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1、目录0 前言11 零件分析21.1 零件的作用21.2 绘制零件图21.3 零件的工艺分析22 工艺规程设计42.1 选择毛坯42.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量42.3 基准的选择42.3.1 粗基准的选择42.4拟定工艺路线52.4.1草拟工艺路线52.4.2 工艺方案的比较与分析62.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6 确定切削余量及基本工时83 专用夹具设计103.1 设计主旨103.2 夹具设计103.2.1 定位基准的选择103.2.2切削及夹紧力计算104 数控编程134.1 数控程序14致谢26参考文献27附图及附表280 前言机械制造工艺及数控编程毕业设
2、计是在我们学完了大学的全部课程之后进行的。这是对我们大学知识和技能的一次综合检验，也是一次理论联系实际的训练，我想这也就是为什么我们计算机辅助设计与制造专业选择这个课题作为毕业设计的重要原因。 由此看来，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。“工欲善其事必先利其器”，方法的掌握有利于以后相关相近问题的解决和开阔思路，遇到复杂困难问题时候有思路，有入手之处。我想利用此次毕业设计的机会探索一套方法，一套高效率的方法，从而对于以后的学习和工作有一个好的切入点。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后
3、参加工作和进一步深入学习打下一个良好的基础。在设计中，我将尽自己所能运用计算机辅助设计与制造的理念去指导设计，突出专业特色，加强专业知识运用到实际运用的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。1 零件分析1.1 零件的作用此毕业设计给定的零件是某种齿轮泵的前泵体。齿轮泵主要有壳体、啮合齿轮、主轴、油封、法兰等零部件组成。而此次设计的零件是属于壳体部分，为防止漏油，对结合面的平滑度、粗糙度有较严格的要求。对内腔的加工精度有较高要求。内腔用于容纳两个互相啮合的齿轮，通过相互转动形成高压油，由出油口排出。给定的零件图属于壳体类零件，壳体类零件一般可分成三部分：（1) 支承部分
4、齿轮壳体、主、从动轴承的配合内圈等。（2) 安装部分结合面上有数个安装孔。（3) 连结部分中间的拔模斜度可以起到这个作用。壳体类零件一般为铸件。具有铸造工艺结构,如铸造圆角、壁厚均匀等。还有为减少加工面积而设计的凸台、凹槽等机械加工工艺结构。1.2 绘制零件图通过对零件作用的分析，对零件进行测绘，并查阅有关标准将测绘结果使用CAXA电子图板机械版绘制成零件图（见附图）。通过对零件图的理解和分析，运用CAXA实体设计软件做出此零件的三维立体模型。见附图。1.3 零件的工艺分析对于此泵体零件共有左右端面，前后表面四个加工表面，两组内孔加工。前表面的粗糙度和形位公差平面度要求较为严格，在此段面上的孔
5、要求也很严格，不仅形状尺寸有较高要求，位置要求也很严格，主要是此表面会成为接合面，并且他的好坏对于泵体高压下漏油与否有很大影响。后表面相对前表面的厚度有要求，通孔一组的内孔有较高要求。左右端面的中间孔直接可以铸出，不需要后期加工，因为其主要左右就是作为进出油口，将来会有密封，不要其有尺寸的高要求。将以上以及其他的技术要求绘制成表格，见表格1.3-1表格1.3-1前泵体零件技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)形位公差/mm 平面A178.8150IT93.2 左端面136.8150IT1112.5mm孔IT106.3mm孔707IT76.3mm孔34IT1112
6、.5mm孔IT83.2mm孔IT73.2mm孔112.5IT1212.5mm孔IT103.28M12孔孔深29IT60.2M，N向端面IT83.24M10螺孔孔深22IT60.24M12螺孔孔深22IT60.22 工艺规程设计2.1 选择毛坯考虑到整体式加工，较废材料，不经济，而零件为普通零件不受冲击，故不宜选用锻件，又因给出条件为大量生产，且轮廓尺寸规则，最终确定使用铸件。因为油泵的使用条件可知，选用铸造铝合金可以很好地满足要求。在铸造铝合金中，ZLG01具有铸造性能良好，气密性高，无热裂倾向，线收缩小，产生缩松及气孔倾向小，可热处理强化，高温，室温力学性能良好，焊接和可切削加工性也较好的特
7、点，适合铸造形状复杂，承受高静载荷的零件及要求气密性高，工作温度225C的零件。如泵体等。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量材料为铸铝合金，硬度为601HBW，生产批量为大批量生产，采用铸造成型。根据上述原始资料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量、尺寸公差见表2.2-1：表2.2-1项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm平面A1.41.5左端面1.11.3孔1.91.2孔1.81.3孔1.81.3M，N向端面1.31.3根据表格中的要求绘制零件的毛坯图，参加附图22.3 基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要步骤之一，基面选择的正确合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否
8、则就会使加工过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.3.1 粗基准的选择参照机床加工导轨的基准选择方法，确定此零件的机械加工基准选择方案。加工表面A时，以上表面作为基准，加工出平面A，然后以平面A作为基准面，加工出上表面，以保证两个面的平行度，以上表面为基准，加工左侧M向端面时，以N向端面基准加工出M向端面，然后以M向端面为基准加工出N向端面。内孔的基准64使用上表面为定位基准，然后在以起加工出来的底面作为剩余孔的加工基准，这样使得定位基准和工艺基准实现了最大程度的重合。保证了加工精度，提高了加工效率。2.4拟定工艺路线工艺路线的拟定以加工方案为基准，运用“先粗后精”，“
9、先面后孔”，“先主要后次要”，“基准先行”等原则拟定。2.4.1草拟工艺路线工艺路线方案一工序1.铸造泵体毛坯，通过机器造型，直接铸造出所需前泵体需要的毛坯形状。工序2.进行淬火，时效处理，使铸件达到一定程度的工艺强度。工序3.粗铣A端面。工序4.精铣左端面，铣孔 ，。工序5.精铣A端面，钻定位孔M12。工序6.钻8-M12-6H深25/孔深29。工序7.铣两圆。工序8.铣两孔，铣孔。工序9.车M向端面，车N向端面。工序10.钻N向端面上4-M12-6H深20/孔深22，M向端面上4M-10-6H深20/孔深22。工序11.铣左端面上孔2-M10-6H深20/孔深25。工序12.铣斜度为3斜面
10、，铣斜度为2斜面。工序13.清除毛刺，各个锐边倒角。工序14.终检。工艺路线方案二工序1.铸造泵体毛坯，通过机器造型，直接铸造出所需前泵体需要的毛坯形状。工序2.进行淬火，时效处理，使铸件达到一定程度的工艺强度。工序3.粗铣A端面，粗精铣左端面，铣孔 ，。工序4.铣左端面2M10-6H深20螺纹孔和深度为25的孔。工序5.精铣A端面，铣两圆，铣，铣。工序6.钻定位孔M12。工序7.铣A端面8M12-6H深25的螺纹孔和孔深29的孔。工序8.精铣M向面，钻4M10-6H深20螺纹孔和深为22的孔。工序9.精铣N向面，钻4M10-6H深20螺纹孔和深为22的孔。工序10.铣斜度为3的斜面，铣斜度为
11、2。工序11.清除毛刺，各个锐边倒钝。工序12.终检。2.4.2 工艺方案的比较与分析该零件的材料为铸造铝合金，采用金属模铸造，铸造成型后零件既可以获得较好的粗糙度和公差。同时铝合金不能磨，要想达到最终的Ra=3.2公差较小的要求，只能采用精车，依靠提高切削速度达到很好的加工表面。铝材质软，刀具的寿命可以大大增加，且加工非圆部分时候不用担心打刀。铸造后需要淬火和时效处理来改善切削加工性。所以需要对加工路线做较大改动。我想，这主要是我的实际工作经验严重不足所导致，经过老师的指导才确定下以下的工艺方案确定的最终工艺路线工序1.铸造泵体毛坯，通过机器造型，直接铸造出所需前泵体需要的毛坯形状。工序2.
12、进行淬火，时效处理，使铸件达到一定程度的工艺强度。工序3.粗车A端面，精车左端面，镗孔，。采用CA6140机床加工工序4.精车A端面，车两圆，车两孔，车两孔。采用CJK6136E机床加工工序5.车M向端面，掉头车N向端面采用CA6140机床加工。工序6.钻两个工艺孔，采用ZJK7532机床加工工序7.铣A端面8M12-6H深25的螺纹孔和孔深29的孔，采用ZJK7532机床加工工序8.铣左端面2M10-6H深20螺纹孔和深度为25的孔，采用ZJK7532机床加工工序9.铣斜度为3的斜面，铣斜度为2，采用加工中心加工。工序10.铣M向端面，N向端面上4M10-6H深20螺纹孔和深为22的孔，采用
13、XK0816A机床加工。工序11.清除毛刺，各个锐边倒钝。工序12.终检。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定此液压泵前泵体采用金属铸造（铁模铸造），铸件表面粗糙度6.312.5，铸件公差等级CT7CT8；选8级精度，即CT8，铸件机械加工余量DF，故选E级；要求机械加工余量1.4mm；最小孔径尺寸小于10mm20mm，采用金属型铸造，孔不用铸出；零件材料为铸铝，硬度60HBW，毛坯重量为6千克，密度为kg/；生产类型为大批量生产；根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）平面A要求的铸件机械加工余量为1.1，所以加工方法为：粗车-精
14、车，粗车加工余量为1.5，所以选为1.5（2）车左端面要求的铸件机械加工余量为1.1，车平面的加工余量，粗车后半精车1.3，所以选为1.3(3)M向端面，N向端面要求的铸件机械加工余量为1.1，车平面的加工余量，粗车后半精车1.3，所以选1.3(4)车64.6的工序间尺寸余量为1.5+0.3+0.1=1.9，毛坯余量为1.4，故选用1.9铸成64-1.9=62.1 车36的孔毛坯余量为0.8，工序尺寸为1.5+0.2+0.08=1.78，故选用1.8 铸成36-1.8=34.22.6 确定切削余量及基本工时(1） 工序I 切削A端面，掉头车削左端面加工条件工件材料：铸铝合金 硬度60HBW 金
15、属模铸造加工要求：粗车A端面，粗糙度为3.2，精车削左端面80 70 34 孔机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm26mm Kr=90 Xo=15 do=80re=0.5mm计算切削用量粗车A端面确定端面最大加工余量，经查表，机械加工余量为1.5mm,尺寸公差为1.8mm，加工余量选择1.8mm，为了给精加工留有余量，所以此次粗加工1.0mm确定进给量f根据切削用量简明手册可查，f=0.150.4mm/r，按CA6140车床说明书取f=0.36mm/r计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿面选T=120min）式中Cv=262 Xv=0.
16、12 Yv=0.50 m=0.28 T=120min ap=0.5主轴钻速：按机床说明书，与221r/min相近的机床转速为320r/min，所以现选取320r/min所以实际切削速度为车左端面确定端面最大加工余量，经查表，机械加工余量为1.1mm，尺寸公差为1.3mm加工余量选择1.3mm，为了给精加工留有余量，所以此次粗加工1.0mm确定进给量f根据切削用量简明手册可查，f=0.150.4mm/r，按CA6140车床说明书取f=0.36mm/r计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=120min）式中Cv=262 Xv=0.12 Yv=0.50 m=0.28 T
17、=120min ap=0.5主轴转速按机床说明书，与221r/min相近的机床转速为320r/min，所以现选取320r/min所以实际切屑削速度为3 专用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，通常需要设计专用夹具。夹具的设计是为了利用对刀法进行加工时更快更好的定位，根据本零件的工序加工特点，决定对第9个加工工序铣斜面进行夹具设计。3.1 设计主旨本夹具主要用来铣两个斜度不一样的斜面，并且这两个斜面的深度是不同的，加工到底面时候还需要根据零件的要求进行特殊平面槽的加工。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何正确地定位加紧工件。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择对于这组
18、斜面，在三个方向上均有尺寸的定位要求，由零件图可知，在本步加工前左右两个端面已经加工完毕，完全可以用来夹紧，而底面的孔也已经加工完成，可以使用心轴定位。在对应的另一侧，可以使用平面支撑，但是这种定位方案会造成过定位，所以把心轴采用带有锥度的心轴，这样的话，定位基准就是36的孔的轴线。这样的话，锥度心轴和平面联合限制了工件X轴，Y轴方向的移动和旋转以及Z轴方向上的移动这五个自由度，Z轴方向的旋转依靠卡紧力和切削力来稳定。为了提高加工效率，决定在一个工作台上面同时加工三个工件，这样，当另一个工件加工时候可以放松相应的工件，从而最大程度地利用机器，提高了加工效率和加工效益。3.2.2切削及夹紧力计算
19、利用如下公式计算刀具：高速钢立铣刀工件材料：碳钢、青铜、铝合金、可锻铸铁等刀具材料：高速钢铣刀类型：圆柱铣刀、立铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、角度铣刀、半圆成形铣刀等公式：F=(Cp)*(ap)(0.86)*(fz)(0.72)*D(-0.86)*B*z*(Kp)参数:Cp = 669参数:ap = 20参数:fz = 0.1参数:D = 32参数:B = 3参数:z = 3参数:Kp = 1计算结果 = 765.817N夹紧力的计算，本方案中，加紧力和切削力垂直。采用如下计算公式计算类别：定位形式：工件以平面定位夹紧形式：夹紧力与切削力方向垂直公式：Wk=K*F/( 1)+( 2)参数:K = 1
20、.5参数:F = 766参数: 1 = 0.5参数: 2 = 0.5计算结果 = 1149N这远远高于所要求的765.817N的夹紧力，因此工作是可靠的。4 数控编程根据零件的加工要求，用CAXA制造工程师软件绘制工序的毛坯图，选择加工轨迹，进行加工仿真。得到如图的工序的毛坯图4-1，走刀图4-2，仿真图4.-3图4-1图4-2图4-34.1 数控程序对加工进行后置处理，在FANC机床上的加工程序如下N10G90G54G00Z100.000N12S490M03N14X-16.553Y49.900Z100.000N16Z10.000N18G01Z0.000F100N20X16.553F130N2
21、2Z10.000F200N24G00Z100.000N26X-22.316Y44.900N28Z10.000N30G01Z0.000F100N32X22.316F130N34Z10.000F200N36G00Z100.000N38X-25.923Y39.900N40Z10.000N42G01Z0.000F100N44X25.923F130N46Z10.000F200N48G00Z100.000N50X-28.213Y34.900N52Z10.000N54G01Z0.000F100N56X28.213F130N58Z10.000F200N60G00Z100.000N62X-29.496Y29.9
22、00N64Z10.000N66G01Z0.000F100N68X29.496F130N70Z10.000F200N72G00Z100.000N74X-29.900Y24.900N76Z10.000N78G01Z0.000F100N80X29.900F130N82Z10.000F200N84G00Z100.000N86X-29.462Y19.900N88Z10.000N90G01Z0.000F100N92X29.462F130N94Z10.000F200N96G00Z100.000N98X-28.142Y14.900N100Z10.000N102G01Z0.000F100N104X33.900F
23、130N106Z10.000F200N108G00Z100.000N110X-21.980Y9.900N112Z10.000N114G01Z0.000F100N116X33.900F130N118Z10.000F200N120G00Z100.000N122X-17.040Y4.900N124Z10.000N126G01Z0.000F100N128X33.900F130N130Z10.000F200N132G00Z100.000N134X-15.900Y-0.100N136Z10.000N138G01Z0.000F100N140X33.900F130N142Z10.000F200N144G00Z
24、100.000N146X-17.141Y-5.100N148Z10.000N150G01Z0.000F100N152X33.900F130N154Z10.000F200N156G00Z100.000N158X-22.396Y-10.100N160Z10.000N162G01Z0.000F100N164X33.900F130N166Z10.000F200N168G00Z100.000N170X-28.213Y-15.100N172Z10.000N174G01Z0.000F100N176X33.900F130N178Z10.000F200N180G00Z100.000N182X-29.496Y-2
25、0.100N184Z10.000N186G01Z0.000F100N188X29.496F130N190Z10.000F200N192G00Z100.000N194X-29.900Y-25.100N196Z10.000N198G01Z0.000F100N200X29.900F130N202Z10.000F200N204G00Z100.000N206X-29.462Y-30.100N208Z10.000N210G01Z0.000F100N212X29.462F130N214Z10.000F200N216G00Z100.000N218X-28.142Y-35.100N220Z10.000N222G
26、01Z0.000F100N224X28.142F130N226Z10.000F200N228G00Z100.000N230X-25.807Y-40.100N232Z10.000N234G01Z0.000F100N236X25.807F130N238Z10.000F200N240G00Z100.000N242X-22.136Y-45.100N244Z10.000N246G01Z0.000F100N248X22.136F130N250Z10.000F200N252G00Z100.000N254X-16.248Y-50.100N256Z10.000N258G01Z0.000F100N260X16.2
27、48F130N262Z10.000F200N264G00Z100.000N266M05N268S360M03N270T0M06N272X-26.156Y18.303N274G01Z113.000F120N276G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N278G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N280G01Y-13.005N282G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N284G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N286G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N28
28、8G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N290G01Z108.000F120N292G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N294G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N296G01Y-13.005N298G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N300G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N302G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N304G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N306G01Z103.000F
29、120N308G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N310G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N312G01Y-13.005N314G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N316G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N318G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N320G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N322G01Z98.000F120N324G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N326G03X3
30、1.000Y13.005I4.879J-1.094N328G01Y-13.005N330G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N332G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N334G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N336G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N338G01Z93.000F120N340G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N342G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N344G01Y-13.005N346G03X26
31、.346Y-19.094I0.225J-4.995N348G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N350G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N352G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N354G01Z88.000F120N356G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N358G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N360G01Y-13.005N362G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N364G02X-24.561Y-13.786I-
32、26.346J-5.906N366G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N368G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N370G01Z83.000F120N372G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N374G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N376G01Y-13.005N378G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N380G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N382G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N
33、384G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N386G01Z78.000F120N388G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N390G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N392G01Y-13.005N394G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N396G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N398G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N400G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N402G01Z73.000F
34、120N404G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N406G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N408G01Y-13.005N410G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N412G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N414G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N416G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N418G01Z68.000F120N420G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N422G03X3
35、1.000Y13.005I4.879J-1.094N424G01Y-13.005N426G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N428G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N430G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N432G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N434G01Z63.000F120N436G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N438G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N440G01Y-13.005N442G03X26
36、.346Y-19.094I0.225J-4.995N444G02X-24.561Y-13.786I-26.346J-5.906N446G03X-24.561Y13.786I-2.439J13.786N448G02X-26.156Y18.303I24.561J11.214N450G01Z58.000F120N452G02X26.346Y19.094I26.156J6.697F136N454G03X31.000Y13.005I4.879J-1.094N456G01Y-13.005N458G03X26.346Y-19.094I0.225J-4.995N460G02X-24.561Y-13.786I-
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