毕业设计（论文）-泵体零件机械加工工艺和专用夹具设计.docx

第1章绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铳床，等等，每个步骤就要有详细的数据r,比如粗糙度耍达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，施定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2 机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以卜内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤D计鸵年生产纲领，确定牛产类型。2）分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3）选择毛坯.4）拟订工艺路线。5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6）确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7）确定切削用量及工时定额.8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。9）填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益.在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善.1.3机床夹具概述13.1机床夹具夹具是种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，部机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。1.3.2机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧.1 .机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹索。（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程.定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件而接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位芭精度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供r安全、可靠的加工条件02 .机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀词整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置,°如铳床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铳刀相对丁夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位宜，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镣床夹具（镣模）也具有导向功能。13.3机床夹具在机械加工中的作用在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以卜六个方面。然而，在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求、生产成本和工人操作方面的要求，以达到预期的效果“1 .保证精度用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度,并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具，并且它还是全面质量管理的一个环节。夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。2 .提高劳动生产率使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧,并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。3 .改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便我、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产.4 .降低生产成本在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。5 .保证工艺纪律在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人协解决而难度零件加工的主要工艺手段之一。6 .扩大机床工艺范困这是在生产条件有限的企业中常用的种技术改造措施.如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较发杂的成形面。1.4机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提而,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.4.1 机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种己占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MO,成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生.产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用精密加工的高精度机床夹具4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.4.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精福化随着机械产品精度的日益提富，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达土0：用丁精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m:精密心轴的同轴度公差可控制在1.m内：乂如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达02pm0.5m°高效化高效化夹具主要用来诚少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铳床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右：在车床上使用的高速一:爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为9000rmin的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要仃：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面.在制订典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB,T2148-T22591以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低牛产总成木。第2章工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目所绐的零件是泵体穿件,泵体是机器的基础零件,其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协谕工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。2.1.2 零件的工艺分析泵体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较而,此外还有泵体小端面端要求加工,对精度要求也很高。零件的底面、中心孔6OII7孑Um糙度要求部是Ra1.6,所以都要求精加工。其中心孔60H7孔有同轴图2-1泉体1件图度公差要求因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.1.3 零件的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设汁和工艺是密切相关的,又是相辅相成的.设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。该加工有七个加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面：孔系加工包括大、小头孔、小孔。1 .以平面为主有：1)泵体零件底面的粗、精铳加工，其粗植度要求是网=3.2：2)泵体小端面的粗、精铳加工，其粗糙度要求是&=3.2。2 .孔系加工有：1.)60H7粗、精镀加工,其表面粗略度要求是曲=3.2：2)15H7的小孔钻铁加工，其粗糙度要求是a=3.2零件毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在I-3mm,结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产收是中批地生产.上面主要是对零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。2.2 毛坏的选择根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁,零件形状为非圆柱体，且属丁大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省科。2.3 加工工艺过程由以上分析可知，该零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以各尺寸精度.由上面的些技术条件分析得知：零件的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。2.4 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到班计要求，而且耍有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工艺来说，应选能够满足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因崇。在满足精度要求及生产率的条件下，应选价钱合适的机床.2.4.1 影响加工方法的因素<>要考虑加工表面的精度和表面质员要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。根据生产类型选择，在大批批生产中可专用的高效率的设备。在单件小批地生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批氏生产时，采用钻、扩、校加工方法：而在大批量生产时采用拉削加工。（3）