液压泵盖的工艺规程及钻孔的夹具设计

-1-课程设计题目名称液压泵盖的工艺规程及钻孔的夹具设计课程名称汽车制造工艺学课程设计学生姓名李鹏学号0741126074系、专业机械与能源工程系07车辆工程指导教师唐宁2010年9月26日-2-邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业07车辆工程学生姓名李鹏学号0741126074题目名称设计填料箱盖零件的机械加工工艺规程及加工Φ60H8孔的夹具设计时间2010．9．6—2010．9．26课程名称汽车制造工艺学课程设计课程编号设计地点1A808一、课程设计（论文）目的（1）能熟练应用汽车制造工艺学课程的基本理论以及在实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧及工艺践线安排、工艺尺寸确定和夹具设计等问题，保证零件的加工质量。（2）提高产品结构设计能力。（3）学会使用手册及图表资料。二、已知技术参数和条件1、填料箱盖产品图；2、Φ60H8孔-3-三、任务和要求（1）应用计算机绘制给定的产品图。（2）完成给定的产品图1的加工工艺规程设计及某二道工序过程卡。（3）完成给定的产品图工艺过程某道工序的机床的夹具装配图。（4）完成机床夹具的零件图。（5）完成课程设计说明书。注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、夹具设计手册2、机械制造工艺手册3、课程设计指导书4、在相关工厂已完成了生产实习五、进度安排9月6日：明确设计任务，收集有关资料；9月7日——9月11日：工艺方案设计和指定工序夹具方案设计；9月12日——9月18日：工艺规程设计、工序设计和夹具装配绘制；9月19日——9月22日：夹具零件图绘；9月23日——9月24日：设计说明书撰写9月25日：答辩；9月26日：整理课程设计资料归档。-4-六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年月日七、主管教学主任意见主管主任（签字）：年月日八、备注指导教师（签字）：唐林学生（签字）：李鹏-5-目录1零件的分析…………………………………………………………………………11.1零件的作用………………………………………………………………………1.2零件的工艺分析…………………………………………………………………2工艺设计……………………………………………………………………………2.1毛坯的制造形式………………………………………………………………2.2基准面的选择……………………………………………………………………2.2.1粗基准的选择…………………………………………………………………2.2.2精基准的选择…………………………………………………………………2.3制订工艺路线……………………………………………………………………2.3.1工艺线路方案一………………………………………………………………2.3.2工艺路线方案二………………………………………………………………2.3.3工艺方案的比较与分析………………………………………………………2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………………………2.5确定切削用量……………………………………………………………………3专用夹具设计………………………………………………………………………3.1问题的指出………………………………………………………………………3.2夹具设计…………………………………………………………………………3.2.1定位基准的选择………………………………………………………………3.2.2切削力及夹紧力的计算………………………………………………………3.3定位误差的分析…………………………………………………………………3.4夹具设计及操作的简要说明……………………………………………………心得体会………………………………………………………………………………参考资料………………………………………………………………………………-6-1零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖，其主要作用是保证箱体的密封性，原理是配合轴的使用，使箱体达到在工作时油液不渗漏的目标。1.2零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求[4]1.以ф65H5（0013.0）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为ф65h5（0013.0）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为ф80的与ф65h5（0013.0）相接的肩面,尺寸为ф100f8(036.0090.0)与ф65h5（0013.0）同轴度为0.025的面.尺寸为ф60H8(046.00)与ф65h5（0013.0）同轴度为0.025的孔。2.以ф60H8(046.00)孔为中心的加工表面。尺寸为78与ф60H8(046.00)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3.以ф60H8(046.00)孔为中心均匀分布的12孔,6×ф13.5,4×M10-6H深20孔深24及4×M10-6H。4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求。2工艺设计2.1毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。零件轮廓尺寸不大，采用铸造成型，对于提高生产率，保证加工精度方面都有现实意义。2.2基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准选择的正确与否，是保证加工精度的关键。2.2.1粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为-7-了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。2.2.2精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。2.3制订工艺路线2.3.1工艺线路方案一工序Ⅰ铣削左右两端面。工序Ⅱ粗车ф65，ф80，ф100，ф75，ф155外圆及倒角。车7.5槽工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，扩ф47孔。工序Ⅳ钻6×ф13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8孔。工序Ⅶ铣ф60孔底面工序Ⅷ磨ф60孔底面。工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。工序Ⅹ研磨ф60孔底面。工序Ⅺ终检。2.3.2工艺路线方案二工序Ⅰ车削左右两端面。工序Ⅱ粗车ф65，ф80，ф75，ф155外圆及倒角。工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，扩ф47孔。工序Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.工序Ⅴ粗、精、细镗ф60H8孔。工序Ⅵ铣ф60孔底面工序Ⅶ孔底面工序Ⅷ镗ф60孔底面沟槽。工序Ⅸ研磨ф60孔底面。工序Ⅹ钻6×ф13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹-8-工序Ⅺ终检。2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圆面和ф60H8（孔。；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中，工序Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.然后工序Ⅹ钻6×ф13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序Ⅰ车削左右两端面。工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，扩ф47孔。工序Ⅳ钻6×ф13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ精车65外圆及与80相接的端面.工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8孔。工序Ⅶ铣ф60孔底面工序Ⅷ磨ф60孔底面。工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。工序Ⅹ研磨ф60孔底面。工序Ⅺ终检。以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra6.3um,只要粗车就可满足加工要求。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称〈〈工艺手册〉〉表,铸件轮廓尺寸(长度方向100~160mm,故长度方向偏差-9-为5.2mm.长度方向的余量查表,其余量值规定为3.0~3.5mm.现取3.0mm。（3）4732、内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra为6.3,钻—扩即可满足要求。（4）内孔ф60H8。要求以外圆面ф65h5定位，铸出毛坯孔ф30。查表,粗镗ф59.52Z=4.5精镗ф59.92Z=0.4细镗ф60H8()2Z=0.1(5)ф60H8()孔底面加工.按照工艺手册1.研磨余量Z=0.010~0.014取Z=0.0102.磨削余量Z=0.2~0.3取Z=0.33.铣削余量Z=3.0—0.3—0.01=2.69(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度.Z=0.5(7)6×ф13.5孔及2×M10-6H孔、4×M10-6H深20孔。均为自由尺寸精度要求。1．6×ф13.5孔可一次性直接钻出。2．查〈〈工艺手册〉〉表得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。钻孔ф8.5攻螺纹M102.5确定切削用量工序Ⅰ：车削端面、外圆本工序采用计算法确定切削用量。加工条件工件材料：HT200，铸造。加工要求：粗车ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圆，表面粗糙度值Ra为6.3。机床：C620—1卧式车床。刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90°,r0=15°0=12·rR=0.5mm。计算切削用量（1）粗车ф65、ф155两端面确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为325.1mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,ap=2mm计。长度加工方向取IT12级，取04.0mm。确定进给量f:根据《切削用量简明手册》（第三版）表,当刀杆16mmX25mm,ap=2mm时,以及工件-10-直径为ф160时，f=0.5～0.7mm/r按C620—1车床说明书（见《切削手册》）取f=0.5mm/r计算切削速度:按《切削手册》,切削速度的计算公式为Vc=vyxpmvkfaTcvv(m/min)vc=1.58,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2。修正系数kkv见《切削手册》表1.28,即kmv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBV=0.97所以Vc=97.081.004.18.044.15.026058.14.015.02.0=66.7(m/min)确定机床主轴转速ns=dVC1000=8414.37.661000=253(r/min)按机床说明书（见《工艺手册》）与253r/min相近的机床转速选取305r/min。实际切削速度V=80m/m