機油泵體加工工藝擬定與鉆Φ5孔專用夾具設計任務書

1、機油泵體加工工藝擬定及鉆5 孔專用夾具設計任務書一、摘要機械制造工藝學是一門綜合性和實踐性很強的課程， 機械制造工藝學課程設計是該課程教學中的一項很重要的容。 其綜合了機械制圖、機械制造工藝學、 工程材料、機械設計、 CAD/CAM等專業(yè)基礎課和主要專業(yè)課。本次課程設計主要針對機械制造工藝學和工程材料課程的運用， 同時也有對刀具和切屑知識的綜合。因此，這是我們對以前所學各門課程的一次較為深入的綜合復習。同時還要對相關課外知識進行查閱和學習， 是一次我們實際運用知識解決問題能力的訓練。 通過此次課程設計， 要達到以下幾方面的鍛煉：1、進一步加深對機械制造工藝學等課程理論知識的理解；2、能合理選擇

2、切削用量，通過查閱相關手冊，掌握獲得工程數(shù)據(jù)的方法，提高收集信息、對信息進行價值判斷、信息整理、信息加工的能力；3、掌握制訂機械加工工藝規(guī)程的原則、步驟和方法；4、掌握機床夾具設計的基本原理、方法及步驟，進一步提高工程設計能力；5、能對零件機械加工中影響質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性因素進行綜合分析；6、編寫技術文件的能力。二、零件的分析1、零件的用途機油泵是不斷把發(fā)動機油底殼里的機油送出去以達到潤滑發(fā)動機各個需要潤滑的零部件的目的。 機油泵泵體在整個機油泵中起著很重要的作用。泵體的尺寸精度、 表面粗糙度直接影響機油泵的工作穩(wěn)定性和泵的壽命。零件的技術要求1、正火處理硬度為HBS 255-321；2、正

3、火后的顯微組織基件為85%以上的珠光體，石墨呈球狀或團狀，允許少量呈團體狀，磷共晶少于1.5%，滲碳體少于 1.5%；3、孔 41H8與孔 13F8 的中心線不平行度允許誤差為0.015mm；4、A 面與 B面相對 13F8 孔的不垂直度允差0.02mm；5、A 平面的不平度允許誤差0.02mm6、鑄件部不允許有氣孔、疏松、裂紋夾渣等缺陷；7、去銳邊、毛刺。2、零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為QT602，即球墨鑄鐵。該材料有較高的強度韌性和耐磨性，適用于承受較大的應力，受力復雜，綜合力學性能要求較高的零件。該零件上的主要加工面為A 面、 B面、凸臺外圓、凸臺左端面、凸臺右端面，凸臺圓面和

4、13F8、2x5H7、2x9、2x12 孔、由參考文獻 2 中有關孔和面的加工的經(jīng)濟精度及機床能達到的位置精度可知， 上述技術要可以達到的， 零件的結構工藝性也是可行的，該機油泵體位置公差要求嚴格， 部分加工面需要專用夾具進行加緊定位。三、確定毛坯、畫毛坯零件合圖1、確定毛坯種類零件材料采用 QT602，具有較高的抗拉、抗壓強度、良好的鑄造性、耐磨性和可切削加工性?？紤]到鑄造可以鑄造腔，外形很復雜的毛坯，加工靈活性很大，鑄造成本低，故選用鑄件毛坯。2、確定零件生產(chǎn)類型根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。 又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領為 5500 件/ 年。通過計算，該零件的質(zhì)量約為 1kg，有參考文獻【

5、 2】表 1.1 2 表 1.1 3 可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型（參考文獻【 2】表 1.3 1）有由于零件的腔孔 41H8需要鑄出，故還應該安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。參考文獻【 2】表 2.2 5。該種鑄件的尺寸公差等級 CT為 810 級加工余量等級 MA為 G級。故取 CT為 9 級 MA為 G 級【 2】。3、確定毛坯尺寸及機械加工總余量鑄件的尺寸公差等級 CT為 9 級，加工余量等級為 G級。由參考文獻【 2】表 2.2 4，可知毛坯尺寸及機械加工總余量如下表所示：表四 1 毛坯尺寸及機械加工總余量加工表面基本尺寸鑄件尺寸

6、機械加工鑄件尺寸公差余量A 面261.83.029.0 0.9B 面181.73.021.0 0.85凸臺左端面51.53.08.0 0.75凸臺右端面261.83.029.0 0.9凸臺外圓面532.02.5481.0凸臺圓面412.02.5361.04、設計毛坯圖（ 1）確定鑄造斜度由參考文獻【 2】確定砂型鑄造該零件毛坯的斜度為1o 3o ，圓角半徑為 R2R3。（ 2）確定分型面【 3】以右端面為鑄造分型面。（ 3）毛坯熱處理為消除鑄造應力， 改善工件切削性能， 鑄件在進行機械加工之前應該進行時效處理。四、工藝規(guī)程設計1、定位基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設計的重要容之一。 基準的選擇的

7、正確與合理可以保證加工的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。粗基準的選擇：對于零件而言，應盡可能選擇不加工面為粗基準。而對于若干個不加工表面的工件， 則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。 為了保證后續(xù)工序的精度要求應先將設計基準、公共基準先行加工，故選擇平面 B 為粗基準。精基準的選擇： 平面 A 既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循“基準統(tǒng)一”的原則。此外，A 平面面積較大，定位較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。2、確定零件各表面加工方法根據(jù)零件圖上標注的各加工表面的技術要求， 查機械制造

8、工藝設計簡明手冊表 1.4 6 至 1.4 22，通過對各個加工方案的加工方法如下表【 2】表 51 零件表面加工方法加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方法Ra/um平面 AIT81.6粗銑精銑平面 BIT812.5粗車半精車凸臺右端面IT1212.5粗銑凸臺左端面IT111.6粗車半精車精車凸臺外圓面IT93.2粗車半精車凸臺圓面IT81.6粗鏜半精鏜精鏜孔 13F8IT81.6鉆粗鉸精鉸孔 5H7IT71.6鉆粗鉸精鉸孔 9IT1212.5鉆孔 12IT1212.5鉆3、工序的集中與分散由已知，零件的生產(chǎn)規(guī)模為大批量生產(chǎn)， 初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序都要集中，采用

9、工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)， 在一次裝夾中可以加工許多表面， 有利于保證各表面之間的相互位置精度。 加工設備主要以專用設備為主， 采用專用夾具，這樣生產(chǎn)質(zhì)量高，投產(chǎn)快，生產(chǎn)效率高。除此之外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。4、工藝順序的安排（ 1）機械加工順序 遵循“先基準后其他”的原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工端面。 同時考慮位置度要求， 左右端面互為基準反復加工【 3】 遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”的原則，先加工主要左右端面和圓孔表面，后加工次要表面凸臺圓面和各種小孔及倒角。 遵循“先面后孔”的原則，先加工端面，

10、后加工孔。（ 2）輔助工序【 5】毛坯鑄造成型后， 應對鑄件毛坯安排請砂工序， 并對清砂后的鑄件進行一次尺寸檢驗， 然后再進行機械加工。 在對零件的所有加工工序完成之后，應安排去毛刺、清洗、終檢工序。5、制定工藝路線與選擇（ 1）工藝路線一：工序號工序容定位基準鑄造時效清洗檢查毛坯10粗銑平面 A凸臺右端面20粗銑凸臺右端面平面 A30鉆孔 13F8平面 A，凸臺外圓面40粗車凸臺外圓面和左端面平面 A， 13F8 孔50粗鏜凸臺圓面凸臺右端面和外圓面60粗車 B面凸臺右端面和孔 13F870精銑 A面凸臺右端面80粗鉸、精鉸孔 13F8平面 A、凸臺外圓面90 半精車凸臺外圓面、左端面， 平

11、面 A、孔 13F8 精車左端面100半精鏜、精鏜凸臺圓面凸臺右端面、外圓面110半精車 B面凸臺右端面、孔 13F8120 鉆、粗鉸、精鉸孔 5H7、倒 凸臺右端面、外圓面角130鉆孔 3x9凸臺右端面、孔2x5H7140鉆孔 2x12凸臺右端面、孔2x5H7150 去銳邊、毛刺160 清洗170 終檢入庫（ 2）工藝路線二：工序號工序容 定位基準鑄造時效清洗檢查毛坯10粗銑凸臺右端面平面 A20粗銑平面 A凸臺右端面30鉆孔 13F8平面 A，凸臺外圓面40粗鏜凸臺圓面凸臺右端面和外圓面50粗車 B面凸臺右端面和孔 13F860粗車凸臺外圓面和左端面平面 A， 41H8孔70精銑 A面凸臺

12、右端面80粗鉸、精鉸孔 13F8平面 A、凸臺外圓面90半精鏜、精鏜凸臺圓面凸臺右端面、外圓面100 半精車凸臺外圓面、左端面， 平面 A， 41H8孔精車左端面110半精車 B 面凸臺右端面、孔 13F8120 鉆、粗鉸、精鉸孔 5H7、倒 凸臺右端面、外圓面角130鉆孔 3x9凸臺右端面、孔2x5H7140鉆孔 2x12凸臺右端面、孔2x5H7150 去銳邊、毛刺160 清洗170 終檢入庫（ 3）工藝路線三：工序號工序容定位基準鑄造時效清洗檢查毛坯10粗銑平面 A凸臺右端面20粗銑凸臺右端面平面 A30鉆孔 13F8平面 A，凸臺外圓面40粗車凸臺外圓面和左端面平面 A， 13F8 孔5

13、0粗鏜凸臺圓面凸臺右端面和外圓面60粗車 B面凸臺右端面和孔 13F870 鉆、粗鉸、精鉸孔 5H7、倒 凸臺右端面、外圓面角80鉆孔 3x9凸臺右端面、孔 2x5H790鉆孔 2x12凸臺右端面、孔 2x5H7100精銑 A面凸臺右端面110粗鉸、精鉸孔 13F8平面 A，凸臺外圓面120 半精車凸臺外圓面、左端面， 平面 A， 13F8 孔精車左端面130半精鏜、精鏜凸臺圓面凸臺右端面、外圓面140半精車 B面凸臺右端面、孔 13F8150 去銳邊、毛刺160 清洗170 終檢入庫（ 4）工藝路線分析比較通常情況下， 最重要的、要求最高的加工表面應在精基準完成之后再進行加工， 以方便其精度

14、的達到。 工藝路線一是先完成所有平面的粗精加工最后再進行鉆孔。粗精加工沒有分開，工件的應力很大，加工之后工件變形會很大程度地影響零件的幾何精度， 定位基準不如路線二來得準確，再綜合加工精度要求， 裝夾便利與否等因素的影響，確定加工路線三。6、加工設備及工藝裝備的選擇工序工序容工藝裝備加工設備號10粗銑平面 AYG6硬質(zhì)合金面銑立式銑床 X61W刀、游標卡尺20粗銑凸臺右端面YG6硬質(zhì)合金面銑立式銑床 X61W刀、游標卡尺30鉆孔 12高速鋼鉆、卡尺、鉆立式鉆床Z525模板粗車凸臺外圓面YG6硬質(zhì)合金車刀、臥式車床40游標卡尺CA6140粗車凸臺左端面YG6硬質(zhì)合金車刀、臥式車床游標卡尺CA61

15、4050粗鏜凸臺圓面硬質(zhì)合金鏜刀、 游標 臥式鏜床T618卡尺60粗車 B面硬質(zhì)合金車刀、 游標 臥式車床卡尺CA6140鉆 2 個孔 4.8 ，倒高速鋼鉆、游標卡搖臂鉆床角尺、鉆模板Z3025X10B70粗鉸至 4.9鉸刀、塞尺搖臂鉆床Z3025X10B精鉸至 5H7鉸刀、塞尺搖臂鉆床Z3025X10B80鉆三個孔 9高速鋼鉆、游標卡搖臂鉆床尺、鉆模板Z3025X10B90鉆兩個孔 12高速鋼鉆、游標卡搖臂鉆床尺、鉆模板Z3025X10B100精銑 A面YG6硬質(zhì)合金面銑立式銑床 X61W刀、游標卡尺110粗鉸至 12.95鉸刀、塞尺立式鉆床 Z525精鉸至 13F8鉸刀、塞尺立式鉆床 Z5

16、25120半精車凸臺外圓面硬質(zhì)合金車刀千分尺臥式車床 CA6140半精車左端面硬質(zhì)合金車刀、 千分臥式車床尺CA6140精車左端面硬質(zhì)合金車刀、 千分臥式車床尺CA6140130半精鏜凸臺圓面硬質(zhì)合金鏜刀、 塞尺臥式鏜床 T618精鏜凸臺圓面硬質(zhì)合金鏜刀、 塞尺臥式鏜床 T618140 半精車 B面硬質(zhì)合金車刀、 游標 臥式車床卡尺CA6140150去銳邊，毛刺平銼160清洗清洗機170終檢入庫百分表、卡尺、塞規(guī)7、確定工序間加工余量、工序尺寸查參考文獻【 2】，表 2.3 1 到表 2.3 21，綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機械加工工藝路線的分析，確定工序間加工余量如下表示【 4】：工序工步

17、工步容工序尺寸加工余量號號101粗銑平面 A272.0201粗銑凸臺右端面263.0301鉆孔 13F8 至 121200.1812（直徑）401粗車凸臺外圓面5400.32（直徑）2粗車凸臺左端面600.122.0501粗鏜凸臺圓面3900.254（直徑）601粗車 B面1700.182.0701鉆孔至 4.84.800.124.8 （直徑）2 粗鉸孔至 4.93 精鉸孔至 5H780 1鉆三個孔 9 至 94.900.03500.012900.150.1 （直徑）0.1 （直徑）9（直徑）90 1鉆兩個孔 12 至 121200.1812（直徑）100 1精銑A面110 1粗鉸 13F8

18、至 12.952精鉸至 13F81201半精車凸臺外圓面2 半精車左端面3 精車左端面1301半精鏜凸臺圓面50.1012.9500.04313 00.04301653 00.0301045.500.0350.14000.110.95（直徑）0.05（直徑）0.1 （直徑）0.50.51.0 （直徑）2 精鏜凸臺圓面4100.0391.0 （直徑）140 1精車B面8、計算切削用量（一）工序 10：粗銑平面 A180.031.0（ 1）切削深度： ap 2.0mm（ 2）確定進給量X61W型銑床的功率為4.5KW。查切削用量簡明手冊表3.5.硬質(zhì)合金面銑刀（ YG6）的每齒進給量 fz0.14

19、 0.24mm / z ，取fz 0.14mm / z（ 3）銑削速度本工序采用 YG6硬質(zhì)合金銑刀， d0125mm ，齒數(shù) z=12。查切削用量簡明手冊表3.16 取切削參數(shù) vc110m / min 。則查切削用量簡明手冊表 3.29 知 X61W型銑床的轉(zhuǎn)速 n=255r/min 。故實際切削速度工作臺的每分鐘進給量為【4】：f nfz zn0.1412255428.4mm / min查切削用量簡明手冊表3.29 ，X61W型銑床的進給量v f390mm / min（二）工序 40：工步 1：粗車凸臺外圓面（ 1）切削深度： ap 2.0mm（ 2）確定進給量查切削用量簡明手冊 表 1

20、.4 ，進給量 f=0.60.8mm/r 。查切削用量簡明手冊表 1.31 ，CA6140臥式車床技術參數(shù)，取進給量f=0.66mm/r 。（ 3）確定切削速度查切削用量簡明手冊表1.11 ，參考選取切削速度57m/min。切削速度修正系數(shù)ktv =0.65 ， ktv =0.92 ， ksv =0.8 ， kTv =1.0 ， kRv =1.0 。（ 查切削用量簡明手冊表1.28 。），vt kv57 0.65 0.92 0.8 34.1 / min vcm查切削用量簡明手冊表1.31 ，得 CA6140車床的轉(zhuǎn)速n=200r/min 。故實際切削速度：（三）工序 70工步 1：鉆孔至 4.

21、8由工件材料為QT602，高速鋼鉆頭，查表2.7 高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量參考選取進給量f=0.180.22mm/min 取 f=0.2mm/min。查切削用量簡明手冊表2.15 （高速鋼鉆頭鉆灰鑄鐵時的切削速度）參考選取切削速度vc14 m / min 。又 a p4.8mm工步 2：粗鉸孔 5H7至 4.9查切削用量簡明手冊表2.11，取進給量 f=0.3mm/r 。查切削用量簡明手冊表2.24，取切削速度 vc 4m / min 。切削深度 ap 0.1mm。則查搖臂鉆床 Z3025X10B說明書，取轉(zhuǎn)速 n=250r/min 。故實際切削速度：工步 3 精鉸孔 5H7至 5H7查切削用

22、量簡明手冊表2.11，取進給量 f=0.4mm/r查切削用量簡明手冊表2.24，取切削速度 vc 4m / min 。背吃刀量 ap 0.1mm。則查搖臂鉆床 Z3025X10B說明書，取轉(zhuǎn)速 n=250r/min 。故實際切削速度：9、基本時間的計算（一）工序 10：粗銑平面 A查【 2】機械制造工藝設計簡明手冊得此工序機動時間計算公式：l1 =0.5d+（12）=0.5125+264.5mml2 =2mml=100mm所以：（二）工序 40，工步 1：粗車凸臺外圓面。查機械制造工藝設計簡明手冊，得此工序機動時間計算公式為：主偏角 kr 90l1 2 3 取 l1 =3mm查機械制造工藝設計

23、簡明手冊表6.2 2 得：l3 5mml23 5取值 5mm又 l=21mm ，i=1（三）工序 70工步 1查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2 5 得：機動時間計算公式取 l24mm ，l=5mm工步 2：查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2 5 得：機動時間計算公式l24mml=5mm，工步 3：查機械制造工藝設計簡明手冊表6.2 5得：l=5mm，l 24mm所以此工序的機動時間為8.1s五、夾具的設計本次設計的夾具為第70 道工序鉆，鉸2X5H7孔，倒角0.545 。該夾具適用于搖臂鉆床Z3025X10B1、確定設計方案此道工序要加工的兩個孔 5H7均為平面 A上，且與平面 A垂直。按照

24、基準重合原則并考慮到已加工表面的因素。 又為了避免鉆頭的引偏，2X5H7孔應該從 A 面加工，這就要求鉆孔時 A面必須朝上。因此，必須以凸臺右端面進行定位。一個凸臺面限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。用哪種方案更合理呢？方案一：在孔 13F8 中插入一個定位銷限制工件沿平面 A 方向上的兩個移動，再以一個圓柱銷定位外輪廓，限制其轉(zhuǎn)動?！?7】方案二：以凸臺外圓面定位，加一個 V 形塊，限制其沿平面方向的移動。由于外輪廓為不規(guī)則圖形加一圓柱銷， 限制其繞垂直于平面 A方向的旋轉(zhuǎn)?！?8】考慮到工件夾緊，方案 1，夾具的夾緊機構設計困難，很容易發(fā)生干涉或產(chǎn)生傾覆力矩。 而方案二，若往凸臺

25、圓面底部施加夾緊力則不存在上述問題。所以夾具設計選擇方案二。2、計算夾緊力并確定螺桿直徑查機械加工工藝手冊表2.4 69，得切削力計算公式：Ff9.81 42.7d0 f 0.8 k f ( N )9.81 42.70.40.811006(N )查機床夾具圖冊，取安全系數(shù)K=3，故實際夾緊力：f夾F f K100633018 N查機床夾具圖冊，可知，一個 M10的螺栓能承受 3018N的許用夾緊力，所以用 M10的螺栓完全可以滿足強度要求。 但從夾具的剛度及整體結構的對稱性考慮，這里選用 M16的雙頭螺柱。3、定位精度分析兩個 5H7的孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的位置精度由鉆模板保證。因為兩孔中心軸線距設計基準半徑值為 35，未注公差。按普通精度等級 8 級來算，公差值為 0.039 ，夾具公差取工件公差的 1/3 ，即夾具公差尺寸為 0.013 ?？紤]到實際操作裝配時， 角度和半徑的測量不方便， 將其轉(zhuǎn)化為水平方向橫縱坐標值。 查參考文獻 6，取其尺寸公差為 0.01mm。對于 V形塊定位凸臺外圓面，查參考文獻7 可知，安裝尺寸T：其中： D=53mm，H=16，N=40所以安裝尺寸T=23.5mm定位誤差 :參考機床夾具設計圖冊，取各配合公差如下：襯套與夾具體模板的配合。粗鉸、精鉸孔鉆套與夾具襯套配合。鉆、鉸孔時刀具與導套孔的配合為。六、