0032-液壓泵殼體加工工藝及鉆床夾具設計（全套CAD圖）,液壓泵,殼體,加工,工藝,鉆床,夾具,設計,全套,cad 課 程 設 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。 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KTH350－10，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. 側面槽44×28mm的粗糙度為12.5。 3. 內孔Φ48mm的內壁粗糙度為6.3。 4. 內孔Φ30mm的內壁粗糙度為6.3。 第二章 工藝規(guī)程的設計 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，零件結構復雜生產類型為大批量生產，故宜選用金屬型鑄造，查《機械加工工藝設計簡明手冊》P516 ,選用可鍛鑄鐵尺寸公差等級為C7～8，本設計中選用8級。 2. 確定鑄件加工余量及形狀 查《機械加工工藝設計簡明手冊》P509，可知孔徑小于Φ10mm的鑄件將不予鑄出。 孔徑大于Φ10mm時，查《機械加工工藝設計簡明手冊》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)；由于本設計中零件為組建且為大批量生產，則加工頂面時C=0.65，加工側表面及地面時C=0.45. 鑄件中孔φ30mm的加工余量e=0.45×89×66＝2.13mm 上表面的加工余量e＝0.65×89×89＝3.13mm 鑄件中φ84mm下表面加工余量e＝0.65×89×84＝3.10mm 上表面孔的加工余量e＝0.45×89×40=1.92mm 3. 繪制鑄件毛坯圖（見附圖） 二. 加工工藝規(guī)程的設計 （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φ84mm的下表面，以φ27.86mm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“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φ27.86mm的孔的軸線作為輔助定位精基準。 （二）制定工藝路線 根據零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的要求等技術要求，以及技工方法所能達到的經濟精度，除此之外還應當考慮到經濟效果，以便生產成本盡量降低。 查《機械加工工藝設計簡明手冊》P404，可知選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序Ⅰ 對鑄件進行時效處理，消除內應力。 工序Ⅱ 對鑄件進行整形。 工序Ⅲ 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Ⅳ 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Ⅴ 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Ⅵ 粗銑側表面槽，以φ30mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為44mm×28mm，采用X51立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ 鉆44mm×28mm側表面槽上的孔。保證尺寸為φ8mm，孔深度30mm。 鉆2×φ4mm（要加工內螺紋的孔）的兩個以φ8mm軸線對稱的孔，以上表面φ12mm的軸線為粗基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅷ 擴側表面槽上的孔φ8mm，保證尺寸為φ12mm，深度為8mm，以上表面孔φ12mm的軸線為基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅸ 擴φ30mm×30mm側表面孔φ10.08mm以上表面孔φ12mm的軸線為粗基準。 擴φ30mm×30mm側表面孔φ12mm，保證尺寸為φ20mm，深度為12mm，采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅹ 鉆下表面四個孔，保證尺寸為4×φ7mm，以下表面為精基準，以φ30mm的軸線為輔助基準，采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅺ 擴φ27.86mm的孔至尺寸為φ30H7，以下表面為精基準，以軸線為輔助基準。擴φ30H7mm的孔至尺寸為φ48H7mm，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Ⅻ 锪平上表面對應的下表面的沉孔，保證尺寸為6×φ14mm。以6×φ7mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序XIII 锪平下表面對應的上表面的沉孔，保證尺寸為4×φ16mm。以4×φ7mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序XIV 攻上表面內孔螺紋，保證尺寸為M6。以φ30mm的軸線為基準。采用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序XV 攻側表面槽兩個內孔螺紋，保證尺寸為2×M6。以該側表面的軸線φ12mm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. 內圓柱供需尺寸： 前面根據資料，已經初步確定各個內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 內容 加工 余量 精度 等級 工序 尺寸 表面粗 糙度 6×φ7 鉆 － 13 6×φ7 25 φ12（上表面） 鉆 1.92 13 φ12 25 M6 鉆 － 13 φ4 25 攻螺紋 2.00 10 M6 6.3 φ8（側表面槽） 鉆 － 13 φ8 25 φ12（側表面槽） 擴 4.0 10 φ12 12.5 φ12（另側面槽） 鉆 1.92 13 φ12 25 φ20（另側面槽） 擴 8.0 11 φ20 12.5 4×φ7 鉆 － 12 4×φ7 12.5 6×φ12 锪 － 13 6×φ14 25 4×φ16 锪 － 13 4×φ16 25 φ30H7 鑄 － CT8 φ27.86±0.8 25 擴 2.14 7 φ30 6.3 φ48H7 鑄 － CT8 φ30 625 擴 20.14 7 φ48 6.3 平面工序尺寸： 工序 號 工序 內容 加工 余量 基本 尺寸 經濟 精度 工序基本偏差 10 鑄件 1.6 － CT8 ±0.8 30 粗銑上表面 3.13 8 11 40 粗銑下表面 3.10 8 13 60 銑側表面槽 5.0 28 11 ±0.065 （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：KTH350－10，б＝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《課程設計指導書》P99，可知刀具為YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90mm,深度ap≤6mm,齒數(shù)z=12,故根據《機械加工工藝設計簡明手冊》P1080，取刀具直徑d0=125mm。根據《切削用量手冊》表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=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《切削用量手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw，據《機械加工工藝設計簡明手冊》，查得： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據《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《機械加工工藝設計簡明手冊》）。 4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據《切削用量手冊》表3.16，當d0=125mm，Z=12，ap≤3.13mm，fz≤0.18mm/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)據代入公式： 確定機床主軸轉速： 。 根據《課程設計指導書》P94，選擇主軸轉速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/min f zc=v fc/ncz=390/380×12 mm/z=0.09mm/z 5)校驗機床功率 根據《機械加工工藝設計簡明手冊》P1260，可知n＝380/60＝6.33r/s,根據機床使用說明書，可知： 主軸允許功率Pcm=92.4×10×d×a×f×a×z×n×k ＝92.4×10×125×72×0.18×3.13×6.33×1＝1.045kw 查《課程設計指導書》P94，可知，P＝4.5kw，而P＝P×η＝4.5×0.75＝3.375kw，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《課程設計指導書》P132，可知基本時間計算公式： tm＝ 式中 d－銑刀直徑 2～5mm 由上可知：l=89mm,a=72mm,d=125mm,f=0.09mm/z,z=12, =3.5mm,mm 則：tm＝min 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6×φ7mm和為加工內螺紋做準備的孔φ4mm,以及孔φ12mm，以下表面為精基準。 1. 選擇鉆頭 根據《課程設計指導書》P108和《機械加工工藝設計簡明手冊》P1020，可知選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆6×φ7mm時do=7mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝16°，二重刃長度bε=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《課程設計指導書》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f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。 查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。 查《機械制造工藝與機床夾具》P341,鉆頭消耗功率： Pc=（kw）。 ＝ 查《課程設計指導書》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。 機床主軸轉速： 查《課程設計指導書》P91，可取主軸轉速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)據代入公式得： 4、鉆φ4mm和φ12mm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 粗銑側表面槽，以φ30mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為44mm×28mm，深度為5mm。 1. 刀具選擇：查《機械加工工藝設計簡明手冊》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《課程設計指導書》P103，可選取 ,現(xiàn)采用立式銑床，根據《課程設計指導書》P94，可選取，故實際切削速度： 當時，工作臺每分鐘的進給量應為： 查《課程設計指導書》P94，可選取 4. 計算切削工時： 查《課程設計指導書》P94，可知： 式中 ，取 將以上數(shù)據代入公式： 工序VII 鉆側表面槽上的孔φ8mm，和兩個要加工螺紋的孔φ4mm。 1. 刀具選擇：查《機械加工工藝設計簡明手冊》P1021，可取鉆頭直徑d=8mm,棱帶長度L=37mm,總長l=79mm，橫刃長度k＝1.35mm, °，°，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《課程設計指導書》P108，可選取。 （2）. 后刀面最大磨損限度（查《機械制造工藝設計簡明手冊》）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 ①．查《切削用量手冊》當 do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。 查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。 ②.查《機械制造工藝與機床夾具》P341,鉆頭消耗功率： Pc=（kw）。 ＝ 查《課程設計指導書》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。 機床主軸轉速： 查《課程設計指導書》P91，可取主軸轉速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)據代入公式得： 4.加工2×φ4mm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 擴側面槽上的孔φ8mm，以上表面孔φ12mm的軸線為基準，保證尺寸為φ12mm，深度為8mm。 1. 查《機械加工工藝設計簡明手冊》P1036，選取φ12mm的標準硬質合金擴孔鉆，總長度L＝182mm，棱帶長度K＝101mm，β＝。 2. 查《機械加工工藝設計簡明手冊》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《課程設計指導書》P91，選取 3、計算工時 式中 鉆盲孔時 由上φ12mm為盲孔可知取0。 以上數(shù)據代入公式得： 工序IX 擴30mm×30mm側表面上的孔φ10.06mm，保證尺寸為 φ12mm，深度為36mm，擴30mm×30mm側表面上的孔φ12mm至尺寸為φ20mm,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4×φ7mm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φ27.86mm，以下表面為加工基準，保證尺寸為φ30H7mm的通孔。 1. 查《機械加工工藝設計簡明手冊》P1036，選取φ30mm的標準硬質合金擴孔鉆，總長度L＝296mm，棱帶長度K＝175mm，β＝ 2. 查《機械加工工藝設計簡明手冊》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《課程設計指導書》P91，選取 3. 計算工時 式中 鉆盲孔時 由上φ12mm為盲孔可知取2.5mm。 以上數(shù)據代入公式得： 4. 擴孔φ30mm，以下表面為加工基準，保證尺寸為φ48H7mm的通孔。 ①.查《機械加工工藝設計簡明手冊》P1037，選取φ48mm的標準高速鋼擴孔鉆，總長度L＝369mm，棱帶長度K＝220mm，β＝ ②.查《機械加工工藝設計簡明手冊》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《課程設計指導書》P91，選取 3、計算工時 式中 鉆盲孔時 由上φ12mm為盲孔可知取0。 以上數(shù)據代入公式得： 工序XII 锪平上表面對應的下表面的六個沉孔。以6×φ7mm的軸線為基準，保證尺寸為6×φ14mm。 1. 刀具選擇：查《金屬切削手冊》P7-64，可取D＝14mm的帶導桿直柄端面锪鉆z＝4。 2. 選擇切削用量 ①.確定進給量 根據加工要求確定進給量，查《切削用量手冊》可選取 ②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T＝45min。 ③.切削速度 根據資料切削速度，其中用鉆頭鉆同樣實心孔的切削速度，又 則 根據《課程設計指導書》P91，選取 3.計算工時，查《課程設計指導書》P117，可知： 式中 以上數(shù)據代入公式得： 工序XIII 锪平下表面對應的上表面的4×φ16mm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的內螺紋孔，以φ30H7mm的軸線為基準，保證尺寸為M6×1。 1. 機床的選擇：Z525。 2. 刀具選擇：絲錐M6，P＝1mm。 3. 切削用量選擇：，機床主軸轉速為，查《課程設計指導書》P91，選取，則實際的切削速度為。 4. 計算工時： 工序XV 攻側表面槽上2×M6的內螺紋孔，以該表面 φ12mm的孔的軸線為基準，保證尺寸為2×M6。 切削用量與時間定額及其計算過程和工序XIV相同。 第三章 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，提高工件精度，需要設計專用的夾具。經過老師悉心的指導，決定在第十一道工序－擴φ27.86mm至φ30H7mm設計專用加工夾具。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，在此基礎上能一定程度上提高勞動效率，降低勞動強度。 二.夾具的設計 1. 定位基準的選擇 考慮道工序的結構，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，故在擴孔時需要設置一鉆套來引導鉆頭擴孔。 ①.鉆套的選擇 鉆套內徑與刀具之間應保證由一定的間隙，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。 ②鉆套的尺寸 由手冊查得φ30擴孔鉆按照GB1141－84，查得尺寸為 φ，即擴孔鉆的最大極限尺寸為φ29.98mm，故擴孔時用的引導孔內徑為φ30F7（）。 查《課程設計指導書》P181，繪制鉆套零件（見夾具圖） 3. 定位銷的選擇 查《機械夾具設計手冊》P178，可選取GB2203－80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量 由已知加工孔φ30mm時以下表面為工序精基準，以下表面4×φ7mm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。 ①.確定定位銷中心距及尺寸誤差 取，故定位銷中心距為76±0.025mm， 查《機械制圖》P261，可取其中一個孔的定位用第三系列螺栓M7×1粗牙。 ②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B＝d－1＝7－1＝6mm。 ③.確定削邊銷的直徑尺寸公差 取補償值： 則 所以，削邊銷與孔的配合h6，其下偏差為－0.009mm削邊銷直徑為，則即直徑為φ。 ⑤計算定位誤差 基準不重合誤差：由于定位基準與工序基準重合，則基準不重合誤差為0。即。 基準位移誤差： 轉角誤差： ，雙向轉角誤差為。 5. 夾緊力的計算 由工序XI可知 則 計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內： 安全系數(shù)為 式中 為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷削系數(shù)1.1 則 查《機床夾具設計手冊》P193和P196，夾具單斜楔塊雙頭導向增力比公式為 式中，取 則 故所需的夾緊力 6. 夾具圖及其操作（見附圖） 第四章 參考文獻 參考文獻： 《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益明主編 機械工業(yè)出版社 《切削用量簡明手冊》第3版 艾興，肖詩綱主編 機械工業(yè)出版社 《機械制造技術基礎課程設計指導書》 《機械制造工藝與機床夾具》 劉守勇主編 機械工業(yè)出版社 《機械制圖》 金大鷹主編 機械工業(yè)出版社 《機床夾具設計手冊》 楊黎明主編 國防工業(yè)出版社 《機械制造技術基礎》 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 《金屬切削手冊》第2版 上海市技術切削技術協(xié)會主編 上?？茖W技術出版社 《機械加工工藝設計簡明手冊》 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社 第五章 總結 總 結 為期三周的機械制造課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，我組的同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造技術基礎》、《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 27