机械制造技术基础课程设计

课程名称： 机械制造基础

设计课题： 设计“泵体”零件的

机械加工工艺过程

2016年 7月2日

目录

1. 零件的工艺分析 ................................................

1.1零件的作用 ................................................

1.2零件工艺分析 ..............................................

2. 确定毛坯 ......................................................

2.1确定毛坯种类 ..............................................

2.2确定铸件加工余量及形状 ....................................

2.3绘制铸件毛坯图 ............................................

2.4工艺规程的设计 ............................................

3. 工艺规程设计 ..................................................

3.1选择定位基准 ..............................................

3.2制定工艺路线 ..............................................

3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 ........................

3.4确定切削用量及时间定额 ....................................

4. 夹具的设计 ....................................................

4.1.对夹具的基本要求 .........................................

4.2夹具设计 .................................................. 5.

总结 ..........................................................

6.

参考文献 ...................................................... 1.零件的工艺分析

1.1零件的作用

题目所给的零件是泵体零件，泵体是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。要求箱体零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。因此，箱体零的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。

1.2零件工艺分析

泵体的外形较简单，有许多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是轴孔和销钉孔，轴孔之间有相当高的位置和形状的要求?。现分析结构特点如下：

① 以侧面为基准D，另一侧面与基准D的平行度公差为0.01。

② 以前后端面作为基准的加工面，这组加工面铣底面，钻2-Φ11孔锪孔2-Φ22。

③ 以底面和2-Φ11孔为基准，这组加工面主要是2-M20的螺纹孔，粗镗-半精镗-精镗Φ51H7，钻-铰2-Φ5销孔，6-M8螺纹孔。

表1.1零件各表面技术参数

加工部位 基本尺寸（mm） 尺寸公差等级 粗糙度（um）

Φ51内孔 Φ51 IT7 1.6

2-Φ5销钉孔 Φ5 IT8 1.6

2-Φ35凸台 Φ35 — 6.3

底座底面 — — 6.3

2.确定毛坯

2.1确定毛坯种类

零件材料为HT300，考虑零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，生产类型为大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用砂型机器造型铸件毛坯。参考《机械制造工艺设计简明手册》，选用铸件尺寸公差等级为CT-10。

2.2确定铸件加工余量及形状

查《机械制造工艺设计简明手册》选用加工余量为G级，并查表，确定各个加工面的铸件机械加工余量，为方便铸造及计算，大致取各加工部分加工余量相同。各个铸件加工表面的加工余量如下表所示：

表2.1零件加工余量表

简图 加工面代号 基本尺寸 加工余量

E1 — 4

E2 — 4

E3 — 4

E4 Φ35 4

T1 Φ11 1.5×2

T2 Φ22 2×2

T3 Φ51 1×2 T4 Φ5 0.3×2

T5 M8 1×2

T6 M20 2×2

F1 — 4

F2 — 2

2.3绘制铸件毛坯图

2.4工艺规程的设计

编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：

① 应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提；

② 在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本；

③ 应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产；

④ 尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件；

⑤ 积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。

3.工艺规程设计

3.1选择定位基准

粗基准选择原则：

① 保证相互位置要求原则

② 余量均匀分配原则

③ 便于工件装夹原则

④ 在一个定位方向上只允许使用一次原则

精基准选择原则：

① 基准重合原则

② 基准统一原则

③ 互为基准原则

④ 自为基准原则

⑤ 便于装夹原则

选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。

根据以上基准选择原则，该零件的基准选择如下：

粗基准的选择：以零件未加工前端面E1和底面E3为定位粗基准。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准“基准统一”原则，以加工底面E3和两个销钉孔为主要的定位基准，前后两端面E1、E3间基准重合原则。

3.2制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

表 3-1零件加工工艺步骤 加工步骤 加工内容

1 铸造毛坯

2 时效处理

3 夹底座侧面，粗铣前后E1、E2端面，保证厚度为35mm

4 夹E1、E2端面，粗铣半精铣底座面，保证高度17mm

5 以底座上表面及划线为基准，划线找正钻Φ11的孔和锪Φ22的沉头孔，保证孔深3mm

6 以E1为基准，按底座面E3高度划线找正，粗镗半精镗精镗Φ51孔

7 以E1为基准，划线找正，钻铰Φ5销钉孔

8 划线找正，钻M8螺纹孔

9 粗车半精车外圆柱面

10 粗铣半精铣凸台面E4，保证尺寸90mm

11 E4面划线找正，钻M20螺纹孔

12 去毛刺，清洗

13 总检入库

3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

零件的每个需要加工面的总加工余量已经在前面部分确定，查《机械工艺手册》，现在确定各工序的加工余量如下：

表 3-2零件内孔工序尺寸表

加工面 加工内容 加工余量 工序尺寸 精度等级 表面粗糙度

2×Φ51H7

Ra1.6 铸件 4 Φ47 CT10 —

粗镗 3 Φ49 IT10 12.5

半精镗 2 Φ50 IT9 3.2

精镗 1 Φ51 IT8

1.6

2×Φ5IT8

Ra1.6 钻 4.2 Φ4.2 IT10 6.3

铰 0.8 Φ5 IT8 1.6

2×M20×1.5IT8 钻 18.5 Φ18.5 IT10 6.3

攻 1.5 M20 IT8 3.2

6×M8IT8 钻 6.7 Φ6.7 IT10 6.3

攻 1.3 M8 IT8 3.2

2×Φ11

IT10Ra6.3 钻 11 Φ11 IT10 6.3

2×Φ22

IT10Ra6.3 锪 22 Φ22 IT10 6.3

表 3-3平面工序尺寸表

加工面 加工内容 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度

前端面E1 粗铣 2 — 12.5

后端面E2 粗铣 2 — 12.5

底面E3Ra6.3 粗铣 2 — 12.5

半精铣 1 — 6.3 Φ35外圆端面E4Ra6.3 粗铣 2 — 12.5

半精铣 1 — 6.3

外圆柱面 粗车 2 — 12.5

半精车 1 —

6.3

孔内侧平面F2 粗铣 2 —

12.5

3.4确定切削用量及时间定额

工序3：粗铣前后端面

1．加工条件

工件材料：HT300、硬度300HBS、铸造；

铣床：X51立式铣床（功率4.5KW）；

刀具： 硬质合金端铣刀，刀片采用YG8，ap=2mm, d0=40mm, v=45-65m/min,z=4，f=0.2-0.9mm/z。

2．切削用量

确定背吃刀量

因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm。

选择铣刀磨钝标准及刀具寿命

后刀面最大磨损限度1.5-2.0mm，由于铣刀直径d0=40mm，可查铣刀寿命T=120min。

确定切削速度

粗铣时f=0.2-0.9mm/z，取f=0.3mm/z，取v=65m/min。

ns=dvπ1000=40651000π=517.25r/min按机床主轴转速取nw=590r/min

v=1000dnπ=100059040π=74.14m/min

fm=fzznw=0.3×4×590=708mm/r

3．计算工时

C=（0.03-0.05）d=0.04×40=1.6

l0=127mm l2=4mm l3=4mm

tm=4×3.059044127=3.05min

工序4：铣底面

1．选择刀具

X51立式铣床的YG8硬质合金端铣刀，ap=2mm, d0=40mm, v=45-65m/min,z=4，f=0.2-0.9mm/z。

2．切削用量

确定背吃刀量

因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm。

选择铣刀磨钝标准及刀具寿命

后刀面最大磨损限度1.5-2.0mm，由于铣刀直径d0=40mm，可查铣刀寿命T=120min。

确定切削速度

粗铣时f=0.2-0.9mm/z，取f=0.3mm/z，取v=65m/min。

ns=dvπ1000=40651000π=517.25r/min按机床主轴转速取nw=590r/min