机械制造工艺学课程设计书

1、 机械制造工艺学课程设计书题目：机油泵体加工工艺拟定及钻5孔专用夹具设计 学 院： 机械工程及自动化 系： 机 制 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制2班 学 号： 学生姓名： 张绿枝 起止日期： 2012.09.032012.09.21 指导教师： 黄敏纯 目录一、 摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3二、 零件的分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51、 零件的用途 . . . . . . . . . . . . . . . . .52、 零件的工艺分析 . . . . . . . . . . . . . . .5三、 确定毛坯、画毛坯-零件合图 . . . . . . . . . . .71、 确定毛坯的种类 . . . . . . . . . . . . . . .72、 确定零件生产类型 . . . . . . . . . . . . . .73、 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 . . . . . . . .74、 设计毛坯图 . . . . . . . . .

2、 . . . . . . . .85、 画毛坯-零件合图 . . . . . . . . . . . . . . .9四、 工艺规程设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . .101、 定位基准的选择 . . . . . . . . . . . . . . .102、 确定零件表面的加工方法 . . . . . . . . . . .103、 工序的集中和分散 . . . . . . . . . . . . . .114、 工艺顺序的安排 . . . . . . . . . . . . . . .125、 制定工艺路线和选择 . . . . . . . . . . . . .136、 加工设备及工艺装备选择 . . . . . . . . . . .167、 确定工序间加工余量工序尺寸 . . . . . . . . .188、 计算切削用量 . . . . . . . . . . . . . . . .199、 基本时间的计算 . . . . . . . . . . . . . . .22五、 夹具的设计 . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . .251、 确定设计方案 . . . . . . . . . . . . . . . .252、 计算夹紧力并确定螺杆直径 . . . . . . . . . .263、 定位精度分析 . . . . . . . . . . . . . . . .26六、 心得体会及谢辞 . . . . . . . . . . . . . . . . .28七、 参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30一、摘要机械制造工艺学是一门综合性和实践性很强的课程，机械制造工艺学课程设计是该课程教学中的一项很重要的内容。其综合了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM等专业基础课和主要专业课。本次课程设计主要针对机械制造工艺学和工程材料课程的运用，同时也有对刀具和切屑知识的综合。因此，这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合复习。同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，是一次我们实际运用知识解决问题能力的训练。通过此次课程设计，要达到以下几方面的锻炼：1、 进一步加深对机械制造工艺学等课程理论知识的理解；2、

4、能合理选择切削用量，通过查阅相关手册，掌握获得工程数据的方法，提高收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工的能力；3、 掌握制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；4、 掌握机床夹具设计的基本原理、方法及步骤，进一步提高工程设计能力；5、 能对零件机械加工中影响质量、生产率和经济性因素进行综合分析；6、 编写技术文件的能力。二、零件的分析1、零件的用途 机油泵是不断把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零部件的目的。机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用。泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的寿命。 零件的技术要求1、 正火处理硬度为HBS 255-321；2、 正火后的显微组织基件为85%以上的珠光体，石墨呈球状或团状，允许少量呈团体状，磷共晶少于1.5%，渗碳体少于1.5%；3、 孔41H8与孔13F8的中心线不平行度允许误差为0.015mm；4、 A面与B面相对13F8孔的不垂直度允差0.02mm；5、 A平面的不平度允许误差0.02mm6、 铸件内部不允许有气孔、疏松、裂纹夹渣等缺陷；7、 去锐边、毛刺。2、零件的工艺分析由零件

5、图可知，其材料为QT602，即球墨铸铁。该材料有较高的强度韧性和耐磨性，适用于承受较大的应力，受力复杂，综合力学性能要求较高的零件。该零件上的主要加工面为A面、B面、凸台外圆、凸台左端面、凸台右端面，凸台内圆面和13F8、2x5H7、2x9、2x12孔、由参考文献2中有关孔和面的加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的，该机油泵体位置公差要求严格，部分加工面需要专用夹具进行加紧定位。三、确定毛坯、画毛坯零件合图1、确定毛坯种类零件材料采用QT602，具有较高的抗拉、抗压强度、良好的铸造性、耐磨性和可切削加工性。考虑到铸造可以铸造内腔，外形很复杂的毛坯，加工灵活性很大，铸造成本低，故选用铸件毛坯。2、确定零件生产类型根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的生产纲领为5500件/年。通过计算，该零件的质量约为1kg，有参考文献【2】表1.12表1.13可知，其生产类型为大批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型（参考文献【2】表1.31）有由于零件的内腔孔41H8需要铸出，故还应该安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时

6、效。参考文献【2】表2.25。该种铸件的尺寸公差等级CT为810级加工余量等级MA为G级。故取CT为9级MA为G级【2】。3、确定毛坯尺寸及机械加工总余量铸件的尺寸公差等级CT为9级，加工余量等级为G级。由参考文献【2】表2.24，可知毛坯尺寸及机械加工总余量如下表所示：表四1 毛坯尺寸及机械加工总余量加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量铸件尺寸A面261.83.029.00.9B面181.73.021.00.85凸台左端面51.53.08.00.75凸台右端面261.83.029.00.9凸台外圆面532.02.5481.0凸台内圆面412.02.5361.04、设计毛坯图（1）确定铸造斜度由参考文献【2】确定砂型铸造该零件毛坯的斜度为13，圆角半径为R2R3。（2）确定分型面【3】以右端面为铸造分型面。（3）毛坯热处理为消除铸造内应力，改善工件切削性能，铸件在进行机械加工之前应该进行时效处理。四、工艺规程设计1、定位基准的选择基准选择是工艺规程设计的重要内容之一。基准的选择的正确与合理可以保证加工的质量，提高生产效率。粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工面为粗基准。而

7、对于若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。为了保证后续工序的精度要求应先将设计基准、公共基准先行加工，故选择平面B为粗基准。精基准的选择：平面A既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循“基准统一”的原则。此外，A平面面积较大，定位较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。2、确定零件各表面加工方法根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查机械制造工艺设计简明手册表1.46至1.422，通过对各个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级表面粗糙度Ra/um加工方法平面AIT81.6粗铣精铣平面BIT812.5粗车半精车凸台右端面IT1212.5粗铣凸台左端面IT111.6粗车半精车精车凸台外圆面IT93.2粗车半精车凸台内圆面IT81.6粗镗半精镗精镗孔13F8IT81.6钻粗铰精铰孔5H7IT71.6钻粗铰精铰孔9IT1212.5钻孔12IT1212.5钻3、工序的集中与分散由已知，零件的生产规模为大批量生产，初步确定工艺安排

8、的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度。加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快，生产效率高。除此之外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。4、工艺顺序的安排（1）机械加工顺序 遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工端面。同时考虑位置度要求，左右端面互为基准反复加工【3】 遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”的原则，先加工主要左右端面和圆孔表面，后加工次要表面凸台内圆面和各种小孔及倒角。 遵循“先面后孔”的原则，先加工端面，后加工孔。（2）辅助工序【5】毛坯铸造成型后，应对铸件毛坯安排请砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，应安排去毛刺、清洗、终检工序。5、制定工艺路线与选择（1）工艺路线一：工序号工序内容定位基准铸造时效清洗检查毛坯10粗铣平面A凸台右端面20粗铣凸台右端面平面A30钻孔13F8平面A，凸台外圆面40粗车凸台外圆面和左端面平面A，13F8孔50粗镗凸台内圆面凸台右端面和外圆面60粗车B面凸台右端面和孔13F870精铣A面凸台右端面80粗铰、精铰孔13F8平面A、凸台外圆面90半精车凸台外圆面、左端面，精车左端面平面A、孔13F8100半精镗、精镗凸台内

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