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机油泵体加工工艺拟定及钻
①5孔专用夹具设计课程设计书机械制造工艺学课程设计书题目机油泵体加工工艺拟定及钻
①5孔专用夹具设计学院机械工程及自动化系机制专业机械设计制造及其自动化班级机制2班学号020900201学生姓名张绿枝起止日期2止
2.
09.03——
2012.
09.21指导教师黄敏纯目录2工艺路线二:3工艺路线三:4工艺路线分析比较通常情况下,最重要的、要求最高的加工表面应在精基准完成之后再进行加工,以方便其精度的达到工艺路线一是先完成所有平面的粗精加工最后再进行钻孔粗精加工没有分开,工件的内应力很大加工之后工件变形会很大程度地影响零件的几何精度,定位基准不如路线二来得准确,再综合加工精度要求,装夹便利与否等因素的影响确定加工路线三
6、加工设备及工艺装备的选择
7、确定工序间加工余量、工序尺寸查参考文献【2】,表
2.3—1到表
2.3—21综合对毛坯尺寸与已经确定的机械加工工艺路线的分析,确定工序间加工余量如下表示【4】
(一)工序10粗铳平面A
(1)切削深度:cip=
2.0mm
(2)确定进给量X61W型铳床的功率为
4.5KW查《切削用量简明手册》表
3.
5.硬质合金面铳刀(YG6)的每齿进给量工=
0.14〜
0.24%%/z取f_=
0.14mm/z
(3)铳削速度本工序使用YG6硬质合金铳刀,d.=125mm齿数z=12查《切削用量简明手册》表
3.16取切削参数匕=110机/min贝I]1000匕1000x110)八1/.===
280.Ir/min7rd乃xl25查《切削用量简明手册》表
3.29知X61W型铳床的转速n=255r/mino故实际切削速度兀dn万xl25x255cc/.V.===
88.36m/min610001000工作台的每分钟进给量为【4】fn=fzzn-
0.14x12x255=
428.4mm/min查《切削用量简明手册》表
3.29X61W型铳床的进给量v{-390mm/min
(二)工序40工步1粗车凸台外圆面
(1)切削深度ap=
2.0mm
(2)确定进给量查《切削用量简明手册》表
1.4进给量f=
0.6〜
0.8mm/r查《切削用量简明手册》表L31CA6140卧式车床技术参数,取进给量f=
0.66mm/ro
(3)确定切削速度查《切削用量简明手册》表L11参考选取切削速度57Hi/min切削速度修正系数鼠=
0.65一=
0.92-=
0.
80.0%=
1.0(查《切削用量简明手册》表
1.28),%=vtk=57x
0.65x
0.92x
0.8=
34.Im/minvIvOOOv;1000x
34.1yrr/・n=L==
187.14r/min7rD)x58查《切削用量简明手册》表
1.31得CA6140车床的转速n=200r/mino故实际切削速度7tDn乃x58x200”..V.===36m/minc10001000
(三)工序70工步1钻孔至
①
4.8由工件材料为QT60—2高速钢钻头,查表
2.7高速钢钻头钻孔时的进给量参考选取进给量f=
0.18~
0.22mm/min取f=
0.2nlm/min查《切削用量简明手册》表
2.15(高速钢钻头钻灰铸铁时的切削速度)参考选取切削速度匕=14/%/min又a=
4.8〃2m7rdntx
4.8x735一”/.n===
11.08w/min510001000工步2粗钱孔
①5H7至
①
4.9查《切削用量简明手册》表
2.11取进给量f=
0.3nini/r查《切削用量简明手册》表
2.24取切削速度匕=4加min切削深度%=
0.1小机则lOOOv1000x4re/.===
259.8r/min7td不x
4.9查摇臂钻床Z3025X10B说明书,取转速n=250r/niin故实际切削速度rrdn乃x
4.9x250~/.v.===
3.85m/minc10001000工步3精钱孔
①5H7至
①5H7查《切削用量简明手册》表
2.11取进给量f=
0.4mm/r查《切削用量简明手册》表
2.24取切削速度匕=4m/min背吃刀量%=
0.1祖根则lOOOv1000x
4.一.===255〃/min兀d乃x5查摇臂钻床Z3025X10B说明书,取转速n=250r/min故实际切削速度兀dn万x5x
250.v.===
3.93m/min
6100010009、基本时间的计算一工序10粗铳平面A查【2】《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式/+/]+/./.=!——^1fmz4=
0.5d+1-2=
0.5x125+
264.5mmZ2=2mml=100mm因此
(二)工序40工步1粗车凸台外圆面查《机械制造工艺设计简明手册》,得此工序机动时间计算公式为_/j+/2+4I:-I主偏角%=
900.・.4=2〜3取/『3mm查《机械制造工艺设计简明手册》表
6.2—2得:/3=5mm12=3〜5取值5mm又1=21mmi=l三工序70工步1查《机械制造工艺设计简明手册》表
6.2—5得机动时间计算公式t=I+4+17m/=*咽+1—2=
2.5/g45°+1-2=
4.5取=4mm,l=5mmJ
4.4+4+5八./0==
0.1min=6s
70.2x735工步2查《机械制造工艺设计简明手册》表
6.2—5得:机动时间计算公式4=4根机/+/i+,t.=!——7fit
4.9l=5mm/.=f2=
4.45mm
20.4x250因此此工序的机动时间为
8.Is
一、摘要3
二、零件的分析5零件的用途5零件的工艺分析5
三、确定毛坯、画毛坯一零件合图7确定毛坯的种类7确定零件生产类型7确定毛坯尺寸及机械加工总余量.7设计毛坯图8画毛坯一零件合图9
四、工艺规程设计10定位基准的选择10确定零件表面的加工方法10工序的集中与分散11工艺顺序的安排12制定工艺路线与选择13加工设备及工艺装备选择16确定工序间加工余量工序尺寸18计算切削用量...19基本时间的计算22
五、夹具的设计25确定设计方案25计算夹紧力并确定螺杆直径26
五、夹具的设计本次设计的夹具为第70道工序一一钻,较2X
①5H7孔,倒角
0.5x45°o该夹具适用于摇臂钻床Z3025X10B
1、确定设计方案此道工序要加工的两个孔中5H7均为平面A上,且与平面A垂直按照基准重合原则并考虑到已加工表面的因素又为了避免钻头的引偏,2X
①5H7孔应该从A面加工,这就要求钻孔时A面务必朝上因此,务必以凸台右端面进行定位一个凸台面限制了三个自由度,其余三个自由度也务必限制用哪种方案更合理呢?方案在孔
①13F8中插入一个定位销限制工件沿平面A方向上的两个移动,再以一个圆柱销定位外轮廓,限制其转动【7】方案二以凸台外圆面定位,加一个V形块,限制其沿平面方向的移动由于外轮廓为不规则图形加一圆柱销,限制其绕垂直于平面A方向的旋转【8】考虑到工件夹紧,方案1夹具的夹紧机构设计困难,很容易发生干涉或者产生倾覆力矩而方案二,若往凸台内圆面底部施加夹紧力则不存在上述问题因此夹具设计选择方案二
2、计算夹紧力并确定螺杆直径查《机械加工工艺手册》表
2.4—69得切削力计算公式4=
9.81x
42.74/0%N=
9.81x
42.7xO.40-8xl=l006N查《机床夹具图册》,取安全系数K=3故实际夹紧力煤=/^K=1006x3=3018N查《机床夹具图册》,可知,一个M10的螺栓能承受3018N的许用夹紧力,因此用M10的螺栓完全能够满足强度要求但从夹具的刚度及整体结构的对称性考虑,这里选用M16的双头螺柱
3、定位精度分析两个
①5H7的孔是在一次装夹下完成加工的,它们之间的位置精度由钻模板保证由于两孔中心轴线距设计基准半径值为35未注公差按普通精度等级8级来算,公差值为
0.039夹具公差取工件公差的1/3即夹具公差尺寸为±
0.013考虑到实际操作装配时,角度与半径的测量不方便,将其转化为水平方向横纵坐标值查参考文献6取其尺寸公差为±
0.01mm关于V形块定位凸台外圆面,查参考文献[7]可知,安装尺寸T其中D=53mmH=16N=40因此安装尺寸T=
23.5mm定位误差参考《机床夹具设计图册》,取各配合公差如下:衬套与夹具体模板的配合贮〃6HQ粗较、精较孔钻套与夹具衬套配合而O钻、较孔时刀具与导套内孔的配合为竺O〃6
六、心得体会及谢辞实践害死检验真理的唯一标准通过了为期三周的机械制造工艺课程设计,让我充分认识到了这一点许多原本自己认为是很可行的东西到了实际应用中往往是不合理的,不恰当的只有你真真正正站在一个实际操作者的角度上去看,去想,去发现,你才能将工艺做的更好,更具有实际可行性在设计过程中,我们遇到了这样或者者那样的问题,比如工程参数的获取,技术要求的提法,工艺结构的优劣等就是在经历了这样或者者那样的问题的困扰之后,我们才真真正正明白了许多原本没有弄明白搞清晰的道理我想,一个问题,只有当你真正犯下错误,并为之而付出巨大努力改正之后,它的答案才会让你终生难忘,刻骨铭心通过此次课程设计,我对机械工艺有了更近一步更深刻的体会,考虑问题,不仅要准确更要全面有事被你忽略的细节问题也会造成打的缺失在此次课程设计过程中,最令我难忘的一个人莫过于黄敏纯老师了特别是他身上那股为知识而痴狂的热情,让我明白了一个道理成功,事实上就是忘我的投入,不知疲倦的付出黄老师辅导学生的热情与投入的画面常常在我脑海中浮现特别是他每次早上过来辅导学生,一直坚持到下午一点所有的学生几乎都走光了,黄老师还在热情的为留下的几个同学解读工艺问题在他特别忙,没法到教室的时候,还经常打电话到教室咨询有关情况我想,此次课程设计假如没有老师的帮助是不可能如此顺利的完成的衷心地感谢老师无私的帮助!
七、参考文献
1、张龙勋《机械制造工艺学课程设计指导书》机械工业出版社
2000.
92、李益民《机械制造工艺设计简明手册》机械工业出版社,
2011.
63、《机械制造工艺学简明设计手册》机械工业出版社,
2000.
94、肖刚《切削用量简明手册》机械工业出版社,
1999.
105、赵如福《金属切削加工工艺人员手册》上海科学技术出版社社
06.
126、孟宪栋《机床夹具设计图册》机械工艺出版社
1990.
87、王光斗《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社
19948、肖继德《机床夹具设计》机械工业出版社
1990.
89、艾兴、肖诗纲《切削用量简明手册》机械工业出版社
1990.
810、李洪《机械加工工艺手册》北京出版社1990定位精度分析26
六、心得体会及谢辞28
七、参考文献
30、摘要《机械制造工艺学》是一门综合性与实践性很强的课程,《机械制造工艺学》课程设计是该课程教学中的一项很重要的内容其综合了《机械制图》、《机械制造工艺学》、《工程材料》、《机械设计》、《CAD/CAM》等专业基础课与要紧专业课本次课程设计要紧针对机械制造工艺学与工程材料课程的运用,同时也有对刀具与切屑知识的综合因此,这是我们对往常所学各门课程的一次较为深入的综合复习同时还要对有关课外知识进行查阅与学习,是一次我们实际运用知识解决问题能力的训练通过此次课程设计,要达到下列几方面的锻炼进一步加深对机械制造工艺学等课程理论知识的懂得;能合理选择切削用量,通过查阅有关手册,掌握获得工程数据的方法,提高收集信息、对信息进行价值推断、信息整理、信息加工的能力;掌握制订机械加工工艺规程的原则、步骤与方法;掌握机床夹具设计的基本原理、方法及步骤,进一步提高工程设计能力;能对零件机械加工中影响质量、生产率与经济性因素进行综合分析;编写技术文件的能力
二、零件的分析
1、零件的用途机油泵是不断把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零部件的目的机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳固性与泵的寿命零件的技术要求正火处理硬度为HBS255-321;正火后的显微组织基件为85%以上的珠光体,石墨呈球状或者团状,同意少量呈团体状,磷共晶少于
1.5%渗碳体少于
1.5%;孔
①41H8与孔中13F8的中心线不平行度同意误差为
0.015mm;A面与B面相对
①13F8孔的不垂直度允差
0.02mm;A平面的不平度同意误差
0.02mm铸件内部不同意有气孔、疏松、裂纹夹渣等缺陷;去锐边、毛刺
2、零件的工艺分析由零件图可知,其材料为QT60—2即球墨铸铁该材料有较高的强度韧性与耐磨性,适用于承受较大的应力,受力复杂,综合力学性能要求较高的零件该零件上的要紧加工面为A面、B面、凸台外圆、凸台左端面、凸台右端面,凸台内圆面与中13F
8、2x
①5H
7、2x
①
9、2x
①12孔、由参考文献[2]中有关孔与面的加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知,上述技术要求是能够达到的,零件的结构工艺性也是可行的,该机油泵体位置公差要求严格,部分加工面需要专用夹具进行加紧定位
三、确定毛坯、画毛坯一零件合图
1、确定毛坯种类零件材料使用QT60—2具有较高的抗拉、抗压强度、良好的铸造性、耐磨性与可切削加工性考虑到铸造能够铸造内腔,外形很复杂的毛坯,加工灵活性很大,铸造成本低,故选用铸件毛坯
2、确定零件生产类型根据零件材料确定毛坯为铸件又由题目已知零件的生产纲领为5500件/年通过计算,该零件的质量约为1kg有参考文献【2】表
1.1—2表
1.1—3可知,其生产类型为大批生产毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型(参考文献【2】表
1.3—1)有由于零件的内腔孔
①41H8需要铸出,故还应该安放型芯此外,为消除残余应力,铸造后应安排人工时效参考文献【2】表
2.2—5该种铸件的尺寸公差等级CT为8~10级加工余量等级MA为G级故取CT为9级MA为G级【2】
3、确定毛坯尺寸及机械加工总余量铸件的尺寸公差等级CT为9级,加工余量等级为G级由参考文献【2】表
2.2—4可知毛坯尺寸及机械加工总余量如下表所示表四一1毛坯尺寸及机械加工总余量
4、设计毛坯图1确定铸造斜度由参考文献【2】确定砂型铸造该零件毛坯的斜度为1°〜3,圆角半径为R2〜R32确定分型面【3】以右端面为铸造分型面3毛坯热处理为消除铸造内应力,改善工件切削性能,铸件在进行机械加工之前应该进行时效处理
四、工艺规程设计
1、定位基准的选择基准选择是工艺规程设计的重要内容之一基准的选择的正确与合理能够保证加工的质量,提高生产效率粗基准的选择关于零件而言,应尽可能选择不加工面为粗基准而关于若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准为了保证后续工序的精度要求应先将设计基准、公共基准先行加工,故选择平面B为粗基准精基准的选择平面A既是装配基准又是设计基准,用它作为精基准,能使加工遵循“基准重合”的原则,其余各面与孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循“基准统一”的原则此外,A平面面积较大,定位较稳固,夹紧方案也比较简单、可靠,操作方便
2、确定零件各表面加工方法根据零件图上标注的各加工表面的技术要求,查《机械制造工艺设计简明手册》表
1.4-6至
1.4—22通过对各个加工方案的加工方法如下表【2】表5—1零件表面加工方法
3、工序的集中与分散由已知,零件的生产规模为大批量生产,初步确定工艺安排的基本倾向为加工过程划分阶段,工序都要集中,使用工序集中能够减少工件的装夹次数,在一次装夹中能够加工许多表面,有利于保证各表面之间的相互位置精度加工设备要紧以专用设备为主,使用专用夹具,这样生产质量高,投产快,生产效率高除此之外,还应考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降
4、工艺顺序的安排1机械加工顺序
①遵循“先基准后其他”的原则,首先加工精基准,即在前面加工阶段先加工端面同时考虑位置度要求,左右端面互为基准反复加工
[3]
②遵循“先粗后精”的原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序
③遵循“先主后次”的原则,先加工要紧左右端面与圆孔表面后加工次要表面凸台内圆面与各类小孔及倒角
④遵循“先面后孔”的原则,先加工端面,后加工孔2辅助工序【5】毛坯铸造成型后,应对铸件毛坯安排请砂工序,并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验,然后再进行机械加工在对零件的所有加工工序完成之后,应安排去毛刺、清洗、终检工序
5、制定工艺路线与选择1工艺路线一:清洗检查毛坯10粗铳平面A凸台右端面20粗铳凸台右端面平面A30钻孔
①13F8平面A凸台外圆面40粗车凸台外圆面与左端面平面A
①13F8孔50粗链凸台内圆面凸台右端面与外圆面60粗车B面凸台右端面与孔中13F870精铳A面凸台右端面80粗钱、精较孔
①13F8平面A、凸台外圆面90半精车凸台外圆面、左端面,精车左端面平面A、孔
①13F8100半精链、精镶凸台内圆面凸台右端面、外圆面110半精车B面凸台右端面、孔
①13F8120钻、粗较、精较孔中5H
7、倒角凸台右端面、外圆面130钻孔3x
①9凸台右端面、孔2x
①5H7140钻孔2x012凸台右端面、孔2x
①5H7150去锐边、毛刺160清洗170终检入库工序号工序内容定位基准铸造时效清洗检查毛坯10粗铳凸台右端面平面A20粗铳平面A凸台右端面30钻孔
①13F8平面A凸台外圆面40粗镶凸台内圆面凸台右端面与外圆面50粗车B面凸台右端面与孔中13F860粗车凸台外圆面与左端面平面A
①41H8孔70精铳A面凸台右端面80粗较、精较孔
①13F8平面A、凸台外圆面90半精链、精镶凸台内圆面凸台右端面、外圆面100半精车凸台外圆面、左端面,精车左端面平面A
①41H8孔110半精车B面凸台右端面、孔
①13F8120钻、粗较、精较孔
①5H
7、倒角凸台右端面、外圆面130钻孔3x
①9凸台右端面、孔2x
①5H7140钻孔2x012凸台右端面、孔2x
①5H7150去锐边、毛刺160清洗170终检入库工序号工序内容定位基准铸造时效清洗检查毛坯10粗铳平面A凸台右端面20粗铳凸台右端面平面A30钻孔
①13F8平面A凸台外圆面40粗车凸台外圆面与左端面平面A中13F8孔50粗链凸台内圆面凸台右端面与外圆面60粗车B面凸台右端面与孔
①13F870钻、粗较、精较孔
①5H
7、倒角凸台右端面、外圆面80钻孔3x09凸台右端面、孔2x
①5H790钻孔2x012凸台右端面、孔2x
①5H7100精铳A面凸台右端面110粗钱、精钱孔
①13F8平面A凸台外圆面120半精车凸台外圆面、左端面,精车左端面平面A
①13F8孔130半精舞、精镶凸台内圆面凸台右端面、外圆面140半精车B面凸台右端面、孔中13F8150去锐边、毛刺160清洗170终检入库工序号工序内容工艺装备加工设备10粗铳平面AYG6硬质合金面铳刀、游标卡尺立式铳床X61W20粗铳凸台右端面YG6硬质合金面铳立式铳床X61W刀、游标卡尺30钻孔
①12高速钢钻、卡尺、钻模板立式钻床Z52540粗车凸台外圆面YG6硬质合金车刀、游标卡尺卧式车床CA6140粗车凸台左端面YG6硬质合金车刀、游标卡尺卧式车床CA614050粗镇凸台内圆面硬质合金镶刀、游标卡尺卧式镶床T61860粗车B面硬质合金车刀、游标卡尺卧式车床CA614070钻2个孔
①
4.8倒角高速钢钻、游标卡尺、钻模板摇臂钻床Z3025X10B粗钱至
①
4.9较刀、塞尺摇臂钻床Z3025X10B精校至
①5H7较刀、塞尺摇臂钻床Z3025X10B80钻三个孔
①9高速钢钻、游标卡尺、钻模板摇臂钻床Z3025X10B90钻两个孔
①12高速钢钻、游标卡尺、钻模板摇臂钻床Z3025X10B100精铳A面YG6硬质合金面铳刀、游标卡尺立式铳床X61W110粗钱至
①
12.95钱刀、塞尺立式钻床Z525精校至中13F8较刀、塞尺立式钻床Z525120半精车凸台外圆面硬质合金车刀千分尺卧式车床CA6140半精车左端面硬质合金车刀、千分卧式车床尺CA6140精车左端面硬质合金车刀、千分尺卧式车床CA6140130半精链凸台内圆面硬质合金镶刀、塞尺卧式镶床T618精舞凸台内圆面硬质合金镶刀、塞尺卧式镶床T618140半精车B面硬质合金车刀、游标卡尺卧式车床CA6140150去锐边,毛刺平锂160清洗清洗机170终检入库百分表、卡尺、塞规工序号工步号工步内容工序尺寸加工余量101粗铳平面A
272.0201粗铳凸台右端面
263.0301钻孔
①13F8至
①1201271812(直径)401粗车凸台外圆面姬4)32(直径)2粗车凸台左端面rO0-
0.
122.0501粗镇凸台内圆面jqC+
0.254(直径)601粗车B面17+
0.
181702.0701钻孔至
①
4.8网8川
24.8(直径)2粗较孔至
①
4.
904.9产
0.1(直径)3精钱孔至中5H7姬产
0.1(直径)801钻三个孔中9至
①909胪§9(直径)901钻两个孔
①12至
①12012*812(直径)1001精铳A面5±
0.1011101粗钱
①13F8至
①
12.95^
12.95;
00430.95(直径)2精校至中13F8j1q+
0.043013+
00160.05(直径)1201半精车凸台外圆面/XTQ-
0.03W.I
040.1(直径)2半精车左端面55°
0.53精车左端面5±O.l
0.51301半精镶凸台内圆面040对
1.0(直径)2精链凸台内圆面°41产
1.0(直径)1401精车B面18±
0.
031.0加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量铸件尺寸A面
261.
83.
029.0±
0.9B面
181.
73.
021.0+
0.85凸台左端面
51.
53.
08.0±
0.75凸台右端面
261.
83.
029.0±
0.9凸台外圆面
①
532.
02.5
①48±
1.0凸台内圆面
0412.
02.5036±
1.0加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方法平面AIT
81.6粗铳一精铳平面BIT
812.5粗车f半精车凸台右端面IT
1212.5粗铳凸台左端面IT
111.6粗车一半精车f精车凸台外圆面IT
93.2粗车一半精车凸台内圆面IT
81.6粗链f半精键f精像孔
①13F8IT
81.6钻一粗较一精较孔05H7IT
71.6钻一粗较一精较孔中9IT
1212.5钻工序号工序内容定位基准铸造时效。