齿轮油泵泵盖的机械加工工艺规程模板.doc

课程设计

题目：齿轮油泵泵盖机械加工工艺规程及工艺装备设计

班　　级：　
姓　　名：　
指导老师：
完成日期：　 12月29日

一、设计题目　　
泵盖零件机械加工工艺规程及工艺装备设计（钻盲孔）

二、原始资料
(1) 被加工零件零件图 1张
(2) 生产类型:中批或大批大量生产

三、上交材料
(1) 被加工工件零件图 1张
(2) 毛坯图 1张
(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张
(4) 和所设计夹具对应那道工序工序卡片 1张
(4) 夹具装配图 1张
(5) 夹具体零件图 1张
(6) 课程设计说明书(5000～8000字) 1份

四、进度安排(参考)
(1) 熟悉零件,画零件图 2天
(2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天
(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天
(4) 编写说明书 3天
(5) 准备及答辩 2天
五、指导老师评语

成 绩：

指导老师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　

摘　要
本课程设计关键内容包含齿轮油泵泵盖加工工艺过程设计和钻盲孔专用夹具设计，在课程设计过程中完成了零件图、毛坯图、夹具体装配图和夹具体零件图绘制及说明书编写。
泵盖零件结构较简单，而且为铸件，外表面为要求较高精度要求，铸造即可满足，和其它接触面处端面精度要求较高，需要经过粗车、半精车加工，确保密封配合性。
此次设计针对盲孔加工难度设计了一套专用夹具，采取一面两孔定位方法来满足定位要求，又经过夹紧装置确保加工过程中不会产生较大误差。其中间过程对夹紧装置进行了受力分析，确保了夹紧可靠性。
总而言之为此次课程设计关键内容及设计过程

Abstract
The main contents of the curriculum design, including gear oil pump cover process design and process of blind hole drilling special fixture design in the curriculum design process was completed parts map, blank map of the specific folder and the folder assembly of specific parts and the manual mapping preparation.
Pump parts to build a simpler structure, but also for the casting, the outer surface of the requirements for higher precision, casting can be met, contact with other Department of the higher-end precision, cars need to go through thick, semi-refined car processing, to ensure that sealed with sexual.
The design for theblind hole of the processing difficulty of the design of a special fixture, using a two-hole position to meet position requirements to ensure through clamping device processing will not produce large errors. Intergovernmental process in which a clamping device for mechanical analysis, to ensure the reliability of the clamp.
To sum up this meeting the main contents of the curriculum design and the design process

目录
1零件工艺性分析 1
1.1 零件用途 1
1.2 零件技术要求 1
1.3 审查零件工艺性 1
2零件毛坯确实定 2
2.1零件生产类型 2
2.2毛坯种类和制造方法 2
2.3零件各表面加工方法 3
2.4各工序间加工余量 3
2.5确定毛坯尺寸 4
3机械加工工艺规程设计 4
3.1确定工艺路线 4
3.2 孔 切削用量计算 5
3.3 基础工时计算 6
3.4 制订工序卡片 8
4 孔专用夹具设计 8
4.1 定位方案设计 8
4.2定位误差分析和计算 9
4.3导向元件设计 10
4.4夹紧装置设计 10
4.5 夹具结构设计及操作简明说明 11
5 方案综合评价和结论 11
6体会和展望 12
参考文件 13

1零件工艺性分析
1.1 零件用途
此次课程设计题目是左端盖加工和孔专用夹具设计。左端盖是齿轮油泵组成部分，它和泵体、右端盖齿轮轴等零件装配在一起工作，泵盖关键作用是密封、紧固。确保油泵正常工作，不漏油，不和齿轮轴打齿。
1.2 零件技术要求
齿轮油泵泵盖材料是HT200，毛坯制造完成后需进行时效处理，消除毛坯制造和机械加工中产生内应力。泵盖有下列几组加工表面：
1.以泵盖左端盖20为基准加工表面，这一组加工表面包含对右端面加工。
2.以中心距为28.76±0.016为定为基准两个盲孔。
经过对以上加工表面分析，我们能够选定粗基准，加工精粗基准所在加工表面，然后借用专用夹具对其它加工表面进行加工，确保它们位置精度

表1 泵盖技术要求表
加工表面
尺寸及偏差
/mm
公差/mm及精度等级
表面粗糙度/um
形位公差/mm
泵盖右端面
20
0.033/IT8
6.3

6 ХФ6.5 沉头孔
Ф6.5
Ф11
0.090/IT11
12.5

2ХФ5销孔
Ф5
0.018 /IT8
1.6

Φ16盲孔
Φ16
0.011 /IT6
1.6

Φ16盲孔
Ф16
0.011 /IT6
1.6

1.3 审查零件工艺性
依据老师发给零件图，审查了零件结构工艺性，零件图上视图、尺寸公差和技术要求较统一，无须做大修改。仔细阅图后了解到此工件结构较简单，经过铸造再加工即可取得，表面精度要求不高，只是在右端面接触处要求含有较高精度，以确保密封性。泵盖上沉头孔和销孔用通常钻床夹具可加工出来，而盲孔可利用设计专用夹具加工。总体来说，此工件还是比较轻易加工。其零件图见电子版附图。
2零件毛坯确实定
2.1零件生产类型
零件生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度分类，它对工艺规程制订含有决定性影响。生产类型通常可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不一样生产类型有着完全不一样工艺特征。零件生产类型是按零件年生产纲领和产品特征来确定。生产纲领是指企业在计划期内应该生产产品产量和进度计划。年生产纲领是包含备品和废品在内某产品年产量。零件年生产纲领N可按下式计算

其中 ——是零件生产纲领（件/年）；
——产品年产量（台、辆/年）；
——每台（辆）产品中该零件数量（件/台、辆）；
——备品率，通常取2%~4%；
——废品率，通常取0.3%~0.7%；
依据上式结合题目给定数据，即可算出泵盖生产纲领，进而确定出其生产类型。
=8000台/年，=1件/台，取=，取=0.6%，由公式(1-1）有：.泵盖零件重量为3.16，查表1-3可知，泵盖为轻型零件，由此再查表1-4可知，该泵盖生产类型为大批生产。
2.2毛坯种类和制造方法
泵盖材料在产品设计时已经确定，在制订零件机械加工工艺规程时，毛坯选择关键是选定毛坯制造方法。
因为泵盖选择HT200作为材料，为了降低加工余量，提升劳动生产率，采取机器造型，机器造型生产率较高、铸件尺寸精度高、表面光洁，劳动条件好，尽管机器造型需要专用设备和工艺装备，投资较大，生产准备时间长，但在大批大量生产情况下铸件成本仍能显著降低，该泵盖生产类型为大批生产，所以在铸件造型上采取机器造型。
2.3零件各表面加工方法
当零件加工质量要求较高时，通常要经过粗加工、半精加工和精加工三个阶段，假如零件加工精度要求尤其高、表面粗糙度尤其小时，还要经过光整加工阶段。经过对泵盖各加工表面分析，选择前面一系列预备工序加工方法和次序。
表2 各加工表面加工方案
加工表面
精度要求/um
加工方案
泵盖右端面
6.3
粗车-半精车
Φ5销孔
1.6
钻-铰
孔
12.5
钻
Ф16孔
1.6
钻-粗铰-精铰
2.4各工序间加工余量
依据表1-6至1-11和2-15至2-40，将各加工表面工艺路线、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3中。
3 各工序间加工余量
加工表面
工步名称
工步余量
基础尺寸
公差等级
精度公差
工步偏差
粗糙度
泵盖右端面
半精车
1.4
20
IT8
0.033
20
6.3
粗车
1.6
18.6
IT12
0.21
18.6
12.5
毛坯
3
23
--
2.4
23
--
Ф5销孔
铰
0.2
5.0
IT8
0.018
5
1.6
钻
0.8
4.8
IT12
0.120
4.8
6.3
毛坯
4
4
--
2
41
--
Φ6.5孔
钻
2
6.5
IT11
0.090
6.5
12.5
毛坯
4.5
4.5

2
4.51

Ф16
精铰
0.05
16
IT6
0.011
16
1.6
粗铰
0.95
15.95
IT8
0.027
15.95
6.3
钻
1.2
15
IT11
0.110
15
12.5
毛坯
13.8
13.8
--
2.4
13.81.2
--
2.5确定毛坯尺寸
依据表3得出毛坯尺寸。利用电子版绘出毛坯图，毛坯尺寸详见毛坯图。
3机械加工工艺规程设计
3.1确定工艺路线
确定零件机械加工工艺路线是制订工艺规程一项关键工作，确定工艺路线时关键处理问题有：选定各加工表面加工方法；划分加工阶段；合理安排各工序前后次序；确定工序集中和分散程度。
考虑到实际经验缺乏，有限时间，关键进行了定位基准选择、各表面加工方法确实定和工序次序安排工作。
3.1.1 定位基准选择
定位基准选择是制订工艺规程一项关键工作。定位方案选择直接影响加工误差，影响夹具复杂性及操作方便性。定为基准选择分为粗基准和精基准。最初工序中，只能选择以未加工毛坯面作为定位基准，称为粗基准，随即和以加工面为定位基准，称为精基准。
左泵盖左端面为铸造面，能满足表面粗糙度和精度要求，先以左端面为粗基准，粗加工出右端面，再以右端面为精基准钻出孔和锪出销孔，盲孔。粗加工完成后，深入进行半精加工和精加工等。
3.1.2 工序次序安排
依据表2各加工表面加工方法和表3各工序间加工余量，考虑加工过程中定位基准选择标准，确定工序次序。在工序次序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵照先基准后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔标准，最终确定工序次序详见表4，以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。
表4 加工工序
工序
工序名称
工序内容
1
车
粗车右端面至18.6mm
2
车
半精车右端面至20mm
3
锪
锪通孔
4
铰
铰孔至5.0mm
5
钻
钻通孔，铰孔，扩Ф11孔深6，铰孔
6
钻
钻深13，粗铰、精铰
7
时效热处理

8
去毛刺
钳工
9
终检

3.2 孔 切削用量计算
3.2.1 钻孔工步切削用量计算
背吃刀量确实定，取=15mm。进给量确实定，由表5-22，选择该工步每转进给量f=0.20mm/r。切削速度计算，由表5-22，按工件材料为铸铁、硬度为187HBS条件选择，切削速度可取为18m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得该工序钻头转速358.1，参考表4-9所列Z525型立式钻床主轴转速，取转速=392。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际钻削速度=。
3.2.2 铰孔工步工步切削用量计算
1）粗铰
背吃刀量确实定，取=0.95mm。进给量确实定，由表5-31，选择该工步每转进给量f=0.9mm/r。切削速度计算，由表5-31，切削速度可取为4m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速80，参考表4-9所列Z525型立式钻床主轴转速，取转速=97。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际钻削速度=。
2 ）精铰
背吃刀量确实定，取=0.05mm。进给量确实定，由表5-31，选择该工步每转进给量f=0.9mm/r。切削速度计算，由表5-31，切削速度可取为4m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速80，参考表4-9所列Z525型立式钻床主轴转速，取转速=97。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际钻削速度=。
3.3 基础工时计算
3.3.1基础时间计算
1）.钻孔工步
依据表5-41，钻孔基础时间可由公式求得式中=13mm； =0mm；

f=0.20mm/r；n=392r/min。
将上述结果代入公式，则该工序基础时间=(13mm+5.4mm+0mm)/(0.20mm/rΧ392r/min)0.234min=14.1s。
2）.粗铰孔工步
依据表5-41，绞圆柱孔基础时间由公式求得式中、。
由表5-42按、=(16-15.95)/2=0.025mm 条件查得； =0mm；而=13mm；=0.9mm/r；=。将上述结果代入公式中，
经过计算即可得出该工序基础时间：=(13mm+0.37mm+0)/(0.9mm/rХ97r/min)0.153min=9.2s。
3）.精铰孔工步
依据表5-41，绞圆柱孔基础时间由公式求得。式中、由表5-42按、=(16-15.95)/2=0.025 条件查得=0.19mm；=0mm；而=13mm；=0.9mm/r；=。将上述结果代入公式：

经过计算即可得出该工序基础时间：=(13mm+0.19mm+0)/(0.9mm/rΧ97r/min)0.151=9.1s
3.3.2 辅助时间计算
依据第五章第二节所述，辅助时间和基础时间之间关系为，可取，则各工序辅助时间分别为：
钻孔工步辅助时间： =0.15Х14.1s=2.12s;
粗铰孔工步辅助时间： =0.15Χ9.2s=1.38s;
精铰孔工步辅助时间： =0.15Х9.1s=1.37s;
3.3.3 其它时间计算
除了作业时间以外，每道工序单件时间还包含部署工作时间、休息和生理需要时间和准备和终止时间。因为泵盖生产类型为大批生产，分摊到每个工件上准备和终止时间甚微，可忽略不计；部署工作时间是作业时间，休息和生理需要时间是作业时间，本工件均取3%，则各工序其它时间（）可按关系式计算，分别为：
钻孔工步其它时间：=6%Χ(2.12s+14.1s)=0.97s
粗铰孔工步其它时间：=6%Х(9.2s+1.38s)=0.63s
精铰孔工步其它时间：=6%Χ（9.1s+1.37s）=0.62s
3.3.4 单件时间计算
1）钻孔工步=2.12s+14.1s+0.97s=17.19s;
2）粗铰孔工步=9.2s+1.38s+0.63s=11.21s;
3）精铰孔工步=9.1s+1.37s+0.62s=11.09s;
所以，工序单件时间：=++=17.91s+11.21s+11.09s=40.21s
3.4 制订工序卡片
此次课程设计中，我所选择工序是加工2ХΦ16孔。依据表4、2ХΦ16切削用量计算和基础工时计算即可制订出该工序工序卡片，具体内容详见机械加工工序卡片。
4 孔专用夹具设计
在成批、大量生产中，工件装夹是经过机床夹具来实现。机床夹具在生产中应用十分广泛，机床夹具功用关键是：稳定地确保工件加工精度；降低辅助时间，提升劳动生产率；扩大机床工艺范围，实现一机多能。泵盖盲孔加工精度，位置精度要求全部较高，假如选择常规夹具（即通用夹具）其生产效率是很低，同时加工精度也不轻易确保。考虑到泵盖零件属于大批量生产，所以应该对其设计专用夹具，以确保加工精度和位置精度，提升劳动生产率。
4.1 定位方案设计
本夹具定位方案以下图所表示，采取1个短圆柱销、1个菱形销和支承平面定位，同时利用支承板来快速找正工件在夹具体中位置。
其中：一个菱形销限制自由度为: 。
一个短圆柱销限制自由度为：，。
支承平面限制自由度为：，，
综上，该定位方案限制了工件6个自由度，很好满足零件加工要求，定位合理。
4.2定位误差分析和计算
所谓定位误差，是指因为工件定位造成加工面相对工序基准位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动，即被加工表面位置相对于定位基准是不变，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上最大变动量。造成定位误差原因有：因为定位基准和工序基准不一致所引发定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上最大变动量，以表示；因为定位副制造误差及其配合间隙所引发定位误差，称基准位移误差，即定位基准相对位置在加工尺寸方向上最大变动量，以表示。。
分析和计算定位误差目标，就是为了判定所采取定位方案能否确保加工要求，方便对不一样方案进行分析比较，从而选出最好定位方案，它是决定定位方案时一个关键依据。
4.2.1 定位元件尺寸公差确实定
夹具定位形式是一面两销，即一个短圆柱销、削边销和支承板之间保持元件定位精度。
由公式

其中代表公差，代表基准孔和定位元件间最小间隙
因为定位销和孔间配合代号是，查表2-40，IT6=0.008
IT5=0.005,又销和孔间最小间隙全部是0，故代入公式：
=0.008+0.005=0.013mm，

注：为工件中心线偏转角度误差代入数据求得满足定位要求。
4.3导向元件设计
钻床夹具刀具导向元件为钻套，钻套作用是确定刀具相对夹具定位元件位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，预防刀具在加工中发生偏斜。
因为该孔加工方法是先钻孔，后铰孔。所以，采取快换式钻套，因为泵盖零件特殊结构，为了便于装夹工件，所以自行设计快换钻套。其结构如上图所表示
4.3.1钻套高度和排屑间隙
钻套高度和所钻孔孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等原因相关。钻套高度H越大，刀具导向性能越好，但刀具和钻套摩擦越大，通常取H=(1-2.5)d，孔径小、精度要求高时，H取较大值。H=(1-2.5)d=(1-2.5)16=(16-40),取H=40mm。
钻套底部和工件间距离h称为排屑间隙，H值应合适选择，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面被破坏；h值太大时，会降低钻套对钻头导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h=（）d；加工钢时，h=()d。因为泵盖材料为HT200，所以其排屑间隙h=()d=()16=(),取h=10mm。
4.4夹紧装置设计
在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力作用，为了确保在这些力作用下，工件仍能在夹具中保持定位正确位置，而不致发生位移或产生振动，通常在夹具结构中全部必需设置一定夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。
在该夹具体设计中，因为所选择定位方案夹紧力和切削力方向一致，所需夹紧力较小，所以采取钩形压板（组合）式夹紧机构。夹紧力计算采取

计算，其中--摩擦系数，通常取0.1-0.15，因为在进行钻孔工序时，夹紧力作用表面表面粗糙度较小，所以本设计中选择f=0.1。
因为螺旋压板夹紧机构中有弹簧作用力，所以公式中F代表是弹簧压缩变形受到作用力，有材料力学中公式
z-弹簧工作圈数
G-弹簧材料剪切弹性模量，其值查表12-1
-是在最大载荷下发生最大变形量
查机械设计书代入数据得求得F=1.54N，将F代入，其中L=28mm,f=0.1,H=45,求得.因为该工序过程需要两处夹紧力，故总.能够看出夹紧力很小。因为夹紧力和切削力方向一致，当其它切削力很小时，仅需要较小夹紧力来预防工件在加工过程中产生振动和转动。所以此处夹紧力能满足要求。
4.5 夹具结构设计及操作简明说明
在设计夹具进应该注意提升劳动生产率。所以，使用铰链式钻模，一次固定2个钻套，在一次装夹中能够加工2个孔。本工序是粗加工，切削力较大，不过因为钻削关键生产轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。
装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由短圆柱销和菱形销定位，最终用支承板定好位置把钻模板合上，把菱形螺母锁上。这么就能够钻削了。本夹具装配图和零件图，见附图。

5 方案综合评价和结论
对于盲孔专用夹具设计我们采取了一面两销定位方法，限制了工件6个自由度。很好确保了工件在夹具体中位置
但也可能造成过定位，原因在于，支承板和短圆柱销和菱形销安装误差。在钻孔工序前工序尺寸确保情况下，不会产生过定位，满足了加工要求。经过以上分析，此次课程设计基础目标已经达成，很好反应了零件加工过程中定位要求极其必需性。同时，在专用夹具设计过程中，经过查阅大量资料，设计出夹具在使用上十分方便，定位也很正确。绘制夹具体装配图时，很好利用了机械制图知识，图幅表示合理，线条正确。
6体会和展望
机械制造技术基础课程设计就要结束了，回首近20天设计过程，我们得到了很多收获。
再设计过程中我们碰到了很多问题，而处理问题路径很多，查阅资料，请教老师、同学们，总而言之，为了完成任务达成课程设计目标要求，我们能够一起研究、讨论。
即使课程设计任务完成了，不过在细节问题把握上还很欠缺，还需要深入考究。对于一名合格技术设计人员，零件设计正确性是其为之奋斗根本，用于实际中是她们理想。当然我技术水平还不能和她们相提并论，我课程设计完成了，在这三周时间里，我们查阅了很多相关机械加工和夹具设计方面资料。电子图版绘图让我们愈加好愈加快完成任务，在绘制夹具体装配图时，即使对机械制图中相关内容有些陌生忘却了，不过，我们经过自己努力，很好完成了装配图绘制，对机械制图内容有了更深了解掌握。
每一次课程设计全部受益颇多，从刚开始无从下手，到初步了解零件加工制造过程，最终完成课设任务，我们全部能学到很多知识。
每一次课设全部是一次付出，也是一次收获，课程设计也教会我们做事情要有一颗坚韧心，不放弃，努力追求。经过这次课程设计，即使了解了机械加工工艺及工序过程，但离实际还很远，路还很长，庆幸是自己对机械加工过程有了初步了解，课程设计过程中，一步一个脚印走出来了。在课余，计划多看部分机械加工工艺方面书，多练习软件绘图，更关键是学习其中设计理念。

参考文件
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