺陷，使制造工艺简单、操作方便。
3.3毛坯选择的依据
根据零件图可知，该零件为铸件，且尺寸不大，受力很小，根据《机械设计基础》可查得材料选HT150即可满足强度要求。
3.4坯料尺寸公差与机械加工余量的确定
材料为HT150，大批量生产，以此确定尺寸公差与加工余量。
根据《机械制造技术课程设计指南》：
求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长99mm，厚7mm，宽98mm，所以最大轮廓尺寸为99mm。
选取公差等级CT由表5-1，铸造方法按机器铸造型、铸件材料按灰铸铁得公差等级范围8到10级，取9级。
求铸件尺寸公差，由表5-3查得：
2.2mm。
求求机加工余量等级，由表5-5取F级。
求RMA，由表5-4查得最大99mm的机械F级机加工余量得RMA=1mm。
求毛坯基本尺寸B面属于单侧加工，应由公式5-1表示即：
R=F+2RMA+CT/2=10.1mm
B面也属于单侧加工，同理：
R=F+2RMA+CT/2=101.1mm.
4.机械加工工艺规程设计
4.1基准的选择
定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。
定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。
粗基准的选择
因为泵体盖为盖体类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以泵体盖下端面既有凸起部分的那端作为粗基准.
精基准的选择
精基准的选择应主要考虑基准重合问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应改进行尺寸计算。
本图中的设计基准与工序基准重合。
4.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有圆、内孔、端面等，材料为HT150.参考《机械制造工艺设计简明手册》其加工方法选择如下：
1）．B平面：
公差等级为IT12，表面粗糙度为6.3,采用粗车→半精车的加工方法。
2）．C平面：
公差等级为IT12，表面粗糙度为6.3，采用粗车→半精车的加工方法加工。
3）.A平面:
公差等级为IT12，表面粗糙度为12.5，采用粗车的加工方法加工。
4）.2×Ф5的孔：
公差等级为IT12，表面粗糙度为12.5，采用钻的加工方法。
5）．6×Ф7均布/锪平Ф12的孔:
公差等级为IT12，表面粗糙度为12.5，采用的加工方法为钻→锪钻.
6）．M12-6H螺纹孔：
公差等级为IT12，表面粗糙度为12.5，采用钻，攻螺纹的加工方法。
4.3制定工艺路线
制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。
工序Ⅰ粗车Ф99的平面B
工序Ⅱ粗车Ф68的平面C
工序Ⅲ粗车侧端面A
工序Ⅳ半精车Ф99的平面B
工序Ⅴ半精车Ф68的平面C
工序Ⅵ钻2×Ф5mm的孔。
工序Ⅶ钻→铰6×Ф7的孔
工序Ⅷ钻M10光孔
工序Ⅸ攻螺纹孔M12-6H。
工序Ⅹ刻字刻线。
工序Ⅺ镀铬
工序Ⅻ检测入库。
1.工序Ⅰ粗车Ф99的平面B
选择刀具
选用93偏头端面车刀，参照《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。
选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角=10，后角=8，主偏角93。
副偏角k=10,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角=－10
2.工序Ⅱ粗车Ф68的平面C
选择刀具与粗车Ф99的平面B同一把。
工序Ⅲ粗车侧端面A
选择刀具与粗车Ф99的平面B同一把。
4.工序Ⅳ半精车Ф99的平面B
选择刀具：
与粗车左端面同一把。
5.工序Ⅴ半精车Ф68的平面C
选择刀具：
与粗车左端面同一把。
6.工序Ⅵ：
钻2×Ф5mm的孔。
由《工艺手册》选用高速钢锥柄标准花钻。
7.工序Ⅶ：
钻→铰6×Ф7的孔
由《工艺手册》选用高速钢锥柄标准花钻。
8工序Ⅷ钻M10光孔
根据内孔表面粗糙度选择工艺，钻一次就可达到精度要求。
选用卧式镗床，型号为T618，主轴转速800r/min，进给量1.0mm/r然后采用攻螺纹的方法加工M12-6H螺纹孔。
工序Ⅸ攻螺纹孔M12-6H，在卧式镗床上加工即可，采用攻螺纹专用刀具。
工序Ⅹ刻字刻线
工序Ⅺ镀铬
工序Ⅻ检测入库。
5.加工孔6×Ф7的专用机床夹具设计
5.1设计要求
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
本夹具采用T618卧式镗床。
刀具为直柄麻花钻，材料为钢，直径Ф10，对M12螺纹孔的光孔进行加工。
加工到本道工序时，零件的加工基本完成，其他的平面及孔都已经达到加工要求，因此可以直接利用，用于定位和夹紧。
加工本道工序时，应考虑夹紧力的确定。
为了提高加工效率，缩短夹紧时间，采用气动夹紧，夹紧装置选择钩形压板联动机构。
5.2制定工艺路线
加工Ф10的孔，它的表面粗糙度值为12.5，去除材料加工。
只要选用钻工艺就可以达到精度要求。
5.3定位元件的选择
由零件图可以知道，Ф10mm孔与零件中心孔轴线有尺寸要求，为了使定位误差为零，选择与加工孔中心线相互垂直的两个Ф7孔来定位。
在零件的加工表面Ф99平面下端利用三个均布的平头支撑钉支撑，即能有效地支撑工件，又方便加工屑的排除。
通过查《机床夹具设计手册》，选择支撑钉的型号为A型支撑A8x4，标准为JB/T8029.2-1999。
，定位件选用固定式定位销A型和削边销（B型固定式定位销）。
型号为A7f7x10,标准为JB/T8014.1-1999。
两个定位销根据零件上Ф7孔来选择，采用间隙配合。
定位销如右图所示：
支撑钉的形式如右图所示：
5.4夹具设计的有关计算
1）定位误差计算
根据机床夹具设计手册可参考，本零件的定位属于平面定位。
根据下图及公式：
查表，求得左面圆定位销之间的下偏差为0.019mm
右面削边销的下偏差为0.019mm，
上图左面孔的上偏差为0.015
右面孔的上偏差也为0.015
第一定位孔与圆销之间的最小间隙为0
第二定位孔与圆销之间的最小间隙为0
代入
所得值为0.034两孔的误差值相同
代入
所得值为0.0003953
可知，只要支撑钉不发生磨损，并且三个支撑钉正确地安装在夹具体上，本夹具的定位误差很小。
因此，当三个支撑钉安装完候，统一磨平，即可使定位误差为接近于零。
2）夹紧力计算：
刀具：
7mm直柄麻花钻
参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ14H8的进给量f=0.3mm/r，参考有关资料得钻孔Φ7的v=0.435m/s=26.1m/min。
由此算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12r/min=692.68r/min
按机床实际转速取n=630r/min，则实际切削速度为：
Vc=∏dn/1000=3.14*12*630/1000m/min=23.74m/min
查有关资料得：
Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）
M=9.81*0.021dof0.8KM（N·m）
钻Φ12mm的孔Ff和M如下：
Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1N=1918.56N
M=9.81*0.021*12²*0.30.8*1N·m=11.32N·m
由于切屑力与加紧力方向相同，可不做计算。
其动力装置由两个小的液压泵提供较小的力即可。
4）钻套的选择:
根据加工孔为Ф7,
查表选择d=7属于＞6～8,极限
偏差为F7;D=12,极限偏差为
m6,k6，D1=22，D=18，H=12，h=10,
h=4,r=16,m=7,t=0.008,配用螺钉为
JB/T8045.5-1999M6。
5.5夹具结构设计及操作简要说明
在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。
因此，使用钩形压板联动机构,并利用气动装置传动，这样就可以大大减少消耗的时间,提高效率。
装夹工件时，由定位销定位，再由钩形压板夹紧夹紧零件,随着联动杆的左右移动，工件夹紧和放松，便于装卸工件。
本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，必须增大气缸直径。
这将使夹具过于庞大。
因此，必须尽力减小切削力，可以通过提高毛坯铸造精度和提高气缸压缩空气的工作压力。
此外，钩形压板的作用点应于支撑钉的中心重合，使受力均匀，防止工件变形。
6.方案综合评价与结论
本夹具加工过程稳定,经济方面也大大减少了开支,生产效率也提高了很多，因此本方案适合大批量生产。
7.本次课程设计体会与展望
本次课程设计是我们在结束所有专业课程以后的一次综合性设计，它不仅测试了我们所学的知识是否扎实，而且还为我们接下来的毕业设计做好了铺垫。
通过这次课程设计，我所学的知识得到了巩固，充分发挥了我们个人的潜力。
在这次设计过程中，虽然遇到过很多的困难，但是我们经过小组讨论以及老师的细心教导，使我们一次次地突破困难，最终圆满的完成了设计。
对于接下来的毕业设计，因为有了这次积累的经验，我相信我一定可以圆满地完成。
参考文献
[1]《现代制造工艺设计方法》段明扬主编2007.1广西师范大学出版社
[2]《现代机械制造工艺设计实训教程》段明扬2007.1广西师范大学出版社
[3]《机械制造工艺设计简明手册》李益民主编1999.10机械工业出版社
[4]《机床夹具设计手册》王光斗等主编2000.11上海科学技术出版社
[5]《金属机械加工工艺人员手册》上海科技出版社
[6]《机床夹具设计》。
余光国等主编重庆大学出版社
[7]《机械制造技术基础课程设计指南》崇凯主编化学工业出版社
[8]《机械加工工艺装备》张普礼主编东南大学出版社
[9]《机械加工工艺装备手册》陈心昭主编1998.6机械工艺出版社
[10]《机械图学》李凤平等主编2003.9东北大学出版社
[11]《机械设计基础》冷兴聚等主编2003.3东北大学出版社
[12]《机床夹具设计手册（软件版）》机械工业出版社
[13]《机械加工工艺手册（软件版）》机械工业出版社
机械05-6
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
泵体盖
零件名称
泵体盖
共
1
页
第
1
页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯件数
1
每台件数
1
备注
工
序
号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
粗车
粗车Φ99的平面B
C365L转塔式车床
93偏头端面专用车刀、专用夹具
2
粗车
粗车Φ68的平面C
C365L转塔式车床
93偏头端面专用车刀、专用夹具
3
粗车
粗车侧断面A
C365L转塔式车床
93偏头端面专用车刀、专用夹具
4
半精车
半精车Φ99的平面B
C365L转塔式车床
93偏头端面专用车刀、专用夹具
5
半精车
半精车Φ68的平面C
C365L转塔式车床
93偏头端面专用车刀、专用夹具
6
钻
钻2*Φ5mm的孔
Z518立式钻床
锥柄麻花钻、专用夹具
7
钻、铰
钻、铰6*Φ7的孔
Z518立式钻床
锥柄麻花钻、专用夹具
8
钻
钻-攻螺纹孔M12-6H
Z3040摇臂钻床
直柄麻花钻、专用夹具
9
刻字
刻字，刻线
10
镀铬
11
检测入库
机械加工工艺卡片
辽宁工程
技术大学
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
泵体盖
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车间
工序号
工序名
材料牌号
I
HT150
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
铸件
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
1
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
描图
工位器具编号
工位器具名称
工序工时/s
准终
单件
描校
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
/r·s-1
切削速度
/m·min-1
进给量
fz/（mm/z）
背吃刀
量/㎜
进给
次数
工步工时/s
底图号
机动
辅助
1
钻6*Ф7的孔
锥柄麻花钻
18
28
机动
0.49
1
装订号
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
附件图纸
毛坯图
夹具体
装配图
升级会员 