機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書填料箱蓋的夾具設(shè)計說明書

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計者：米楊楊 西北工業(yè)大學(xué) 03010901 班 2012年 11月 17日 目錄 1 零件的作用12 工藝規(guī)程設(shè)計22.1 毛坯的制造形式32.2 基準面的選擇32.3 粗基準的選擇32.4 精基準的選擇32.5 制訂工藝路線32.6 工藝線路方案一42.7 工藝路線方案二42.8 工藝方案的比較與分析52.9 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定63 專用夾具設(shè)計73.1 問題的指出73.2 夾具設(shè)計83.3 定位基準的選擇93.4 切削力及夾緊力的計算93.5 定位誤差的分析10全文總結(jié)111. 零件的作用零件的制造工藝方法可以分為材料成形法，材料去除法以

2、及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經(jīng)濟性的角度分析，經(jīng)過一系列的性能比較，ht200是相對適合的材料，毛壞的成型方法為鑄造。 本設(shè)計是首先對零件進行分析，確定零件加工的工藝規(guī)程，設(shè)計加工工序，然后根據(jù)要求設(shè)計夾具，設(shè)計夾具的各個組件，最后將各組件組裝成裝配圖，最后導(dǎo)出工程圖。題目所給定的零件是汽車的填料箱蓋，其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來也可阻止外面的空氣進入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水

3、封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵的正常運行。2. 工藝規(guī)程設(shè)計填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求41.以65h5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為80的與65h5（）相接的肩面, 尺寸為100f8()與65h5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為60h5()與65h5（）同軸度為0.025的孔。2.以60h5()孔為中心的加工表面。尺寸為78與60h8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3. 以60h8()孔為中心均勻分布的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為

4、6.3,粗加工可滿足要求。 2.1 毛坯的制造形式零件材料為ht200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.2 基準面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.3 粗基準的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準選擇原則（保證某重要

5、表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準。）2.4 精基準的選擇 選擇精基準時應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。 按照有關(guān)的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2mm的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。采用錐堵

6、或錐套心軸。精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。2.5 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.6 工藝線路方案一工序 銑削左右兩端面。工序 粗車65，85，75，155,100外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴32孔，锪43孔。工序 鉆6-13.5孔,2-m10-6h,4-

7、m10-6h深20孔深24的孔及攻螺紋工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細鏜60h8（孔。工序 銑60孔底面工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 去毛刺，終檢。2.7 工藝路線方案二工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，85，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴32孔，锪43孔。工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細鏜60h8（孔。工序 銑60孔底面工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 鉆6-13.5孔,2-m10-6h,4-m10-6h深20孔深24的孔及攻螺紋工序 去毛刺，終檢。2.

8、8 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和60h8（孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。但是仔細考慮，在線路二中，工序 精車65外圓及與80相接的端面。然后工序 鉆6-13.5孔,2-m10-6h,4-m10-6h深20孔深24的孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：工序1：鑄件時效處理，硬度19

9、0-241hbs工序2：以155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。工序3：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面。工序4：以155mm外圓及端面定位，粗鏜孔32、47。工序5：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗鏜60內(nèi)孔、底面。工序6：以粗車后的155mm外圓及端面定位，粗車75、100、80外圓面及各倒角。工序7：以粗車后的155mm外圓及端面定位，粗車環(huán)槽。工序8：以粗車后的155mm外圓及端面定位，半精車65外圓及臺階面，75、100、80、環(huán)槽及各倒角。工序9： 以65mm外圓定位，半精車155、。工序10：鉆6

10、-13.5小孔。工序11：鉆4-m10螺紋孔及攻絲。工 序 12： 鉆2-m10螺紋孔及攻絲工序13：以155mm外圓及端面定位，精車、精細車65mm外圓。工序14：以65mm外圓及端面定位，精、細鏜60內(nèi)孔。工序15： 研磨孔60內(nèi)端面、倒角。工序16：去毛刺。工序17：水壓試驗工序18： 終檢。 2.9 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“填料箱蓋”零件材料為ht200，硬度為hbs190241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）外圓表面(65、80、75、100、91、

11、155)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為84、104、160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為r6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以155為例,2z=5mm已能滿足加工要求。（2）外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差4。鑄件輪廓尺寸(長度方向100160mm,故長度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.03.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm4。（3）內(nèi)孔。毛坯為實心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，r 為6.3,鉆擴即可滿足要求。（4）內(nèi)孔60h8()。要求以外圓面65h5（）定位，鑄出毛坯孔30。粗鏜59.5 2z=4.5精鏜 59.9

12、2z=0.4 細鏜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=0.3.3.銑削余量 z=3.00.30.01=2.69(6)底面溝槽，采用鏜削，經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度。z=0.5(7) 6孔及2m106h孔、4m106h深20孔。均為自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接鉆出。2攻螺紋前用麻花鉆直徑為8.5的孔14。鉆孔 8.5 ，攻螺紋 m10。3 專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過各方面的比較,決定設(shè)計第6道工序鉆12孔的鉆

13、床專用夾具。本夾具將用于z3025搖臂鉆床，刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆12孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。3.2 夾具設(shè)計上圖：夾具零件圖 下圖：裝配圖3.3 定位基準的選擇由零件圖可知，12孔中，613.5在圓周上均勻分布,2m10，4m10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設(shè)計基準統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。3.4 切削力及夾緊力的計

14、算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力4：f=cdfk 4.1 式中： c=420， z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(f=420轉(zhuǎn)矩t=cdfk式中: c=0.206, z=2.0, y=0.8t=0.206功率 p=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) k=kkkk式中 k基本安全系數(shù)，1.5; k加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;k刀具鈍化系數(shù), 1.1;k斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 f=kf=1.5氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力p=0.6mp,夾緊拉桿。n= nf鉆削時 t=17.34 n切向方向所受力: f=取f=4416f f所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全

15、工作。3.5 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 全文總結(jié)通過完成這次的填料箱蓋工藝規(guī)程及夾具畢業(yè)設(shè)計，感覺收獲很大，不僅感覺在本專業(yè)知識面擴大了，特別是夾具和工藝設(shè)計實際方面的知識，從原來的一知半解到現(xiàn)在已有一個較為清晰的認識，雖然在設(shè)計過程中缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，難免在實際的開發(fā)生產(chǎn)過程中對問題的突發(fā)性缺乏預(yù)見能力，但基本能把大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識都融會貫通起來了，并用于此次畢業(yè)設(shè)計當中，達到學(xué)以致用的目的。此外，對軟件有了更深刻的認識，在軟件的操作也比原來提高了一個檔次，然而，本人設(shè)計的過程中，曾遇到過不少的困難，影響了設(shè)計工作的進展，但經(jīng)過自己的一番鉆研、與同學(xué)、老師探討和請教之后， 問題終于迎刃而解。另外，在此設(shè)計過程中也做了很多重復(fù)性的工作，往往一個在設(shè)計上的缺陷，對后期的設(shè)計工作帶來影響而不得不推翻