汽车刹车泵壳体加工工艺及钻213孔夹具设计.doc

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1、 目 录第1章 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析1第2章 加工工艺规程22.1确定毛坯的制造形式22.2 基面的选择22.2.1粗基准的选择原则22.2.2精基准选择的原则22.3 制定工艺路线32.4确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差42.5确定切削用量及基本工时6第3章 钻床夹具设计193.1问题提出193.2 定位分析193.3定位误差分析193.4切削力的计算与夹紧力分析193.5夹具设计及操作简要说明20结束语21参考文献22I第1章 零件的分析第2章全套图纸加V信153893706或扣 33463894111.1零件的作用题目给的是汽车刹车泵壳体，主要以沿厚

2、度均匀分布的中面应力，而不是以沿厚度变化的弯曲应力来抵抗外荷载。壳体的这种内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度，从而具有更大的承载能力1.2零件的工艺分析汽车刹车泵壳体共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、 以22H9孔为中心的一组加工表面这一组加工表面有：36端面、36外圆、35外圆、31槽、27槽、25H11孔、22H9孔、M101螺纹等。2、 以尺寸162为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：21端面、2-13孔、15.5端面、8.4孔、M5螺纹、4孔、5孔、23端面、M121螺纹这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可

3、知，加工时应先加工第二组面，再以第二组加工表面和端面为基准加工另外一组加工面。第2章 加工工艺规程2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有

4、色金属铸件，多是压铸件。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口

5、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及汽车刹车泵壳体零件图知，选择壳体32外圆作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可

6、遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及汽车刹车泵壳体零件图知，选择壳体底面和两个13孔作为定位精基准。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。最终工艺方案如下：工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣底面工序04：钻213孔工序05：车35端面、36外圆、3

7、5外圆、31槽工序06：粗车、半精车、精车22H9孔；车25H11孔；车27槽、倒角工序07：车21端面工序08：铣15.5端面工序09：铣23端面工序10：钻5孔；扩、攻M121螺纹工序11：钻、攻M101螺纹工序12：钻、攻M5螺纹；锪平8.4孔；钻4孔工序13：磨22H9孔工序14：去毛刺工序15：检验至图纸要求并入库2.4确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 底面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。

8、2. 213孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步钻削方可满足其精度要求3. 35端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。4.24端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械

9、制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。5.36外圆的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。6. 35外圆的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=0.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。7.31槽的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工槽的尺

10、寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。8.22H9孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为0.4。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，四步加工（即粗车、半精车、精车、磨）方可满足其精度要求。9. 25H11孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（

11、即粗车）方可满足其精度要求。10. 27槽的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。11. 21端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。12. 15.5端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸

12、公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。13. 23端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。14. 5孔；M121螺纹的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，先钻5孔，然后再扩M121螺纹底孔11、再攻M

13、121螺纹即可方可满足其精度要求。15. M101螺纹的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，先钻M101螺纹底孔9、再攻M101螺纹即可方可满足其精度要求。16. M5螺纹；8.4孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，先钻M5螺纹底孔425、然后再攻M5螺纹、再后锪平8.4孔即可方可满足其精度要求。17. 4孔的加工

14、余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工螺纹的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步钻销即可方可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序03：铣底面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切

15、削工时： ，则机动工时为 工序04：钻213孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工序05：车35端面、36外圆、35外圆、31槽工步一：车35端面1、切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒

16、棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.0mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.27mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=200m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故

17、实际进给力为 =7601.17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.27mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=160m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min48.5m/min 441r/m

18、in 按C620-1机床的转速(表4.2-8），选择=460r/min 则实际切削速度=48.5m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.27mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=460r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。200H有。（2）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200220HBS时，, 切削速度的修正系数为：，故 根据Z525型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=545r/mm， 。3计算基本工时

19、工步四：钻4孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序13：磨22H9孔机床内圆磨床M21101)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，砂轮尺寸为4503805202) 切削用量的选择 式中： n-工件每分钟转速（r/min) -磨轮行程长度，mmZ-单边加工余量-考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形

20、状误差而进行局部修研的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1-轴（纵）向进给量（mm/r）-双行程磨削深度进给量（mm/双行程）查机械加工工艺手册表33-42有主轴转速 n=600r/min工作台移动速度 6.0m/min切削深度 Z0.1mm进给量 =0.0015mm/双行程3)切削工时 第3章 钻床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计钻孔和钻、攻螺纹的钻床夹具设计。3.1问题提出钻213孔，以底面和35端面及15.5端面为定位基准，钻213孔，由上面的工艺路线知，属于精基准定位。3.2 定位分析钻213孔，以

21、底面为主要定位基准，采用底面和35端面及15.5端面定位，对应的定位元件为支承板和挡销。定位分析如下，支承板与底面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；支承板与35端面配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动；挡销与15.5端面配合定位，限制一个自由度，即Y轴移动。3.3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，以底面定位加工13孔时，底面

22、与支承板接触好，=0。0、0时，造成定位误差的原因是相互独立的因素时(、 、等)，应将两项误差相加，即 3.4切削力的计算与夹紧力分析计算切削力如下：查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由钻38孔的工时计算知，=0.2mm/r，由简明机床夹具设计手册表3-3知即4.2 计算夹紧力所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8 螺母锁紧，查参考文献2，P92，表3-16螺母的夹紧力为5315N=13288N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应

23、该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择压块、螺杆、支座和滚花螺母等组成的压块夹紧机构进行夹紧工件。结束语本设计中是对汽车刹车泵壳体加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进

24、行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决。通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社，202112 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，202213 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20224 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20205 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2021106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，202147 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，202158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20229 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，202010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，20201211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社，202212 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，2020813机械设计手册.成大先 主编，化学工业出版社，2021.04月. 14实用机械加工工艺手册.陈宏钧， 机械工业出版社，2019-03-0115机床夹具设计手册.王光斗，上海科学技术出版社，2020-11-01 23