機械制造技術(shù)課程設(shè)計-液壓泵殼體零件加工工藝及擴φ30孔夾具設(shè)計【全套圖紙】.doc

遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學 課 程 設(shè) 計第一章 零件的分析一.零件的作用題目所給的零件是一個殼體，它是用于液壓泵中，主要是起著裝載各部分液壓泵零件，以及讓這些零件能按照人們的要求正常工作。全套圖紙，加153893706二.零件的工藝分析按照零件的工藝要求以及工作要求，選取零件的材料為KTH35010，可鍛鑄鐵有較高的韌性和強度，能用于承受較高的沖擊，振動及扭轉(zhuǎn)負荷下的進行工作。為此一下是殼體需要加工的表面及加工表面之間的要求。1. 上下兩端面粗糙度為12.5。2. 側(cè)面槽4428mm的粗糙度為12.5。3. 內(nèi)孔48mm的內(nèi)壁粗糙度為6.3。4. 內(nèi)孔30mm的內(nèi)壁粗糙度為6.3。第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計一. 確定毛坯1. 確定毛坯種類零件材料為KTH350-10,考慮零件在運行中受到的沖擊力小，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故宜選用金屬型鑄造，查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P516 ,選用可鍛鑄鐵尺寸公差等級為C78，本設(shè)計中選用8級。2. 確定鑄件加工余量及形狀查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P509，可知孔徑小于10mm的鑄件將不予鑄出?？讖酱笥?0mm時，查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P517，可知：鑄件加工余量與工藝余量是為了機械加工時能滿足最后精度要求而具有足夠被切削的材料量，一般按照 e=CAA 公式計算 式中e余量值 A鑄件的最大尺寸（mm） A加工表面最大尺寸（mm） C系數(shù)；由于本設(shè)計中零件為組建且為大批量生產(chǎn)，則加工頂面時C=0.65，加工側(cè)表面及地面時C=0.45.鑄件中孔30mm的加工余量e=0.4589662.13mm上表面的加工余量e0.6589893.13mm鑄件中84mm下表面加工余量e0.6589843.10mm上表面孔的加工余量e0.458940=1.92mm3. 繪制鑄件毛坯圖（見附圖）二. 加工工藝規(guī)程的設(shè)計（一）選擇定位基準1. 粗基準的選擇以零件的上表面作為粗基準加工84mm的下表面，以27.86mm的孔的軸線為輔助基準。2. 精基準的選擇考慮到要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的地面作為主要的定位精基準，以27.86mm的孔的軸線作為輔助定位精基準。（二）制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的要求等技術(shù)要求，以及技工方法所能達到的經(jīng)濟精度，除此之外還應(yīng)當考慮到經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P404，可知選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 對鑄件進行時效處理，消除內(nèi)應(yīng)力。工序 對鑄件進行整形。工序 粗銑上表面，以下表面為粗基準，采用X51立式銑床加專用夾具。工序 粗銑下表面，以上表面為精基準，采用X51立式銑床加專用夾具。工序 以下表面為精基準，鉆上表面的孔，采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 粗銑側(cè)表面槽，以30mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為44mm28mm，采用X51立式銑床加專用夾具。工序 鉆44mm28mm側(cè)表面槽上的孔。保證尺寸為8mm，孔深度30mm。 鉆24mm（要加工內(nèi)螺紋的孔）的兩個以8mm軸線對稱的孔，以上表面12mm的軸線為粗基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 擴側(cè)表面槽上的孔8mm，保證尺寸為12mm，深度為8mm，以上表面孔12mm的軸線為基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 擴30mm30mm側(cè)表面孔10.08mm以上表面孔12mm的軸線為粗基準。 擴30mm30mm側(cè)表面孔12mm，保證尺寸為20mm，深度為12mm，采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 鉆下表面四個孔，保證尺寸為47mm，以下表面為精基準，以30mm的軸線為輔助基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 擴27.86mm的孔至尺寸為30H7，以下表面為精基準，以軸線為輔助基準。擴30H7mm的孔至尺寸為48H7mm，以下表面為精基準，以軸線為輔助基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序 锪平上表面對應(yīng)的下表面的沉孔，保證尺寸為614mm。以67mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序XIII 锪平下表面對應(yīng)的上表面的沉孔，保證尺寸為416mm。以47mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序XIV 攻上表面內(nèi)孔螺紋，保證尺寸為M6。以30mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序XV 攻側(cè)表面槽兩個內(nèi)孔螺紋，保證尺寸為2M6。以該側(cè)表面的軸線12mm為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。工序XVI 鉗各個倒角，保證尺寸為C2，及去毛刺。工序XVII 終檢。（三）機械加工余量，工序尺寸及公差的確定1. 內(nèi)圓柱供需尺寸：前面根據(jù)資料，已經(jīng)初步確定各個內(nèi)圓柱面的加工總余量，可見在確定各表面的加工工序的余量如下：圓柱面的加工余量：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度67鉆13672512（上表面）鉆1.92131225M6鉆13425攻螺紋2.0010M66.38（側(cè)表面槽）鉆1382512（側(cè)表面槽）擴4.0101212.512（另側(cè)面槽）鉆1.9213122520（另側(cè)面槽）擴8.0112012.547鉆124712.5612锪1361425416锪134162530H7鑄CT827.860.825擴2.147306.348H7鑄CT830625擴20.147486.3平面工序尺寸：工序號工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序基本偏差10鑄件1.6CT80.830粗銑上表面3.1381140粗銑下表面3.1081360銑側(cè)表面槽5.028110.065（四）.工件切削用量及時間定額工序II 鉗鑄件完成時，有飛邊，毛刺等，去飛邊，毛刺。工序III 粗銑上表面，以零件上表面為粗基準。1. 加工條件工件材料：KTH35010，350MP鑄造。加工要求：粗銑上端面，加工余量3.13mm;保證工件厚度8。機床：X51立式銑床；刀具：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P99，可知刀具為YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae90mm,深度ap6mm,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1080，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇背吃刀量為ap=3.13mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削用量手冊表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw，據(jù)機械加工工藝設(shè)計簡明手冊，查得： fz=0.090.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)切削用量手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)機械加工工藝設(shè)計簡明手冊）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削用量手冊表3.16，當d0=125mm，Z=12，ap3.13mm，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為： kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：v=其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P94，選擇主軸轉(zhuǎn)速nc=380r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：vc=m/min=149.15m/minf zc=v fc/ncz=390/38012 mm/z=0.09mm/z5)校驗機床功率 根據(jù)機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1260，可知n380/606.33r/s,根據(jù)機床使用說明書，可知：主軸允許功率Pcm=92.410dafaznk 92.410125720.183.136.3311.045kw查課程設(shè)計指導(dǎo)書P94，可知，P4.5kw，而PP4.50.753.375kw，則其切削所消耗得功率遠遠小于機床功率，故校驗合格。最終確定:ap=3.13mm，nc=380r/min，vf=390mm/s，vc=149.15m/min，fz=0.09mm/z。6）計算基本工時 查課程設(shè)計指導(dǎo)書P132，可知基本時間計算公式： tm 式中 d銑刀直徑 25mm由上可知：l=89mm,a=72mm,d=125mm,f=0.09mm/z,z=12,=3.5mm,mm則：tmmin工序IV 粗銑下表面，以上表面為基準，保證厚度為8mm切削用量與時間定額及其計算過程同工序III一樣。工序V 鉆上表面孔67mm和為加工內(nèi)螺紋做準備的孔4mm,以及孔12mm，以下表面為精基準。1. 選擇鉆頭 根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P108和機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1020，可知選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆67mm時do=7mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o16，二重刃長度b=3.5mm,橫刀長b=1.2mm,棱帶長度， 2.選擇切削用量 （1）確定進給量按加工要求確定進給量：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P108，可取， （2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊）為0.6mm，壽命（3）切削速度查切削用量手冊表2.30，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：，=，故實際的切削速度： （4）檢驗機床扭矩及功率查切削用量手冊表2.20，當f0.26, do19mm時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 Nm。查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。查機械制造工藝與機床夾具P341,鉆頭消耗功率：Pc=（kw）。 查課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，可得，則，則其所得的切削消耗的功率小于機床的功率，故檢驗合格。機床主軸轉(zhuǎn)速：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，可取主軸轉(zhuǎn)速n=1100r/min。最終確定： 3、計算工時式中 鉆盲孔時 由上可知取2.5以上數(shù)據(jù)代入公式得：4、鉆4mm和12mm的孔切削用量與時間定額及其計算過程與上面相同工序VI 粗銑側(cè)表面槽，以30mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為44mm28mm，深度為5mm。1. 刀具選擇：查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1071，可選 銑刀為莫氏錐柄立銑刀，d=28mm 總長l=147mm 齒數(shù)z=6。2. 機床：X51立式銑床。3. 根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P103，可選取 ,現(xiàn)采用立式銑床，根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P94，可選取，故實際切削速度：當時，工作臺每分鐘的進給量應(yīng)為：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P94，可選取4. 計算切削工時：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P94，可知：式中 ，取將以上數(shù)據(jù)代入公式：工序VII 鉆側(cè)表面槽上的孔8mm，和兩個要加工螺紋的孔4mm。1. 刀具選擇：查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1021，可取鉆頭直徑d=8mm,棱帶長度L=37mm,總長l=79mm，橫刃長度k1.35mm, ，的高速鋼短柄麻花鉆。2. 選擇切削用量（1）.確定進給量按照加工要求確定進給量，查課程設(shè)計指導(dǎo)書P108，可選取。（2）. 后刀面最大磨損限度（查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊）為0.6mm，壽命（3）.切削速度查切削用量手冊切削速度計算公式：其中 ，查得修正系數(shù)：，=，故實際的切削速度：（4）.檢驗機床扭矩及功率查切削用量手冊當 do19mm時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 Nm。查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。.查機械制造工藝與機床夾具P341,鉆頭消耗功率：Pc=（kw）。 查課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，可得，則，則其所得的切削消耗的功率小于機床的功率，故檢驗合格。機床主軸轉(zhuǎn)速：查課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，可取主軸轉(zhuǎn)速n=1100r/min。最終確定： ，3、計算工時式中 鉆盲孔時 由上可知取2.5以上數(shù)據(jù)代入公式得：4.加工24mm的兩個對稱孔切削用量與時間定額及其計算扭矩的過程和上面相同。工序VIII 擴側(cè)面槽上的孔8mm，以上表面孔12mm的軸線為基準，保證尺寸為12mm，深度為8mm。1. 查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1036，選取12mm的標準硬質(zhì)合金擴孔鉆，總長度L182mm，棱帶長度K101mm，。2. 查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1322，選取擴孔進給量為，并由機床說明書最終確定。根據(jù)資料，切削速度，其中用鉆頭鉆同樣實心孔的切削速度，又則根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，選取3、計算工時式中 鉆盲孔時 由上12mm為盲孔可知取0。以上數(shù)據(jù)代入公式得：工序IX 擴30mm30mm側(cè)表面上的孔10.06mm，保證尺寸為 12mm，深度為36mm，擴30mm30mm側(cè)表面上的孔12mm至尺寸為20mm,深度為12mm。切削用量與時間定額及其計算扭矩的過程和工序VIII相同。工序X 鉆下表面47mm的孔切削用量與時間定額及其計算扭矩的過程和工序V相同。工序XI 擴孔27.86mm，以下表面為加工基準，保證尺寸為30H7mm的通孔。1. 查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1036，選取30mm的標準硬質(zhì)合金擴孔鉆，總長度L296mm，棱帶長度K175mm，2. 查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1322，選取擴孔進給量為，并由機床說明書最終確定。根據(jù)資料，切削速度，其中用鉆頭鉆同樣實心孔的切削速度，又則根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，選取3. 計算工時式中 鉆盲孔時 由上12mm為盲孔可知取2.5mm。以上數(shù)據(jù)代入公式得：4. 擴孔30mm，以下表面為加工基準，保證尺寸為48H7mm的通孔。.查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1037，選取48mm的標準高速鋼擴孔鉆，總長度L369mm，棱帶長度K220mm，.查機械加工工藝設(shè)計簡明手冊P1321，選取擴孔進給量為，并由機床說明書最終確定。根據(jù)資料，切削速度，其中用鉆頭鉆同樣實心孔的切削速度，又則根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，選取3、計算工時式中 鉆盲孔時 由上12mm為盲孔可知取0。以上數(shù)據(jù)代入公式得：工序XII 锪平上表面對應(yīng)的下表面的六個沉孔。以67mm的軸線為基準，保證尺寸為614mm。1. 刀具選擇：查金屬切削手冊P7-64，可取D14mm的帶導(dǎo)桿直柄端面锪鉆z4。2. 選擇切削用量.確定進給量 根據(jù)加工要求確定進給量，查切削用量手冊可選取確定鉆頭磨損標準與壽命查切削用量手冊選取前刀面最大磨損量為0.6mm，壽命為T45min。.切削速度 根據(jù)資料切削速度，其中用鉆頭鉆同樣實心孔的切削速度，又則根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，選取3.計算工時，查課程設(shè)計指導(dǎo)書P117，可知：式中以上數(shù)據(jù)代入公式得：工序XIII 锪平下表面對應(yīng)的上表面的416mm的沉孔 切削用量與時間定額及其計算過程和工序XII相同。工序XIV 攻上表面M6的內(nèi)螺紋孔，以30H7mm的軸線為基準，保證尺寸為M61。1. 機床的選擇：Z525。2. 刀具選擇：絲錐M6，P1mm。3. 切削用量選擇：，機床主軸轉(zhuǎn)速為，查課程設(shè)計指導(dǎo)書P91，選取，則實際的切削速度為。4. 計算工時：工序XV 攻側(cè)表面槽上2M6的內(nèi)螺紋孔，以該表面 12mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為2M6。切削用量與時間定額及其計算過程和工序XIV相同。第三章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，提高工件精度，需要設(shè)計專用的夾具。經(jīng)過老師悉心的指導(dǎo)，決定在第十一道工序擴27.86mm至30H7mm設(shè)計專用加工夾具。本夾具將用于鉆床，刀具為擴孔鉆頭。一.問題的提出本夾具主要用于擴孔，使零件加工精度得以保證，由于本道工序的加工表面精度是整個零件精度要求中精度最高的一道。所以本道工序主要考慮如何提高精度，降低基準誤差，在此基礎(chǔ)上能一定程度上提高勞動效率，降低勞動強度。二.夾具的設(shè)計1. 定位基準的選擇考慮道工序的結(jié)構(gòu)，可以采用工序基準與定位基準重合，即“基準重合”原則的定位方式加工。如果以上表面作為定位基準，由于工序基準與定位基準不重合，容易引起較大的誤差。因此，采用以下表面作為定位基準。2. 鉆套的設(shè)計為了保證加工精度，和加工時不至于鉆頭偏斜，故在擴孔時需要設(shè)置一鉆套來引導(dǎo)鉆頭擴孔。.鉆套的選擇鉆套內(nèi)徑與刀具之間應(yīng)保證由一定的間隙，以防止刀具發(fā)生卡住或者咬死。一般根據(jù)刀具和工件加工精度要求選取鉆套孔的公差，對于鉆孔和擴孔宜用F7，本道工序中，鉆套與刀具的配合按照基孔制排和選取，選擇H7/f7。鉆套的尺寸由手冊查得30擴孔鉆按照GB114184，查得尺寸為 ，即擴孔鉆的最大極限尺寸為29.98mm，故擴孔時用的引導(dǎo)孔內(nèi)徑為30F7（）。查課程設(shè)計指導(dǎo)書P181，繪制鉆套零件（見夾具圖）3. 定位銷的選擇查機械夾具設(shè)計手冊P178，可選取GB220380固定式定位銷，本夾具中選擇的定位銷為削邊銷。在本夾具中定位銷選取g6制造，與夾具體孔配合為H7/g6.4. 計算定位誤差分析定位質(zhì)量由已知加工孔30mm時以下表面為工序精基準，以下表面47mm其中的一個孔作為加緊定位，一個作為定位孔，兩個孔的中心距離為76。.確定定位銷中心距及尺寸誤差取，故定位銷中心距為760.025mm，查機械制圖P261，可取其中一個孔的定位用第三系列螺栓M71粗牙。查得機械加工工藝與機床夾具P144，可選取削邊銷的及B的值：3mm，則Bd1716mm。.確定削邊銷的直