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1、總泵缸體夾具設(shè)計
機械制造技術(shù)課程設(shè)計
題目:泵缸體
院系:工業(yè)中心
班級:116001
學號:110207126
姓名:程倩
指導教師:萬宏強
目錄
一、零件分析……………………………………………………. 02
二、工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………. 08
三、工藝路線確定 ………………………………….…………..13
四、確定切削用量及工時…………………. …………………… 17
五、夾具設(shè)計……………………………………………………. .20
六、機械加工工藝過程卡片填寫………………………….
2、..….. .22
七、設(shè)計心得…………………………………………………….....23
八、參考文獻………………………………………………………..24
一、零件的分析
1.1 零件圖
1.1 零件工作原理
題目所給定的零件是總泵缸體。是整個液壓系統(tǒng)的核心,作用是通過活塞的來回往復運動產(chǎn)生推動工作缸動作所需的油壓。該零件ф3.5為進油孔,活塞運動過該位置時,完成充油過程,活塞繼續(xù)運動將油推向前方,擠壓出缸體,由于截面積差產(chǎn)生工作壓力。當活塞回程時超過3.5孔位時開始進油,旁邊小孔為空氣孔,方便進空氣。
1.2 零件圖分析
3、
, 由零件左視圖可知,該零件僅有一組尺寸要求較高,即ф22+0.023。(主行磨至⊿0.8)尺寸要求較高,其余尺寸均為8公差尺寸,我們加工時可先以外圓為粗加工基準,確定內(nèi)孔,由內(nèi)孔確定所有尺寸。
1.3 零件工藝分析
該零件是套類零件,形狀復雜,尺寸精度、形位精度要求均較高,零件的主要技術(shù)要求如下:
(1) 肩胛面對內(nèi)孔中心線垂直度擺差不大于0.1。
(2) 鑄件要求不能有疏松、縮孔、砂眼及夾雜物等缺陷,并經(jīng)時效處理。
(3) 零件經(jīng)磁力探傷檢驗要求不能有裂紋等,以保證零件的強度、硬度及剛度,在外力作用下,不發(fā)生意外事故。
泵缸體三維圖如下圖:
4、
1.4總泵缸體的技術(shù)要求
按表1-1形式將總泵缸體的全部技術(shù)列于下表
總泵缸體零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等級
表面粗糙度Ra(μm)
形位公差/mm
總泵缸體頂面
20
IT9
3.2
總泵缸體底面
32
IT12
12.5
Φ21mm孔
2
IT7
0.8
0.01
Φ18mm孔
18
IT14
25
距底面12mm處端面
12
IT10
12.5
0.1
A
4xΦ10.5mm孔
10.5
IT14
25
Φ0.2
A
Φ12.5mm孔
1
5、2.5
IT14
25
M12螺孔
22
IT5
1.6
30mm圓柱凸臺面
30
IT13
25
M22螺孔
12
IT5
3.2
M22螺孔底面
14
IT12
12.5
Φ0.7透孔
0.7
IT12
12.5
Φ3.5不透孔
3.5
IT12
12.5
Φ0.7/Φ3.5兩孔距離
14
IT13
技術(shù)要求:
1.鑄件不允許有疏松、縮孔、砂眼等缺陷,鑄件硬度HB170-241HBW,并經(jīng)時效處理。
2.未注明鑄造圓角R2-R4,起模斜度為130。
3. ?0.7,?35孔內(nèi)表面應光滑
6、,不得有飛邊毛刺,
4.非加工表面洗刷清潔后涂漆。
5.材料HT200.
1.5審查總泵缸體的工藝性
分析零件圖可知,該零件僅有一組尺寸要求較高,即Φ21(珩磨至粗糙度為0.8μm)。,我們加工時可先以外圓為粗加工基準,確定內(nèi)孔,由內(nèi)孔確定所有尺寸。生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
二、工藝規(guī)程設(shè)計
2.確定毛坯
根據(jù)生產(chǎn)類型,零件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及材料等選擇毛坯的制造方式和精度。
2.1 確定毛坯制造形式
零件毛坯為鑄件,考慮到整體式加工,較廢材料,不經(jīng)濟,而零件為普通零件不受沖擊,故不宜選用鍛件,最終確定使用鑄件,年產(chǎn)量10萬件,為大量生產(chǎn),且輪廓尺寸規(guī)則,可采用砂
7、型鑄造,且可用大型鑄造如一出十等方法鑄造,這樣更能提高生產(chǎn)率。
2.2繪制毛坯圖
機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
材料為鑄件,硬度為HB170-241,成品重0.62kg,生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn),采用鑄造成型,二級精度組(成批生產(chǎn))
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別對各加工表面的機械加工余量,工序尺寸及毛坯確定如下:
1、外圓表面(ф32133;ф32123;85;ф50)
考慮其加工長度為133,ф32,ф20等外表面均為8加工面,粗糙度Ra=200。不需要加工,長度為向尺寸為133(端面)。
查表1-28,長度余量及公差取136.50.5(見機
8、械制造工藝設(shè)計手冊),拔磨斜度,取2-3。
2、ф220.023。ф18孔,查表1-21得
鉆ф22精孔 1)粗車到ф21.80.10 2Z=10.8
2)精車到ф22+0.023。 2Z=0.1
3、平面(查表1-48)
尺寸取32公差取+0.15
4、M181.25-5H螺紋孔
鉆孔ф16.5擴、攻、鉸于M181.25
5、其余各孔均在毛坯面上加工,余量為Z孔位D/2
最后將上面各數(shù)據(jù)整理填入下表
加工余量計算表
加工工序及工步
尺寸
公差
余量
計算尺寸
計算公差
備注
ф32孔長度尺寸
133
/
1
9、.62
136.5
0.5
ф22孔
ф22
+0.023
/
0
/
無孔
30
2min
32
+0.15
拔模斜度取2~3
詳細尺寸見毛坯圖
三、工藝路線的擬定
3.1基面選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,基面選擇的正確、合理,可以提高加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。否則,會影響生產(chǎn)。
1. 粗基準的選擇
對一般零件而言,以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時,應以不加工表面為粗基準;若零件有若干個不加工表面時,則應以與加工表面要求相對應的位置為粗基準),現(xiàn)選用ф32的圓柱
10、面為粗基準,采用三抓自動定心卡盤定位,限制4個自由度。
2. 精基準的選擇
精基準的選擇主要是考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準和工序基準不重合時,應該進行尺寸計算。
3.2零件表面加工方法的確定
各表面的加工方案
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/m
加工方案
備注
總泵缸體頂端面
IT12
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
總泵缸體底端面
IT12
12.5
粗銑
表1-8
Φ21mm孔
IT12
0.8
粗擴、半精擴
表1-7
Φ18mm孔
Φ18mm孔
IT12
25
粗擴
表1-7
4xΦ10.5mm孔
IT7
25
11、
鉆
表1-7
Φ12.5mm孔
25
鉆
表1-7
M12螺孔
I5
鉆—攻螺紋
表1-10
30mm圓柱凸臺面
IT12
25
粗銑-半精銑
表1-8
M22螺孔
IT5
粗擴-攻螺紋
表1-10
M22螺孔底面
IT12
12.5
粗銑
表1-8
Φ0.7透孔/Φ3.5不透孔
鉆
Φ3.5孔
IT12
12.5
鉆
表1-7
3.3加工階段的劃分
在粗加工階段。首先將精基準準備好,使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工,保證其他加工表面的精度要求;首先選φ32外圓面作為粗基準粗擴、半精擴、絞φ32內(nèi)表面(
12、即φ21孔),然后以φ21孔為精基準加工其他面和孔。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),可以采用專用夾具,以提高生產(chǎn)率;而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少,不但可以縮短輔助時間,而且由于一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。
3.4工序順序的安排
機械加工工序
(1)遵循“先基準后其他”原則,首先加工φ32外圓 。
(2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先主后次”原則,先加工主要表面,后加工次要表面。
(4)遵循“先面后孔”原則,先加工端面,后加工孔。
3.5工藝路線
據(jù)以上分析,依據(jù)先粗后精,先面后孔,
13、基準先行,先主后次的原則,確定工藝如下:
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具
量具
1
粗擴、半精擴
絞Φ21mm孔
立式鉆床Z525
錐柄擴孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
2
粗銑缸體底端面、
12mm處端面
立式銑床X51
端銑刀
游標卡尺
3
粗擴、攻螺紋M22
立式鉆床Z525
麻花鉆、細柄機用絲錐
卡尺、塞規(guī)
4
粗銑M22螺孔底面
立式銑床X51
銑刀
游標卡尺
5
鉆Φ3.5mm透孔與不透孔
立式鉆床Z525
直柄短麻花鉆
卡尺、塞規(guī)
6
粗車圓柱凸臺端面、缸體頂端面
臥式車床CM6125
外圓車刀
游標卡尺
7
14、
鉆、攻螺紋M12
立式鉆床Z525
階梯麻花鉆、細柄機用絲錐
卡尺、塞規(guī)
8
鉆4XΦ10.5孔、锪孔1X90
立式鉆床Z525
硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆、直柄錐面锪鉆
卡尺、塞規(guī)
9
珩磨Φ21mm孔
珩磨機
珩磨條
卡尺、塞規(guī)
10
去毛刺
鉗工臺
平銼
11
清洗
清洗機
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
四、確定切削用量及工時
4.1車、車內(nèi)孔達ф22+0.023。⊿1.6;車端面保證12,⊿12.5
①工件材料為鑄造,HT20~40,機床C620-1,普通車床
刀具:內(nèi)孔車刀,端面車刀,YT15尾座裝麻花鉆
15、ф21
②計算切削用量
考慮到出模斜度軸方向余量Zmx=1.6mm,Zmin=1.2mm可一次加工,即可達到⊿12.5光潔度,走刀量F=0.4mm/r(表3-13)
切削速度:(表3-18)耐用度F=45in
=163mm/min(2.72m/s)
確定機床轉(zhuǎn)速: (1485v/min)
按機床選取nw=20.83v/s(1250轉(zhuǎn)/分?(表4-3)
實際切削速度:v=2.29mm/s(137.4m/min)
切削工時,t=35 t1=2m t2=0 t3=5mm(試切長度)
Tm=
4.2)銑端面達 ⊿6.3
af=0.15mm/z(表3-2
16、8) V=0.45/s 127m/min(表3-30)
采用高速鋼鋃齒端面銑刀,dw=175mm齒數(shù)10
按機床選取=0.79r/s (47.5r/min) (表 4-17)
∴實際切削速度
切削工時
4.3)鉆M221.8孔達圖,鉆小孔達圖
3.1 鉆孔 ф18.5底孔
F=0.43mm/r0.75=0.322mm/r(表3-38)
取f=0.32mm/r (表4-5)
④ V=0.25m/s (15m/min) (表3-42)
∴=3.18r/s(191r/min)
按機床選取=3.25r/s(195r/min)(表4-5)
∴實際切削速度V=a25
17、5m/s(15.3m/min)
切削工時(一個孔)
t=12mm t1=9mm t2=2mm
倒角245雙面
為縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同。
=3.18r/s(191r/min)手動進給
鉆孔ф3.5mm
f=0.2mm/r0.50=0.1mm/r(表3-38)v=0.25m/r(15m/min)表3-42
按機床選取nw=800r/min(13.33r/s)(表4-6)
∴切削速度U=0.28mm/s (16.84m/min)
加工一孔工時 t=19mm t1=3mm t2=1mm
銑16平臺
加工轉(zhuǎn)速,進給量
18、與平臺一致
4.4、鉆螺紋孔ф10.5,功牙至M121.25
F=0.2mm/r0.50=0.1mm/r(表3-38)
U=0.25m/r(15m/min)(表3-42)
機床選取nw=800r/min(13.33r/s)(表4-6)
實際U=0.28mm/s
4.5鉆4XΦ10.5孔時間定額的計算
基本時間tj的計算
根據(jù)5-41,由公式tj=L/fn=L+L1+L2/fn求得。
tj=10.4s
五、夾具設(shè)計
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備,它廣泛地運用于機械加工,檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的
19、制造業(yè)中,提高加工精度和生產(chǎn)率,降低制造成本,一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設(shè)計并合理的使用夾具,是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。
本零件為大批生產(chǎn),保證加工質(zhì)量,降低勞動強度需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過仔細思考之后,我決定做最后道工序鉆M1212.5-5H孔鉆用夾具,本夾具使用Z3050鉆床,刀具為HSS,底孔為ф10.8,在攻牙至M1212.5。
問題的提出
為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置,鉆夾具上都應設(shè)置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一
20、般安裝在鉆模板上,此處,采用鉆模板與夾具體一體的結(jié)構(gòu),有利于提高夾具剛度。鉆套與工件之間留有排削間隙。
5.1.1定位基準選擇
由零件圖可知M1212.5孔對應ф22+0.023。有同心度要求,這里主要是以底面定位,芯軸定芯。
為提高效率,決定以底面定位ф22+0.023。內(nèi)孔定位,同時加25件,這樣便于裝夾,提高效率。
5.1.2定位誤差分析:
刀具:ф10.8麻花鉆→下鉆出,且受力向下,夾具的主要定位元件為中間ф22h定位銷,輔助定位尺寸為16mm凸臺,圖紙要求不高,故用此方法即可達到精度要求,夾具設(shè)計主要是提高生產(chǎn)率,為防止該螺紋時反轉(zhuǎn),引起零件上浮,故用螺釘壓住。
21、零件裝夾圖
六、機械加工工藝過程卡片的填寫
七、設(shè)計心得
通過這次課程設(shè)計我學會了更多專業(yè)知識,培養(yǎng)了實際操作和創(chuàng)新的能力。在過去的課程中,我們只是學習了一些重要的理論知識,而沒有切合實際的練習與測試。在這次課程設(shè)計中我遇到了許多難題和問題,通過指導老師的耐心講解和指導,我又重新學習了以往遺漏和沒有完全掌握的知識。六點定位原理,看似很簡單的幾行字,但是如果結(jié)合實際的工件就要認真的分析,如何完全限制它的六個自由度不要產(chǎn)生過定位和欠定位的情況。而夾緊裝置的選擇就要我們平時多留心和積累,掌握更多的典型夾緊裝置,以便于在設(shè)計中靈活的運用。
這次課程設(shè)計也是在為我們將來的課程設(shè)計打基礎(chǔ)
22、,為我們以后的工作積累更多的經(jīng)驗。在今后的學習中,我會更加努力,不僅努力學好專業(yè)知識而且要積累更多的設(shè)計經(jīng)驗。
八、參考文獻
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