注漿泵曲軸箱的工藝規(guī)程和機床夾具

1、畢業(yè)設(shè)計題目：設(shè)計BW150注漿泵曲軸箱的工藝規(guī)程和機床夾具系別：專業(yè)：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：日期：目錄摘要緒論一、零件的分析1、零件的作用2、零件的工藝分析二、確定毛坯、畫毛坯一零件合圖1、確定毛胚的制造形式及材料2、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定三、工藝規(guī)程設(shè)計1、定位基準(zhǔn)的選擇2、制定工藝路線3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具四、夾具設(shè)計參考文獻摘要鉆探用泵是鉆探設(shè)備的重要組成部分之一。鉆探用泵主要是洗孔用泵，在我國地礦部的部頒標(biāo)準(zhǔn)定為泥漿泵，泵的形式定為往復(fù)式泵。在鉆探施工中，泥漿泵擔(dān)負(fù)著向孔內(nèi)輸送清洗液，并能使其在孔內(nèi)循環(huán)的作用。在某些特種工序中還用泥漿泵向孔內(nèi)灌注水泥漿等物質(zhì)。

2、曲軸箱作為泥漿泵的重要組成部分，其加工精度對泥漿泵的工作效率起到至關(guān)重要的影響。左右斷面上曲軸孔與齒輪傳遞軸孔的加工與前端面上三個活塞孔的加工是本次零件加工的重點。緒論機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（泥漿泵曲軸箱體）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機

3、會，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中有不足之處，望各位老師多加指教。一、零件的分析1、零件的作用箱體類是機器或部件的基礎(chǔ)零件，它將機器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運動或動力。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機器或部件的精度、性能和使用壽命。2、零件的工藝分析由曲軸箱零件圖得知，其材料為HT20Q該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。箱體類零件是機器和其他部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)的軸、軸承、套、和齒輪等零件按一定的相對關(guān)聯(lián)為一體，使它們保持正確的

4、相對位置，能按一定的傳動關(guān)系彼此協(xié)調(diào)地運動。該零件上的主要加工面為曲軸箱下底面、兩側(cè)面、前端面、后端面、2一小150和2一680的孔的內(nèi)表面、3690和3680孑L的內(nèi)表面等。曲軸箱的下表面的平面度0.1mm直接影響曲軸箱與變速箱的相對安裝精度。曲軸箱兩側(cè)面的距離的尺寸精度410±0.315和348±0.285將影響軸承端蓋的安裝從而影響曲軸與齒輪軸的運轉(zhuǎn)。曲軸箱的前端面的表面粗糙度為IT10,對后續(xù)3-690孔的加工精度有直接的影響。曲軸箱后端面的表面粗糙度為IT10，對與曲軸箱后蓋的密封效果有著直接的影響。平面度為0.08，直接影響與曲軸箱與曲軸箱后蓋的接觸精度。2一6

5、150孔的同軸度小0.03mm與曲軸箱中軸線的垂直度為0.1mm,對后續(xù)曲軸的安裝和運轉(zhuǎn)有重要的影響。2-680孔的同軸度為60.025mm影響齒輪軸的安裝。與26150孔的中軸線的平行的為0.08mm，兩軸線的空間距離162±0.05，從而影響齒輪與曲軸齒輪的嚙合精度。3690和3680孔的內(nèi)表面圓度同為0.019mm表面粗糙度為IT10,這位后續(xù)的安裝提供條件。3孔的中心線的平行度為0.1mm這將對活塞在缸體內(nèi)的相對運動有重要影響。支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都較高。因為要裝軸承，所以應(yīng)具有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度，否則將會影響軸承外圈與孔的配合精度，使軸的回

6、轉(zhuǎn)精度降低。為使軸、軸承能順利裝配，確保正常運轉(zhuǎn)，同一軸的各孔間都有一定的同軸度要求。有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔應(yīng)具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否則齒輪嚙合精度降低，產(chǎn)生振動、噪音，使用壽命下降。由參考文獻【1】中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。二、確定毛坯、畫毛坯零件合圖1、確定毛胚的制造形式及材料考慮到軸承在運動時的偏心載荷產(chǎn)生的振動，為保證零件工作可靠，零件采用吸振性，穩(wěn)定性較好，切削加工性能好，價格也比較低廉的鑄鐵HT200。由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。2、

7、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)頂面和底面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面和底面加工分粗、精銃加工。各工步余量如下：粗銃：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-23。其余量值規(guī)定為2.73.5mm,現(xiàn)取3mm表7-27粗銃平面時厚度偏差取-0.28mm。精銃：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-24。其余量值規(guī)定為0.81.0mm,現(xiàn)取1mm鑄造毛坯的基本尺寸為474+3+3+1+1=482mm根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5,鑄件尺寸公差等級選用CT7,可得鑄件尺寸公差為1.6mm毛坯的名義尺寸為：474+3+3+1+1=482mm毛坯最小尺寸為：482-0.8=481.2mm毛坯最

8、大尺寸為：482+0.8=482.8mm粗銃后最大尺寸為：474+1+1=476mm粗銃后最小尺寸為：476-0.28=475.72mm精銃后尺寸與零件圖尺寸相同，即474mm(2)、兩工藝孔軻2在027mm。毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為IT8,表面粗糙度要求為6.3Nm。參照機械加工工藝手冊表2.3-47,表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：鉆孑L:11mm擴孔：*11.85mm2Z=0.85mm(Z為單邊余量)錢孔：12H82Z=0.15mm(3)、兩側(cè)啊50mm、180mm和420mm三孔端面加工余量。由工序要求，兩側(cè)兩側(cè)*150mm>®80mm和420mm三

9、孔端面需進行粗、精銃加工。各工序余量如下:粗銃：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-23。其余量值規(guī)定為2.02.7mm,現(xiàn)取2.5mm表7-27粗銃平面時厚度偏差取-0.22mm。精銃：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-24。其余量值規(guī)定為0.81.0mm,現(xiàn)取1mm鑄件毛坯的基本尺寸分別為：410+2.5+2.5+1+1=417mm348+2.5+2.5+1+1=455mm根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5,鑄件尺寸公差等級選用CT7,可得鑄件尺寸公差為1.4mm和1.2mm則兩側(cè)面毛坯名義尺寸分別為：410+2.5+2.5+1+1=417mm348+2.5+2.5+1+1=355mm毛坯

10、最小尺寸分別為：417-0.7=416.3mm355-0.6=354.4mm毛坯最大尺寸分別為：417+0.7=417.7mm355+0.6=355.6mm粗銃后最大尺寸分別為：410+2.5+2.5=415mm348+2.5+2.5=353mm粗銃后最小尺寸分別為：415-0.22=414.78mm353-0.22=352.78mm精銃后尺寸與零件圖尺寸相同，即410A.315mm和3480.285mm(4)、頂面8螺孔M16毛坯為實心，不沖孔。參照機械加工工藝手冊表2.3-71,現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：鉆孔：15mm攻絲：M16(5)、頂面3個孔*8000.046mm根據(jù)工序要求，頂

11、面3個孔的加工分為粗鏈、半精鏈、精鍵三個工序完成，各工序余量如下：粗鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為2.0mm;半精鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為1.0mm精鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為0.3mm鑄件毛坯的基本尺寸分別為：毛坯基本尺寸為80-2-1-0.3=76.7mm根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5,鑄件尺寸公差等級選用CT7,可得鑄件尺寸公差為1.1mm毛坯名義尺寸為帕0-2-1-0.3=476.7mm；毛坯最大尺寸為476.7mm+0.55=177.25mm；毛坯最小尺寸為476.7mm-0.55=476.15m

12、m;粗鏈工序尺寸為478.7mm；半精鏈工序尺寸為179.7mm；精鏈后尺寸與零件圖尺寸相同，即*8000.046mm。(6)、頂面3個孔帕。芳87mm根據(jù)工序要求，頂面3個孔的加工分為粗鏈、半精鏈、精鍵三個工序完成，各工序余量如下：粗鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為2.0mm；半精鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為1.3mm精鎮(zhèn)：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為0.3mm鑄件毛坯的基本尺寸分別為：毛坯基本尺寸為490-2-1.3-0.3=186.4mm；根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5,鑄件尺寸公差等級選用CT7,可得鑄件尺寸公

13、差為1.1mm毛坯名義尺寸為帕0-2-1.3-0.3=486.4mm；毛坯最大尺寸為86.4mm+0.55=86.95mm；毛坯最小尺寸為486.4mm-0.55=485.85mm；粗鏈工序尺寸為帕8.4mm；半精鏈工序尺寸為帕9.7mm；精鏈后尺寸與零件圖尺寸相同，即如000.087mm。(7)、兩側(cè)*15000.063mm、800003mm兩孔根據(jù)工序要求，兩側(cè)6150mm、680mm兩孔的加工分為粗鏈、半精鏈、精鏈三個工序完成，各工序余量如下：粗鎮(zhèn)：M50mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為：2.0mm帕0mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為：

14、2.0mm半精鏈：物50mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為1.5mm1比0mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為1.0mm精鏈：4150mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為0.3mm080mm孔，參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-13,其余量值為0.3mm鑄件毛坯的基本尺寸分別為：啊50mm孔毛坯基本尺寸為軻50-2-1.5-0.3=啊46.2mm;480mm孔毛坯基本尺寸為480-2-1.0-0.3=*76.7mm;根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5,鑄件尺寸公差等級選用CT7,可得鑄件尺寸公差為1.2mm1.1mm150m

15、m孔毛坯名義尺寸為何50-2-1.5-0.3=則46.2mm;毛坯最大尺寸為*146.2+0.6=*146.8mm；毛坯最小尺寸為軻46.2-0.6=軻45.6mm；粗鏈工序尺寸為*148.8mm；半精鏈工序尺寸為啊49.7mm；精鏈后尺寸與零件圖尺寸相同，即*15000.063mmo帕0mm孔毛坯名義尺寸為180-2-1.0-0.3=輔6.7mm;毛坯最大尺寸為©76.7+0.55=©77.25mm;毛坯最小尺寸為*76.7-0.55=476.15mm；粗鏈工序尺寸為478.7mm；半精鏈工序尺寸為479.7mm；精鏈后尺寸與零件圖尺寸相同，即帕000.03mmo(8)、

16、兩側(cè)4個M12-7H螺孔和4個M10-7向孔毛坯為實心，不沖孔。參照機械加工工藝手冊表2.3-71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為：M12-7H螺孔鉆孔：10.2mm攻絲：M12-7HM10-7H螺孔鉆孔：8.5mm攻絲：M10-7H(9)、窺視窗上8個M8-7H螺孔毛坯為實心，不沖孔。參照機械加工工藝手冊表2.3-71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為：M8-7H螺孔鉆孔：6.8mm攻絲：M8-7H(10)、底面上12個M10-7H螺孔毛坯為實心，不沖孔。參照機械加工工藝手冊表2.3-71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為：M10-7H螺孔鉆孔：8.5mm攻絲：M10-7H三、工藝規(guī)程設(shè)計1、定位基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇

17、粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：A、保證各重要支承孔的加工余量均勻；B、保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇曲軸箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以曲軸箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。（2）精基準(zhǔn)的選擇從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)

18、能保證曲軸箱箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從曲軸箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是曲軸箱箱體的裝配基準(zhǔn)，但因為它與曲軸箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。2、制定工藝路線本次畢業(yè)設(shè)計是對BW15肝漿泵曲軸箱的工藝規(guī)程和機床夾具的設(shè)計，對其設(shè)計方案的確定最重要的就是對其機械加工工藝路線的確定，其

19、次就是夾具的設(shè)計。制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。夾具方面可以考慮采用通用機床配以專用夾具，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。根據(jù)以上分析選定以下加工工藝路線方案:工序號工序內(nèi)容鑄造時效涂漆10銑以曲軸箱德的后端面為基準(zhǔn)，粗銑曲軸箱下底面，預(yù)留半精加工余量1.5mm粗銃和半精銃上表面632上表面20銑以曲軸箱下表面為基準(zhǔn)，粗銑曲軸箱前端面與后端面，曲軸箱左右兩側(cè)小190,6126的端面，預(yù)留半精加工余量1.5mm30銑以曲軸箱后端面為基準(zhǔn)，半精銑，精銑曲軸箱下表面40鉆以曲軸箱后端面為基

20、準(zhǔn)，鉆下表面4-617通孔以及刮平4-630沉孔50銑以曲軸箱下表面為基準(zhǔn)，半精銑，精銑曲軸箱前后端面，2-R15凸臺，左右兩側(cè)（1）190,6126端面60銑以曲軸箱右側(cè)190端面為基準(zhǔn)，粗銑，半精銑窺視窗上表面70鏜以曲軸箱下表面為基準(zhǔn)，粗鏜150，80兩孔以及前端面3-690,3-680內(nèi)孔，預(yù)留半精鎮(zhèn)余量1.5mm80鏜以曲軸箱下表面為基準(zhǔn)，半精鏈，精鏈（1）150,680兩內(nèi)孔和前端面3-690,3-680內(nèi)孔并孔口倒角1X4590鉆鉆M20X1.5-7H日勺孔，以底平聞為地為基準(zhǔn)100鉆鉆8-M8-7H深10孔深12日勺孔，以底平聞為定位基準(zhǔn)110鉆鉆12-M10-7H深13孔深1

21、6的孔，以右端面為定位基準(zhǔn)120鉆鉆8-GM1琳34孔深38,M16-7H,M8-7H的孔，并對M1©M8的孔口倒角1X45°,以左端面為定位基準(zhǔn)130鉆鉆4-M12-7H深17孑L深20（2組），4-M10-7H深17孔深20（2組），（|）22,616.5,3-616的孔，并對箱體邊緣小22,小16的孔分別倒角0.5X450和1X45°,以箱體的兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)140攻攻M20X1.5-7H的螺紋，以底平面為地為基準(zhǔn)150攻攻8-M8-7H深10孔深12的螺紋，以底平面為定位基準(zhǔn)160攻攻12-M10-7H深13孔深16的螺紋，以右端面為定位基準(zhǔn)170攻攻8-

22、GM16深34孔深38,M16-7H,M8-7H的螺紋，以左端面為定位基準(zhǔn)180攻攻4-M12-7H深17孔深20（2組）,4-M10-7H深17孔深20（2組的螺紋以箱體兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)）190去毛刺200檢驗210入庫3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，專用機床為輔的流水生產(chǎn)線。工件在機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。銑削平面時，由于該加工對象箱體六面均有加工表面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥銃，選用X62W（參考文獻1表3.1-73）。選擇直徑D為620

23、0mm勺C類可轉(zhuǎn)位面銃刀（參考文獻1表4.4-40）、專用夾具和游標(biāo)卡尺。鎮(zhèn)各主要孔系時均采用臥式雙面組合鍵床，選擇功率為1.5KW的仃A20鏈削頭（參考文獻1表3.2-44）.選擇鏜通孔的鏜刀、精鏜刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。鉆削各表面孔系時，選用搖臂鉆床Z3025（參考文獻1表3.1-30）,選用錐柄麻花鉆，專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺和塞規(guī)。刮4-630mnff面選用直徑為630mm帶可換導(dǎo)柱錐柄平底金忽鉆。螺孔攻螺紋選用搖臂鉆，采用機用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)4、加工工藝設(shè)計鉆肖(J小190mms面的4M124g紋孔工序。孔和孔的定位位置尺寸如1170mm位置精度小0.4mm的位

24、置要求均有鉆摸保證。參考文獻1表2.4-38，并參考Z3025機床說明書，取鉆削進給量？=0.4mm/r。參考文獻1表2.4-41,用插入法求得鉆孔的卻削速度v=0.445m/s=26.7m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/7td=1000X26.7/3.14X10r/min=850r/min參考文獻1表2.4-69,得：F?=9.81X42.7d0?K(N)M=9.81X0.021d?K(N-m)分別求出鉆小10孔的F?和M如下:F?=9.81X42.7X10X0.4X1=2012NM=9.81X0.021X10X0.4X1=9.89N-m它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的

25、最大扭轉(zhuǎn)力矩196N?m，故機床剛度足夠。四、夾具設(shè)計該工序采用蓋板式鉆摸，它的特點是定位元件、鉆套均設(shè)在鉆摸板上。它常用于床身、箱體等大型工件上的孔系加工，加工小孔的蓋板式鉆摸，因鉆削力矩小，所需夾緊力較小。加工對象：本次設(shè)計的夾具為鉆削小190mm®面的4M12螺紋孔。該夾具適用于Z3025搖臂鉆。確定設(shè)計方案：這道工序所加工的孔均在小190mms面上，且與小190mms面相垂直。按照基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)以小150孔的內(nèi)壁與小190端面為定位面。1、定位元件為了使工件在夾具中獲得唯一確定的位置，就需要在夾具上合理設(shè)計出定位件，使工件的定位基準(zhǔn)與定位元件緊貼接觸。在此工序使用的夾具中，以鉆模板后端面上的小170凸臺端面、短軸小150與旋轉(zhuǎn)定位銷為定位元件。小170凸臺端面：此定位面與工件小190mmS面緊貼接觸，限制了夾具在X、Y方向上的轉(zhuǎn)動，Z方向上的移動。共限制了三個自由度短軸6150:與已鎮(zhèn)孔6150的內(nèi)表面緊貼接觸，限制夾具在X、Y方向上移動，它限制了兩個自由度。旋轉(zhuǎn)定位銷：它與曲軸箱內(nèi)腔114凹槽的下