泵盖零件加工工艺及铣夹具设计(附件)【字数：6706】
摘 要此次毕业设计是对泵盖零件加工工艺及铣夹具设计，该零件材料为灰铸铁，具有较好的耐磨性，可切削性且成本低。拿到零件图首先要进行分析零件工艺性能，对需要加工的泵盖零件工艺初步确定为车削、铣削、钻孔再铰孔。加工基准应该按照标准选择规范，设计出较为合理的工艺路线；严格计算零件在加工时每一个工序中的尺寸大小，取值出每一步工序中工艺装备和切削用量。然后是对本课题重点要求的铣上表面这部分，设计出一套专用的铣夹具，根据设计出夹具实际情况，按照功能选择出组成部件，比如零件的定位元件、与夹具体的夹紧元件、铣刀的引导元件、夹具体与机床的连接部件。在设计夹具方面主要是针对上底平面的粗铣。在这里选用“一面两销”即一个大平面，一个削边销，一个圆柱销的定位方案。限制Z轴的移动和XY轴转动的大平面，圆柱销限制XY轴移动，削边销则限制一个自由度，Z轴的转动，六点都可以受到限制。在加工过程中要制定工艺规程，并制定出工艺工序卡片，利用工序卡片来加工后续工序。选用合理的加工工艺和合适的专用夹具，不仅对于产品加工起到重要作用，还能促进机械产业虚的发展和综合竞争里的提升。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.1.1液压泵国内外发展历程 1
1.1.2泵盖零件加工工艺及铣夹具设计的目的与意义 1
第二章 零件分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件图的工艺分析 3
第三章 工艺规程设计 5
3.1确定毛坯制造形式 5
3.2工艺设计 5
3.2.1定位基准的选择 5
3.2.2零件的工艺路线及过程卡片 6
3.3各工序间机械加工余量的确定 7
3.4确定切削用量及基本工时 8
第四章 铣夹具设计 10
4.1泵盖零件夹具设计的基本要求与目的 10
4.2定位方案 10
4.2.1定位基准的选择 10
4.2.2切削力和夹紧力的计算 11
4.2.3定位元件的布置 11
4.3定位方案夹紧元件的布置 11
4.3.1导向装置设计 12
4.3.2夹具体设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2
4.4夹具装配图的绘制 13
结束语 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
绪论
1.1概述
1,1,1液压泵国内外发展历程
1905 年，Williams 首次应用了已液压油为介质并首次推出了轴向柱塞泵，迄今已有 100 多年的历史。1930 年，瑞士 Hans 教授设计了第一台斜轴泵。上个世纪中叶，英美两家公司合作设计了轴承支承缸体的斜盘泵。
20 世纪 60 年代中期，许多公司大力发展通轴泵技术，以应对液压系统集成化的要求。为了能够使液压系统的结构更加简单，在设计的时候可以将辅助泵安装在尾端。20世纪60年代，我国在后斜盘式柱塞泵的基础上自主研制设计出 CY141 型轴向柱塞泵。之后根据多年的实践经验，曾先后四次对 CY141进行改进，标准化和缩小体积为前两次改进的主要方向。而到了第三次则是对一系列工艺问题进行技术改进，比如配油盘烧损和斜盘磨损等问题[1]。通过第四次改进，消除噪声高、转速低、可靠性差、规格不全和无通轴泵等缺陷，新式通轴泵由此设计生产出来。到了世纪末，德国公司开发了 A4V 泵。进入 21 世纪，荷兰公司设计出一款新式结构的轴向柱塞泵，双层柱塞结构，将泵部分轴向力平衡出来，不仅减轻轴承的工作负载，还可以减少流量脉动，噪声低。
1.1.2泵盖零件加工工艺及铣夹具设计的目的与意义
作为液压系统中的主要动力元件，驱动电机中的机械能通过液压泵转换成油液的压力能，向整个液压系统提供动力。液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化从而压缩流体使流体具有压力能，而它的输出流量的大小是由密封工作腔的容积变化大小来决定的[2]。
按流量是否可调节将液压泵分为变量泵和定量泵。根据需要变量泵可以调节输出流量，定量泵则刚好相反不能调节流量。齿轮泵、叶片泵和柱塞泵这三种泵是常用液压泵。齿轮泵由于设计较为简单，所以体积也相对小一点，价格合理，但是泵轴受力不均，导致磨损严重。叶片泵在设计上相对优化了，所以可以均匀地流量、平稳地运转，叶片泵结构比齿轮泵较为复杂，有叶片泵和单作用叶片泵两种叶片泵。柱塞泵因为复杂优化的内部结构，较高的容积利用率、泄漏少，可在在高温高压环境下工作，但是柱塞泵对材料和加工精度有着较高的、造价贵。
机械加工工艺是在生产的过程中，将生产品的形状、尺寸、相对位置和性质等改变，其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。
随着自动化而发展,机械加工工艺对未来的生产中起到决定性作用，计算机的发展，将灵活运用在机械工艺自动化的研发中[3]。
夹具是机械制造的重要组成部分，为了保证达到加工要求，加工时，为了保证工件和刀具有正确的相对位置，加工前将工件装夹好，为了防止受外力产生晃动。所以在加工前，装夹好工件。好的夹具可以提高生产率，在保证加工精度的同时还能降低生产成本。对于设计泵盖零件，我们先要分析泵盖零件结构工艺性，并针对其结构设计工艺，制定出一套合理的加工路线、设计加工工艺过程卡，对其中重要的工艺步骤需要制定非常详细的加工工序卡片，这一切都至关重要。
设计夹具过程中，除了会遇到零件的定位、夹紧等方面的问题，还会遇到一些夹具设计细节问题，细节处理不好，直接会导致加工精度受到影响[4]。
铣夹具是机械夹具中比较常见的装夹装置，确定工件位置，保证工件的位置相对机床和刀具之间的保留正确位置，另外同时还要工件有效的夹紧。
随着机械行业的发展，组合夹具、半组合夹具、可调夹具的方便高效实用，特别是成组夹具，高精高效模块，组合通用而且经济，在随着机床技术运作更加高速高效化、设计更加精密复合化，这样的夹具，应积极提倡使用。
第二章 零件的分析
2.1零件的作用
本次题目研究的是泵盖，可以和泵体箱体等一些其他零件组成一个密封的泵，可以储存、输送分配物质。因为泵的内部有介质，在运转过程中，介质会碰撞内表面，由此对零件的硬度有一定的要求，零件与零件之间相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度[5]。泵盖三维体如图21所示。
图21 泵盖三维图
2.2零件图的工艺分析
泵盖零件图如图22所示：
图22 泵盖零件图
从零件图可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有底面、侧面和内孔。其中表面粗糙度要求最高的是两个直径20的内孔，公差等级达到IT7，表面粗糙度为Ra3.2um。该孔是底面B的设计标准。从表面的位置精度要求来看，B端面与孔20的孔轴线垂直，A、B两面在位置上也应该是垂直的。
从工艺上看，孔20与底面B，底面B与侧面A垂直度为0.2，可以通过使用专用机床夹具来保证，孔20的公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra3.2um，可以通过精铣保证。底面B用于通孔，螺纹孔的定位。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.1.1液压泵国内外发展历程 1
1.1.2泵盖零件加工工艺及铣夹具设计的目的与意义 1
第二章 零件分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件图的工艺分析 3
第三章 工艺规程设计 5
3.1确定毛坯制造形式 5
3.2工艺设计 5
3.2.1定位基准的选择 5
3.2.2零件的工艺路线及过程卡片 6
3.3各工序间机械加工余量的确定 7
3.4确定切削用量及基本工时 8
第四章 铣夹具设计 10
4.1泵盖零件夹具设计的基本要求与目的 10
4.2定位方案 10
4.2.1定位基准的选择 10
4.2.2切削力和夹紧力的计算 11
4.2.3定位元件的布置 11
4.3定位方案夹紧元件的布置 11
4.3.1导向装置设计 12
4.3.2夹具体设计 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2
4.4夹具装配图的绘制 13
结束语 16
致谢 17
参考文献 18
附录 19
绪论
1.1概述
1,1,1液压泵国内外发展历程
1905 年，Williams 首次应用了已液压油为介质并首次推出了轴向柱塞泵，迄今已有 100 多年的历史。1930 年，瑞士 Hans 教授设计了第一台斜轴泵。上个世纪中叶，英美两家公司合作设计了轴承支承缸体的斜盘泵。
20 世纪 60 年代中期，许多公司大力发展通轴泵技术，以应对液压系统集成化的要求。为了能够使液压系统的结构更加简单，在设计的时候可以将辅助泵安装在尾端。20世纪60年代，我国在后斜盘式柱塞泵的基础上自主研制设计出 CY141 型轴向柱塞泵。之后根据多年的实践经验，曾先后四次对 CY141进行改进，标准化和缩小体积为前两次改进的主要方向。而到了第三次则是对一系列工艺问题进行技术改进，比如配油盘烧损和斜盘磨损等问题[1]。通过第四次改进，消除噪声高、转速低、可靠性差、规格不全和无通轴泵等缺陷，新式通轴泵由此设计生产出来。到了世纪末，德国公司开发了 A4V 泵。进入 21 世纪，荷兰公司设计出一款新式结构的轴向柱塞泵，双层柱塞结构，将泵部分轴向力平衡出来，不仅减轻轴承的工作负载，还可以减少流量脉动，噪声低。
1.1.2泵盖零件加工工艺及铣夹具设计的目的与意义
作为液压系统中的主要动力元件，驱动电机中的机械能通过液压泵转换成油液的压力能，向整个液压系统提供动力。液压泵的工作原理是运动带来泵腔容积的变化从而压缩流体使流体具有压力能，而它的输出流量的大小是由密封工作腔的容积变化大小来决定的[2]。
按流量是否可调节将液压泵分为变量泵和定量泵。根据需要变量泵可以调节输出流量，定量泵则刚好相反不能调节流量。齿轮泵、叶片泵和柱塞泵这三种泵是常用液压泵。齿轮泵由于设计较为简单，所以体积也相对小一点，价格合理，但是泵轴受力不均，导致磨损严重。叶片泵在设计上相对优化了，所以可以均匀地流量、平稳地运转，叶片泵结构比齿轮泵较为复杂，有叶片泵和单作用叶片泵两种叶片泵。柱塞泵因为复杂优化的内部结构，较高的容积利用率、泄漏少，可在在高温高压环境下工作，但是柱塞泵对材料和加工精度有着较高的、造价贵。
机械加工工艺是在生产的过程中，将生产品的形状、尺寸、相对位置和性质等改变，其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。
随着自动化而发展,机械加工工艺对未来的生产中起到决定性作用，计算机的发展，将灵活运用在机械工艺自动化的研发中[3]。
夹具是机械制造的重要组成部分，为了保证达到加工要求，加工时，为了保证工件和刀具有正确的相对位置，加工前将工件装夹好，为了防止受外力产生晃动。所以在加工前，装夹好工件。好的夹具可以提高生产率，在保证加工精度的同时还能降低生产成本。对于设计泵盖零件，我们先要分析泵盖零件结构工艺性，并针对其结构设计工艺，制定出一套合理的加工路线、设计加工工艺过程卡，对其中重要的工艺步骤需要制定非常详细的加工工序卡片，这一切都至关重要。
设计夹具过程中，除了会遇到零件的定位、夹紧等方面的问题，还会遇到一些夹具设计细节问题，细节处理不好，直接会导致加工精度受到影响[4]。
铣夹具是机械夹具中比较常见的装夹装置，确定工件位置，保证工件的位置相对机床和刀具之间的保留正确位置，另外同时还要工件有效的夹紧。
随着机械行业的发展，组合夹具、半组合夹具、可调夹具的方便高效实用，特别是成组夹具，高精高效模块，组合通用而且经济，在随着机床技术运作更加高速高效化、设计更加精密复合化，这样的夹具，应积极提倡使用。
第二章 零件的分析
2.1零件的作用
本次题目研究的是泵盖，可以和泵体箱体等一些其他零件组成一个密封的泵，可以储存、输送分配物质。因为泵的内部有介质，在运转过程中，介质会碰撞内表面，由此对零件的硬度有一定的要求，零件与零件之间相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度[5]。泵盖三维体如图21所示。
图21 泵盖三维图
2.2零件图的工艺分析
泵盖零件图如图22所示：
图22 泵盖零件图
从零件图可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有底面、侧面和内孔。其中表面粗糙度要求最高的是两个直径20的内孔，公差等级达到IT7，表面粗糙度为Ra3.2um。该孔是底面B的设计标准。从表面的位置精度要求来看，B端面与孔20的孔轴线垂直，A、B两面在位置上也应该是垂直的。
从工艺上看，孔20与底面B，底面B与侧面A垂直度为0.2，可以通过使用专用机床夹具来保证，孔20的公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra3.2um，可以通过精铣保证。底面B用于通孔，螺纹孔的定位。
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