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摘要泵体类零件是一种泵体泵体类零件是机器及其部件的基础件,它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体,并按预定传动关系协调其运动因此,泵体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度,而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命其主要特点形状复杂、壁薄且不均匀,呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔因此,一般中型机床制造厂用于泵体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%~内部20%对工件进行机械加工时,为了保证加工要求,首先要使工件相对于机床有正确的位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动为此,在进行机械加工前,先要将工件装夹好用夹具装夹工件时,工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证,不受工人技术水平的影响,使一批工件的加工极度趋于一致,稳定的保证工件的加工精度同时使用夹具装夹工件方便、快捷,工件不需要划线找正,可显著的减少辅助工时,提高劳动生产率;工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性,因此可加大切屑用量,提高劳动生产率;可使用多件、多工位装夹工件的夹具,并可采用高效夹紧机构,进一步提高劳动生产率在批量生产中使用夹具后,由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因,明显得降低了生产成本夹具制造成本分摊在一批工件上每个工件增加的成本时极少的,远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本工件批量愈大,使用夹具所取得的经济效益就愈显著关键词泵体类零件,夹具,ABSTRACTApartofthecontainerkindisthebasicmatterofamachineandapart.Thatwillchooseanaxisinthemachineandthepartabearingandapartofacoverandagearasrelatedassemblyinthefixedmutuallocationandis1ofwhole.Itstransmittedbyascheduleanditsrelatedtothemovementofharmonization.Thereforethequalityoftheprocessingofacontainerdoesntjustinfluenceitsprecisionoftheassemblyandprecisionofthemovementandmoreoverinfluencestheprecisionofthemechanicalworkandtheperformanceandthelifetimeareused.Itsmainfeature:TheshapeiscomplicatedawallitsthinandIdontbalanceandpresenttheinteriorwiththeshapeoftheaccentandtherearealotofpartsofprocessingandthoughthedifficultyleveloftheprocessingfindsaplanewithadepartmentintheholewhereitsbigandhighlypreciseinthepercentageandislowinthepercentagelikewisethereisprecisionofmuchIasktotightenaholeup.ThereforeamanufacturingfactoryinamediumturneryisusuallyusedforLaborofmechanicalprocessingofapartofthecontainerkindanditaccountsfor15%~20%oftheprocessingamountofthewholeproductapproximately.Partsofmechanicalprocessinginordertoensureprocessingrequirementsthefirstpartofthemachinetomakeacorrectpositionandthispositioninthecourseofprocessingisnotduetotheimpactofexternalchanges.Tothisendduringmachiningmustbetheworkpiececlampinggood.Clampingfixturewiththeworkpiecetheworkpiecerelativetothelocationofpropsandprecisionmachinetoolsfromthefixturethatthetechnicallevelofworkersfromtheimpactofanumberofpartsoftheextremeprocessinglineastableguaranteetheaccuracyofprocessingtheworkpiece.Atthesametimetheuseoftheworkpiececlampingfixtureconvenientfastcrossedtheworkpiecedoesnotneedtofindiscansignificantlyreducethesupplementaryworkinghoursimprovinglaborproductivity;Workpiecefixtureinthefixtureaftertheincreaseintherigidityoftheworkpieceitcanincreasetheamountofchipraisinglaborproductivity;canusepiecesmulti-fixturepartsofthefixtureandefficientuseofclampinginstitutionstofurtherimprovelaborproductivity.Intheuseofmassproductionafterthefixtureduetotheimprovementoflaborproductivitytheuseoftechnologyworkersinlowergradesandrejectratedroppedandotherreasonsobviouslyinthelowerproductioncosts.Fixturemanufacturingcostsassessedinanumberofpartson.Eachpartoftheincreaseinthecostofasmallfarlessthanduetoincreasedlaborproductivityandreducecosts.Workpiecelargerquantitiestheuseoffixtureontheeconomicbenefitsachievedbythemarkedlyeffective.Keywords:ThefeatureofthepartofthecontainerkindFixtureFeatures目录TOC\o1-3\h\z\u摘要IABSTRACTII目录IV第1章绪论
11.1泵体浅析
11.2泵体零件简介
11.
2.1泵体类零件的功用及结构特点
11.
2.2泵体零件加工工艺特点2第2章零件的分析
32.1零件的作用
32.2零件的工艺分析3第3章零件的工艺规程设计63.1选择零件的材料63.2确定毛坯的制造形式73.3基准的选择83.4制定工艺路线103.5加工工艺过程的分析11第4章夹具设计
114.1定位方案的选定
124.2夹具夹紧装置的确定
144.
2.1夹紧力的方向和作用点的确定
144.
2.2夹紧力大小的估算
144.
2.3夹紧机构及元件的选择
164.3夹具传动装置的确定
174.4夹具体的设计
204.
4.1夹具体毛坯类型的选择
204.
4.2夹具体上排屑措施的确定21第5章夹具定位方案的分析
215.1工件定位自由度分析
215.2工件定位精度分析24结论27参考文献28第1章绪论
1.1泵体浅析我国摩托车工业经过二十多年的飞跃发展,取得了长足的进步,已成为国民经济中的重要一环,尤其在1993年就以
367.49万辆的产量首次超过摩托车王国——日本,成为世界头号摩托车生产大国,1997年则突破1000万辆大关,达
1003.7万辆截止2005年,我国摩托车产量连续12年位居世界第一然而,我国虽是世界摩托车生产第一大国,但不是世界摩托车的强国我国摩托车的产品质量与欧、美、日等摩托车强国相比,特别是可靠性方面,仍有相当大的差距摩托车行业面临着开发能力低、产品同质化严重、中小排量技术欠缺、知识产权意识尚待提高等诸多问题目前我国摩托车主要集中在50mL、70mL、80mL、90mL、100mL、110mL、125mL、150mL等几款中小排量车型上,而250mL、350mL、400mL、750mL以上中高排量车型很少,有的甚至是空缺这说明我国摩托车生产技术水平只限于中、小排量低速车上,而且过于集中例如,某些型号的跨式车用发动机(如CG125款挺杆机型),全国竟然有256种型号与其外观相似,简单重复、千车一面、水平一般是我国摩托车品种的特点,真正有个性化且作为企业标记性的、有自主知识产权的产品寥寥可数,中、大排量及高速车的开发能力及成熟技术还没有真正掌握,大排量摩托车一直被进口车所垄断,这也是导致我国摩托车市场竞争过于激烈的一个重要原因泵体的性能要求具有高的输出功率和良好的经济性
(1)提高转速,性能 的主要手段
(2)提高平均有效压力,提高扭矩
(3)降低摩擦平均有效压力
(4)其他提高性能的各项措施
1.2崩体零件简介
1.
2.1泵体类零件的功用及结构特点泵体类是机器或部件的基础零件,它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体,使它们之间保持正确的相互位置,并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力因此,泵体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命常见的泵体类零件有机床主轴箱、机床进给箱、变速泵体、减速泵体、发动机缸体和机座等根据泵体零件的结构形式不同,可分为整体式泵体,如图8-1a、b、d所示和分离式泵体,如图8-1c所示两大类前者是整体铸造、整体加工,加工较困难,但装配精度高;后者可分别制造,便于加工和装配,但增加了装配工作量泵体的结构形式虽然多种多样,但仍有共同的主要特点形状复杂、壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔因此,一般中型机床制造厂用于泵体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%~20%
1.
2.2泵体零件加工工艺特点泵体类零件的主要结构特点是有一对和数对要求严、加工难度大的轴承支承孔;有一个或数个基准面及一些支承面;结构一般比较复杂,壁薄且壁厚不均匀;有许多精度要求不高的紧固用孔泵体类零件的主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度的要求;支撑孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度;孔与孔的轴线之间的相互位置精度(平行度、垂直度);装配基准面与加工时的定位基准面的平面度和表面粗糙;各支承孔轴线和平面基准面的尺寸精度、平行度和垂直度这些技术要求是保证机器与设备的性能与精度的重要措施泵体加工工艺的原则1)“先面后孔”的原则先加工平面,后加工孔,是泵体零件加工的一般规律2)“粗精分开,先粗后精”由于泵体类零件结构复杂,主要表面的精度要求高,为减少或消除粗加工时产生的切屑力、夹紧力和切屑热对加工精度的影响,一般应尽可能把粗精加工分开,并分别在不同机床上进行至于要求不高的平面,则可将粗精两次进给安排在一个工序内完成,以缩短工艺过程,提高功效3)主要表面加工方法的选择泵体的主要加工表面为平面和轴承支承孔泵体平面的粗加工和半精加工,主要采用刨削和铣削铣削的生产率比刨削高,在成批和大量生产中,多采用铣削泵体平面的精加工多用磨削泵体上的轴承支承孔,一般采用钻--扩--粗铰--精铰或镗--半精镗--精镗的加工方案进行加工前者用于加工直径较小的孔,后者用于加工直径较大的孔第2章零件的分析
2.1零件的作用题目所给定的零件是泵体泵体包围旋转的叶轮,并设有与叶轮垂直的液体入口和切线出口泵体在叶轮四周形成一个截面积逐步扩大的蜗牛形通道,故常称为蜗壳叶轮在壳内旋转的方向是顺着蜗壳形通道内逐渐扩大的方向(即按叶轮旋转的方向来说叶片是向后弯的),愈近出口,壳内接受的液体量越大,所以通道的截面积必须逐渐增大更为重要的是以高速从叶轮四周抛出的液体在通道内逐渐降低速度,使一大部分动能便转化为静压能,即提高了液体的压力,又减少了因流速过大而引起泵内部的能量损耗所以泵壳既作为泵的外壳汇集液体,它本身又是一个能量转换装置
2.2零件的工艺分析在泵体上1上部的孔如图
2.
1.2右侧设置孔如图
2.23左侧设置安装通如图
2.34泵体使用时不能太重,不能变形太大,丧失精度故泵机体使用HT200铸出中间部位设置加强筋图
2.1图
2.2图
2.3第3章零件的工艺规程设计3.1选择零件的材料由前面所讲的泵体上要安装多个功能各异的组件,故其形状比较复杂,而且难以加工合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金合金比纯铝具有更好的物理力学性能易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高合金材料的应用有以下三个方面一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料利用合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料成本低,而且使用一种加工工艺可以大量生产同样的零部件,这也是他的特点之一它的材料特性是轻、容易加工、以及在可耐强度方面不象碳素纤维有一个最大受力范围在制造一个比较大的零部件时可能会使用好几层碳素纤维,在超过受力能力时该零部件就会象酥饼一样变得一层一层的而合金在承受了一定的力量后,会慢慢变形再损坏还有就是合金容易加工和具有高度的散热性特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料此外,铝合金的加工工艺多种多样通用性较强合金铸造工艺性能,通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性这些特性取决于合金的成分,但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关3.2确定毛坯的制造形式根据生产批量,零件的力学性能,参考以下三种铸造方法,分别是离心铸造、熔模铸造、其制造方法的工艺特点如表
3.2系列发动机它的生产批量大,故泵体毛坯宜用压铸方法铸造,且合金融化后,较其他铸造铝合金的流动性要好些,不易发生冷隔(填补不满铸模)铸造方法基本尺寸形状复杂性适用材料生产方式铸造孔的最小孔径铸造最大深径比铸造最小壁厚尺寸公差等级CT尺寸公差值机械加工余量等级加工余量值浇注位置经济合理性砂型机器造型630~1000复杂铸铁和有色金属大批大量301058~102.8~66~87.0~5.0顶,侧面底面合理熔模铸造630~1000非常复杂适于切削困难的材料单件及成批生产5~102—5~
71.0~
2.06~87.0~5.0顶,侧面底面不合理金属型铸造630~1000复杂铸铁和有色金属小批到大量10~2084.57~
92.0~
4.06~87.0~5.0顶,侧面底面不合理(单位mm)资料来源《机械加工工艺手册》,3-3~3-20表
3.23.3基准的选择基准基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准在工件工序图中,用来确定本工序加工表面位置的基准,加工表面与工序基准之间,一般有两次核对位置要求一是加工表面对工序基准的距离要求,即工序尺寸要求;另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求,如平行度,垂直度等工件定位时,用以确定工件在夹具中位置的表面(或点,线)称为定位基准,定位基准的选择,一般应本着基准重合原则,尽可能选用工序基准作为定位基准,工件在定位时,每个工件的夹具中的位置是不确定的,一般是限制工件的六个自由度,分别是指沿三坐标轴的移动自由度,和绕三坐标轴转动的自由度基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一,基面选择正确合理,可以使加工质量的到保证,减轻劳动强度,生产效率得到提高否则,会使加工困难,甚至造成加工零件报废[《机械制造技术基础》P110]1粗基准的选择粗基准选择原则选择粗基准,主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续工序提供精基准为了方便地加工出精基准,使精基准面获得所需加工精度,选择粗基准,以便于工件的准确定位选择粗基准的的出发点是一要考虑如何合理分配各加工表面的余量;二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求,一般应按下列原则来选择1若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应优先选择该表面为粗基准2若工件每个表面都有加工要求,为了保证各表面都有足够的加工余量,应选择加工量最少的表面为粗基准3若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求,则应选择某个加工面为粗基准4选择基准的表面应尽可能平整,没有铸造飞边,浇口,冒口或其他缺陷粗基准一般只允许使用一次基于上述的要求和考虑到安装装配面的精度要求和便于夹紧等实际情况,粗基准选用泵体内一个较大的非加工面在毛坯图上已经标出2精基准的选择精基准选择原则选择精基准时,应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度,并要达到使用起来方便可靠一般应按下列原则来选择1基准重合原则;应选择设计基准作为定位基准2基准统一原则;应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面,采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差,并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似,从而简化夹具的设计和制造3自为基准原则;有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择加工表面本身来作为定位基准4互为基准原则;对于相互位置精度要求高的表面,可以采用互为基准,反复加工的方法5可靠,方便原则;应选择定位可靠,装夹方便的表面作为精基准本零件精基准选择泵体上一个最大平面,此平面专配时隔一纸垫在曲轴箱上此平面由于长、宽两方向是最大,用它做支靠,加工时安装稳定性好精基准放在工序最前面加工为了使零件在安装加工时角向位置准确,在泵体上选择相互距离较大的两个螺钉孔精加工为定位销孔,两销孔只作角向定位,零件使用时,它们仍是螺钉安装孔3.4制定工艺路线
(1)热处理工序的安排加工工艺不安排热处理,因此铸件一般不另进行热处理,使用状态极为铸态
(2)定位基准的选择粗基准如果选择其他面,则由非加工面到加工面多个尺寸就不一定能保证准确度达到图纸要求精基准加工时支靠面不选择最大平面,因为加工时稳定性差一些,加工精度就受到了影响,角向定位也是这样
(3)泵体的检验泵体零件加工时,已加工好全部表面,此时安排检验,接着是该零件所属组件组合,这样安排较好精度检验的内容有表面几何形状精度、尺寸精度、各表面的相互位置精度所用量具有专用卡规、百分尺、游标卡尺、塞规、对表环、表架等通过对工件进行检验,不仅可以确定工件的加工质量是否能满足设计使用上的要求,而且可以发现影响加工质量关键所在,以使在误差分析的基础上采取有效措施,从而提高加工质量3.5加工工艺过程的分析1保证相互位置精度全部加工分在几次安装中进行,先加工孔,后以孔为精基准最终加工其他表面泵体多道工序的加工都是以大孔、小孔以及平面组合定位,这种方法减少了工件的安装误差,能获得很高的相互位置精度,其结构简单,制造精度容易保证的主要是孔定位基准的夹具是心轴和定位销以孔定位其定心精度很高2防止变形的工艺措施泵体在加工过程中,常由于夹紧力、切削力和切削热、热处理等因素的影响而产生变形,使加工精度降低,防止变形注意以下几点a与减少切削力和切削热的影响粗、精加工应分开进行,使粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正,也可以采用辅助支撑,增加安装刚性,减少切削力影响b减少夹紧力的影响,工艺上可采取一些措施可以分散应力,减少变形夹紧力不应集中于工件的某一点,使应力分布在比较大的面积上,以使工件单位面积上所受力较小,从而减少变形还可以采用夹紧工件的夹具第4章夹具设计对工件进行机械加工时,为了保证加工要求,首先要使工件相对于机床有正确的位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动为此,在进行机械加工前,先要将工件装夹好用夹具装夹工件有下列优点1能稳定的保证工件的加工精度用夹具装夹工件时,工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证,不受工人技术水平的影响,使一批工件的加工极度趋于一致2能提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快捷,工件不需要划线找正,可显著的减少辅助工时,提高劳动生产率;工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性,因此可加大切屑用量,提高劳动生产率;可使用多件、多工位装夹工件的夹具,并可采用高效夹紧机构,进一步提高劳动生产率3能扩大机床的使用范围4能降低成本在批量生产中使用夹具后,由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因,明显得降低了生产成本夹具制造成本分摊在一批工件上每个工件增加的成本时极少的,远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本工件批量愈大,使用夹具所取得的经济效益就愈显著夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体因此,夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具于机床的连接对于夹具体有以下几点要求1有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,应有适当的尺寸和形状精度,它们之间应有适当的位置精度2有足够的强度和刚度加工过程中,夹具体要承受较大的切屑力和夹紧力为保证夹具体不产生不允许的变形和震动,夹具体应有足够的强度和刚度3结构工艺性好夹具体应便于制造、装配和检验铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台,以减少加工面积夹具体结构形式应便于工件的装卸4排屑方便切屑多时,夹具体上应考虑排屑结构5在机床上安装稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,重心越高则支撑面应越大;夹具底面四边应凸台,使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好经过与指导老师的协商,决定设计第45工序—钻模夹具,本夹具用于专用二十三轴钻镗床机床上
4.1定位方案的选定该零件的定位方案我选择的是一面两孔定位方式这种定位方式在泵体、杠杆、盖板等类零件的加工中用的很广工件的定位面一般是加工过的精基面,两定位孔可能是工件上原有的,也可能是专为定位需要而设置的工艺孔当工作部分直径D3mm时采用小定位销(JB/T
8014.1-1999),夹具体上应有沉孔,使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定位大批量生产时,应采用可换定位销(JB/T
8014.3-1999)工作部分的直径,可根据工件的加工要求和安装方便,按g
5、g
6、f
6、f7制造,与夹具体配合为H7/r6或H7/n6,衬套外径与夹具体配合为H7/h6,其内径与定位销配合为H7/h6或H7/h5当采用工件上孔与端面组合定位时,应该加上支承垫板或支承垫圈如图
4.1具体的尺寸见图
4.
2.A型定位销为圆柱定位销,B型定位销为菱形定位销图
4.1图
4.
24.2夹具夹紧装置的确定
4.
2.1夹紧力的方向和作用点的确定1夹紧力的方向,主要夹紧力的方向一般应垂直于主要定位基准,当夹紧力和切削力,重力同方向时,需要的夹紧力最小;完全利用摩擦力来克服切削力和重力时,所需的夹紧力最大因此本设计的夹紧力方向应正好和重力方向平行2夹紧力的作用点,夹紧力的作用点应在支承点上,或在几个支承点所组成的平面内在多点夹紧时,如果平紧点在支承面之外,应采用联动夹紧机构,以保证各点的夹紧力同时均匀地作用到工件上夹紧力的作用点应选在工件刚性最好的部位,否则应设置辅助支承,夹紧力的作用点应靠近切削部位3夹紧力的大小,夹紧力的大小应根据所需夹紧力最大时的加工位置来决定,并分析此时受力情况,然后进行计算为了安全应将计算值的安全系数一般取2~3作为所需要的夹紧力
4.
2.2夹紧力大小的估算加工过程中,工件受到切屑力、离心力、惯性力及重力的作用理论上,夹紧力的作用应与上述力的作用平衡;而实际上,夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关而且,切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算估算时应找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力由《机床夹具设计手册》上提供的公式式中--实际所需夹紧力(N);--在一定条件下,由静力平衡计算出的理论夹紧力(N);K—安全系数安全系数K可按下式计算取则确定:根据《机床夹具设计手册》P32表1-2-3刀具材料为硬质合金Pz=902ts
0.75Kp;Py=530t
0.9s
0.75Kp;Px=451ts
0.4Kp;式中,Pz——圆周切削分力(N);Py——径向切削分力(N);Px——轴向切削分力(N);s--每转进给量(mm);t—切削深度(mm);--考虑工件材料机械性能的系数;--考虑刀具几何参数的系数查表1-2-4,得,Kmp=()nKmp——考虑工件材料机械性能的系数;KmpKpKpKpKrp——考虑刀具几何参数的系数;计算Pz时,n取
0.4;计算Py时,n取
0.4;计算Px时,n取
0.
4.计算Pz时,Kp=
1.0,Kp=
1.0,Kp=
1.0,,Krp=
1.0;计算Py时,Kp=
1.0,Kp=
1.0,Kp=
0.75,Krp=
1.07;计算Px时,Kp=
1.0,Kp=
1.0,Kp=
1.07,Krp=
1.07;取s=1mmt=1mm算得Pz=
991.4NPy=467NPx=
397.8(N)夹紧力一般为估算,考虑X、Y方向的摩擦,所以在Z方向的力约为4000(N)由公式,算得所要的夹紧力为12168(N)
4.
2.3夹紧机构及元件的选择本零件夹紧采用液压机构,夹紧机构如图
4.3图
4.3
(1)材料45按《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》
(2)热处理HRC35~40
(3)细牙螺母的支承面对螺纹轴心线的垂直度按GB1184-80《形状和位置公差》附录一表3规定的9级公差
(4)其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及技术条件》螺母规格56-76-M16×
1.5螺栓为活节螺栓,规格为M16×240或M16×220(GB798-76)根据《机械设计》上对紧螺栓联接的强度计算,有根据上述计算,此夹紧方案符合要求
4.3夹具传动装置的确定在设计夹具传动装置的时候我选择了液压的传动方式这是因为气压元件不受严格的空间位置限制,系统中各部分用管道连接,布局安装有很大的灵活性,能构成用其他方法难以组成的复杂系统而且在传递运动时均匀平稳,易于实现快速启动、制动和频繁的换向同时在操作控制时很方便、省力,易于实现自动控制、中远控制、过载保护气压元件属于机械工业基础件,标准化、系列化和通用化程度较高,有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本除此之外,液压传动的单位质量输出功率大,在同等输出功率下具有体积小、质量小、运动惯性小、动态性能好的特点图
4.4在设计液压传动系统时,液压传动的组成系统以及功用如图
4.5示,在这个图中已经描述的很详细图
4.5在选择传动方式的时候液压传动和气液压传动的使用范围如图
4.6所示,考虑到实际要求和经济情况,我选择了液压传动方式图
4.6液压元件的选择以及安排位置见夹具装配图,上面描述很比较明确
4.4夹具体的设计夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体因此,夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接在设计夹具时对夹具体有以下几个方面的要求1)有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面等,应有适当的尺寸和形状精度,它们之间应有适当的位置精度为使夹具体尺寸稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理2)有足够的强度和刚度加工过程中,夹具体要承受较大的切削力和夹紧力为保证夹具体不产生不允许的变形和震动,夹具体应有足够的强度和刚度因此夹具体需要有一定的壁厚,铸造和焊接夹具体常设置加强肋,或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体3)结构工艺性好夹具体应便于制造、装配和检验铸造夹具体上安装各种元件的表面铸出凸台,以减少加工面积夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙夹具体结构形式应便于工件的装卸,分为开式结构,半开式结构,框架式结构等4)排泄方便切屑多时,夹具体上应考虑排屑结构5)在机床上安装稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,重心越高则支撑面应越大;夹具底面四边应凸出,使得夹具的安装基面与机床的工作台面接触良好
4.
4.1夹具体毛坯类型的选择夹具体的毛坯类型分为铸造夹具体、焊接夹具体、锻造夹具体、型材夹具体和装配夹具体基于对零件的分析和对夹具的要求,我选择了铸造夹具体这是因为铸造夹具体的工艺性好,可铸出各种复杂形状、具有较好的抗压强度、刚度和抗震性,但是其生产周期长,需要进行时效处理,以消除内应力常用的材料为灰铸铁(HT200),目前铸造夹具体应用较多夹具体的设计尺寸见夹具体的图纸,图纸描述比较详细
4.
4.2夹具体上排屑措施的确定切屑多时,夹具体上应考虑排屑结构排屑措施有两种1)增加容纳排屑空间在夹具体上增设容屑沟或增大定位元件工作表面与夹具体之间的距离适用于加工时产生的切屑不多的场合如图
4.7所示图
4.72)采用切屑自动排除结构在夹具体上专门设计排屑用的斜面和缺口,使切屑自动由斜面处滑下而排至夹具体外a图是在夹具体上开出排屑用的斜弧面,使钻孔的切屑,沿斜弧面排出b图是在铣床夹具的夹具体内,设计排屑腔,切屑落入腔内后,沿斜面排出适用于切屑较多的场合第5章夹具定位方案的分析
5.1工件定位自由度分析一个尚未定位的工件,其空间位置是不确定的,工件定位的实质就是要限制对加工有不良影响的自由度无论工件的形状和结构怎么不同,它们的六个自由度都可以用六个支撑点限制,只是六个支撑点的分布不同罢了支撑点的分布必须合理,否则六个支撑点限制不了工件的六个自由度,或不能有效地限制工件的六个自由度工件的六个自由度都限制了的定位成为完全定位工件被限制的自由度少于六个,但能保证加工要求的定位称为不完全定位工件定位时,影响加工要求的自由度必须限制;不影响加工要求的自由地,有时要限制,有时可不限制,视具体情况而定按照加工要求确定工件必须限制的自由度,在夹具设计中是首要解决的问题在工件定位时,一下几种情况允许不完全定位1)加工通孔或者通槽时,沿贯通轴的位置自由度可不限制2)毛坯(本工序加工前)是轴堆成的,绕对称轴的角度自由度可以不限制3)加工贯通平面时,除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外,还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位成为欠定位确定工件在夹具中的定位方案时,欠定位是决不允许发生的因为欠定位保证不了工件的加工要求重复定位分两种情况当工件的一个或几个自由度被重复限制,并对加工产生有害影响的重复定位,称为不可重复定位,不可用重复定位是不允许的;当工件的一个或几个自由度被重复限制,但仍能满足加工要求,即不但不产生有害影响,反而可增加工件装夹刚度的定位,称为可用重复定位在生产实际中,可用重复定位被大量采用这次所要加工的零件定位角向分析如图
5.1加工时泵体零件底面支靠在夹具定位平面上,这样控制了X、Z、Y零件三个自由度;此外用圆柱定位销及菱形销对零件定位孔定位时,则控制了零件Z、Y、X三个自由度因此,零件压紧定位后,六个自由度都受到了控制,得到了准确的加工位置图
5.
15.2工件定位精度分析图
5.2一批工件逐个在夹具上定位时,由于工件以及定位原件的公差,使得各个工件所占的位置完全一致,加工后形成加工尺寸的不一致,为加工误差这种只与工件定位有关的加工误差,称为定位误差造成定位误差的原因有两个一个是定位基准与工序基准不重合,由此产生基准不重合误差;二是定位基准与限位基准不重合,由此产生基准的位移误差本工件的定位精度分析如下6)如图
5.2所示,在定位销A、B联线上,夹具中心距离为=
282.069泵体定位孔中心距为=
282.069两者中心距差=07)泵体定位孔为,夹具圆柱销定位外径为两者配合间隙=
0.037=
0.005故工件沿AB方向最大位移(“”表示向两个方向的位移),此位移与1)中求出的中心距差合起来就会妨碍工件的第二定位孔在菱形销上定位,正式这个原因,第二定位销做成菱形3)由于圆柱销定位,工件在圆柱定位销各个方向可能发生的位移都是(包括Y轴、Z轴方向)工件另一定位孔在菱形定位销沿AB方向的两侧最大位移也是,故工件定位时,可能发生角向偏差==即这个定位准确度对于零件主要三孔加工位置度要求(约为是完全足够了;对于各螺钉安装孔位置度精度影响要求为更为绰绰有余各孔位置度极度影响因为尚有机床精度,夹具在机床安装精度,刀具安装,使用极度等等,这里就不在做介绍了结论毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节,要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识,结合实际,独立解决本专业一般问题树立为生产服务,扎实肯干,一丝不苟的工作作风,为将来在机械方面工作打下良好的基础为了综合训练我们的综合设计能力,进一步培养和提高科学的思维方式和正确的设计思想以及发现,分析,解决解决实际问题的能力,在老师的指导下解决一定的工程问题,完成本科教育中非常重要的实践教学环节我的毕业设计课题是泵体的机械加工工艺以及钻模的设计,对其加工过程的工艺,工装夹具进行设计本次设计是要求解决实际的非虚拟的机械工程问题,前提要求是我们掌握相当的专业知识,而通过本次设计提高自己综合运用所掌握知识,查阅相关设计资料的能力,熟悉相关的国家标准和国际标准,进一步熟练手工绘图和操作绘图软件绘制工程图,锻炼我们独立解决一定的实际工程问题的能力,使我们的设计更具实用性本次设计还能让我们更多的接触社会,了解社会的发展态势和国内外的现状,为将来走上工作岗位作一个铺垫,增加自己的就业信心,明确今后的发展方向由于本人的能力有限,在设计过程中会有很多不足之处,望各位老师给与批评和指教我将努力、认真虚心听取老师们的宝贵意见参考文献
[1]肖继德·机床夹具设计·机械工业出版社.2000
[2]华中科技大学主编·液压与气压传动·机械工业出版社.2004
[3]徐灏.机械设计手册.机械工业出版社.1991
[4]张幼桢主编·金属切削原理·航空工业出版社,
1987.8
[5]上海机械学院主编·机械设计基础·机械工业出版社,
1998.6
[6]中国机械工业教育协会组编·机械制造基础·机械工业出版社.2001
[7]机械工业出版社编·机械工程手册,
1999.5
[8]陈宏钧主编·机械工人切削技术手册·北京机械工业出版社,
2005.7
[9]吴拓,方琼珊·机械制造工艺与机床夹具课程设计指导·
2005.11致谢经过将近三个月的忙碌,我基本上完成了泵体机械加工工艺以及夹具设计在这整个设计的过程中我遇到了许多的问题,但是通过查找资料、和同组的同学一起探讨、请教指导老师来解决了这些问题从这次设计当中我不但把以前学习到的知识运用上来了,还学习了一些我们以前没有学到的,可以说是即学即用这对于即将走上工作岗位的我来说是一个很好的锻炼,因为参加工作之后还有很多的东西要学,我们就应该具有这种即学即用的能力总的来说,通过毕业设计,我学到了很多知识,也深刻体会到毕业设计这一课在整个大学学习当中的重要性在这次设计当中,我得到了指导老师xxx教授的悉心指导,x老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,都给予我悉心的指导和帮助可以说,没有x老师的悉心指导和帮助,我是不可能顺利完成我的毕业设计的另外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作因此,在这里我衷心地感谢明老师同时也谢谢和我一组的成员学生签名日期。