“泵体”零件加工工艺设计.doc

江西蓝天学院机械制造工艺课程设计

机械制造工艺课程设计（论文）说明书

题目“泵体”零件加工工艺设计
（生产纲领：500件）

系 别 机械工程系
专 业 机械工程及自动化
班 级 08机本（1）班
学 号 108202010050
学生姓名 杨 禄
起讫日期 2011.6.7～2011.6.10
指导教师 蔡厚道 职称 讲师
教研室主任 蔡厚道
日 期 2011.6.10

江西蓝天学院教务处印制

目录

1设计任务 -------------------------------------------1
2零件的分析------------------------------------------1
2.1零件的作用--------------------------------------1
2.2零件的工艺分析----------------------------------1
3确定毛坯的制造方法和毛坯的形状----------------------1
3.1毛坯的种类--------------------------------------1
3.2毛坯的结构工艺----------------------------------2
3.3毛坯选择的依据----------------------------------2
3.4坯料尺寸公差与机械加工余量----------------------2
4机械加工工艺规程设计--------------------------------2
4.1基准的选择--------------------------------------2
4.2零件表面加工方法--------------------------------3
4.3各工序间加工余量--------------------------------3
4.4制定工艺路线------------------------------------4
4.5切削用量计算------------------------------------5
4.6加工φ80K7孔的基本工时的计算--------------------7
4.7基本工时计算------------------------------------9
5 参考文献--------------------------------------------9

课程设计计算书：
1.设计任务
分析泵体右端盖的技术要求，并绘制零件图。加工此零件为大批大量生产,考虑综合因素设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备,绘制机床专用夹具组装图.
2. 零件的分析
2.1零件的作用
题目所给定的零件是泵体右端盖，属于盖体类零件，它和其他零件一起装配,形成泵的一个密封腔体结构用来储存、输送分配物质。工作中，零件内表面要受到介质的冲击，但强度要求不是特别大，因此对零件的刚度有一定的要求，零件与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。
2.2零件的工艺分析
泵体的功能是通过介质的分配,传递动力,使其工作.所以对密封性能要求较高。由于泵体右端盖是组成泵的主要元件，该零件的几组平面有表面粗糙度和位置度要求。
1).底面加工表面，粗糙度为3.2
2).左右端加工表面，粗糙度为6.3
3) 4×Ф11的通孔，表面粗糙度要求为25. 4×Ф22均布的孔深2。
4） Ф80k7的通孔是粗糙度为1.6
5）.12XM6的螺纹孔。
经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。
3.确定毛坯的制造方法和毛坯的形状
零件材料是HT200。零件年产量是中批量生产,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，孔不铸出。
3.1 毛坯的种类
由技术要求可知该零件是铸件，且已知是中批量生产，参考机床夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型机械造型铸造的经济精度好。
3.2 毛坯的结构工艺
结构符合各种毛坯制造方法和工艺要求，避免因结构不良造成的毛坯缺陷，使制造工艺简单、操作方便。
3.3 毛坯选择的依据
根据零件图可知，该零件为铸件，且尺寸不大，受力很小，根据《机械设计基础》可查得材料选HT200即可满足强度要求。
3.4 坯料尺寸公差与机械加工余量的确定
材料为HT200中批量生产，以此确定尺寸公差与加工余量。根据《机械制造工艺设计简明手册》：
①求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长255mm，宽190mm，所以最大轮廓尺寸为255mm。
②选取公差等级CT由表2.2-3，铸造方法按机器铸造型、铸件材料按灰铸铁得公差等级范围8到10级，取9级。
③求铸件尺寸公差，由表2.2-1查得：3.2mm。
④求机加工余量等级，由表2.2-5取G级。
⑤求MA，由表2.2-4查得最大255mm的机械G级机加工余量得MA=4.5mm。
表3-1加工余量和铸件尺寸
零件尺寸
单面加工余量
铸件尺寸
φ80K7
255
18
2.5
4.5
3
Φ75
264
21

4.机械加工工艺规程设计
4.1 基准的选择
定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。
1、粗基准的选择：
因为泵体箱体类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以圆柱面部分作为粗基准.
2、精基准的选择：
精基准的选择应主要考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应改进行尺寸计算。应选择底面为本零件的精基准
4.2 零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔、端面、底面等，材料为HT200.参考设计指导书中 表1-6到表1-20。其加工方法选择如下：
表4-1各加工面的加工方法
加工表面
粗糙度要求
公差等级
加工方法
左端面
6.3
IT11
粗铣
右端面
6.3
IT11
粗铣
Φ80k7内孔
1.6
IT7
粗镗-半精镗-精镗
底面
3.2
IT9
粗铣-精铣
底孔
25
IT12
钻
M6内螺纹

IT7
钻，攻丝
4.3 各工序间加工余量
根据课程设计指导书中的表2-15至2-28，将各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度填入表中。

表4-2各加工表面的工艺路线、工序余量，工序尺寸及其公差、表面粗糙度
加工表面
工步名称
工步余量
基本尺寸
公差等级
粗糙度
左端面
粗铣
1.5
262.5
IT11
6.3
毛坯
4.5
264
--
--
右端面
粗铣
1.5
255
IT11
6.3
毛坯
4.5
261
--
--
Ф80K7通孔
精镗
0.5
80
IT7
1.6
半精镗
2
78
IT7
1.6
粗镗
2.5
75.5
IT7
.1.6
毛坯
0.5
75
--
--
4×Ф11的通孔
钻

11
IT12
25
毛坯
实心
--
--
--
6*M6-7HT25攻丝
攻丝
1
6
IT7
--
钻

5
IT7
--
毛坯
实心
--
--
--

底面
精铣
0.3
18
IT9
3.2
粗铣
1.5
18.3
IT9
3.2
毛坯
3
21
--
--
4.4 制定工艺路线
制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。
. 工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，“先粗后精”原则，“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面，遵循“先面后孔”因此工序安排如下：
工序1 时效处理。（消除铸件内应力）
工序2 划线、在毛坏上标出Φ11孔。
工序3 粗铣-半精铣底平面、最大轮廓为200的端面。
工序4 粗铣左右两端面。
工序5 粗镗-半精镗-精镗Φ80k7的孔和倒角。
工序6 钻Φ11孔。
工序7 铣Φ22T2孔
工序8 钻，攻丝M6的螺纹孔。
工序9 去毛刺。
工序10 清洗。
工序11 检测入库。
表4-3各工序名称、机床设备、刀具、量具
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
时效处理（去铸件应力退火）

2
粗铣、精铣底面
X51立式铣床
平面铣刀
游标卡尺
3
底面划出4XΦ11孔

4
钻Φ11的孔
Z525型立式钻床
直柄麻花钻
塞规卡尺、内径百分表
5
粗铣左右端面
X51立式铣床
端面铣刀
游标卡尺
6
粗镗-半精镗-精镗Φ80k7的孔
T616卧式镗床
镗杆
游标卡尺
7
端面划出6XM6孔

8
钻孔攻丝M6-7HT25孔。
Z5125A立式钻床
麻花钻，丝锥
塞规卡尺、内径百分表
9
将Φ11孔上部2mm锪成Φ22
Z525型立式钻床
锥柄扩孔钻、塞规卡尺、内径百分表

10
去毛刺
钳工台
平锉

11
清洗
清洗机

12
检验入库

百分表,三用游标卡尺检验样板,三棱平尺塞规

4.5 切削用量的计算
4.5.1 铣底面工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取=3mm。进给量的确定，由表5-11，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。切削速度的计算，由表5-13，按工件材料为灰铸铁、硬度为195HBS的条件选择，切削速度可取为45m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀转速n=286.62，参照表3.7所列X51型立式铣床的主轴转速，取转速n=380。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度=380*3.14*50/1000=59.66。
4.5.2 铣端面工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取=4.5mm。进给量的确定，由表5-11，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。切削速度的计算，由表5-13，切削速度可取为38m/min。由公式可求得该工序钻头转速n=127.39，参照表3.7所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=300。再将此转速代入公，可求出该工序的实际钻削速度=300*3.14*50/1000=47.1。
4.5.3 粗镗孔工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取=5mm。进给量的确定，由表5-138，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。切削速度的计算，由表5-138，切削速度可取为30m/min。由公式可求得该工序钻头转速119.3，参照表4.2-19所列T616型卧式镗床的主轴转速，取转速=140。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际镗削速度=140*3.14*75/1000=32.97。
4.5.4 半精镗孔工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取=3mm。进给量的确定，由表5-138，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。切削速度的计算，由表5-138，切削速度可取为30m/min。由公式可求得该工序钻头转速119.3，参照表4.2-19所列T616型卧式镗床的主轴转速，取转速=140。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际镗削速度=140*3.14*75/1000=32.97。
4.5.5 精镗孔工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取=0.5mm。进给量的确定，由表5-138，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。切削速度的计算，由表5-138，切削速度可取为30m/min。由公式可求得该工序钻头转速119.3，参照表4.2-19所列T616型卧式镗床的主轴转速，取转速=140。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际镗削速度=140*3.14*75/1000=32.97。
4.5.6、加工M6螺纹的切削用量
1、钻M6螺纹底孔（螺纹的牙型按普通细牙螺距为0.75螺纹加工）
（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =5.2mm。
（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.12mm/r。
（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=16m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*16/3.14*5.2=979.91r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*960*5.2/1000=15.67m/min.
2、攻M6螺纹
（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =0.8mm。
（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。
（3）、切削速度的计算 由表5-38，取切削速度v=8.9m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*8.9/3.14*6=472.40r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*392*6/1000=7.39m/min.
4.6加工φ80K7孔的基本工时的计算
4.6.1基本时间的计算
粗镗孔工步根据表6.2-1，镗孔的基本时间可由公式求得。式中=80mm；=3mm；1=7mm；=0.8mm/r；=140r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间=(80+7+3)/0.8*140=0.804min。
半精镗孔工步，根据表6.2-1，半精镗孔基本时间由公式求得。式中、由表6.2-1按=45°、= 3 的条件查得=5mm；=3mm；而=80mm；=/r；=140r/min。将上述结果代入公式中，经过计算即可得出该工序的基本时间=(80+5+3)/0.8*140=0.786min。
精镗孔工步，根据表6.2-1，镗孔基本时间由公式求得。式中、由表6.2-1按=45°、=0.5 的条件查得=2.5mm；=3mm；而=80mm；=0.3mm；=。将上述结果代入公式中，经过计算即可得出该工序的基本时间=（80+3+2.5）/0.3*140=2.036min。
4.6.2 辅助时间的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间与基本时间之间的关系为，可取=0.15，则各工序的辅助时间分别为：粗镗工步的辅助时间： =0.15*0.804=0.1206min。半精镗工步的辅助时间： =0.15*0.786=0.1179min。精镗工步的辅助时间： =0.15*2.036=0.3054min。
4.6.3 其他时间的计算
除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于右端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间是作业时间的，休息与生理需要时间是作业时间的，本工件均取3%，则各工序的其他时间（）可按关系式（3%+3%）X（）计算，分别为：粗镗孔工步的其他时间：=6%*（0.804+0.1206）=0.05548min半精镗孔工步的其他时间：=6%*(0.786+0.1179)=0.05423min 。精镗孔工步的其他时间：=6%*(2.036+0.3054)=0.1405min。

4.6.4 单件时间的计算
1、粗镗孔工步=0.804+0.1206+0.05548=0.98min。
2、半精镗孔工步=0.786+0.1179+0.05423=0.96min。
3、精镗孔工步=2.036+0.3054+0.1405=2.48min因此，工序的单件时间=++=0.98+0.96+2.48=4.42min。
4.7 制订工序卡片
在本次课程设计中，我所被指定的工序是加工孔。根据切削用量的计算和基本工时的计算即可制订出该工序的工序卡片，具体内容详见机械加工工序卡片。
5. 参考文献
[1]《机械制造技术基础课程设计》 主编 君成湖 李保章 杜金萍
[2]《机械制造技术基础课程设计指导教程》 主编 邹青
[3]《机械制造工艺设计简明手册》李益民主编 机械工业出版社
[4]《机械制造工艺》 主编 陈磊 吴暐
[5]《机械制造技术基础课程设计指南》崇凯主编 化学工业出版社
[6]《机械加工工艺装备》张普礼主编 东南大学出版社
[7]《机械加工工艺装备手册》 陈心昭