泵蓋機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計_畢業(yè)論文設計

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)機械制造技術基礎課程設計說明書設計題目 ： 泵蓋機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計學院：機電學院系別：機械系專業(yè)：機械設計制造及其自動化“機械制造技術基礎 ”課程設計任務書設計者：學號：設計題目：泵蓋機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計工藝文件編制（批量 1萬件年）序言機械制造工藝學課程設計是進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習 , 也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解

2、決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習大好基礎。一、零件分析（一）零件圖（二）零件工藝分析分析零件圖可知， 泵蓋圖的各表面均要求銑、磨、切削加工，7mm、 18 和5mm孔的端面均為平面， 可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，為保證孔的加工精度，可先用鉆頭在套筒的中間鉆出一個4mm的通孔。然后再在該孔的基礎上近一步向外擴，直至達到精度要求，其余的表面用銑磨的方法加工。除此外，其他表面的加工精度要求均不太高，不需要高精度機床加工，一般通過銑削的粗加工就可以達到加工要求。而主要加工表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質保量的加工出來。（三）主

3、要加工表面加工表面尺寸及偏差 mm公差及精度等級表面粗糙度 Ram泵蓋圖左端面71IT83.2泵蓋圖右端面71IT812.5泵蓋圖側面13IT812.57mm孔7IT712.5 18mm孔1800. 027IT71.65mm孔500.012IT71.6二、毛坯選擇（一）選擇毛坯根據(jù)該零件的形狀可以看出屬于盤套類零件。 該零件的材料選為 45 鋼即可，由于該零件在工作時受力不大，所以通常采用鑄鐵件。由于該套筒的尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯成形方法的選擇也應遵循功能性原則、經(jīng)濟性原則和可行性原則。（二）確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量經(jīng)查

4、表可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。1 、公差等級有泵蓋圖的功能和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。2 、鑄件重量由實物成品零件可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量大約為6kg。3 、零件的材質系數(shù)由于該零件的材料為 45 鋼，是碳的質量分數(shù)小于 0.65%的碳素鋼，故該零件的材質系數(shù)屬 M1級。4 、零件表面的粗糙度由零件圖可知，該套筒各加工表面的粗糙度 Ra均大于等于 0.8 m。根據(jù)上述因素，可查表確定該零件的尺寸公差和機械加工余量，查得結果列于下表中。（三）毛坯尺寸公差及機械加工余量項目 mm機械加工余量 mm尺寸公差 mm備注孔徑 70表 2-103

5、.0表 2-14孔徑 180.027表 2-101802.5表 2-14孔徑 5500.012表 2-102.0表 2-14泵蓋圖端 71表 2-10面2.0表 2-14泵蓋圖側13表 2-10面2.0表 2-14三定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。（一）精基準的選擇根據(jù)該泵蓋圖的技術要求和裝配要求，選擇泵蓋圖右端面和軸孔 18mm作為精基準，零件上的很多表面都可以采用他們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。軸孔 18mm的軸線是設計基準，選用其精基準定位加工套筒各端面和各表面，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選

6、用泵蓋圖左端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”的原則，因為該零件在軸向方向上的尺寸多以該端面作設計基準；另外，為了避免在機械加工中產(chǎn)生加緊變形，根據(jù)加緊力垂直于主要定位基面，并應作用在剛度較大部位的原則。（二）粗基準的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。對該零件可以選擇 78mm的外圓面或軸孔的左端面作粗基準。采用 18mm外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻。四工藝路線的擬定（一）表面加工方法的選擇根據(jù)泵蓋圖零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的加工方法，如下表：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度 Ram加工方案備注泵蓋圖左端面IT83.2粗車半精

7、車表 18精車泵蓋圖右端面IT812.5粗車半精車表 18精車泵蓋圖側面IT812.5粗車半精車表 16磨削孔IT712.5粗鏜半精鏜表 179mm精鏜18mm孔IT71.6粗鏜半精鏜表 17精鏜 5mm孔IT71.6粗鏜半精鏜表 17精鏜（二）加工階段的劃分該零件加工質量要求較高，夸獎加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準（泵蓋圖右端面和軸孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑泵蓋圖各端面、各表面及對軸進行鉆孔，并在半精加工階段對鉆孔進行外擴成18mm、7mm和5mm的孔和完成泵蓋圖兩端面的精銑加工。在精加工階段

8、， 進行泵蓋圖兩端面的磨削加工。（三）加工順序的安排具體方案：基準加工 - 主要表面粗加工 - 鉆孔 - 主要表面精加工論證：此方案在同時進行粗加工后，進行鉆孔，在鉆孔后對零件各表面進行精加工，即滿足了設計要求又節(jié)省了時間。1. 機械加工工序1.1遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準泵蓋圖右端面和軸孔 18mm。1.2遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工續(xù)。1.3遵循“先主后次”原則，先加工主要表面泵蓋圖右端面和軸孔18mm，后加工次要表面。1.4最后進行精加工。2. 熱處理工序鑄造成型后切邊，進行熱處理，硬度為 hb170-241 ，泵蓋圖兩端面在精加工之前進行局部高頻

9、淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。3. 輔助工序粗加工泵蓋圖兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上述，該泵蓋圖工序的安排順序為：基準加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。（四）確定工藝路線在綜合考慮上述工序安排原則的基礎上，該零件的工藝路線如下表：工序號工序名稱機床設備刀具量具1粗銑泵蓋圖兩端面立式銑床端銑刀游標卡尺2鉆通孔鉆床麻花鉆卡尺3粗擴、精擴、鉸18、 四面組合鉆麻花鉆、擴孔鉆、 卡尺、塞規(guī)7、 5孔床鉸刀4半精銑泵蓋圖兩端立式銑床端銑刀游標

10、卡尺面5粗銑 71 表面立式銑床銑刀6半精銑 71 表面立式銑床銑刀7粗銑、半精銑7 孔立式銑床端銑刀游標卡尺兩端面8去毛刺鉗工臺平銼9中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等10磨削外表面平面磨床砂輪游標卡尺11清洗清洗機12終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等（五）工序的集中與分散該零件是生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、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，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。五、工序內容的擬定（一）、工序尺寸和公差的確定1. 加工泵蓋圖兩端面至設計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定第 1、 2

11、 兩道工序的加工過程為：（1）以左端面 B 定位，粗銑右端面A，保證工序尺寸P1；（2） 以右端面定位，粗銑左端面，保證工序尺寸P2；（3）以左端面定位，半精銑右端面，保證工序尺寸P3，達到零件圖設計尺寸 L 的要求， L=71mm由下圖可找出工藝尺寸鏈(1 ） 由上圖可知， P3+P2+P1=L=71mm，（ 2）在設計時可以用 P1 作為粗加工時的工序尺寸、用 Z1 作為半精銑余量，其中半精銑余量可通過查表得知 Z1=1mm，則 P1=（71+1）mm=72mm。由于工序尺寸是在粗銑加工中保證的，因此粗銑工序的經(jīng)濟加工精度等級可達到 B 面的最終加工要求 IT8 ，因此確定該工序尺寸公差為

12、 IT8 ，其公差值為 0.054mm，故 P1 =（ 72±0.027 ）mm。（ 3）同樣用 Z2 表示粗銑余量，由于B 面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故 Z2 等于 B 面的毛坯余量，即Z2 =2mm，P1 “=（72+2）mm=74mm。由表 1-20 確定該“粗銑工序的經(jīng)濟加工加工等級為IT9 ，其公差值為 0.087mm，故 P1 =（74± 0.043 ）mm。（ 4） Z3 為 P1 的精銑余量為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。（ 1）余量 Z3 的校核，在圖中所示尺寸鏈中 Z3 是封閉環(huán)，故Z3max=P1max P1min“

13、=72+0.027 （ 71 0.3 ）mm=1.327mmZ=PP“=72 0.027 （ 71+0） mm=0.973mm3min1min1max(2)余量 Z2 的校核，在圖中所示的尺寸鏈中Z2 是封閉環(huán)，故Z"'=74+0.043 （ 720.027）mm=2.07mm2max=P1maxP1minZ''2min=P1minP1max =74 0.043 （ 72+0.027） mm=1.93mm余量校核結果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。2. 鉆擴鉸 18mm 7mm和 5mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定由表 2-29 可查得，18mm孔的

14、精鉸余量 Z=0.08mm；粗鉸余量 Z=0.1mm；鉆孔： Z=19mm。查表 1-20 可依次確定確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT8 ；粗鉸： IT10 ；鉆： IT12 。根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.033mm；粗鉸： 0.052mm；鉆： 0.21mm。同樣的方法可查出7mm孔的公差值分別為， 精鉸：0.035mm ；粗鉸：0.1mm；鉆： 0.25mm。( 二)設備工藝裝備的選擇1. 機床設備的選用在大批量生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可選通用設備。所選用的通用設備應提出機床型號，所選用的組合機床應提出機床特征，如

15、“四面組合機床” 。2. 工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應簡要寫出他們的名稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車床夾具”等。因該零件是生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所選用的夾具均為專用夾具。（三）切削用量的的選擇1. 粗銑套筒兩端面該工序分兩個工步，工步1 是以 B 面定位，粗銑 A 面；工步 2 是以 A 面定位，粗銑 B 面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度 V 和進給量 是一樣的，只要背吃刀量不同。（ 1）背吃刀量的確定工步 1 的背吃刀量 aP1 取為 Z1， Z1 等于 A 面的毛坯總余量減去工序 2 的余量Z3，即 Z1=2

16、.5mm 1 mm=1.5mm；而工步 2 的背吃刀量 aP2 取為 Z2，則如前所已知Z2=2mm，故 aP2=2mm。（ 2）進給量的確定由表 5-7 知，按機床功率為510kw、工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量f z 取為 0.12mmz。（ 3）銑削速度的計算由表 5-9 知，按端銑刀、 d / z 125/14 的條件選取，銑削速度v 可取為1000vnd 可求得該工序銑刀轉速，40.5mmin。由公式n 1000 40.5m / min/125mm 103.2r / min ，參照表 4-15所列 X51 型立式銑n1000vd床的主軸轉速，取轉速 n=100rm

17、in 。再將此轉速代入公式，可求得該工序的實際銑削速度v n d /1000 100r / min125mm/1000 39.25m / min 。2. 半精銑泵蓋圖左端面（ 1）背吃刀量的確定，取 ap =Z3=1mm。（ 2）進給量的確定由表 5-8 知，按表面粗糙度 Ra2.5 m的條件選取，該工序的每轉進給量f 取為 0.4mmr。（ 3）銑削速度的計算由表 5-9 知，按鑲齒銑刀、 d / z 125/14 、 f zf / z0.08mm / z的條件選取，銑削速度 v 取為 46.6mmin，由公式 n 1000v /d 可求得銑刀轉速n 1000 x46.6m / min/ x

18、125mm 183.12r / min ，參照表 4-15所列立式銑床的主軸轉速，取轉速n=100rmin。再將次轉速代入公式（5-1 ） n1000v /d ，可求出該工序的實際銑削速度vnd /1000100r / min125mm/100039.25m / min 。3. 鉆、粗鉸、精鉸 16mm孔（ 1）鉆孔工步1 ）背吃刀量的確定 a p =14.8mm。2）進給量的確定由表 5-22 知，選取該工步的每轉進給量f0.18mm/ r 。3 ）切削速度的計算 由表 5-22 知，按工件材料為 45 的條件選取，切削速度 v 可取為 24mmin。由公式 n 1000v / d 可求得該

19、工序鉆頭轉速n=516.44rmin ，參照表 4-9所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n=960rmin 。再將此轉速代入公式 n1000v / d ，可求出該工序的實際鉆削速度vnd /1000960r / min x x14.8mm/100044.61m / min 。（ 2）粗鉸工步1 ）背吃刀量的確定 取 ap=0.16mm2）進給量的確定由表 5-31 知，選取該工步的每轉進給量f0.5mm/ r 。3 ）切削速度的計算 由表 5-31 知，切削速度 v 可取為 3mmin。由公式n1000v / d 可求得該工序鉸刀轉速n=63.86rmin ，參照表 4-9所列 Z

20、525 型立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n=97rmin。再將此轉速代入公式 n1000 v / d ，可求得該工序的實際切削速度vn d /1000 97 r / min x x14.96mm /1000 4.56m / min 。（ 3）精鉸工步1 ）背吃刀量的確定 取 ap=0.04mm2）進給量的確定由表 5-31 知，選取給工步的每轉進給量f0.5mm/ r 。3 ）切削速度的計算 由表 5-31 知，切削速度 v 可取為 4mmin。由公式n 1000v / d 可求得該工序鉸刀轉速 n=84.93rmin ，參照表 4-9所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n=195rm

21、in 。再將此轉速代入公式 n1000 v / d ，可求得該工序的實際切削速度vnd /1000195r / min x x15mm /10009.18m / min 。用同樣的方法即可計算出64mm和80mm孔工序的切削用量及切削速度。4 ）切削速度和進給量的校核刀具的每分鐘進給量f m 、刀具轉速 n 進給量 f 之間的關系為 f m nf ，由此可分別求出鉸孔的每分鐘進給量，即鉸孔fm97r / min x0.48mm/ r46.56mm/ min ，但實際計算出的fm 為：fm84.93r / min x0.5mm/ r42.47mm / min，令f 0.55mm/ r時，則鉸孔的

22、每分鐘進給量，f m 84.93r / min x0.55mm/ r 46.7mm/ min ，這樣組合機床切削用量的選擇原則基本相符合。綜上所述，各工位的被吃刀量和切削速度按前述保持不變，而只需將鉸孔f0.55mm/ r的進給量改為m即可。1. 基本時間 t m的計算（ 1）工序 1粗銑泵蓋圖兩端面根據(jù)表 5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式 t j(ll1 l2 ) / fMz 可求得該工序的基本時間。由于該共許包括兩個工步，即兩個工步同時加工（詳見機械加工工藝過程卡片），故式中 l 2120mm240mm ，l 21 3mm，取 l22mm；l1 0.5 (dd 2ae2 ) (1

23、3)0.5 (1201202 1202) 2mm 0.5(120 0)2 mm 62mmfMzfxnfz xZxn0.3mm/ zx14z / rx100r / min420mm，將上述結果代入公式t j(ll1l 2 ) / fMz ，則該工序的基本時間t j(240mm62mm2mm)/ 420mm/ min0.72min43s 。（2）工序2半精銑泵蓋圖左端面同理，根據(jù)表5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式可求出該工序的基本時間。式中l(wèi)120mm;l162mm; l 21 3mm, 取l 22mm,f mzfn0.4mm/ rx100r / min40mm/ min將上述結果代入公式

24、，則該工序的基本時間t j(ll1l2 ) / fmz(120mm62mm2mm) / 40mm/ min4.6min276s（3）工序 3鉆、粗鉸、精鉸16mm孔1 ）鉆孔工步根據(jù)表 5-41，鉆孔的基本時間可由公式t j L / fn(ll1l2 )/ fn 求得。式中l(wèi) 16mm; l2 2mm; l1D cot K r(1 2)14.8cot 5402mm7.3622f 0.18mm/ r ; n 960r / min 。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間為t j(20mm7.36mm2mm)/(0.18 mm/ r960r / min)0.24min14.4s2 ）粗鉸工步根據(jù)表

25、 5-41 知，鉸圓柱孔的基本時間可由公式t j L / fn (l l1 l 2 )/ fn 求得。式中 l1、 l2 由表 5-42 按kr150、 ap （ D d ) / 2(14.96mm14.8 mm) / 20.08mm 的條件查得l10.37mm; l 2 15mm; 而l31mm; f0.5mm/ r ; n97r / min 將上述結果代入公式，則該工序的基本時間t j(31mm 0.37mm 15mm)/(0.5 mm/ rx97r / min)0.96min 57.4s3 ）精鉸工步同上，根據(jù)表 5-41可由公式 t jL / fn (ll1l2 )/ fn 求得該工步

26、的基本時l1、l 2由表 5-42 按kr150 、 ap(D d ) / 2(15mm 14.96mm) / 2 0.02mm的間。條件查得 l10.19mm; l 213mm; 而l31mm; f0.5mm/ r ; n 195r / min 將上述結果代入公式，則該工序基本時間t j(31mm0.19mm13mm)/(0.5 mm/ rx195r / min)0.45min27.2s2.輔助時間 t f 的計算輔助時間 t f 與基本時間 t j 之間的關系為 t f(0.15 0.2)t j ，因此我們就取t f0.15t j ，則各工序的輔助時間分別為：工序 1 的輔助時間： t f0.15416.15 ；工序 2 的輔助時間： t f0.1526940.35；鉆孔工步的輔助時間：t f0.15 13.11.96；粗鉸工步的輔助時間：t f0.15 56.38.44 ；精鉸工步的輔助時間：t f0.15 274.05；3. 其他時間的計算除基本時間與輔助時間以外 , 每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結時間就非常少了，可忽略不計；布置工作地時間 tb 是作業(yè)時間的