机械设计制造技术基础泵盖设计说明书
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目录
一、泵盖图的工艺分析
(一)泵盖图的技术要求 (1)
(二)审查泵盖图的工艺性 (1)
二、毛坯的选择
(一)选择毛坯 (1)
(二)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (2)
三.定位基准的选择
(一)定位基准的选择原则 (3)
四、工艺路线的拟定
(一)表面加工方法的确定 (3)
(二)加工阶段的划分 (4)
(三)工序顺序的安排 (4)
(四)确定工艺路线 (5)
(五)工序的集中与分散 (6)
五、工序内容的拟定
(一)工序尺寸和公差的确定 (6)
(二)设备与工艺装备的选择 (8)
(三)切削用量的选择 (8)
(四)工序时间计算 (11)
参考文献 (15)
一.泵盖图的工艺分析
(一)泵盖图的工艺性
分析零件图可知,泵盖图的各表面均要求铣、磨、切削加工,φ9mm、φ18 和φ5mm孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,为保证孔的加工精度,可先用钻头在套筒的中间钻出一个φ4mm的通孔。然后再在该孔的基础上近一步向外扩,直至达到精度要求,其余的表面用铣磨的方法加工。除此外,其他表面的加工精度要求均不太高,不需要高精度机床加工,一般通过铣削的粗加工就可以达到加工要求。而主要加工表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量的加工出来。
二.毛坯的选择
(一)选择毛坯
根据该零件的形状可以看出属于盘套类零件。该零件的材料选为45#钢即可,由于该零件在工作时受力不大,所以通常采用铸铁件。由于该套筒的尺寸不大,且生产类型属于大批量生产,为提高生产率和铸件精度,宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯成形方法的选择也应遵循功能性原则、经济性原则和可行性原则。
(二)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
经查表可知,要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素。
1、公差等级
有泵盖图的功能和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。
2、铸件重量
由实物成品零件可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量大约为6kg。
3、零件的材质系数
由于该零件的材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢,故该零件的材质系数属M1级。
4、零件表面的粗糙度
由零件图可知,该套筒各加工表面的粗糙度Ra均大于等于0.8μm。
根据上述因素,可查表确定该零件的尺寸公差和机械加工余量,查得结果列于下表中。
三.定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。
1、精基准的选择
根据该泵盖图的技术要求和装配要求,选择泵盖图左端面和轴孔φ18mm作为精基准,零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行加工,即遵循了“基准统一”原则。轴孔φ18mm的轴线是设计基准,选用其精基准定位加工套筒各端面和各表面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求。选用泵盖图右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则,因为该零件在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准;另外,为了避免在机械加工中产生加紧变形,根据加紧力垂直于主要定位基面,并应作用在刚度较大部位的原则。
2、粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。对该零件可以选择φ76mm的外圆面或轴孔的右端面作粗基准。采用φ18mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀
四.工艺路线的拟定
(一)表面加工方法的选择
根据泵盖图零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工工件各表面的加工方法,如下表示:
(二)加工阶段的划分
该零件加工质量要求较高,夸奖加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准(泵盖图左端面和轴孔)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣泵盖图各端面、各表面及对轴进行钻孔,并在半精加工阶段对钻孔进行外扩成φ18mm、φ9mm和φ5mm的孔和完成泵盖图两端面的精铣加工。在精加工阶段,进行泵盖图两端面的磨削加工。
(三)加工顺序的安排
1、具体方案:
方案一:基准加工-主要表面粗加工-主要表面精加工-钻孔
方案二:基准加工-钻孔-主要表面粗加工-主要表面精加工
方案三:基准加工-主要表面粗加工-钻孔-主要表面精加工
论证:为使加工出一个符合零件的技术要求和装配要求选取一个最为合适的方案作出下列论证:
方案一:先加工出组成零件的各部件,可同时加工出各部件,且精度能达到零件要求,但最后进行钻孔,使工件发生扭曲变形,使零件在使用过程中受到外力而达到零件的技术要求。所以,此方案设计不合理。
方案二:为了使零件在加工后不发生应力变形,先对零件的各部件进行钻孔,然后对其整个零件进行粗加工、精加工,但这样在对零件整体进行加工时,由于零件的结构比较复杂,体积较大,使加工变得更加复杂化,且浪费时间。因此,此方案设计不合理。
方案三:此方案在同时进行粗加工后,进行钻孔,在钻孔后
对零件各表面进行精加工,即满足了设计要求又节省了时间。因此,此方案为最佳方案。
1、机械加工工序
(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准——泵盖图左端面和轴孔φ18mm。
(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工续。
(3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面——泵盖图左端面和轴孔φ18mm,后加工次要表面。
(4)最后进行精加工。
2、热处理工序
铸造成型后切边,进行热处理,硬度为hb170-241,泵盖图两端面在精加工之前进行局部高频淬火,提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。
3、辅助工序
粗加工泵盖图两端面和热处理后,安排校直工序;在半精加工后,安排去毛刺和中间检验工序;精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上述,该泵盖图工序的安排顺序为:基准加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。
(四)确定工艺路线
在综合考虑上述工序安排原则的基础上,该零件的工艺路线如下表