齒輪油泵泵蓋的機(jī)械加工工藝規(guī)程

HYPERLINK課程設(shè)計題目：齒輪油泵泵蓋的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 班級：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：2021年12月29日一、設(shè)計題目泵蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計〔鉆盲孔〕二、原始資料(1)被加工零件的零件圖1張(2)生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1)被加工工件的零件圖1張(2)毛坯圖1張(3)機(jī)械加工工藝過程綜合卡片(參附表1)1張(4)與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片1張(4)夾具裝配圖1張(5)夾具體零件圖1張(6)課程設(shè)計說明書(5000～8000字)1份四、進(jìn)度安排(參考)(1)熟悉零件,畫零件圖2天(2)選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片5天(3)工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖)9天(4)編寫說明書3天(5)準(zhǔn)備及辯論2天五、指導(dǎo)教師評語成績：指導(dǎo)教師日期摘要本課程設(shè)計主要內(nèi)容包括齒輪油泵泵蓋的加工工藝過程設(shè)計和鉆盲孔的專用夾具設(shè)計，在課程設(shè)計過程中完成了零件圖、毛坯圖、夾具體裝配圖和夾具體零件圖的繪制及說明書的編寫。泵蓋零件結(jié)構(gòu)較簡單，而且為鑄件，外外表為要求較高精度要求，鑄造即可滿足，與其它接觸面處的端面精度要求較高，需要經(jīng)過粗車、半精車加工，保證密封配合性。本次設(shè)計針對盲孔的加工難度設(shè)計了一套專用夾具，采用一面兩孔的定位方式來滿足定位要求，又通過夾緊裝置保證加工過程中不會產(chǎn)生較大誤差。其中間過程對夾緊裝置進(jìn)行了受力分析，保證了夾緊的可靠性。綜上所述為本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容及設(shè)計過程AbstractThemaincontentsofthecurriculumdesign,includinggearoilpumpcoverprocessdesignandprocessofblindholedrillingspecialfixturedesigninthecurriculumdesignprocesswascompletedpartsmap,blankmapofthespecificfolderandthefolderassemblyofspecificpartsandthemanualmappingpreparation.Pumppartstobuildasimplerstructure,butalsoforthecasting,theoutersurfaceoftherequirementsforhigherprecision,castingcanbemet,contactwithotherDepartmentofthehigher-endprecision,carsneedtogothroughthick,semi-refinedcarprocessing,toensurethatsealedwithsexual.Thedesignfortheblindholeoftheprocessingdifficultyofthedesignofaspecialfixture,usingatwo-holepositiontomeetpositionrequirementstoensurethroughclampingdeviceprocessingwillnotproducelargeerrors.Intergovernmentalprocessinwhichaclampingdeviceformechanicalanalysis,toensurethereliabilityoftheclamp.Tosumupthismeetingthemaincontentsofthecurriculumdesignandthedesignprocess目錄TOC\o"1-3"\h\z\u1零件的工藝性分析零件的用途本次課程設(shè)計的題目是左端蓋的加工以及孔的專用夾具的設(shè)計。左端蓋是齒輪油泵的組成局部，它與泵體、右端蓋齒輪軸等零件裝配在一起工作，泵蓋主要的作用是密封、緊固。保證油泵正常工作，不漏油，不與齒輪軸打齒。零件的技術(shù)要求齒輪油泵泵蓋的材料是HT200，毛坯制造完成后需進(jìn)行時效處理，消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。泵蓋有以下幾組加工外表：1.以泵蓋左端蓋20為基準(zhǔn)的加工外表，這一組加工外表包括對右端面的加工。2.以中心距為±6為定為基準(zhǔn)的兩個盲孔。經(jīng)過對以上加工外表的分析，我們可以選定粗基準(zhǔn)，加工精粗基準(zhǔn)所在的加工外表，然后借用專用夾具對其它加工外表進(jìn)行加工，保證它們的位置精度表1泵蓋技術(shù)要求表加工外表尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等級外表粗糙度/um形位公差/mm泵蓋右端面20/IT86ХФ沉頭孔ФФ11/IT112ХФ5銷孔Ф5/IT8Φ16盲孔Φ16/IT6Φ16盲孔Ф160.011/IT6審查零件的工藝性根據(jù)老師發(fā)給的零件圖，審查了零件的結(jié)構(gòu)工藝性，零件圖上的視圖、尺寸公差和技術(shù)要求較統(tǒng)一，不必做大的修改。仔細(xì)閱圖后了解到此工件結(jié)構(gòu)較簡單，通過鑄造再加工即可獲得，外表的精度要求不高，只是在右端面的接觸處要求具有較高的精度，以保證密封性。泵蓋上的沉頭孔和銷孔用一般鉆床夾具可加工出來，而盲孔可利用設(shè)計的專用夾具加工?？傮w來說，此工件還是比擬容易加工。其零件圖見電子版附圖。2零件毛坯確實定零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)〔或車間、工段、班組、工作地等〕生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特性。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在方案期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度方案。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算其中——是零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)〔件/年〕；——產(chǎn)品的年產(chǎn)量〔臺、輛/年〕；——每臺〔輛〕產(chǎn)品中該零件的數(shù)量〔件/臺、輛〕；——備品率，一般取2%~4%；——廢品率，一般取0.3%~0.7%；根據(jù)上式結(jié)合題目給定數(shù)據(jù)，即可算出泵蓋的生產(chǎn)綱領(lǐng)，進(jìn)而確定出其生產(chǎn)類型。=8000臺/年，=1件/臺，取=，取=0.6%，由公式(1-1〕有：.泵蓋零件的重量為，查表1-3可知，泵蓋為輕型零件，由此再查表1-4可知，該泵蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。2.2毛坯的種類和制造方法泵蓋的材料在產(chǎn)品設(shè)計時已經(jīng)確定，在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方法。由于泵蓋選用HT200作為材料，為了減少加工余量，提高勞動生產(chǎn)率，采用機(jī)器造型，機(jī)器造型生產(chǎn)率較高、鑄件尺寸精度高、外表光潔，勞動條件好，盡管機(jī)器造型需要專用設(shè)備和工藝裝備，投資較大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長，但在大批大量生產(chǎn)的情況下鑄件本錢仍能顯著降低，該泵蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以在鑄件造型上采用機(jī)器造型。零件各外表的加工方法當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時，一般要經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工三個階段，如果零件的加工精度要求特別高、外表粗糙度特別小時，還要經(jīng)過光整加工階段。通過對泵蓋的各加工外表的分析，選擇前面一系列的預(yù)備工序的加工方法和順序。表2各加工外表加工方案加工外表精度要求/um加工方案泵蓋右端面粗車-半精車Φ5銷孔鉆-鉸孔鉆Ф16孔鉆-粗鉸-精鉸各工序間加工余量根據(jù)表1-6至1-11和2-15至2-40，將各加工外表的工藝路線、工序〔或工步〕余量，工序〔或工步〕尺寸及其公差、外表粗糙度填入表3中。3各工序間加工余量加工外表工步名稱工步余量根本尺寸公差等級精度公差工步偏差粗糙度泵蓋右端面半精車20IT820粗車IT12毛坯323--23--Ф5銷孔鉸IT85鉆0.8IT12毛坯44--241--Φ6.5孔鉆2IT11毛坯21Ф16精鉸0.0516IT616粗鉸0.9515.95IT85鉆15IT1115毛坯1----確定毛坯尺寸根據(jù)表3得出毛坯尺寸。利用電子版繪出毛坯圖，毛坯尺寸詳見毛坯圖。3機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計擬定工藝路線擬定零件的機(jī)械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬定工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工外表的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度?？紤]到實際經(jīng)驗的缺乏，有限的時間，主要進(jìn)行了定位基準(zhǔn)的選擇、各外表加工方法確實定和工序順序的安排工作。定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作。定位方案的選擇直接影響加工誤差，影響夾具的復(fù)雜性及操作方便性。定為基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。最初工序中，只能選擇以未加工的毛坯面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)，隨后與以加工面為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。左泵蓋的左端面為鑄造面，能滿足外表粗糙度和精度的要求，先以左端面為粗基準(zhǔn)，粗加工出右端面，再以右端面為精基準(zhǔn)鉆出孔和锪出的銷孔，盲孔。粗加工完成后，進(jìn)一步進(jìn)行半精加工和精加工等。工序順序的安排根據(jù)表2各加工外表的加工方法和表3各工序間加工余量，考慮加工過程中定位基準(zhǔn)的選擇原那么，確定工序順序。在工序順序安排中，不僅要考慮機(jī)械加工工序，還應(yīng)考慮熱處理和輔助工序，遵循先基準(zhǔn)后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原那么，最終確定的工序順序詳見表4，以此為依據(jù)，填寫機(jī)械加工工藝過程卡片。表4加工工序工序工序名稱工序內(nèi)容1車粗車右端面至2車半精車右端面至20mm3锪锪通孔4鉸鉸孔至5鉆鉆通孔，鉸孔，擴(kuò)Ф11孔深6，鉸孔6鉆鉆深13，粗鉸、精鉸7時效熱處理8去毛刺鉗工9終檢3.2孔切削用量的計算鉆孔工步切削用量的計算背吃刀量確實定，取=15mm。進(jìn)給量確實定，由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.20mm/r。切削速度的計算，由表5-22，按工件材料為鑄鐵、硬度為187HBS的條件選擇，切削速度可取為18m/min。由公式〔5-1〕n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=392。再將此轉(zhuǎn)速代入公式〔5-1〕，可求出該工序的實際鉆削速度=。3.2.2鉸孔工步工步切削用量的計算1〕粗鉸背吃刀量確實定，取=0.95mm。進(jìn)給量確實定，由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.9mm/r。切削速度的計算，由表5-31，切削速度可取為4m/min。由公式〔5-1〕可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速80，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=97。再將此轉(zhuǎn)速代入公式〔5-1〕，可求出該工序的實際鉆削速度=。2〕精鉸背吃刀量確實定，取=0.05mm。進(jìn)給量確實定，由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.9mm/r。切削速度的計算，由表5-31，切削速度可取為4m/min。由公式〔5-1〕可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速80，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=97。再將此轉(zhuǎn)速代入公式〔5-1〕，可求出該工序的實際鉆削速度=。根本工時的計算3.3.1根本時間的計算1〕.鉆孔工步根據(jù)表5-41，鉆孔的根本時間可由公式求得式中=13mm；=0mm；f=mm/r；n=392r/min。將上述結(jié)果代入公式，那么該工序的根本時間m/rΧ392r/min)s。2〕.粗鉸孔工步根據(jù)表5-41，絞圓柱孔根本時間由公式求得式中、。由表5-42按、=(16-15.95)/2=0.025mm的條件查得；=0mm；而=13mm；=；=。將上述結(jié)果代入公式中，經(jīng)過計算即可得出該工序的根本時間：=(13mm+0.37mm+0)/(mm/rХ97r/min)s。3〕.精鉸孔工步根據(jù)表5-41，絞圓柱孔根本時間由公式求得。式中、由表5-42按、=(16-15.95)/2=0.025的條件查得=；=0mm；而=13mm；r；=。將上述結(jié)果代入公式：經(jīng)過計算即可得出該工序的根本時間：=(13mm+0.19mm+0)/(0.9mm/rΧ97r/min)輔助時間的計算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間與根本時間之間的關(guān)系為，可取，那么各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間：=Х;粗鉸孔工步的輔助時間：=Χs;精鉸孔工步的輔助時間：Х9.1s=1.37s;其他時間的計算除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于泵蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間是作業(yè)時間的，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的，本工件均取3%，那么各工序的其他時間〔〕可按關(guān)系式計算，分別為：鉆孔工步的其他時間：=6%Χ(2.12s+14.1s)=粗鉸孔工步的其他時間：=6%Х(9.2s+1精鉸孔工步的其他時間：=6%Χ〔s〕=單件時間的計算1〕鉆孔工步=2.12s+14.1s+0.97s=17.19s;2〕粗鉸孔工步=9.2s+1.38s+0.63s=11.21s;3〕精鉸孔工步7s+0.62s=11.09s;因此，工序的單件時間：=++=制訂工序卡片本次課程設(shè)計中，我所選擇的工序是加工2ХΦ16孔。根據(jù)表4、2ХΦ16切削用量的計算和根本工時的計算即可制訂出該工序的工序卡片，具體內(nèi)容詳見機(jī)械加工工序卡片。4孔的專用夾具設(shè)計在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機(jī)床夾具來實現(xiàn)的。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，機(jī)床夾具的功用主要是：穩(wěn)定地保證工件的加工精度；減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能。泵蓋的盲孔加工精度，位置精度要求都較高，如果選用常規(guī)的夾具〔即通用夾具〕其生產(chǎn)效率是很低的，同時加工精度也不容易保證?？紤]到泵蓋零件屬于大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)該對其設(shè)計專用夾具，以保證加工精度和位置精度，提高勞動生產(chǎn)率。定位方案的設(shè)計本夾具的定位方案如以下圖所示，采用1個短圓柱銷、1個菱形銷和支承平面定位，同時運用支承板來快速找正工件在夾具體中的位置。其中：一個菱形銷限制的自由度為:。一個短圓柱銷限制的自由度為：，。支承平面限制的自由度為：，，綜上，該定位方案限制了工件的6個自由度，較好的滿足零件加工要求，定位合理。4.2定位誤差分析與計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工外表的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，以表示；由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位移誤差，即定位基準(zhǔn)的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以表示。。分析和計算定位誤差的目的，就是為了判斷所采用的定位方案能否保證加工要求，以便對不同方案進(jìn)行分析比擬，從而選出最正確定位方案，它是決定定位方案時的一個重要依據(jù)。定位元件尺寸公差確實定夾具的定位形式是一面兩銷，即一個短圓柱銷、削邊銷和支承板之間的保持元件的定位精度。由公式其中代表公差，代表基準(zhǔn)孔與定位元件間的最小間隙由于定位銷和孔間的配合代號是，查表2-40，,又銷與孔間的最小間隙都是0，故代入公式：，注：為工件中心線的偏轉(zhuǎn)角度誤差代入數(shù)據(jù)求得滿足定位要求。4.3導(dǎo)向元件設(shè)計鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套，鉆套的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。由于該孔的加工方法是先鉆孔，后鉸孔。所以，采用快換式鉆套，由于泵蓋零件的特殊結(jié)構(gòu)，為了便于裝夾工件，所以自行設(shè)計快換鉆套。其結(jié)構(gòu)如上圖所示4.3.1鉆套高度和排屑間隙鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件外表形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大，刀具的導(dǎo)向性能越好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H=(1-2.5)d，孔徑小、精度要求高時，H取較大值。H=(1-2.5)d=(1-2.5)16=(16-40),取H=40mm。鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙，H值應(yīng)適中選取，h值太小時，切屑難以自由排出，使加工外表被破壞；h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導(dǎo)向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時，h=〔〕d；加工鋼時，h=()d。由于泵蓋材料為HT200，所以其排屑間隙h=()d=()16=(),取h=10mm。4.4夾緊裝置的設(shè)計在加工過程中，工件會受到切削力、慣性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些力作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上。在該夾具體設(shè)計中，由于所選用的定位方案的夾緊力與切削力的方向一致，所需夾緊力較小，所以采用鉤形壓板〔組合〕式夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的計算采用計算，其中的--摩擦系數(shù)，一般取5，由于在進(jìn)行鉆孔工序時，夾緊力作用外表的外表粗糙度較小，所以本設(shè)計中選擇f=0.1。由于螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)中有彈簧的作用力，所以公式中的F代表的是彈簧壓縮變形受到的作用力，有材料力學(xué)中的公式z-彈簧的工作圈數(shù)G-彈簧材料的剪切彈性模量，其值查表12-1-是在最大載荷下發(fā)生的最大變形量查機(jī)械設(shè)計書代入數(shù)據(jù)得求得N，將F代入，其中L=28mm,f=0.1,H=45,求得.由于該工序過程需要兩處夾緊力，故總的.可以看出夾緊力很小。因為夾緊力與切削力方向一致，當(dāng)其他切削力很小時，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動和轉(zhuǎn)動。所以此處夾緊力能滿足要求。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明在設(shè)計夾具進(jìn)應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。因此，使用鉸鏈?zhǔn)姐@模，一次固定2個鉆套，在一次裝夾中可以加工2個孔。本工序是粗加工，切削力較大，但是由于鉆削重要生產(chǎn)的軸向力指向定位面，和夾緊力方向相同，所以夾緊力不直接對消切削力。裝夾工件時，先翻開鉆模板把工件放在夾具上，由短圓柱銷和菱形銷定位，最后用支承板定好位置把鉆模板合上，把菱形螺母鎖上。這樣就可以鉆削了。本夾具裝配圖和零件圖，見附圖。5方案綜合評價與結(jié)論對于的盲孔專用夾具的設(shè)計我們采用了一面兩銷的定位方式，限制了工件的6個自由度。很好的保證了工件在夾具體中的位置但也可能造成過定位，原因在于，支承板與短圓柱銷和菱形銷的安裝誤差。在鉆孔工序前的工序尺寸保證的情況下，不會產(chǎn)生過定位，滿足了加工的要求。通過以上的分析，本次課程設(shè)計的根本目的已經(jīng)到達(dá)，較好的反映了零件加工過程中的定位要求極其必要性。同時，在專用夾具設(shè)計過程中，通過查閱大量資料，設(shè)計出的夾具在使用上十分方便，定位也很準(zhǔn)確。繪制夾具體裝配圖時，很好運用了機(jī)械制圖的知識，圖幅表達(dá)合理，線條準(zhǔn)確。6體會與展望機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計就要結(jié)束了，回首近20天的設(shè)計過程，我們得到了許多收獲。再設(shè)計過程中我們遇到了許多問題，而解決問題的途徑很多，查閱資料，請教老師、同學(xué)們，總之，為了完成任務(wù)到達(dá)課程設(shè)計的目的要求，我們能夠一起研究、討論。雖然課程設(shè)計任務(wù)完成了，但是在細(xì)節(jié)問題的把握上還很欠缺，還需要進(jìn)一步的考究。對于一名合格的技術(shù)設(shè)計人員，零件的設(shè)計準(zhǔn)確性是其為之奮斗的根本，用于實際中是他們的理想。當(dāng)然我的技術(shù)水平還不能和他們相提并論，我的