1、目 录摘要绪论 11、零件的分析.21.1、零件的作用21.2、零件的技术要求21.3、加工工艺过程21.4、确定各表面加工方案31.4、确定定位基准 31.5、工艺路线的拟订52、确定毛坯、画毛坯零件合图102.1、确定毛胚的制造形式及材料102.2、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.3、选择加工设备及刀、夹、量具153、夹具设计. 163.1、定位基准的选择.163.2、定位元件. 163.3、切削力及夹紧力的计算. 16小结.20致谢.21参考文献.22 摘要BW150注浆泵是一种三缸往复单作用活塞泵，可以换八种不同压力和流量，用于地质岩心钻探工程中向钻孔输送洗液或用于中低压
2、力、水泥浆灌注，本泵多档变速变量、节省能源、解构紧凑、体重轻、效率高和操作安全方便等。该泵主要用于地质勘探、地质工程施工配套及地质处理低、中压注浆泵等。曲轴箱作为泥浆泵的重要组成部分，其加工精度对泥浆泵的工作效率起到至关重要的影响。左右断面上曲轴孔与齿轮传递轴孔的加工与前端面上三个活塞孔的加工是本次零件加工的重点。该论文完成注浆泵曲轴箱的机械加工工艺及装夹设计，内容主要包括介绍主要装置的性能、规格、型号及技术数据，绘出相关图形和表格；用原始数据以及相关公式进行计算，并根据计算结果确定应选用对应的加工方式和夹具，对实验中所用到的资料进行归纳、分析和判断；提出自己的结论和见解。关键字：曲轴箱,加工
3、工艺,选择设备与刀具,夹具设计绪 论加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（泥浆泵曲轴箱体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为未来从事的工作打下良好的基础。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我
4、国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。由于能力所限，经验不足，设计中有不足之处，望各位老师多加指教。1、零件的分析1.1、零件的作用：箱体零件是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。该箱体是用于注浆泵的曲轴箱，曲轴箱的主要作用是利用电动机通过曲轴的传递带动工作，通过调节调速杆可以改变泵速，不同的泵速能达到不同的要求。因此，该箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。1.2、零件的工艺分析：由曲轴箱
5、零件图得知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。箱体类零件是机器和其他部件的基础零件，它把有关的轴、轴承、套、和齿轮等零件按一定的相对关联为一体，使它们保持正确的相对位置，能按一定的传动关系彼此协调地运动。该零件上的主要加工面为曲轴箱下底面、两侧面、前端面、后端面、2150和280的孔的内表面、390和380孔的内表面等。曲轴箱的下表面的平面度0.1mm直接影响曲轴箱与变速箱的相对安装精度。曲轴箱两侧面的距离的尺寸精度4100.315和3480.285将影响轴承端盖的安装从而影响曲轴与齿轮轴的运转。曲轴箱的前端面的表面粗糙度为I
6、T10，对后续390孔的加工精度有直接的影响。曲轴箱后端面的表面粗糙度为IT10，对与曲轴箱后盖的密封效果有着直接的影响。平面度为0.08，直接影响与曲轴箱与曲轴箱后盖的接触精度。2150孔的同轴度0.03mm，与曲轴箱中轴线的垂直度为0.1mm，对后续曲轴的安装和运转有重要的影响。280孔的同轴度为0.025mm，影响齿轮轴的安装。与2150孔的中轴线的平行的为0.08mm，两轴线的空间距离1620.05，从而影响齿轮与曲轴齿轮的啮合精度。390和380孔的内表面圆度同为0.019mm，表面粗糙度为IT10，这位后续的安装提供条件。3孔的中心线的平行度为0.1mm，这将对活塞在缸体内的相对运
7、动有重要影响。支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都较高。因为要装轴承，所以应具有较高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，否则将会影响轴承外圈与孔的配合精度，使轴的回转精度降低。为使轴、轴承能顺利装配，确保正常运转，同一轴的各孔间都有一定的同轴度要求。有齿轮啮合关系的相邻孔应具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否则齿轮啮合精度降低，产生振动、噪音，使用寿命下降。由参考文献【1】中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2、确定毛坯、画毛坯零件合图2.1、确定毛胚的制造形式及材料：考虑到轴承在运动时的偏心载荷产生的振动，为保证零件工作可
8、靠，零件采用吸振性，稳定性较好，切削加工性能好，适用于承受较大应力，有一定的气密性或耐弱腐蚀性介质的，价格也比较低廉的铸铁HT200。由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。2.2、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：2.2.1、顶面和底面的加工余量根据工序要求，顶面和底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-23。其余量值规定为2.73.5mm，现取3mm。 表7-27粗铣平面时厚度偏差取-0.28mm。精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-24。其余量值规定为0.81.0mm，现取1mm。铸造毛坯的基
9、本尺寸为474+3+3+1+1=482mm。根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为1.6mm。 毛坯的名义尺寸为：474+3+3+1+1=482mm 毛坯最小尺寸为：482-0.8=481.2mm 毛坯最大尺寸为：482+0.8=482.8mm 粗铣后最大尺寸为：474+1+1=476mm 粗铣后最小尺寸为：476-0.28=475.72mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即474mm。2.2.2、两工艺孔毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT8，表面粗糙度要求为。参照机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：
10、扩孔： （Z为单边余量）铰孔： 2.2.3、两侧、和三孔端面加工余量由工序要求，两侧两侧、和三孔端面需进行粗、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-23。其余量值规定为2.02.7mm，现取2.5mm。 表7-27粗铣平面时厚度偏差取-0.22mm。精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表7-24。其余量值规定为0.81.0mm，现取1mm。 铸件毛坯的基本尺寸分别为：410+2.5+2.5+1+1=417mm 348+2.5+2.5+1+1=455mm根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为1.4mm和1.2mm。则两侧面毛
11、坯名义尺寸分别为：410+2.5+2.5+1+1=417mm 348+2.5+2.5+1+1=355mm毛坯最小尺寸分别为：417-0.7=416.3mm 355-0.6=354.4mm毛坯最大尺寸分别为：417+0.7=417.7mm 355+0.6=355.6mm 粗铣后最大尺寸分别为：410+2.5+2.5=415mm 348+2.5+2.5=353mm 粗铣后最小尺寸分别为：415-0.22=414.78mm 353-0.22=352.78mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即和2.2.4、顶面8螺孔M16毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定其工序尺寸及加工余量
12、为：钻孔： 攻丝： M162.2.5、顶面3个孔根据工序要求，顶面3个孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为2.0mm;半精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为1.0mm；精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为0.3mm。铸件毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为-2-1-0.3=根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为-2-1-0.3=；毛坯最大尺寸为+0.55=；毛坯最小尺寸为-0.55=；粗镗工序尺寸为；半精
13、镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。2.2.6、顶面3个孔根据工序要求，顶面3个孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为2.0mm；半精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为1.3mm；精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为0.3mm。铸件毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为-2-1.3-0.3=；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为1.1mm。毛坯名义尺寸为-2-1.3-0.3=；毛坯最大尺寸为+0.55=；毛坯最小尺寸为-0
14、.55=；粗镗工序尺寸为；半精镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。2.2.7、两侧、两孔根据工序要求，两侧、两孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗：孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为：2.0mm； 孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为：2.0mm；半精镗：孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为1.5mm； 孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为1.0mm；精镗：孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为0.3mm； 孔，参照实用机械制造工艺设计手册表7-13，其余量值为0.3
15、mm。铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为-2-1.5-0.3=；孔毛坯基本尺寸为-2-1.0-0.3=；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为1.2mm、1.1mm。孔毛坯名义尺寸为-2-1.5-0.3=； 毛坯最大尺寸为+0.6=； 毛坯最小尺寸为-0.6=； 粗镗工序尺寸为； 半精镗工序尺寸为； 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。 孔毛坯名义尺寸为-2-1.0-0.3=； 毛坯最大尺寸为+0.55=； 毛坯最小尺寸为-0.55=； 粗镗工序尺寸为； 半精镗工序尺寸为； 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。2.2.8、两侧4个M12-7H螺孔和
16、4个M10-7H螺孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：M12-7H螺孔钻孔：攻丝：M12-7HM10-7H螺孔钻孔：攻丝：M10-7H2.2.9、窥视窗上8个M8-7H螺孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：M8-7H螺孔钻孔：攻丝：M8-7H2.2.10、底面上12个M10-7H螺孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：M10-7H螺孔钻孔：攻丝：M10-7H3、工艺规程设计3.1、定位基准的选择：3.1.1、粗基准的选择：粗基准选择应当满足以下要求：A、保证各重要支
17、承孔的加工余量均匀；B、保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择曲轴箱的主要支承孔作为主要基准。即以曲轴箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。3.1.2、精基准的选择：从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证曲轴箱箱体在整个加工过程中基
18、本上都能用统一的基准定位。从曲轴箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是曲轴箱箱体的装配基准，但因为它与曲轴箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。3.2、制定工艺路线本次毕业设计是对BW150注浆泵曲轴箱的工艺规程和机床夹具的设计，对其设计方案的确定最重要的就是对其机械加工工艺路线的确定，其次就是夹具的设计。制订工艺路
19、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。夹具方面可以考虑采用通用机床配以专用夹具，尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据以上分析选定以下加工工艺路线方案:工序号 工 序 内 容 铸造时效 涂漆10 铣以曲轴箱德尔后端面为基准，粗铣曲轴箱下底面，预留半精加工余量1.5mm，粗铣和半精铣上表面32上表面20 铣 以曲轴箱下表面为基准，粗铣曲轴箱前端面与后端面，曲轴箱左右两侧190，126的端面，预留半精加工余量1.5mm30 铣 以曲轴箱后端面为基准，半精铣，精铣曲轴箱下表面40 钻 以曲轴箱后端面为基准，钻
20、下表面4-17通孔以及刮平4-30沉孔50 铣 以曲轴箱下表面为基准，半精铣，精铣曲轴箱前后端面，2-R15凸台，左右两侧190，126端面60 铣 以曲轴箱右侧190端面为基准，粗铣，半精铣窥视窗上表面70 镗 以曲轴箱下表面为基准，粗镗150，80两孔以及前端面3-90，3-80内孔，预留半精镗余量1.5mm80 镗 以曲轴箱下表面为基准，半精镗，精镗150，80两内孔和前端面3-90，3-80内孔并孔口倒角1X45 90 钻 钻M201.5-7H的孔，以底平面为地为基准100 钻 钻8-M8-7H深10孔深12的孔，以底平面为定位基准 110 钻钻12-M10-7H深13孔深16的孔，以
21、右端面为定位基准120 钻钻8-GM16深34孔深，M167H，M8-7H的孔，并对M16，M8的孔口倒角145，以左端面为定位基准130 钻 钻4-M12-7H深17孔深20（2组），4-M10-7H深17孔深20（2组），22，16.5，3-16的孔，并对箱体边缘22，16的孔分别倒角0.545和145，以箱体的两侧面为定位基准140 攻 攻M201.5-7H的螺纹，以底平面为地为基准150 攻 攻8-M8-7H深10孔深12的螺纹，以底平面为定位基准160 攻攻12-M10-7H深13孔深16的螺纹，以右端面为定位基准170 攻 攻8-GM16深34孔深，M167H，M8-7H的螺纹，以
22、左端面为定位基准180 攻 攻4-M12-7H深17孔深20（2组），4-M10-7H深17孔深20（2组的螺纹以箱体两侧面为定位基准）190 去毛刺200 检验210 入库3.3、选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，专用机床为辅的流水生产线。工件在机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。铣削平面时，由于该加工对象箱体六面均有加工表面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选用X62W （参考文献1表3.1-73）。选择直径D为200mm的C类可转位面铣刀（参考文献1表4.4
23、-40）、专用夹具和游标卡尺。 镗各主要孔系时均采用卧式双面组合镗床，选择功率为1.5KW的1TA20镗削头（参考文献1表3.2-44）.选择镗通孔的镗刀、精镗刀、专用夹具、游标卡尺。 钻削各表面孔系时，选用摇臂钻床Z3025（参考文献1表3.1-30），选用锥柄麻花钻，专用夹具、快换夹头、游标卡尺和塞规。 刮4-30mm平面选用直径为30mm、带可换导柱锥柄平底鍃钻。 螺孔攻螺纹选用摇臂钻，采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。（四）、加工工序设计钻M16螺孔工件材料为HT200铁。孔的直径为M16mm，表面粗糙度12.5。加工机床为X62W，加工工序为钻，加工刀具为：钻孔16.2mm
24、。丝攻M16 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应
25、地， 4、夹具设计在给定的零件中，对本步加工的定位需要基准孔和平面保证垂直度，定位要求比较高。因此，本步的重点应在保证垂直度上。还应考虑如何提高生产率。从对工件的结构形状分析，若工件以底面放置在镗模底板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。 该工件以曲轴箱体左侧端面为定位基准，钻模底板与右侧端面连接，连接用M16螺栓，底板直接装在钻床台面上，有四个腰型槽，可供调整位置。方案：钻模板有一150的凸台，直接与曲轴箱体150端面间隙配合，这样主要中心孔的基准确定，加工8-M16的孔的位置精度得以保证，安装可靠稳定，紧固调节方便。5、定位精度分析钻8- M16孔用同种装夹方法装夹下完成两个工步，它们的精度由钻模板的定位精度保证。因为M16孔的中心以150孔四周均布，150凸台与曲轴箱150间隙配合，同轴度0.05，参考文献【3】表1-10-1取工件公差为0.5，即夹具尺寸公差为0.05mm，凸台与夹具体的配合为H8/h7。
