[k100]泵體加工工藝及鉆2-G3-8鉆孔夾具設(shè)計(jì)[含cad高清圖紙文檔資料所見所得]

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言機(jī)械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對(duì)于我們國(guó)家來說，它關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的方方面面。近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動(dòng)化水平日益提高。同時(shí)由于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。機(jī)械制造過程及檢測(cè)，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?gòu)U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)：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。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?！按_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。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?gòu)U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。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,具設(shè)計(jì)過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢(shì)：1.發(fā)展通用夾具的新品種由于機(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。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。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析（一）零件的作用：題目所給的零件是齒輪泵泵體。它作為齒輪泵主體，主要作用是：作為齒輪的支撐件，連接吸油和壓油管路，并形成密封腔，其形狀及加工精度直接影響齒輪泵的工作性能。（二）零件的工藝分析：本零件可從零件圖中可知,它有四組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件上端面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個(gè)面，此面將 作為初基準(zhǔn)，表面粗糙度為12.5。根據(jù)表面粗糙度要求我們僅采取粗銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間又能達(dá)到技術(shù)要求。2、零件頂面孔，它是以上端面為基準(zhǔn)而加工的，它起固定連接齒輪泵體的作用，并作為后續(xù)孔加工的定位基準(zhǔn)。由于對(duì)其沒有形位誤差與尺寸誤差要求，故僅對(duì)其采取鉆削加工。3、零件前后兩面，它是以上端面為基準(zhǔn)而加工的，其作用是用于固定泵蓋，以形成密封，并為后續(xù)孔的加工作為定位基準(zhǔn)。表面粗糙度要求為1.6，兩面之間與基準(zhǔn)面之間有形位誤差要求：兩面平行度為0.05，與基準(zhǔn)面垂直度0.04。我們采取粗銑，半精銑，精銑的加工路線，以達(dá)到要求。4、零件兩側(cè)面，它是以上端面為基準(zhǔn)加工，由于對(duì)其沒有形位誤差與尺寸誤差要求，故僅對(duì)其采取粗銑加工。5、 零件兩側(cè)面管螺紋G3/8，考慮到工藝要求我們采取鉆、攻絲兩步工序。6、 零件齒輪腔，由加工工藝要求，采用車削加工，為達(dá)到其精度要求，采取粗車，半精車，精車的加工路線。7、零件齒輪腔內(nèi)兩側(cè)面，在已車削齒輪腔內(nèi)圓的基礎(chǔ)上，采取粗銑加工，即能達(dá)到加工要求。8、零件前后兩面螺紋孔，它是以前后兩面為基準(zhǔn)而加工的，其作用是用于固定泵蓋，以形成密封，其尺寸及精度要求為M6-7H, 考慮到工藝要求我們采取鉆、攻絲兩步工序。9、零件前后兩面定位孔，它是以前后兩面為基準(zhǔn)而加工的，其作用是用于定位泵蓋，考慮到工藝要求配合泵蓋我們采取鉆削工序。由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式。由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。（二）基準(zhǔn)面的選擇基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報(bào)廢，使用無法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于泵體來說是至關(guān)重要的，對(duì)于一般零件而言，應(yīng)以初加工的表面為粗基準(zhǔn)，本零件正好符合要求，對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目我們以2-G3/8的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。（三）制定工藝路線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)要求得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使成本盡量下降。工藝路線方案：工序I、 粗銑85端面；工序 II、 鉆2孔；工序 III、 粗銑，半精銑，精銑95端面；工序 IV、 粗銑25端面；工序 V、 粗車，半精車，精車內(nèi)圓；工序VI、 粗銑32端面；工序VII、 鉆孔，攻螺紋2G3/8；工序VIII、鉆孔，攻螺紋6M6；工序 IX、 去毛刺；工序X 終檢?？紤]零件在同一個(gè)工序下需要完成不同精度的加工，為滿足機(jī)床精度在已調(diào)定的情況下，盡量提高生產(chǎn)效率的要求，現(xiàn)在將其中的一部分工序分解為多步工序，確定工藝路線如下：工序I、 粗銑85端面；工序II、 鉆2孔；工序III、 粗銑95端面；工序IV、 半精銑95端面；工序V、 精銑95端面；工序VI、 粗銑25端面；工序 VII、 粗車內(nèi)圓；工序VIII、 半精車內(nèi)圓；工序IX、 精車內(nèi)圓；工序X、 粗銑32端面；工序XI、 鉆孔，攻螺紋2G3/8；工序XII、 鉆孔，攻螺紋6M6；工序XIII、 配做2孔；工序XIV、 去毛刺；工序XV、 終檢。比較前后兩種方案，前一種工序較少，但是工序不集中，需要浪費(fèi)一部分時(shí)間去調(diào)節(jié)機(jī)床加工條件；后一種方案相對(duì)于前一種方案來說工序較集中，對(duì)于中批量生產(chǎn)基本能滿足要求。故最終確定后一種改進(jìn)方案。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “泵體”零件的材料為HT200，硬度HB170241，生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級(jí)精度以下。（批量生產(chǎn)）根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對(duì)個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：1零件端面：此面是粗基準(zhǔn)，是最先加工的表面，由機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表6-92及公式（6-16）計(jì)算底面加工余量。e=C式中 e 余量值； 鑄件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系數(shù) e=0.55=2.5mm滿足機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表6-93的要求。2. 頂面.3080面：因?yàn)楸砻娲植诙纫蟾?，根?jù)零件圖中可以看出加工余量為 e=3mm滿足機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表6-93的要求。 3、中間孔毛坯為實(shí)心，不沖出孔，孔精度為IT7IT8之間，根據(jù)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)確定尺寸和余量。鉆孔：20擴(kuò)孔：22 e=2mm4、25 花鍵孔 以22孔為基準(zhǔn)拉孔 e=3mm5. 銑18mm槽毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè)查知e=18mm6、M8螺紋孔毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè)查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。鉆M8底孔6.7；攻絲M8； e= 1.3mm.（五）.確定切削用量及基本工時(shí) 鉆孔2G3/81. 加工條件加工材料：HT200，HB170240，鑄造加工要求：2G3/8=9.525，保證尺寸機(jī)床：Z3035型 搖臂鉆床 刀具：高速鋼鉆頭2. 計(jì)算切削用量 ( 1 ) 鉆孔2-G3/8mm，其加工尺寸為（2） 進(jìn)給量f根據(jù)簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)，取f0.25mm/r，取鉆削速度 （3） 計(jì)算鉆床主軸轉(zhuǎn)速： 取 4）機(jī)床實(shí)際切削速度 5）切削工時(shí) 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 其中工件長(zhǎng)度（mm）；切入長(zhǎng)度（mm）；切出長(zhǎng)度（mm）。三、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)專用夾具。 設(shè)計(jì)工序鉆2-G3/8孔的卡具。本卡具將用于Z3035型搖臂鉆床。刀具為高速鋼直柄麻花鉆，對(duì)工件的兩個(gè)孔在同一種加工條件下完成鉆孔加工。（一）問題的提出：利用本夾具主要是用來鉆8.5孔。這兩個(gè)孔對(duì)工件有一定的位置尺寸要求，并且自身還有精度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，不僅要考慮工件自身的定位卡緊問題，而且還要考慮如何在同種加工條件下完成對(duì)兩個(gè)同軸孔的加工。（二） 卡具設(shè)計(jì)（1）根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用圓孔面擋塊，面上的銷定位，螺母以及快換墊圈主要是用來作為夾緊裝置。（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，使用一面兩孔定位，工件始終靠近銷孔的面，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。T形槽寬為 S=14mmT形槽所選用的螺栓為M12，長(zhǎng)L=80mm（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)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)的縱向力大，故此我就想到了使用一面兩孔定位機(jī)構(gòu)，這樣還可以使得制造夾具的制造工藝簡(jiǎn)單省事。由于選擇的定位基準(zhǔn)為零件的端面和精加工后的工藝孔，所以可以使用一面兩孔配合定位。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)，采用銷孔的第二個(gè)孔為菱形孔機(jī)構(gòu)可以防止這個(gè)問題，延長(zhǎng)了夾具的使用壽命。參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)【1】機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 科學(xué)出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編文獻(xiàn)【2】機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社文獻(xiàn)【3】機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué) 潘承怡等編文獻(xiàn)【4】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 文獻(xiàn)【5】機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 王紹俊主編.11