齿轮泵前盖的零件机械加工工艺设计 毕业论文

第一章 前 言

1.1 课题背景及其意义

数控技术是工业自动化的一门基础技术，在工业生产中越来越得到广泛的应用。数控机床问世以来，数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展，数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要专业课程之一。数控技术是一门综合性专业技术，涉及到设计、工艺、机床、刀具、夹具、材料、数字控制、电机、检测等等。特别是CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS、它们是集设备、信息、物流、能量流与一体的综合的自动化设计与制造系统，而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。数控机床和加工中心是典型的机电一体化产品，同时又是用于产品制造的机电一体化生产设备。

随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，机械制造业正在发生着一场深刻的技术革命，这场革命从根本上改变了生产技术和管理技术，传统的生产设备和方法已逐渐被计算机控制的各种系统所取代，数控加工中心正以其强大的加工功能在现代机械制造业中扮演重要的角色。我国正在成为世界的制造大国，需要大量具备扎实理论基础和实践知识的专门人才，因此，我们不能只满足于现有较低水平的数控技术课程实践现状，需要结合设计自动化，使加工过程自动化在数控技术课程实验中得到更多的体现。

1. 2机械制造工艺在经济建设中的作用

机械制造工艺是研究如何科学地、最优地生产和使用各种机械装备，研究在机械制造中优质、高产、低消费的生产和使用机械装备的原理和方法的一门课程。机械制造过程中所涉及的问题极为广泛，本课程一般仅讨论机械冷加工、机械装配及机床设备等方面的问题。通过本课程的学习，使学员在机床设备方面能对典型机床的工作原理、传动系统、典型机构、工艺特点、应用范围等技术要求，有一定的应用能力和分析能力，对数控机床较先进设备亦有一定的认识和了解。在机械制造工艺方面能懂得其基本理论及各类零件的加工方法；能选择毛坯确定加工余量，计算工序间尺寸和公差；能根据图样及生产纲领制定出高产、优质、低消费的零件机械加工工艺规程和部件、设备的装备工艺规程；能对复杂及精度教高的零件、部件在加工中出现的关键问题进行分析，并提出合理的工艺措施。从而为学员在今后解决生产中的技术难题，新产品的装配、调试，新工艺、新技术的应用和推广，打下必要的机械制造工艺与设备方面的专业知识基础。

1. 3可行性分析

（1）在大学二年的课程中学习了机械制图、计算机辅助设计、机械设计、数控编程及其制造等专业知识，在理论知识上为完成本次纺织机械加工工艺分析打下结实的基础。

（2）通过平时自己平时学习和假期中的强化，能够很熟练的使用AUTOCAD的二维制图、CAM的三维造型等绘图软件方便的完成本次实验。

（3）机械工程系现拥有多台高中低档数控机床，虽然很多是教学型数控设备，多以数控手工编程加工为主，但方便学生熟悉使用，并提供铝材、钢材供学生加工，在学校期间的加工中心实训完成为本次机械加工工艺的分析积累了一定的实际经验。

（4）在学校的图书馆中拥有大量的相关书籍、资料可供学生使用，帮助学生完成项目。

（5）学生在制造实验课程开始前，已经学习了机械原理与设计，机械制造工程原理，计算机辅助机械设计等课程，在理论知识上已经具备了相应的基础，因此对学生实践环节也提出了更高的要求。这个系统目的就是为学生提供一种可以自己动手完成实验，综合应用所学知识和技能的环境。

（6）机械工程系的教师长期从事机械加工工艺方面的教学和实践工作，有着扎实的理论知识和实践动手能力，完全可以服务于实验课程，指导学生完成实验项目。

第二章 课题研究

1．齿轮泵前盖的零件图分析和加工过程

在此我们来分析一下图：

A基准是用来测量与其有关的尺寸如125定位，孔为10的盲孔等尺寸的位置度。

B基准是端面基准如相关尺寸52、26、31；C基准是同轴圆的基准；D基准是孔为90的端面；

我们只有认真的分析完图纸，知道哪些部位要加工及这张图的定位基准是什么 ，还有这个零件的加工精度要求为多高，我们才能确定用什么机床来加工及加工工艺是什么。

（1）表面粗糙度的具体要求

表面粗糙度要求是保证零件表面微观精度的重要要求。对于切削加工，它是合理选择机床、刀具及切削用量的重要依据；

从图形中可得，此零件用的是铸件的材质，右端面和螺纹孔的表面粗糙度为3.2，还有Φ28的孔的表面粗糙度为1.6。

表面粗糙度要求是保证零件表面微观精度的重要要求。对于切削加工，它是合理选择机床、刀具及切削用量的重要依据。

（2）尺寸公差要求

分析零件图样上的尺寸公差要求,以确定控制其尺寸精度的加工工艺,如刀具类型及其几何角度的选择及确定切削用量等。

此图中尺寸公差表现在多个方面，是2-Φ28的盲孔，最大值为28.021， 最小值为28；2-Φ10的螺纹孔，最大值为10.015，最小值为10；Φ38孔的最大值为38.039，最小值为38；Φ40的孔最大值为40.025，最小值为40。 在该项分析过程中，还可以同时进行一些编程尺寸的简单换算。如将标注有公差要求的尺寸取其中值（即最大极限尺寸与最小极限尺寸的平均值）作为编程的尺寸依据等。

（3）形状和位置公差要求

图样上给定的形状和位置公差是保证零件几何精度的重要要求。分析此项要求，便于确定其定位基准和检验基准，并尽量使它们与设计基准一致，还可以根据加工需要进行一些技术性处理，以有效地控制其形状和位置误差。 在数控机床切削加工中，零件的形状和位置误差，除装夹定位误差外，主要受机床主体机械运动副的精度影响，一般不能通过工艺处理环节给予解决。因此，在加工前了解其机械运动副的精度状况是十分必要的。

在左视图上我们可以看到零件的同轴度要求为Φ0.05和端面与基准面B端面的平行度要求为0.03。

2制定加工方案和加工工艺

（1）方案

该零件的上下表面和几个孔的要求很高，而且多次换刀，对工件的精度会造成一定的影响，所以要找出合理的加工方案就是，先在普通铣床上先粗精铣上表面和加工定位槽，因为外形和定位槽它们的加工精度要求相对而言比较低，再把工件放到数控铣床上面加工其余的孔，它的主要装夹方式是，用双头螺栓，放在梯形槽里，和四个直径是18的键槽相配合，并且工件的底部要放下两个垫片使工件底部悬孔便于加工孔。

1．用Φ80的面铣刀铣上表面，Z下刀-0.25，这是第一把刀，S1500，F100 2．用Φ16的立铣刀加工外形，Z下刀-53，这是第二把刀，S1000，F80 3．用Φ16的立铣刀刀精加内形，Z下到-53，同一把刀，S2000，F150 4．用Φ28的镗刀，加工Φ28的孔，Z下到-26，S800，F50。

5．用Φ4的中心钻点钻，2-Φ10的孔和4个螺纹孔，Z下到-2，S2000，F80 6．用Φ9.5的钻头，加工 2-Φ10的孔和4个螺纹孔，Z下到-30，S800，F50

7．用Φ10的铰刀，加工2-Φ10的孔和4个螺纹孔，Z下到-30，S200，F50

8．用Φ4.6的键槽铣刀走深为2.7的凹槽，Z下到 -2.7，S800，F100 9.用Φ4的键槽铣刀走深为2.75的凹槽，Z下到-2.7，S900，F150 10.反转工件专用夹具装夹铣平面到尺寸52，Φ80的面铣刀走刀 11．用用Φ16的立铣刀刀精加内形到Φ38，Z下到-14，，S8000，F150 12．用Φ40的镗刀，加工Φ40的孔，Z下到-6，S800，F50。

（2）加工工艺

数控机床的加工方案包括制定工序、工步及先后顺序和进给路线等内容。

在数控机床的加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料、批量等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应对具体零件制定加工方案时，应具体分析并区别对待，灵活处理。只有这样，才能使加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

常用加工方案： 1）先粗后精

这是数控机床与普通机床都采用的方案，目的是为了提高生产效率并为保证零件的精加工质量做准备。主要过程是先安排较大切削深度及进给量的粗加工工序，以便在较短的时间内将精加工前的大量余量去掉。

2）先近后远

这里所说的近和远，是按加工部件相对与起刀点的距离而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离起刀点近的部件先加工，远的部件后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。 3）先内后外 对于车、铣及线切割机床加工特别适宜先内后外的加工方法。对既要加工内后加工外形表面。这是因为控制内表面的尺寸和形位精度等均较困难， 刀具刚性相应较差，刀尖或刀刃的使用寿命受到切削热的影响而降低，以及在依据加工内容，所选机床确定定位夹紧方案。 3. 机床的选择

选用加工中心或数控铣床

加工中心虽然加工柔性比普通铣床优越，而且能够加工更加复杂的曲面等工

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