课程设计说明书设计题目 设计“齿轮油泵泵体“零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）设 计 者：计秋华指导教师：郭永环徐州师范大学机制教研室2011年12月22日机械制造技术课程设计任务书设计题目 设计“齿轮油泵泵体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）设计内容 1.原始零件图 1张 2.机械加工工艺综合卡 1张 3.工序卡 1张4.夹具装配图 1张 5.夹具体零件图 1张 6.设计说明书 1份班 级：08机42学 生： 计秋华指导教师：郭永环院系主任：韩继光 徐州师范大学2011年12月22日摘要 在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产率。在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置，这一过程称为“定位”。为了不因受切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧”。定位和夹紧的全过程称为“安装”。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最广泛的“机床夹具”。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产，而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。因此，专用夹具的设计是一项重要生产准备工作，每一个从事加工工艺的工装设计人员，都应该掌握有关夹具设计的基础知识。目录摘要2目录2第一章 绪论11.1 机械加工工艺概述及发展趋势11.2机床夹具的概述及发展趋势1第二章 齿轮油泵泵体的工艺分析22.1 齿轮泵的应用22.2确定毛坯的种类和生产类型22.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定2第三章 工艺设计33.1基准的选择33.1.1精基准的选择33.1.2粗基准的选择33.2工艺方案43.3 工序尺寸的确定5第四章 确定切削用量与时间定额84.1切削用量的选择原则84.2切削用量、时间定额的计算8第五章 夹具设计205.1定位基准的选择205.1.1定位元件的选择205.2夹紧装置设计205.2.1夹紧力的计算245.2.2定位销强度校核245.3钻套的设计255.4夹紧装置其他元件的选用255.4.1连接螺栓255.5定位误差分析与计算25第六章 夹具体设计26参考文献281第一章 绪论1.1 机械加工工艺概述及发展趋势机械加工工艺是制造技术的灵魂、核心和关键。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成的，工艺是设计和制造的桥梁，设计的可行性往往会受到工艺的制约，工艺往往会成为“瓶颈”，不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有的设计产品通过加工能达到预定技术性能要求的。加工技术的发展往往是从工艺突破的，近年来加工工艺技术有了很大的发展，现代制造技术已经不的单独的加工方法和工匠的“手艺”，已经发展成为一个系统，在制造工艺理论和技术上有了很大的发展，例如在加工理论方面主要有：加工成形机理和技术、精度原理和技术、相似性原理和成组技术、工艺决策原理和技术等。由于近些年制造工艺技术的发展，工艺内同有了很大的扩展，工艺技术水平有了很大提高：计算机技术、数控技术的发展是制造工艺自动化技术和工艺质量管理工作产生了革命性变化；同时，与工艺有关的许多标准已进行了修订，并且制定了一些新的标准。1.2机床夹具的概述及发展趋势在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。机床夹具是随机械加工技术发展的。机床夹具由适用单件小批量生产的用夹具发展到大批量生产的专用夹具、随行夹具，经历了市场的发展和技术的推动。随着现在市场需要的多样化、多品种、中小批量及短周期的生产方式在世界贸易中逐渐成为主导方式，传统的专为某个零件的一道工艺设计制造的专用夹具已经不能适应这种生产方式的要求。因此，适用于多品种、中小批量生产特点的通用可调夹具、组合夹具、成组夹具等应运而生。数控技术的进步与发展，使得数控机床、加工中心在机械加工中广泛运用，数控机床夹具也迅速的发展起来。第二章 齿轮油泵的工艺分析2.1 齿轮泵的应用机油泵是在润滑系统中，可迫使机油自油底壳送到引擎运动件的装置。用来使机油压力升高和保证一定的油量，向各摩擦表面强制供油的部件，内燃机广泛采用齿轮式和转子式机油泵，齿轮式油泵结构简单，加工方便，工作可靠，使用寿命长，泵油压力高，得到广泛应用图2-1 齿轮油泵泵体零件简图2.2确定毛坯的种类和生产类型因设计条件：零件年生产量4000件，查表1-4得，零件为中等批量生产。零件材料采用25Cr2MoVA，因金属模机器造型生产率较高，锻造件精度高，表面质量与机械性能均好，适用于大批量大量生产，因此选择金属模机器造型。同时因铸件壁厚差距不能太大，以避免造成各部分因温差悬殊而引起缩裂、缩孔与裂纹。铸件应进行人工时效。消除残余应力后再送机械加工车间加工，否则工件将产生大的变形。 齿轮泵泵体技术要求如下表表2-1 齿轮泵技术要求表加工表面公差及精度等级表面粗糙度/um18孔端面IT8Ra12.5前端面面IT6Ra3.240内端面IT6Ra1.613IT8Ra3.26-M6螺纹IT6 底面IT8Ra12.518孔IT8Ra6.3M27螺纹IT83x1槽IT8Ra252.3 毛坯尺寸、机械加工余量的确定查表达式2-1得 R=F-2RMA+CT/2 (外圆) （2-1）查表达式2-2得 R=F-2RMA-CT/2（内圆） （2-2）查表2-1取大批量生产的毛坯铸件的公差等级为CT8， 查表2-5取要求机械加工余量等级为F级M27端面：查表2-4取RMA=2 前端面：查表2-4取RMA=2 40孔：查表2-4取RMA=2 第三章 工艺设计3.1基准的选择3.1.1精基准的选择选择泵体的M27端面作为精基准。该零件上的很多孔都可以采用它作为基准进行加工，遵循了“基准统一”原则，同时M27端面亦为设计基准，遵循了“基准重合”原则。3.1.2粗基准的选择作为粗基准应平整，没有飞边、毛刺等表面缺欠，故选择零件前端面作为粗基准。3.1.3机械加工工艺顺序零件主要表面及其他表面的机械加工顺序，对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用，应根据工序的划分和定位基准的建立与转换来 。一般原则为： 先粗后精。既粗加工-半精加工-精加工，最后安排主要表面的终加工顺序。 在各阶段中，先加工基准表面，然后以它定位加工其他表面。 先加工主要表面，当其达到一定精度后再加工次要表面。 先平面后孔。这是因为平面定位比较稳定可靠，所以对于箱体、支架、连杆等类平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面。 除用为基准的平面外，精度越高，粗糙度Ra值越小的表面应放在后面加工以防止划伤表面位置尺寸及公差标注方式也影响工序顺序，应力求能直接保证或使尺寸链数日减少。3.2工艺方案表3-1齿轮油泵泵体工艺路线及设备、工装的选用工序号工序内容定位面机床设备刀具量具0锻造、清砂、退火1粗铣M27端面前端面，40,13两孔定位立式铣床X51面铣刀游标卡尺2粗铣，半精铣前端面M27端面立式铣床X51面铣刀游标卡尺3粗铣，半精铣，精铣2x40H7孔M27端面立式铣床X51面铣刀游标卡尺4钻，铰2x13H7孔M27端面立式钻床Z515麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规5钻6xM6螺纹孔M27端面立式铣床Z515麻花钻卡尺、塞规6钻2x4T15孔M27端面立式钻床Z515麻花钻卡尺、塞规7粗铣底面前端面，40,13两孔定位卧式铣床XW60面铣刀游标卡尺8钻，扩M27内孔前端面，40,13两孔定位立式钻床Z515麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规9车M27外螺纹13孔CA6140车床车刀卡尺、塞规10车3x1槽13孔CA6140车床车刀卡尺、塞规17去毛刺钳工台平锉18最终检验塞规、百分表、卡尺等3.3 工序尺寸的确定在一般情况下，加工某表面的最终工序尺寸可直接按零件图的要求来确实。而中间工序的尺寸则是零件图的尺寸（最终工序尺寸），加上或减去工序的加工余量，即采用由后往前推的方法，有零件图的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。由此可知，若某表面经过n-1次加工，则其工序尺寸为 Ln=Ln-1Zn-1 (n1) (3-1)因此，确定了加工余量后，即可根据设计尺寸推算出各工序尺寸，上式只适用较简单的工序尺寸的确定，对于较复杂的工序尺寸的确定需要要进行尺寸链的换算。1）粗铣M27端面查表8-34取磨平面加工余量=2mm。2）粗铣、半精铣前端面，粗铣，半精铣，精铣2x40H7孔内端面前端面：查表8-33取半精铣余量1mm ，则粗铣余量=总加工余量-半精铣余量-磨削余量=2-1=1mm。粗铣，半精铣，精铣2x40H7孔内端面：查表8-33取粗铣余量1mm，半精铣余量0.5mm，则精铣加工余量为2-1-0.5=0.5mm. 3）钻，铰2x13H7孔,钻6xM6螺纹孔, 钻2x4T15定位孔. 钻，铰1x13孔：查表1-20和表2-40确定钻孔及公差至11 mm，粗铰至13 mm。钻6xM6螺纹孔：查表1-20和表2-40确定钻孔及公差至5mm。攻螺纹至5.8mm。钻2x4T15定位孔：查表1-20和表2-40确定钻孔至4T15。4）粗铣底面因是一次铣削，故取粗铣余量=机械加工余量=2mm。5）钻，扩18内孔毛坯直径=27mm，查表1-20和表