液压泵泵盖数控加工工艺工装设计大学论文

摘要

泵在机械产品中的应用非常广泛，是特别重要的零件之一，它的重要地位是无可取代的，所以我选择液压泵盖作为一个毕业设计的题目。本次设计主要包括液压泵盖的加工工艺设计，零件的三维造型和零件的的分析，以及专用夹具设计。具体确定毛胚尺寸，确定加工工艺过程以及加工余量，还有确定切削用量等等。

关键词：液压泵盖；专用夹具；工序卡；加工工艺；

Abstract

Pump application in mechanical products is very wide, is one of the important parts in particular, its important status is irreplaceable, so I chose the hydraulic pump cover as a graduation design topic. Read the information from the Internet and library search, and consult the guidance of the teacher, I found the design scheme and the best method. Combination machine tool I chose, processing mass components, convenient, fast, can greatly improve the production efficiency, have great prospects for development. The design includes the process design of hydraulic pump cover, analysis of 3D modeling and components parts, and special fixture design. To determine the specific hair embryo size, determination of machining process and machining allowance, and determine the amount of cutting etc..

Keywords: hydraulic pump cover; special fixture; process card; processing technology;

目录

第一章绪论 (2)

1.1 国内外的发展概况 (2)

1.2 本课题研究的内容和意义 (3)

第二章零件的三维造型 (4)

2.1 零件的外形轮廓造型 (4)

2.2零件的孔造型 (4)

2.3零件孔细节造型 (6)

第三章零件的分析 (8)

3.1 零件的作用 (8)

3.2零件的工艺分析 (8)

3.2.1 零件的加工精度 (8)

3.2.2零件的表面粗糙度 (9)

第四章泵盖的加工工艺过程设计 (10)

4. 1 泵盖的加工工艺过程设计 (10)

4.2 怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题 (10)

4.2.1确定毛坯的制造形式 (10)

4.2.2 基面的选择 (10)

4.2.3 确定工艺路线 (11)

4.2.4 确定加工余量和尺寸 (12)

4.2.5 确定切削用量 (12)

第五章专用夹具设计 (23)

4.1 夹具工序的选择 (23)

4.1.1 定位基准的选择 (23)

4.1.2 定位元件的设计 (23)

4.3.3 定位误差分析 (23)

4.3.4计算 (23)

4.3.5 钻套及夹具体设计 (24)

4.3.6 夹紧装置的设计 (25)

4.2 夹具设计及操作的简要说明 (25)

设计总结 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

第一章绪论

1.1 国内外的发展概况

数控加工工艺是基于数控机床发展应用的机械制造工艺，是数控机床编程与操作的基础，编制好数控加工工艺是充分发挥数控机床效能的前提。数控加工工艺在融合了普通机械加工工艺的基础上，突出了应用数控机床加工实践的研究，是机械制造中一门新的课程。随着数控加工的日益普及，数控加工工艺越来越成为数控技术发展中亟待解决的关键问题，在数控技术专业中，数控加工工艺已逐步成为一门实用性强的专业课程。

泵技术的发展趋势：

产品的多样化。产品的生命力在于市场的需求。如今的市场需求正是要求产品有各自的特色特点，做到与众不同；正是这一点，造就了泵产品的多元化趋势。它的多元性主要体现在泵输送介质的多样性、产品结构差异性和运行要求的不同性等几个方面。从输送介质的多样性来看，最早泵的输送对象为单一的水及其他可流动的液体、气体或浆体到现在输送固液混合物、气液混合物、固液气混合物，直至输送活的物体如土豆、鱼等等。不同的输送对象对于泵的内部结构要求均不同。除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式，管道布置形式。维护维修等方面对泵的内在或外在的结构均提出新要求。基于可持续发展和环保的总体背景，泵的运行环境对泵的设计又提出了众多的要求，如泄露减少、噪声振动降低、可靠性增加、寿命延长等，均对泵的设计提出了不同的侧重点或几个着重点并行均需考虑，也必然形成泵的多元化形式。

泵设计水平提升与制造技术优化的有机结合。进入信息时代的今天，泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计大大提高了设计本身的速度，缩短了产品设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深入到泵的生产当中。但是，从目前国内的情况看，数控技术CAM主要应用在批量产品的生产上。对于单件或小批的生产，目前CAM技术尚未在泵行业当中普遍实施，单件小批的生产仍旧以传统生产设备为主。由于市场要求生产厂商的货期尽可能缩短，尤其对于特殊产品供货周期缩短，必然要求泵的生产企业加速利用CAM技术甚至是计算机集成制造系统、柔性制造对从设计到制造模具、零件加工等各环节协调一致处理保证一旦设计完成，产品零件的加工也趋于同期完成，以确保缩短产品的生产周期。与此同时，除利用计算机制图外还将在计算机这个载体上实现产品的强度分析、可靠性预估和三维立体设计，将原来需要在生产中发现和解决的工艺问题、局部结构问题及装配性问题等方面提至

生产前进行防范，缩短产品的试制期。

1.2 本课题研究的内容和意义

本次设计是在完成大学所有课程的基础上，所进行的一次实战。他要求我们透彻地综合利用机械制造工艺及其有关联的机械课程的理论实践于现实，设计零件的数控加工工艺以及专用夹具设计。其目的在于：

（1）检测和锻炼我们运用所学课程知识设计的能力，还有独立处理工艺问题，具备一个设计工艺过程的技能。

（2）可以依照自己设计的零件，设计出一套专用夹具，从而提高自身的设计能力。

（3）让我们学会更自如的如何查阅和运用各种手册和图标资料。

（4）进而培养让我们的作图、计算等基础的能力

（5）为我们将来即将参加工作开了一个良好的开端，让我们在今后工作中更加顺利。

所以，认真务实做好此次设计，对我们自身有着巨大的意义，也为液压泵的使用和研究出了一点绵薄之力。

图1. 2 液压泵盖

第二章零件的三维造型

2.1 零件的外形轮廓造型

1.首先草画一个正方形，拉伸，如图

2.1。

2.再将四个角倒圆角，如图2.2。

图2. 1 拉伸立方体图2. 2 倒圆角

3.在上表面草画一个圆，拉伸，如图2.3。

4.以表面为基面草画一个圆，拉伸，如图2.4。

图2. 3 画圆拉伸图2. 4 草绘拉伸

2.2零件的孔造型

1.以顶圆为基面画一圆，反向拉伸，切削，如图

2.5。

2.以比较大的圆柱上表面为基面，画一个封闭图形，拉伸，如图2.6。

图2. 5 反向拉伸图2. 6 画轮廓拉伸

3.再画一个肋板，如图2.7。

4.在肋板两侧画两个圆，反向拉伸，如图2.8两个孔。

图2. 7 画肋板图2. 8 打孔

5.以图2.8两个孔的底面为基面，画圆，反向拉伸，如图2.9。

6.把内部的两个孔倒角，如图2.10。

图2. 9 继续打孔图2. 10 倒角

7.在三个圆角上画三个圆，拉伸得3个孔，如图2.11所示。

8.把上一步所画的三个孔倒角，如图2.12。

图2. 11 画3孔图2. 12 给三孔倒角

9.在最上层草画三个圆，再在肋板那层再草画两个孔，均拉伸，如图2.13。

10.把肋板那层的两个孔继续画圆拉伸，如图2.14。

图2. 13 画如图所示孔图2. 14 画孔

11.给孔倒角，如图2.15。

12.以上表面为基准面，画一个草圆，拉伸，再以反面为基准面，画一个草圆，拉伸，如图2.16。

图2. 15 倒角图2. 16 草圆拉伸

2.3零件孔细节造型

1.把图翻面为基面，画一个草圆，拉伸，如图

2.17。

2.接着再画两个草圆，拉伸，如图2.18。

图2. 17 草圆拉伸图2. 18拉伸

3.把中和底部两个大圆倒角，如图2.19。

4.以翻面两个大圆中间为基面，画一个草圆，拉伸，如图 2.20。再给孔倒角，完成得到工件图如图2.21。

图2. 19 给大圆倒角图2. 20 拉伸倒角

图2. 21 三维图

第三章零件的分析

3.1 零件的作用

如图3.1为泵盖零件图，是液压泵的重要组成部分，和其他的零部件一起组成腔体结构，泵盖的主要作用为密封、紧固。保证油泵正常工作，不漏油。

图3. 1工件图

3.2零件的工艺分析

因为这个零件是液压泵的泵盖部分，它是传递动力和调配液压油的，所以对它的密封性能要求很高。这个零件的几组平面，对表面粗糙度和位置精度都有要求。

3.2.1 零件的加工精度

加工误差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括以下三个方面：

（1）尺寸精度：限制加工表面与其基准间的尺寸误差不超过一定范围。

（2）几何形状精度：限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆柱度、平面度、直线度等。

（3）相互位置精度：限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度垂直度、位置度等。

3.2.2零件的表面粗糙度

零件在加工过程中，受刀具的形状和刀具与工件之间的摩擦、机床的震动及零件金属表面的塑性变形等因素，表面不可能绝对光滑，所以一定存在表面粗糙度。一般来说，不同的表面粗糙度是由不同的加工方法形成的。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要的指标，降低零件表面粗糙度可以提高其表面耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳等能力，但其加工成本也相应提高。因此，零件表面粗糙度的选择原则是：在满足零件表面功能的前提下，表面粗糙度允许值可能大一些。

第四章泵盖的加工工艺过程设计

4. 1 泵盖的加工工艺过程设计

（1）零件的材料选用的是ZL106，属于二元共晶铝硅合金，这个合金拥有相当好的铸造性能，可是其机械和加工性能都不怎么好。要加工面：1）铣上下平面大小保证43mm，//<0.10；

2）镗φ25.5的孔直到所需大小，确保误差之内；

3）钻7—φ8.5孔直到所需大小，确保误差之内；

4）钻3—φ11的孔直到所需大小，确保误差之内；

5）钻23度斜φ4的孔直到所需大小，确保误差之内；

6）镗φ32的孔直到所需大小，确保误差之内。

（2）主要基准面：

1）以下平面为基准的加工表面：盖表面所有孔、以及盖上表面

2）以下平面为基准的加工表面

这一组加工表面包括：主要是镗二个φ32孔。

4.2 怎样应对液压泵盖加工工艺过程设计的问题

4.2.1确定毛坯的制造形式

零件的材料ZL106。6000年产，足以达到大量生产，还有，轮廓尺寸制造零件比较小，铸件的表面质量精度高，所以它能用来对铸件不易变形，适合大量制造的金属铸造。制造工艺方便，并且生产效率得以很大部分的提高。

4.2.2 基面的选择

（1）关于粗基准的选择，由互相参考的选择依据，选少数的下表面当作粗基准的过程，限制Z，Z，Y，y，x五自由度。再以一面定位去掉x，便可得所需定位。

（2）最需要考虑的是基准重合，依照较好的选择，而且使夹紧变得更加方便，加工完后，即可作精基准。

4.2.3 确定工艺路线

表3.1 工艺路线方案一

工序1 粗精铣上平面

工序2 钻3—φ11孔

工序3 粗精铣下平面

工序4 钻7—φ8.5孔

工序5 钻23度斜φ4孔

工序6 扩φ25.5孔并平底

工序7 扩φ26孔与φ25.5

工序8 镗2－φ32孔及镗φ２５孔

工序9 精磨大平面

工序10 检验入库

表3.2 工艺路线方案二

工序1 粗精铣上平面

工序2 粗精铣下平面

工序3 钻3—φ11孔

工序4 钻7—φ8.5孔

工序5 钻23度斜φ4孔

工序6 扩φ25.5孔并平底

工序7 扩φ26孔与φ25.5

工序8 镗2－φ32孔及镗φ２５孔

工序9 时效去应力处理

工序１０精磨大平面

工序１１检验入库

工艺路线的比较与分析：

第二个加工比第一个加工多了第九步，是为了防止加工过程中所产生的应力导致产品变形，使精度达不到要求。这个对零件的质量是很有好处的。

根据互相参考的原则，第一个方案，先加工处理两个平面，紧接着下面的基础平面上，来确保孔的加工，要求两个平面的平行度，来确保在两个平面上加工孔的同时，垂直度也符合。即开始加工面之后钻孔的原则。假如孔的轴线不平行的话，第一个加工路线就不可行，假如选择第二个方案，开始镗上、下表面所有孔，着用所有已经加工过得孔作为精基准，由此比较得出第二个方案比第一个方案更好。因此选择第二个方案进行生产。详细工艺见工艺卡片。

4.2.4 确定加工余量和尺寸

1）铣液压泵盖的上下平面，由参考资料[6]表3-26和表3-28选择4mm，粗加工3mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，即达到目的。2）钻3－11孔，由参考资料[6]表3-13选择加工余量1.4mm。加工余量1.3mm，即达到目的。

3) 钻7－φ8.5孔，由参考资料[6]表3-13选择加工余量1.1mm。加工余量1.0mm，即达到目的。

4) 钻23度φ4斜孔，由参考资料[6]表3-13考虑加工余量0.4 。加工余量0 .3 mm,即达到目的。

5）钻扩φ26与φ25 .5通孔，选择φ10的麻花钻。

6）镗2－φ32孔，粗加工2mm至金属膜铸造要求，精加工余量0.4，即达到目的。

7) 镗φ25.5孔，因为粗糙度

1.6

a

R m

μ

=，所以选择加工余量3.5mm。可

一次粗加工3mm，一次精加工0.5即可。

4.2.5 确定切削用量

工序1：粗、精下平面

（1）粗铣下平面

加工条件：

工件材料：ZL106，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[7]表30—34

因其单边余量：Z=2mm

所以铣削深度

p a ：2p a mm = 每齿进给量f a ：由参考资料[2]表2.3-69可得，0.12/f a mm Z =，铣削速度：依照参考资料[7]表30—34，取 1.33/V m s =。

机床主轴转速n ：1000V

n d π=

式（2.1） 式中 V —铣削速度；

d —刀具直径。

由式2.1机床主轴转速n ：

10001000 1.3360

254/min 3.14100V

n r d π??==≈?

按照参考文献[3]表3.1-74 300/min n r =

实际铣削速度v ： 3.14100

300

1.57/1000100060dn v m s π??==≈?

进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==??≈ 工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm === εa ：根据参考文献[7]表2.4-81,40a mm ε=

（2）精铣下平面

加工条件：

工件材料：HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

参考文献[7]表30—31