柱塞式输油泵外壳加工工序15工艺分析及夹具设计

目录

内容摘要 (1)

关键词 (2)

Abstract (2)

Key words (2)

1.课题的提出及研究 (2)

1.1 选题的依据及其意义 (2)

1.2研究的主要内容和思路 (3)

2.零件加工工序的选择 (2)

2.1 确定毛坯的制造形式 (2)

2.2零件加工基准的选择 (3)

2.3 零件分析 (5)

2.4 工序的安排 (7)

3.设计计算过程 (9)

3.1 车端面 (10)

3.2 打中心孔 (11)

3.3钻20孔深40 (12)

3.4 粗车内孔 (13)

3.5 切槽 (13)

3.6 精车内孔 (14)

4.发现问题方案改进 (15)

4.1 发现的问题 (15)

4.2解决方法 (15)

4.3更改方案 (15)

5.夹具设计 (17)

5.1夹具定义 (17)

5.2夹具分类 (17)

5.3机床夹具组成 (18)

5.4夹具的作用 (19)

5.5方案一的夹具设计 (19)

5.6方案二的夹具设计 (23)

结论 (26)

参考文献 (26)

致谢 (27)

内容摘要：本设计是一种输油泵壳体的工艺设计和夹具设计。该零件是一种拖拉机常用壳体零件。设计中先进行零件的结构和工艺分析，确定粗基准和精基准以及零件的加工余量与毛坯的尺寸，得出零件的加工工艺过程，接着再计算各工序的切削用量以及工时。除此之外，还设计了一套夹具。首先确定合适的定位基准，设计夹具体，再选择定位元件、夹紧元件等部件。然后计算出定位误差、夹紧力以及切削力，分析夹具的合理性。最后用Proe进行组装，确保夹具可以安全的工作。此次设计能满足生产要求。

关键词：壳体工艺分析夹具 proe

Abstract：The design is the process design of a pump housing and fixture design. The parts commonly used in shell parts of a tractor. First parts of the structure and process analysis, design, determine the size of crude benchmarks and refined the baseline as well as parts of the allowance and rough, come to the part of the processing process, and then calculating the various processes of cutting consumption and working hours.In addition, the design of a fixture. First determine the appropriate positioning reference design specific folder, and then select the positioning elements, clamping elements and other components. And then calculate the positioning error, the clamping force and cutting force, analysis of the rationality of the fixture. Finally Proe assembly, to ensure that the fixture can safely work. This design can meet the production requirements.

Key words:shell process analysis fixtures proe

1.课题的提出及研究

1.1 选题的依据及其意义

油泵有直列式、分配式、单体式等三大类，不管哪一类，油泵的关键在于一个“泵”字。泵油的数量、压力和时间都要非常精确，并且按照负荷自动调节。输油泵是一个加工精细，制造工艺复杂的部件，国内外一般汽车柴油机的油泵都是由世界上少数几

个专业厂生产的。在我们国内，输油泵的生产厂家有许多，且种类繁多，有齿轮式的油泵、叶片式的油泵、柱塞式的油泵。这次选题主要是选择柱塞式油泵外壳机械加工工艺的研究设计，重点探讨柱塞式输油泵外壳的机械加工。

柱塞式输油泵的外壳机械加工工艺性研究，现阶段主要还是停留在传统的机械加工工艺阶段。随着社会科学技术的发展，机械制造加工技术日益先进，高速度，高精度，高效率的柱塞式输油泵外壳的机械加工工艺也应该孕育而生。在新的时代，只有运用新技术，新工艺，企业才能跟上社会的发展脚步。各个环节的加工过程，制定出新的优化性方案。因此需要研究新的加工工艺以实现输油泵的更好的性能。

1.2研究的主要内容和思路

本次设计主要柱塞式输油泵外壳机械加工制造工艺设计，在设计期间要了解柱塞式输油泵的原理及用途。并且需要了解它的外在结构和主要构成尺寸。重点了解输油泵外壳的进油口，出油孔，塞套等重点结构尺寸，考虑其加工精度要求，选择合适的加工方案。查询相关资料，对柱塞式输油泵外壳的造型进行整体分析，利用新型设备对柱塞式输油泵外壳传统机械加工过程中的各工序进行优化调整，并设计出所要完成工序的夹具设计，绘制出所要设计的夹具的图纸，从而完成此次设计。

2.零件加工工序的选择

2.1 确定毛坯的制造形式

2.1.1生产纲领

根据任务书已知：

（1）产品的生产纲领为100000件/年。

（2）输油泵壳体的备品百分率为2％，废品百分率为0.4％。

输油泵壳体生产纲领计算如下：

N=Qn(1+a)(1+b)

=10000x(1+2％)(1+0.4％)

=409.632≈168000(件/年)

2.1.2 生产类型及工艺特征

按照年生产纲领，生产类型可划分成单件生产、成批生产、大量生产。成批生产又可以分为小批量生产、中批量生产和大批量生产3种。由表2-1所示，可知本设计

生产类型为大量生产。

表2-1各种生产类型的划分（件/年）

输油泵壳体，查附表1-1确定，输油泵壳体属于轻型大量生产零件，工艺特征见表2-2（如下）：

表2-2 工艺特征

2.1.3 确定毛坯类型及其制造方法

由以上论述可得，“BII-060柱塞式输油泵外壳”零件材料为HT200，年产量达到168000件\年，达到大量生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可采用金属模铸造成型。

2.2零件加工基准的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正常、合理，可以保证加工质量，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。工件在机床上用夹具进行夹紧加工时，用来决定工件相对于刀具位置的工件表面上的点、线、面称为定位基准。定位基准分为粗基准和精基准。

选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，

又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。

2.2.1 粗基准的选择

选择的原则是：

a、非加工表面原则

b、加工余量最小原则

c、重要表面原则

d、不重复使用原则

e、便于装夹原则

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。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。根据以上选择的原则，可以选择用毛坯的φ38圆心的定位，一般用V形块定位。如下图图2-1所示：

图2-1 粗基准选择

2.2.2 精基准的选择

选择的原则是：

a、基准重合原则

b、基准统一原则

c、自为基准原则

d、互为基准原则

e、便于装夹原则

选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。根据以上选择的原则，用φ38圆心定位，用轴套定位已加工的圆φ16，φ32定位。图2-2所示：

图2-2 精基准的选择

2.3 零件分析

2.3.1 零件模型分析

题目所给的零件是壳体零件，是拖拉机输油泵的壳体，主要作用是用来支承、包容、保护运动零件或其他零件，也起定位和密封作用，其三维形状以及零件图2-3所示：

图2-3零件的三维图

零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件结构比较复杂。

2.3.2零件的主要加工分析

几何参数的公差有尺寸公差、形状公差、位置公差等。

（1）尺寸要求比较严的有

φ8孔，该孔为φ8h7，对尺寸要求比较严格。

φ22孔，该孔为φ22h6，对尺寸要求比较严格。

φ32孔，该孔为φ32h13，对尺寸要求一般。

φ32孔，该孔为φ32e9，对尺寸要求一般。

M27x1.5，该螺纹孔为M27x1.5-6h ，对尺寸要求比较严格。

M16x1.5，该螺纹孔为M16x1.5-6h，对尺寸要求比较严格。

M14x1.5，该螺纹孔为M27x1.5-6h，对尺寸要求比较严格。

（2）对形状要求比较严的有

φ8孔，该孔的圆柱度要求为0.004，对形状要求比较严格。

φ22孔，该孔的圆柱度要求为0.006，对形状要求比较严格。

其中圆柱度是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标。它控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差。

（3）对位置要求比较严的有

M16x1.5，对D面的垂直度要求为0.1，对位置要求比较严格。

M14x1.5，对C面的垂直度要求为0.1，对位置要求比较严格。

M27x1.5，对A面的垂直度要求为0.1，对位置要求比较严格。

φ8h7，对H面的同轴度要求是0.1，对位置要求比较严格。

φ22h6，对G面的同轴度要求是0.15，对位置要求比较严格。

3-φ7，对K面L面位置度要求0.03，对位置要求比较严格。

其中垂直度评价直线之间、平面之间或直线与平面之间的垂直状态。该公差为定向公差。

同轴度是指在给定条件下，材料试验机的夹持部件、试样等和受力方向等轴线间同轴的程度。同轴度就是是定位公差，理论正确位置即为基准轴线。

位置度是指一形体的轴线或中心平面允许自身位置变动的范围﹐即一形体的轴线或中心平面的实际位置相对理论位置的允许变动范围。

（4）对粗糙度要求比较严

φ8，该孔粗糙度为0.8，对粗糙度要求相当严格。

φ18，该孔粗糙度为1.6，对粗糙度要求比较严格。

φ32，该面粗糙度为3.2，对粗糙度要求比较严格

其余粗糙度6.3,12.5等的在此不做详细说明。

由此可以看出，主要保证的尺寸为，φ8孔，φ22孔，φ32孔，φ32孔，M27x1.5，M16x1.5，M14x1.5

2.4 工序的安排

2.4.1工序简介