機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、課程名稱：機械制造基礎(chǔ)設(shè)計課題：設(shè)計“泵體”零件的機械加工工藝過程2016 年7月2日目錄1. 零件的工藝分析 31.1零件的作用 31.2零件工藝分析 32. 確定毛坯 32.1確定毛坯種類 32.2確定鑄件加工余量及形狀 32.3繪制鑄件毛坯圖 42.4工藝規(guī)程的設(shè)計 43. 工藝規(guī)程設(shè)計 43.1選擇定位基準(zhǔn) 43.2制定工藝路線 53.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 63.4確定切削用量及時間定額 64. 夾具的設(shè)計 104.1.對夾具的基本要求 104.2夾具設(shè)計 115. 總結(jié) 126. 參考文獻(xiàn) 131. 零件的工藝分析1.1零件的作用題目所給的零件是泵體零件，泵體是機器的

2、基礎(chǔ)零件，其作用是將機器和部 件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼 此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預(yù)定功能。要求箱體零 件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命。1.2零件工藝分析泵體的外形較簡單，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔和 銷釘孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求?，F(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點如下： 以側(cè)面為基準(zhǔn)D,另一側(cè)面與基準(zhǔn)D的平行度公差為0.01。 以前后端面作為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面銑底面，鉆2-11孔锪孔2- 22。 以底面和2-11孔為基準(zhǔn)，這組加工面主要

3、是 2-M20的螺紋孔，粗鏜- 半精鏜-精鏜51H7,鉆-鉸2-5銷孔，6-M8螺紋孔。表1.1零件各表面技術(shù)參數(shù)加工部位基本尺寸（mr）i尺寸公差等級粗糙度（um51內(nèi)孔51IT71.62-5銷釘孔5IT81.62-35凸臺356.3底座底面6.32. 確定毛坯2.1確定毛坯種類零件材料為HT30Q考慮零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，生產(chǎn)類型 為大批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用砂型機器造型鑄件毛 坯。參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。2.2確定鑄件加工余量及形狀查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊選用加工余量為 G級，并查表，確定各個 加工面的鑄件機

4、械加工余量，為方便鑄造及計算，大致取各加工部分加工余量相 同。各個鑄件加工表面的加工余量如下表所示：表2.1零件加工余量表簡圖rs加工面代號基本尺寸加工余量E14E24E34E4354T1111.5 X 2T2222X 2T3511X 2T450.3 X 2T5M81X 2T6M202X 2F14F222.3繪制鑄件毛坯圖2.4工藝規(guī)程的設(shè)計編制機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)首先遵循以下原則： 應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提； 在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成 本; 應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡 可能做到平衡生

5、產(chǎn)； 盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件； 積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保 護(hù)要求。3. 工藝規(guī)程設(shè)計3.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)選擇原則： 保證相互位置要求原則 余量均勻分配原則 便于工件裝夾原則 在一個定位方向上只允許使用一次原則 精基準(zhǔn)選擇原則： 基準(zhǔn)重合原則 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 互為基準(zhǔn)原則 自為基準(zhǔn)原則 便于裝夾原則選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選 擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。根據(jù)以上基準(zhǔn)選擇原則，該零件的基準(zhǔn)選擇如下：粗基準(zhǔn)的選擇：以零件未加工前端面 E1和底面E3為定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮

6、要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便， 依據(jù)“基準(zhǔn)“基 準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工底面E3和兩個銷釘孔為主要的定位基準(zhǔn)，前后兩端面E1、 E3間基準(zhǔn)重合原則。3.2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等技術(shù)要求，以及加工方法所能 達(dá)到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專 用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果， 以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊選擇零件的加工方 法及工藝路線方案如下：表3-1零件加工工藝步驟加工步驟加工內(nèi)容1鑄造毛坯2時效處理3夾底座側(cè)面，粗銑前后E1、E2端面，保證厚度為35mm4夾E1、E2

7、端面，粗銑半精銑底座面，保證高度17mm5以底座上表面及劃線為基準(zhǔn)，劃線找正鉆 11的孔和锪22的沉頭 孑L，保證孔深3mm6以E1為基準(zhǔn)，按底座面E3高度劃線找正，粗鏜半精鏜精鏜 51孔7以E1為基準(zhǔn)，劃線找正，鉆鉸 5銷釘孔8劃線找正，鉆M8螺紋孔9粗車半精車外圓柱面10粗銑半精銑凸臺面E4，保證尺寸90mm11E4面劃線找正，鉆M20螺紋孔12去毛刺，清洗13總檢入庫3.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定零件的每個需要加工面的總加工余量已經(jīng)在前面部分確定，查機械工藝手冊，現(xiàn)在確定各工序的加工余量如下：表3-2零件內(nèi)孔工序尺寸表加工面加工內(nèi)容加工余量工序尺寸精度等級表面粗糙度2X 51H

8、7Ra1.6鑄件447CT10粗鏜349IT1012.5半精鏜250IT93.2精鏜151IT81.62X 5IT8Ra1.6鉆4.24.2IT106.3鉸0.85IT81.62X M20X1.5IT8鉆18.5 18.5IT106.3攻1.5M20IT83.26X M8IT8鉆6.76.7IT106.3攻1.3M8IT83.22X 11 IT10Ra6.3鉆1111IT106.32X 22IT10Ra6.3锪2222IT106.3表3-3平面工序尺寸表加工面加工內(nèi)容加工余量工序尺寸表面粗糙度前端面E1粗銑212.5后端面E2粗銑212.5底面 E3Ra6.3粗銑212.5半精銑16.335外

9、圓端面E4Ra6.3粗銑212.5半精銑16.3外圓柱面粗車212.5半精車116.3孔內(nèi)側(cè)平面F2粗銑212.53.4確定切削用量及時間定額工序3:粗銑前后端面1 加工條件工件材料：HT3O0硬度300HBS鑄造;銑床：X51立式銑床(功率4.5KW ； 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用 YG8, ap=2mm, do=4Omm,v=45-65m/min,z=4，f=0.2-0.9mm/z。2 切削用量確定背吃刀量因為加工余量不大，一次加工完成 ap=2mm選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命后刀面最大磨損限度1.5-2.0mm，由于銑刀直徑do=4Omm可查銑刀壽命T=120mino確定切削速度粗銑時

10、 f=0.2-0.9mm/z，取 f=0.3mm/z，取 v=65m/min。ns=1000v =_ =5i7.25r/min 按機床主軸轉(zhuǎn)速取 nw=590r/minn d n 40n dn n 40 590 ,v= =74.14m/min1000 1000f m=fzZnw=0.3 x4X590=708mm/r3 計算工時C= (0.03-0.05 ) d=0.04 x 40=1.6l 0=127mm "=4mm 13=4mmt m=4X127 4 4=3.05min590 0.3工序4:銑底面1 選擇刀具X51 立式銑床的 YG8硬質(zhì)合金端銑刀，ap=2mm,d°=4

11、0mm,v=45-65m/min,z=4，f=0.2-0.9mm/z。2 切削用量確定背吃刀量因為加工余量不大，一次加工完成 ap=2mm 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命d°=40mm可查銑刀壽命后刀面最大磨損限度1.5-2.0mm，由于銑刀直徑T=120miro確定切削速度粗銑時 f=0.2-0.9mm/z，取 f=0.3mm/z，取 v=65m/min。1000vns=n d1000 65=517.25r/min 按機床主軸轉(zhuǎn)速取 nw=590r/minn 40v=n dn =n 40 590 =74.14m/min10001000f m=fzznw=0.3 X 4 X 590=70

12、8mm/r3 計算工時l o=129mm l2=4mm 13=4mm+129 4 4 .t m=0.774min590 0.3工序5:鉆2X11孑L,锪2X22沉頭孔，深度為3mm 鉆11的切削用量及基本工時選擇機床Z525立式鉆床，選取高速鋼麻花鉆 11進(jìn)給量 f=0.08-0.15mm/r，取 f=0.13mm/r切削速度 v=5-12m/mln，取 v=12m/mln機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v = 1000 12 =347.2r/min 選取 nw=392r/mlnn d n x11實際切削速度 Vc=n dnw 二 _U_=13.55m/min10001000基本工時：tm=2X

13、L =2X 衛(wèi) 4_ =0.94minnwf3920.13 锪22的孔，保證孔深3mm刀具的選擇：硬質(zhì)合金帶導(dǎo)柱直柄平底锪孔導(dǎo)柱直徑d=7由于刀具材料與機床鉆孔時完全一樣，則切削速度和進(jìn)給量與鉆孔一致， 基本工時不同。L3+4基本工時：tm2=2X=16.5snwf 3927.13該工序工時 t m=t m1+t m2=0.94 X 60+16.5=72.9s工序6:粗鏜半精鏜精鏜51H7 粗鏜49孔選擇臥式鏜床T611,選取普通高速鋼單刃鏜刀，BH=10mm10mm,L=45nf=2mm切削用量選擇：粗鏜 即=3mm f=0.5mm/r，v=35m/min機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v =1

14、000 35 =227.4r/min 選取 nw=250r/minn d n 49實際切削速度 Vc= n dnw 二 _49 250 =38.5m/min1000 1000計算工時：L =l0 + h + l2=35+4+2=41mmL 41t m1=0.328minnwf 2500.5 半精鏜50孔切削用量選擇：粗鏜 即=2mm f=0.5mm/r，v=40m/min=0.328minL機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v =1000 40 =254.6r/min 選取 nw=250r/min n d n x50計算工時：L =l0 + h + l2=35+4+2=41mm實際切削速度250 =

15、39.3m/min1000 100041250 0.5 精鏜51孔切削用量選擇：粗鏜 即=1mm f=0.2mm/r , v=60m/min機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v =1000 60 =374.5r/min 選取 nw=400r/min n d n 51Lmc=41400 0.2=0.513minn dnw n 51 400 ,實際切削速度Vc=- =64.1m/min1000 1000計算工時：L =l0 + h + l2=35+4+2=41mm該工序工時 t m=2X( t m+t m2+t m3) =2x( 0.328+0.328+0.513 ) =2.338min工序7:鉆鉸5銷

16、釘孔 鉆4.2孑L選擇機床Z525立式鉆床，選取高速鋼麻花鉆 4.2進(jìn)給量 f=0.08-0.15mm/r，取 f=0.13mm/r切削速度 v=5-12m/min，取 v=12m/min機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v =1000 12 =909.5r/min 選取 nw=960r/minn d n* 4.2實際切削速度譏=匚=冗4.2 960=12.67m/min1000 1000切削工時 tm1=2X 丄=2x 3542 =0.66minnwf 960匯0.13 鉸孔至5選擇5鉸刀進(jìn)給量f機=0.6mm/r機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000v =1000 6 =191r/min 選取 nw=27

17、8r/minn d n x 10實際切削速度 vc=n dnw = _I0_=8.73m/min1000 1000切削工時 tm2=2X 丄=2X 35 3 2 =0.48minnwf278 疋 0.6該工序工時 t m=t mi+t m2=0.66+0.48=1.14min工序&鉆6X M8螺紋孔鉆孔6.7立式鉆床Z525,選取高速鋼直柄麻花鉆頭，d°=6.7進(jìn)給量 f=0.47-0.57mm/r，取 f=0.56mm/r切削速度v=5-12m/min，取切削速度v=11m/min,當(dāng)do=6.7mm時，鉆頭后面最 大磨損為0.8，壽命T=35min機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=10

18、00v =1000 11 =522.6r/min 選取 n«=530r/minn d n 6.7實際切削速度6.7 530=11.2m/min1000 1000切削工時L T0 + h+l2=35+4+2=41mmt m=6X 丄=6X41=0.83minnw f530 7.56攻絲機床選擇組合攻絲機，刀具選擇細(xì)柄絲錐進(jìn)給量f :查粗牙普通螺紋，螺距 p=1.25mm因此進(jìn)給量f=1.25mm/r 切削速度v :取v=9.2m/min1000v 1000 9.2 t機床王軸轉(zhuǎn)速 ns=.=366.2r/min 取 n«=420r/minn dn x 8實際切削速度 Vc=

19、n d% = _8 420 =10.6m/min10001000l1 =(1-3)f=3 X 1.25=3.75mmL = l0 + l1+l2 =35+3.75+2=40.75mm切削工時 tm6X 丄=6X=0.47minnwf1.25 漢 420所以本工序用的時間t m=t m+t m2=0.83+0.47=1.3min4. 夾具的設(shè)計4.1.對夾具的基本要求1、保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度 要求。2、 提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效 夾具，以縮短輔助時間，提高

20、生產(chǎn)效率。3、工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維 修.專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng) 設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4、使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。5、 經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外, 還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟分析， 以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟 效益4.2夾具設(shè)計夾具設(shè)計一般在零件的機械加工工藝制定之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制定工藝過程應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以

21、對工藝過程提出修改意見。 夾具設(shè)計質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定的保證工 件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、維護(hù) 容易等為其衡量指標(biāo)，典型夾具設(shè)計的過程如下：1生產(chǎn)批量2零件圖及工序圖3零件工藝規(guī)程4夾具典型結(jié)構(gòu)及其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)要求，本次設(shè)計的，齒輪機座為小批量生產(chǎn)，如果采用專用夾具，可能會造成經(jīng)濟成本的增加，同時對于該零件來講， 形狀為規(guī)則的軸類零件，夾持方 法較為簡單，在多個工序中，只需采用普通機床的夾具即可加工。5.總結(jié)兩個星期的課程設(shè)計將要進(jìn)入尾聲，自從題目布置以后，我便從查閱資料， 設(shè)計工序，到設(shè)計和計算工序尺寸和機械加工余量， 進(jìn)一步設(shè)計和繪制車床離合 齒輪的零件圖，接著設(shè)計和繪制夾具的裝配圖， 通過一系列的設(shè)計過程，使我對 于工藝規(guī)程編制更為了解，為我以后更好地走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。零