总泵缸体设计说明书.doc

总泵缸体夹具设计

机械制造技术课程设计

贾锴楠
20145101090
14级数控一班

目录
一、零件分析…………………………………………………….
二、工艺规程设计……………………………………………….
三、工艺路线确定 ………………………………….…………..
四、确定切削用量及工时…………………. ……………………
五、夹具设计……………………………………………………. .
六、设计心得…………………………………………………….....

一、零件的分析

1.1 零件图

1.1 零件工作原理
题目所给定的零件是总泵缸体。是整个液压系统的核心，作用是通过活塞的来回往复运动产生推动工作缸动作所需的油压。该零件ф3.5为进油孔，活塞运动过该位置时，完成充油过程，活塞继续运动将油推向前方，挤压出缸体，由于截面积差产生工作压力。当活塞回程时超过3.5孔位时开始进油，旁边小孔为空气孔，方便进空气。

1.2 零件图分析
，
由零件左视图可知，该零件仅有一组尺寸要求较高，即ф22+0.023。（主行磨至⊿0.8）尺寸要求较高，其余尺寸均为8公差尺寸，我们加工时可先以外圆为粗加工基准，确定内孔，由内孔确定所有尺寸。

1.3总泵缸体的技术要求
按表1-1形式将总泵缸体的全部技术列于下表

总泵缸体零件技术要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等级
表面粗糙度Ra(μm)
形位公差/mm
总泵缸体顶面
20
IT9
3.2

总泵缸体底面
32
IT12
12.5

Φ21mm孔
2
IT7
0.8

0.01

Φ18mm孔
18
IT14
25

距底面12mm处端面
12
IT10
12.5

0.1
A

4xΦ10.5mm孔
10.5
IT14
25

Φ0.2
A

Φ12.5mm孔
12.5
IT14
25

M12螺孔
22
IT5
1.6

30mm圆柱凸台面
30
IT13
25

M22螺孔
12
IT5
3.2

M22螺孔底面
14
IT12
12.5

Φ0.7透孔
0.7
IT12
12.5

Φ3.5不透孔
3.5
IT12
12.5

Φ0.7/Φ3.5两孔距离
14
IT13

技术要求：
1.铸件不允许有疏松、缩孔、砂眼等缺陷，铸件硬度HB170-241HBW，并经时效处理。
2.未注明铸造圆角R2-R4,起模斜度为1°30'。
3. ∅0.7，∅35孔内表面应光滑，不得有飞边毛刺，
4.非加工表面洗刷清洁后涂漆。
5.材料HT200.
1.4审查总泵缸体的工艺性
分析零件图可知，该零件仅有一组尺寸要求较高，即Φ21（珩磨至粗糙度为0.8μm）。，我们加工时可先以外圆为粗加工基准，确定内孔，由内孔确定所有尺寸。生产类型:中批或大批大量生产

二、工艺规程设计
2.确定毛坯
根据生产类型，零件的结构、形状、尺寸及材料等选择毛坯的制造方式和精度。
2.1 确定毛坯制造形式
零件毛坯为铸件，考虑到整体式加工，较废材料，不经济，而零件为普通零件不受冲击，故不宜选用锻件，最终确定使用铸件，年产量10万件，为大量生产，且轮廓尺寸规则，可采用砂型铸造，且可用大型铸造如一出十等方法铸造，这样更能提高生产率。
2.2绘制毛坯图

机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。

材料为铸件，硬度为HB170-241，成品重0.62kg，生产批量为大批生产，采用铸造成型，二级精度组（成批生产）
根据上述原始资料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯确定如下：
1、外圆表面（ф32×133；ф32×123；85；ф50）
考虑其加工长度为133，ф32，ф20等外表面均为8加工面，粗糙度Ra=200。不需要加工，长度为向尺寸为133（端面）。
查表1-28，长度余量及公差取136.5±0.5（见机械制造工艺设计手册），拔磨斜度，取2-3。
2、ф220.023。ф18孔，查表1-21得
钻ф22精孔 1）粗车到ф21.8±0.10 2Z=10.8
2）精车到ф22+0.023。 2Z=0.1
3、平面（查表1-48）
尺寸取32公差取+0.15
4、M18×1.25-5H螺纹孔
钻孔ф16.5扩、攻、铰于M18×1.25
5、其余各孔均在毛坯面上加工，余量为Z孔位D/2
最后将上面各数据整理填入下表

加工余量计算表
加工工序及工步
尺寸
公差
余量
计算尺寸
计算公差
备注
ф32孔长度尺寸
133
/
1.6×2
136.5
±0.5

ф22孔
ф22
+0.023
/
0
/
无孔

30

2min
32
+0.15

拔模斜度取2~3º
详细尺寸见毛坯图

三、工艺路线的拟定

3.1基面选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确、合理，可以提高加工质量，提高生产效率。否则，会影响生产。
1. 粗基准的选择
对一般零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以不加工表面为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应的位置为粗基准），现选用ф32的圆柱面为粗基准，采用三抓自动定心卡盘定位，限制4个自由度。
2. 精基准的选择
精基准的选择主要是考虑基准重合的问题。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸计算。
3.2零件表面加工方法的确定
各表面的加工方案
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/µm
加工方案
备注
总泵缸体顶端面
IT12
3.2
粗铣-半精铣
表1-8
总泵缸体底端面
IT12
12.5
粗铣
表1-8
Φ21mm孔
IT12
0.8
粗扩、半精扩
表1-7
Φ18mm孔
Φ18mm孔
IT12
25
粗扩
表1-7
4xΦ10.5mm孔
IT7
25
钻
表1-7
Φ12.5mm孔

25
钻
表1-7
M12螺孔
I5

钻—攻螺纹
表1-10
30mm圆柱凸台面
IT12
25
粗铣-半精铣
表1-8
M22螺孔
IT5

粗扩-攻螺纹
表1-10
M22螺孔底面
IT12
12.5
粗铣
表1-8
Φ0.7透孔/Φ3.5不透孔

钻

Φ3.5孔
IT12
12.5
钻
表1-7
3.3加工阶段的划分
在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先选φ32外圆面作为粗基准粗扩、半精扩、绞φ32内表面（即φ21孔），然后以φ21孔为精基准加工其他面和孔。该零件的生产类型为大批生产，可以采用专用夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.4工序顺序的安排
机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工φ32外圆 。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。

3.5工艺路线
据以上分析，依据先粗后精，先面后孔，基准先行，先主后次的原则，确定工艺如下：
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗扩、半精扩
绞Φ21mm孔
立式钻床Z525
锥柄扩孔钻、铰刀
卡尺、塞规
2
粗铣缸体底端面、
12mm处端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
3
粗扩、攻螺纹M22
立式钻床Z525
麻花钻、细柄机用丝锥
卡尺、塞规
4
粗铣M22螺孔底面
立式铣床X51
铣刀
游标卡尺
5
钻Φ3.5mm透孔与不透孔
立式钻床Z525
直柄短麻花钻
卡尺、塞规
6
粗车圆柱凸台端面、缸体顶端面
卧式车床CM6125
外圆车刀
游标卡尺
7
钻、攻螺纹M12
立式钻床Z525
阶梯麻花钻、细柄机用丝锥
卡尺、塞规
8
钻4XΦ10.5孔、锪孔1X90
立式钻床Z525
硬质合金锥柄麻花钻、直柄锥面锪钻
卡尺、塞规
9
珩磨Φ21mm孔
珩磨机
珩磨条
卡尺、塞规
10
去毛刺
钳工台
平锉

11
清洗
清洗机

12
终检

塞规、百分表、卡尺等

四、确定切削用量及工时
4.1车、车内孔达ф22+0.023。⊿1.6；车端面保证12，⊿12.5
①工件材料为铸造，HT20~40，机床C620-1，普通车床
刀具：内孔车刀，端面车刀，YT15尾座装麻花钻ф21
②计算切削用量
考虑到出模斜度轴方向余量Zmx=1.6mm，Zmin=1.2mm可一次加工，即可达到⊿12.5光洁度，走刀量F=0.4mm/r（表3-13）
切削速度：（表3-18）耐用度F=45in

=163mm/min(2.72m/s)
确定机床转速： （1485v/min）
按机床选取nw=20.83v/s(1250转/分？（表4-3）
实际切削速度：v=2.29mm/s（137.4m/min）
切削工时，t=35 t1=2m t2=0 t3=5mm（试切长度）
Tm=
4.2)铣端面达 ⊿6.3
af=0.15mm/z（表3-28） V=0.45/s 127m/min（表3-30）
采用高速钢锒齿端面铣刀，dw=175mm齿数10

按机床选取=0.79r/s (47.5r/min) (表 4-17)
∴实际切削速度
切削工时
4.3）钻M22×1.8孔达图，钻小孔达图
3.1 钻孔 ф18.5底孔
F=0.43mm/r×0.75=0.322mm/r(表3-38)
取f=0.32mm/r (表4-5)
④ V=0.25m/s (15m/min) (表3-42)
∴=3.18r/s（191r/min）
按机床选取=3.25r/s（195r/min）（表4-5）
∴实际切削速度V=a255m/s（15.3m/min）
切削工时（一个孔）
t=12mm t1=9mm t2=2mm

倒角2×45°双面
为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同。
=3.18r/s（191r/min）手动进给
钻孔ф3.5mm
f=0.2mm/r·0.50=0.1mm/r（表3-38）v=0.25m/r（15m/min）表3-42
按机床选取nw=800r/min(13.33r/s)(表4-6)
∴切削速度U=0.28mm/s (16.84m/min)
加工一孔工时 t=19mm t1=3mm t2=1mm

铣16平台
加工转速，进给量与平台一致
4.4、钻螺纹孔ф10.5，功牙至M12×1.25
F=0.2mm/r·0.50=0.1mm/r(表3-38)
U=0.25m/r(15m/min)(表3-42)
机床选取nw=800r/min(13.33r/s)(表4-6)
实际U=0.28mm/s
4.5钻4XΦ10.5孔时间定额的计算
基本时间tj的计算

根据5-41，由公式tj=L/fn=L+L1+L2/fn求得。
tj=10.4s

五、夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
本零件为大批生产，保证加工质量，降低劳动强度需要设计专用夹具。经过仔细思考之后，我决定做最后道工序钻M12×12.5-5H孔钻用夹具，本夹具使用Z3050钻床，刀具为HSS，底孔为ф10.8，在攻牙至M12×12.5。
问题的提出
为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。钻套与工件之间留有排削间隙。

5.1.1定位基准选择
由零件图可知M12×12.5孔对应ф22+0.023。有同心度要求，这里主要是以底面定位，芯轴定芯。
为提高效率，决定以底面定位ф22+0.023。内孔定位，同时加25件，这样便于装夹，提高效率。
5.1.2定位误差分析：
刀具：ф10.8麻花钻→下钻出，且受力向下，夹具的主要定位元件为中间ф22h定位销，辅助定位尺寸为16mm凸台，图纸要求不高，故用此方法即可达到精度要求，夹具设计主要是提高生产率，为防止该螺纹时反转，引起零件上浮，故用螺钉压住。

零件装夹图

六、机械加工工艺过程卡片的填写

七、设计心得
通过这次课程设计我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，通过指导老师的耐心讲解和指导，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。六点定位原理，看似很简单的几行字，但是如果结合实际的工件就要认真的分析，如何完全限制它的六个自由度不要产生过定位和欠定位的情况。而夹紧装置的选择就要我们平时多留心和积累，掌握更多的典型夹紧装置，以便于在设计中灵活的运用。
这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。

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