机械制造工艺学课程设计说明书填料箱盖的夹具设计说明书.doc

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1、机械制造工艺学课程设计说明书设计者：米杨杨 西北工业大学 03010901 班 2012年 11月 17日 目录 1 零件的作用12 工艺规程设计22.1 毛坯的制造形式32.2 基准面的选择32.3 粗基准的选择32.4 精基准的选择32.5 制订工艺路线32.6 工艺线路方案一42.7 工艺路线方案二42.8 工艺方案的比较与分析52.9 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定63 专用夹具设计73.1 问题的指出73.2 夹具设计83.3 定位基准的选择93.4 切削力及夹紧力的计算93.5 定位误差的分析10全文总结111. 零件的作用零件的制造工艺方法可以分为材料成形法，材料去除法以

2、及材料累加法。根据零件的特性以及从经济性的角度分析，经过一系列的性能比较，HT200是相对适合的材料，毛坏的成型方法为铸造。 本设计是首先对零件进行分析，确定零件加工的工艺规程，设计加工工序，然后根据要求设计夹具，设计夹具的各个组件，最后将各组件组装成装配图，最后导出工程图。题目所给定的零件是汽车的填料箱盖，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水

3、封圈内使填料冷却。保持水泵的正常运行。2. 工艺规程设计填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求41.以65H5（）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65H5（）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5（）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）同轴度为0.025的面. 尺寸为60h5()与65H5（）同轴度为0.025的孔。2.以60h5()孔为中心的加工表面。尺寸为78与60H8()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以60H8()孔为中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。4.其它未注表面的粗糙度要求为

4、6.3,粗加工可满足要求。 2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.3 粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要

5、表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）2.4 精基准的选择 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵

6、或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。2.5 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.6 工艺线路方案一工序 铣削左右两端面。工序 粗车65，85，75，155,100外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-

7、M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研磨60孔底面。工序 去毛刺，终检。2.7 工艺路线方案二工序 车削左右两端面。工序 粗车65，85，75，155外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研磨60孔底面。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 去毛刺，终检。2.

8、8 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圆面和60H8（孔。；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中，工序 精车65外圆及与80相接的端面。然后工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序1：铸件时效处理，硬度19

9、0-241HBS工序2：以155mm外圆及端面定位，粗车小端端面，粗车65外圆及台阶端面及各倒角。工序3：以粗车后的65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车155外圆面、粗车左端台阶面。工序4：以155mm外圆及端面定位，粗镗孔32、47。工序5：以粗车后的65mm外圆及端面定位，粗镗60内孔、底面。工序6：以粗车后的155mm外圆及端面定位，粗车75、100、80外圆面及各倒角。工序7：以粗车后的155mm外圆及端面定位，粗车环槽。工序8：以粗车后的155mm外圆及端面定位，半精车65外圆及台阶面，75、100、80、环槽及各倒角。工序9： 以65mm外圆定位，半精车155、。工序10：钻6

10、-13.5小孔。工序11：钻4-M10螺纹孔及攻丝。工 序 12： 钻2-M10螺纹孔及攻丝工序13：以155mm外圆及端面定位，精车、精细车65mm外圆。工序14：以65mm外圆及端面定位，精、细镗60内孔。工序15： 研磨孔60内端面、倒角。工序16：去毛刺。工序17：水压试验工序18： 终检。 2.9 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200，硬度为HBS190241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，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）外圆表面(65、80、75、100、91、

11、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、104、160的阶梯轴式结构，除65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R6.3um,只要粗车就可满足加工要求,以155为例,2Z=5mm已能满足加工要求。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差4。铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm，其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm4。（3）内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R 为6.3,钻扩即可满足要求。（4）内孔60H8()。要求以外圆面65H5（）定位，铸出毛坯孔30。粗镗59.5 2Z=4.5精镗 59.9

12、2Z=0.4 细镗60H8() 2Z=0.1(5) 60H8()孔底面加工.按照41.研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102.磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33.铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面沟槽，采用镗削，经过底面研磨后镗可保证其精度。Z=0.5(7) 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。2攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔14。钻孔 8.5 ，攻螺纹 M10。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，需要设计专用夹具。经过各方面的比较,决定设计第6道工序钻12孔的钻床

13、专用夹具。本夹具将用于Z3025摇臂钻床，刀具为麻花钻。3.1 问题的指出本夹具主要用来钻12孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2 夹具设计上图：夹具零件图 下图：装配图3.3 定位基准的选择由零件图可知，12孔中，613.5在圆周上均匀分布,2M10，4M10也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以65外圆面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。3.4 切削力及夹紧力的计算

14、刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为13.5。 则轴向力4：F=Cdfk 4.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5气缸选用。当压缩空气单位压力P=0.6MP,夹紧拉杆。N= NF钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工

15、作。3.5 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。 全文总结通过完成这次的填料箱盖工艺规程及夹具毕业设计，感觉收获很大，不仅感觉在本专业知识面扩大了，特别是夹具和工艺设计实际方面的知识，从原来的一知半解到现在已有一个较为清晰的认识，虽然在设计过程中缺乏实际的生产经验，难免在实际的开发生产过程中对问题的突发性缺乏预见能力，但基本能把大学期间所学的专业知识都融会贯通起来了，并用于此次毕业设计当中，达到学以致用的目的。此外，对软件有了更深刻的认识，在软件的操作也比原来提高了一个档次，然而，本人设计

16、的过程中，曾遇到过不少的困难，影响了设计工作的进展，但经过自己的一番钻研、与同学、老师探讨和请教之后， 问题终于迎刃而解。另外，在此设计过程中也做了很多重复性的工作，往往一个在设计上的缺陷，对后期的设计工作带来影响而不得不推翻重新开始，于是，在不断犯错与解决中我总结了在设计过程中的一定经验，此中经验对我来说是十分宝贵的此种经历对我独立思考问题、解决问题的能力也带来很大的提高。毕业在即，从学校的学习到工作单位的实际设计生产，是一个很大的转变，我清楚的认识到，要成为未来工作中专业的技术型人才，必须具备“专业、意愿与耐心”。因此，未来只能通过对自己在专业知识结构上的不断完善，把所学到的理论知识更好地运用到工作当中，脚踏实地，在工作中学习，学习后工作，把工作做得更加出色，更加完美，最后感谢学校及老师们的栽培！