PAGE25摘要本设计是通过分析零件的特点和加工方法，制定相应的加工路线和程序，最后根据要求设计出专用加工夹具。本设计的内容涉及机械制造技术、机床夹具、金属切削参数、尺寸公差及配合等多方面的知识。泵盖加工的工艺规范包括工艺设计、工艺设计和夹具设计三个部分。在工艺设计中，首先要对零件进行分析，了解零件的工艺，然后设计毛坯的结构，选择零件的加工标准，设计零件的工艺路线。然后对各工序零件的尺寸进行计算，关键是确定各工序的工艺设备和切削参数;然后进行专用夹具的设计，对夹具的部件进行选择和设计，如定位元件、夹紧元件、导向元件、夹具与机床之间的连接元件以及其他部件;对夹具定位过程中产生的定位误差进行了计算，分析了夹具结构的合理性和不足，并在今后的设计中注意改进。关键词：工艺；工序；切削用量；夹紧；定位；误差；目录摘要 I第1章前言 21.1选题的意义 21.2机械加工的国内外研究动态 21.3课题研究的主要内容 3第2章零件的分析 52.1零件的作用 52.2零件的工艺分析 52.3毛坯的制造形式 6第3章工艺规程设计 83.1基准的选择 83.2制定加工工艺路线 93.3各加工表面加工余量 113.4切削用量及切削时间的确定 13第4章夹具设计 144.1夹具方案设计 144.2定位方案分析 154.3对刀及导引装置设计 164.4定位误差计算 184.5夹紧机构设计与夹紧力计算 18总结 21参考文献 22致谢 23第1章前言1.1选题的意义目前，我国的机械制造能力，包括加工技术制造水平，与国外存在一定差距。我国目前虽有数控加工技术，但生产成本普遍高于国外先进技术，生产效率相对较低。鉴于这些方面，我国机械制造业虽然对机械制造业的生产提出了要求，但仍有很长的路要走。但是，我相信我们的国会会越来越重视机械制造和生产，也会越来越重视机加工技术。在不久的将来，机械加工技术将得到进一步的改进和发展。机械制造技术是研究产品设计、制造、使用、维护和回收利用全过程的系统学科。它是一个以提高质量、效率和竞争力为目标的完整的系统工程，包括物流、信息流和能量流。零件加工工艺规程是每个机械制造企业或车间必备的技术文件。用于生产前的生产准备，生产过程中的生产指导书，生产后的生产检验。正确的工艺流程可以保证产品质量，提高生产效率，降低成本，保证安全生产。能可靠地保证工件的加工精度;缩短辅助时间，提高加工效率;降低劳动强度，保证安全生产;充分发挥和扩展机床的给定性能。通过对泵盖加工技术的发展、工作环境和泵盖结构特点的分析，本设计确定了泵盖的加工工艺和方案，主要包括:使用AutoCAD软件画一些图纸,确定生产计划和类型、选择材料、毛坯制造方法,确定机械加工余量和切削量在每个处理过程中,加工设备的选择和设计,切削参数和加工设备也需要固定的计算时间和流程卡的准备和过程。最后，对典型夹具进行了进一步的选择和设计，包括定位方案和夹紧方案的设计、分度装置的设计、夹具的工作原理以及夹具设计过程中应注意的问题。1.2机械加工的国内外研究动态制造业是国民经济各部门科技进步的基础，机械加工技术直接制约着机械制造业的发展。机械加工技术是一门历史悠久的学科。今天，加工在一般的加工方法中已经有了完善和成熟的体系，加工设备也越来越完善。企业广泛采用高精度加工、精细加工、微加工、微机械与微、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术、复合加工技术等新型加工方法;在自动化方面，它也有了很大的发展。企业一般采用数控机床、加工中心和柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统来实现柔性自动化、智能化知识和集成。在设计方法上，采用新的设计方法，采用计算机辅助设计技术(CAD、Cam)，大型企业开始无图设计生产。在这个市场经济竞争激烈的时代，企业要生存和发展，就必须不断提高，以最低的生产成本创造最高的利润，这与我们的过程是密不可分的。如何合理安排工艺路线是提高生产效率、降低生产成本的最有效途径之一。当然，夹具的使用也提出了提高生产效率的有效手段。夹具是工艺设备的主要组成部分，在机械制造中起着重要的作用。夹具对保证生产质量，提高生产率，降低劳动强度，扩大机床使用范围，缩短产品试制周期具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方法已经成为企业产品快速上市的瓶颈。企业迫切需要提高夹具设计的效率。传统的手工夹紧不仅增加了工人的劳动强度，而且大大降低了生产效率。现代机床夹具的发展方向主要包括标准化、精密化、高效化和柔性化。目前，单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业的一种新的生产方式。这种方式要求加工机床和夹具设备具有更好的灵活性，从而缩短生产准备时间，降低生产成本。因此，单品种专用夹具的设计方法已不能满足生产发展的需要，组合夹具只是适应这种终身生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺设备的设计和制造周期，对产品更换后原夹具的继续使用起着重要的作用。为了适应这种生产方式，国外也将FMS作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。另外，随着计算机技术的发展和应用，计算机辅助夹具设计在理论和应用上都得到了迅速的发展，大大提高了夹具设计的效率，这对保证产品质量、提高生产率、降低劳动强度、缩短生产周期具有重要意义。随着我国经济的快速发展，国家对节能减排提出了更高的要求，这就要求相关汽车生产单位在生产、设计和生产相关材料时充分考虑汽车的整体性能指标。在泵盖的生产过程中，要充分掌握泵盖的强度、质量、刚度等相关指标，将泵盖材料的选择与汽车发动机相关的节能环保标准相结合，不断开发新的泵盖材料。1.3课题研究的主要内容本项目基本内容:泵盖加工工艺及夹具设计1.泵盖零件加工技术2.制定泵盖零件加工工艺的关键是工序划分和定位基准的选择。在设计的过程中,我们必须认真分析零件图,了解相关的结构特点和技术要求的泵盖零件,并仔细分析每一个细节的部分,如并行性、表面粗糙度和加工的垂直泵盖零件,尤其是精度(同轴度、圆度和粗糙度)的每个孔系统的泵盖零件和相互位置精度(并行性,泵盖零件的尺寸是整个零件加工的关键，每一个泵盖零件的尺寸都必须明确。零件图的绘制是关键。同时，由于泵盖的零件比较复杂，这也是一个难点。我们使用AutoCAD软件绘制零件图，一方面是为了增加我们对零件的了解，另一方面是为了增加我们对AutoCAD软件的熟悉程度。本次设计的主要内容:(1)了解泵盖机械设备并收集相关数据;(2)泵盖零件的图纸及图纸分析;(3)选择空白表格和制作方法;(4)工艺方案分析、制定、比较、选择;(5)制作工艺卡;(6)各生产过程的加工方法分析;(7)各工序工艺卡的准备;(8)泵盖零件制造工艺总结。 第2章零件的分析2.1零件的作用泵盖的主要功能是密封和紧固。确保油泵正常运行，无漏油，齿轮轴无齿槽。如图是油泵的泵盖零件图，泵盖是油泵的重要组成部分，泵盖与泵体组成了油泵的腔体。图2.1零件图2.2零件的工艺分析在对零件进行工艺分析时，应考虑以下几个方面为重要方向:(1)根据图纸要求、零件表面光洁度要求等技术加工要求;(2)零件的技术要求和辅助要求、相关配合要求等;(3)尺寸公差、几何公差和零件的尺寸配合;粗糙的部分,制造业的粗加工成形机床,完成加工,最后检验和仓库包装,这部分的制造和加工流程步骤,在中间的加工机床,要求的最终外观部分,绘图纸的技术要求符合要求。我们称之为机械加工的工艺过程。零件的分析应该从技术要求开始。从图纸分析中可以看出，零件的重要要求是轴向配合的精度，形状和位置公差的范围，形状的精度是保证配合和同轴度的圆度精度。2.3毛坯的制造形式根据被加工工件的工作特性和工作环境，需要选择合适的铸造毛坯，合理选择毛坯材料。在加工时，能很好地保证工件的加工指标，起到事半功倍的作用。此外，它可以为企业节省一定的成本。当然，我们设计的毛坯的结构应该与待加工零件的结构基本相似。在本文中，零件的制造方法取决于结构、尺寸、加工精度等。由于零件是批量生产的，零件的外形尺寸不大，零件的材料具有良好的可铸造性，可以采用批量生产的铸造方法。采用压铸法生产铸件毛坯，既提高了生产效率，又提高了精度和加工余量。整体的形状、形状和毛坯的大小主要由各种元素组成。每个零件的尺寸、形状、表面结构工艺、尺寸等因素决定了加工余量，尽量减少相似零件，尽量做到少切或不切。但是现在，由于毛坯制造技术控制不成熟，受成本和外部因素的影响，零件的加工要求也非常严格，所以我们必须通过加工余量来满足零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图尺寸之间的差异称为毛坯余量。铸件的标称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件的尺寸公差。毛坯余量与毛坯尺寸、位置、形状和精度要求有关。生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。(1)未加工表面的粗糙尺寸根据零件图中给出的尺寸作为自由度的公差，可以直接得到未加工表面的毛坯。(2)加工表面加工余量;加工表面精度等级表面粗糙度加工方法加工总余量左侧Φ70端面粗车1.5（1.5）φ152内圆表面73.2粗镗—半精镗—精镗2.6（1.8+0.6+0.2）φ229外圆表面73.2粗车—半精车—精车2.7（1.4+1.15+0.15）φ66内孔10粗镗—半精镗2.0（1.6+0.40）φ70内孔8粗镗—半精镗—精镗2.4（1.8+0.5+0.1）φ172内圆表面73.2粗镗—半精镗—精镗2.9（2.0+0.7+0.2）Φ165端面12.5粗车2.0（2.0）Φ295端面6.3粗车—半精车3.4（2.0+1.4）Φ190端面6.3粗车—半精车3.2（2.0+1.2）Φ235端面10粗车2.0（2.0）右侧端面12.5粗车1.5（1.5）8个凸台端面粗车2.0（2.0）钻φ15通孔10钻—扩15（14+1）钻M12的底孔10钻—扩10.2（9.5+0.7）钻M8的底孔钻6.8（6.8）注：粗车端面加工余量来自《机械加工余量手册》P119页，表5-25。镗孔加工余量来自《机械加工工艺手册》P495页，表2.3-42。粗车及半精车外圆加工余量来自《机械加工余量手册》P115，表5-14。精车外圆表面加工余量来自《机械加工余量手册》P118页，表5-21。图2.2毛坯图
第3章工艺规程设计3.1基准的选择工艺参数的选择是工艺设计中的重要工作之一，对零件的生产起着至关重要的作用。粗基准面的选择应满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工后的表面作为粗基准。其目的是为了保证被加工表面与未加工表面之间位置关系的准确性。如果工件的上表面有多个不需要加工的表面，则应选择对工件与被加工表面的相互位置有较高精度要求的表面作为粗基准。以达到壁厚均匀、形状对称、夹紧少等特点。(2)选取加工余量均匀的重要曲面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是一个重要的边缘均匀的曲面。因此，选择导轨面作为粗基准，对床身底面进行加工，再以床身底面作为精基准对导轨面进行加工。这样，可以均匀地去除较少的余量，并且表层可以保留良好的结构，增加耐磨性。(3)选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证表面有足够的加工余量。(4)尽量选择平整、光滑、较大的表面作为粗基准，保证定位准确、夹紧可靠。带浇口、冒口、毛刺的表面不能作为粗基准，必要时应进行初步加工。(5)应避免使用粗糙基准，因为粗糙基准的表面大多是粗糙和不规则的。多次使用难以保证曲面之间的定位精度。首先以端面和待加工外圆作为粗基准，再以加工后的曲面作为粗基准。精密基准的选择应遵循以下原则:(1)“基准重合”原则应尽量选择被加工表面的设计基准作为定位基准，以避免基准不重合造成的误差。(2)“统一基准”的原则是在大多数加工过程中尽量采用同一套精密的基准定位，以保证各曲面的定位精度，避免基准转换引起的误差，简化夹具的设计和制造。(3)“自我参照”原则:某些精加工和精加工工艺要求加工余量小而均匀。选择加工表面本身作为精度基准，第一道工序保证加工表面与其他表面之间的位置精度。(4)“相互参照”原理当要求两个曲面的位置精度、尺寸和形状精度较高时，可以采用“相互参照”的方法进行重复加工。(5)选择精确的基准，保证定位准确，夹紧可靠，夹紧简单，操作方便。以加工后的端面和内孔为定位精度基准，加工其它表面和孔。主要考虑的是精密基准的重合。当设计基准与工艺基准不重合时，应进行尺寸换算。3.2制定加工工艺路线零件加工程序的设计和编制的最终目的是使零件具有相关的尺寸要求、技术要求和完成要求，这些要求必须能够满足要求，并做出合理的加工顺序安排。在这种情况下，最好考虑通用机床与专用夹具相结合的加工方式。工作程序应尽量集中安排，以提高生产率。除了以上，我们还应该考虑经济和成本最低的方式。工艺路线的制定起点应合理保证零件的几何形状、尺寸精度和位置精度的技术要求。在生产计划确定为批量生产的情况下，可以考虑使用带有专用夹具的通用机床，努力提高生产率。此外，还要考虑经济效益，尽可能降低生产成本。本次设计拟制定以下两种工艺方案：工艺路线方案：工序01 铸造毛胚工序02 时效处理工序03 粗车外圆及端面工步1 粗车Φ165mm端面2mm工步2 粗车Φ295端面2mm工步3 粗车Φ229mm的外圆表面保证尺寸Φ231.60-0.046mm工序04 粗车外圆及端面工步1 粗车Φ235和Φ190间环形端面2.2mm工步2 粗车Φ190mm端面2.0mm工步3 粗车Φ30mm凸台2mm工序05 铣端面工步1 粗铣右侧端面1.5mm工步2 粗铣左侧Φ70端面1.5mm工序06 钻88XΦ15通孔工步1 钻8XΦ15通孔保证尺寸Φ14mm工步2 扩8XΦ15通孔保证尺寸Φ15mm工序07 粗镗内圆表面工步1 粗镗Φ152内圆表面保证尺寸Φ150.6+0.400mm工步2 粗镗Φ172内圆表面保证尺寸Φ170.2+0.400mm工步3 粗镗Φ66内圆表面保证尺寸Φ65.2+0.300mm工步4 粗镗Φ70内圆表面保证尺寸Φ68.9+0.300mm工序08 半精车端面工步1 半精车Φ235和Φ190间环形端面1.2mm工序09 半精车、精车Φ229mm外圆表面工步1 半精车Φ229mm外圆表面保证尺寸Φ229.30-0.115mm工步2 倒角1X450工步3 精车Φ229mm外圆表面保证尺寸Φ2290-0.046mm工序10 半精车Φ295mm端面工步1 半精车Φ295mm端面1.4mm，倒角1X450工序11 半精镗、精镗Φ152内圆表面工步1 半精镗Φ152内圆表面保证尺寸Φ151.6+0.0160mm工步2 精镗Φ152内圆表面保证尺寸Φ152+0.0400mm工序12 半精镗Φ66内圆表面工步1 半精镗Φ66内圆表面保证尺寸Φ66+0.0160mm工序13 半精镗、精镗Φ70内圆表面工步1 半精镗Φ70内圆表面保证尺寸Φ69.8+0.0160mm工步2 精镗Φ70内圆表面保证尺寸Φ70+0.0540mm工序14 半精镗、精镗Φ172内圆表面工步1 半精镗Φ172内圆表面保证尺寸Φ171.6+0.0160mm工步2 精镗Φ172内圆表面保证尺寸Φ172+0.0400mm工序15 加工10个M12螺纹孔工步1 钻10XM12底孔保证尺寸Φ9.5mm工步2 扩10XM12底孔保证尺寸Φ10.2mm工步3 攻丝10XM12工序16 加工2个M8螺纹孔工步1 钻2XM8底孔保证尺寸Φ6.8mm工步2 攻丝2XM8工序17 去毛刺、测量检验工序18 入库3.3各加工表面加工余量左侧Φ70端面加工余量尺寸公差尺寸粗铣1.50.30200-0.30φ152内圆表面加工余量尺寸公差尺寸粗镗1.80.40Φ150.6+0.400mm半精镗0.60.016Φ151.6+0.0160mm精镗0.20.040Φ152+0.0400mmφ229外圆表面加工余量尺寸公差尺寸粗车1.40.045Φ231.60-0.046mm半精车1.150.115Φ229.30-0.115mm精车0.150.045Φ2290-0.046mmφ66内孔加工余量尺寸公差尺寸粗镗1.60.20Φ65.2+0.300mm半精镗0.40.016Φ66+0.0160mmφ70内孔加工余量尺寸公差尺寸粗镗1.80.20Φ68.8+0.300mm半精镗0.50.016Φ69.8+0.0160mm精镗0.10.054Φ70+0.0540mmφ172内圆表面加工余量尺寸公差尺寸粗镗2.00.40Φ170.2+0.400mm半精镗0.70.016Φ171.6+0.0160mm精镗0.20.040Φ172+0.0400mmΦ165端面加工余量尺寸公差尺寸粗车2.00.2534+0.125-0.125Φ295端面加工余量尺寸公差尺寸粗车2.00.3223.4+0.16-0.16半精车1.40.08122+0.04-0.041Φ190端面加工余量尺寸公差尺寸粗车2.00.2937.2+0.145-0.145半精车1.20.236+0.1-0.1Φ235端面加工余量尺寸公差尺寸粗车2.00.235+0.1-0.1右侧端面加工余量尺寸公差尺寸粗铣1.50.3593+0.175-0.1758个凸台端面加工余量尺寸公差尺寸粗车2.00.5222+0.26-0.26钻φ15通孔加工余量尺寸公差尺寸钻70.18Φ14+0.180扩0.50.07Φ15+0.070钻M12的底孔加工余量尺寸公差尺寸钻4.750.15Φ9.5+0.150扩0.350.058Φ10.2+0.0580钻M8的底孔加工余量尺寸公差尺寸钻3.40.015Φ6.80+0.0153.4切削用量及切削时间的确定工序5钻8-φ15孔工步1钻15mm孔刀具：Φ14高速钢麻花钻进给量：查《机械加工工艺手册》[1]表28-13，取=0.25mm/r钻削速度：查《机械加工工艺手册》[1]表28-13，取=15m/min机床主轴速度：查[3]表4-9，取=320r/min实际钻削速度：每分进给量：钻孔深度：=22mm刀具切入长度：由《机械加工工艺手册》[1]表28-42得：刀具切出长度：查机械加工工艺手册》[1]表28-42取=2mm机动时间：由《机械加工工艺手册》[1]表28-42得：辅助时间：工步2扩15mm孔刀具：Φ15高速钢麻花钻进给量：查《机械加工工艺手册》[1]表28-13，取=0.25mm/r钻削速度：查《机械加工工艺手册》[1]表28-13，取=15m/min机床主轴速度：查[3]表4-9，取=320r/min实际钻削速度：每分进给量：钻孔深度：=22mm刀具切入长度：由《机械加工工艺手册》[1]表28-42得：刀具切出长度：查机械加工工艺手册》[1]表28-42取=2mm机动时间：由《机械加工工艺手册》[1]表28-42得：辅助时间：第4章夹具设计4.1夹具方案设计要求设计一套钻床夹具，钻夹具有夹具体、钻模板、钻套等零件组成，是在机械加工中使用最广泛的夹具之一。对于加工机床，由于一次加工多个孔，故选择用Z3025立式钻床进行加工。Z3025立式钻床是机械加工中使用特别普遍的一种钻削设备，广.泛用于各种机械加工中。可以满足本工序中钻孔、锪沉孔的加工需求。Z3025立式钻床如图1所示。图3.1Z3025摇臂钻床4.2定位方案分析如图3.2所示六点定位原理图，物体在空间中的自由度可以分为移动自由度和旋转自由度，分别是三个沿着x,y,z移动的自由度和绕着x轴,y轴,z轴旋转的自由度。工件如果需要在空间中完全定位就需要消除这6个自由度。图3.2在加工零件时，底面定位盘限制3个自由度，定位轴外圆限制2个自由度，支承钉限制1个自由度。4.3对刀及导引装置设计铰链式钻模板如图7-62c所示，这种钻模板是通过铰链与夹具体或固定支架连接在一起的，钻模板可绕铰链轴翻转。铰链轴和钻模板上相应孔的配合为基轴制间隙配合(G7/h6)，铰链轴和支座孔的配合为基轴制过盈配合(N7/h6)，钻模板和支座两侧面间的配合则按基孔制间隙配合(H7/g6)。当钻孔的位置精度要求较高时，应予配制，并将钻模板与支座侧面间的配合间隙控制在0.01~0.02mm之内。同时还要注意使钻模板工作时处于正确位置。图7-63所示是为保证这一要求的几种常用结构，设计时可根据情况选用。这种钻模板常采用蝶形螺母锁紧，装卸工件比较方便，对于钻孔后还需要进行锪平面、攻丝等工步尤为适宜。但该钻模板可达到的位置精度较低，结构也较复杂xingkong星空体育。本夹具中，因为工件体型较大，采用固定式钻模板会导致工件难以取放，采用铰链钻模板，在加工完成后可以翻开钻模板再取出工件。4.4定位误差计算图3.3零件定位简图根据《现代夹具设计手册》表3-16定位误差的计算公式：x方向的定位误差为：z方向的定位误差为：公式中：为孔的最大偏差为轴的最小偏差根据装配图可知工件孔粗加工后的尺寸为φ54的偏差取粗加工精度H10为（+0.12,0）轴偏差取为d7（-0.13，-0.1）：δδ则Z方向的定位误差为：Δ4.5夹紧机构设计与夹紧力计算对夹紧装置的基本要求：1、夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2、夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要是工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。3、夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：工件不移动原则；工件不变形原则；工件不振动原则；安全可靠原则；经济实用原则；根据零件特点，查《机床夹具设计手册》表1-2-15快速螺旋夹紧机构可知一种开口垫圈和螺母组合的夹紧机构。如图所示，该机构由定位轴、开口垫圈和螺母组成，带有开口垫圈的螺母夹紧机构，螺母外径小于工件孔径，稍松螺母，取下开口垫圈，工件即可穿过螺母取出夹具xingkong星空体育。图3.4夹紧本夹具使用的螺母夹紧机构是一种广泛使用的夹紧方式，对于这类使用较多的夹紧机构，相关手册已经给出了经过计算的夹紧力数值。故在确定夹紧机构的类型和大小后，可以直接查阅相关资料得到夹紧力的大小。根据《现代夹具设计手册》表3-25各种螺母的夹紧力：查表可知，符合GB6170标准的M24螺母在扳手长度为310mm，扳手上作用力为150N时能够产生8510N的夹紧力。总结课设是对我这个阶段所学知识的一次集中考察，课设的综合性强，涉及到所学的方方面面。如机械制图、工艺拟定、夹具设计等方面的知识。通过这次的课设，使我看到了在这些方面的不足，同时也在老师的指导下学到了很多平时学的不精或没有学到的知识。泵盖是泵的重要零件，只有把各个加工工艺的顺序才能完成加工才达到设计的要求。要对泵盖的用途有基本的认识，以便于对材料及工艺有直观的认识。论文中对轴承盖进行了工艺分析，并编制了工艺过程，绘制了工艺流程卡和工序卡，把理论结合到实际，是对所学知识的一次考核。在撰写论文的这段时间，每当遇到不懂的知识点我都主动向老师和身边的同学请教，刚开始设计夹具时疑点很多，后来在老师和同学的帮助下渐渐理顺了设计思路，并学会了查阅有关的设计手册，通过学习设计手册的上的案例慢慢找到了绘