專業(yè)課程設計項目說明說

學號：機械制造技術基礎（專業(yè)方向課程設計2）課程設計說明書設計題目:設計填料箱蓋零件機械加工工藝裝備班級：機制08—1班姓名：孫冰指導老師：蘭利潔陸峰沈陽建筑大學年12月8日課程設計任務書題目:設計填料箱蓋零件機械加工工藝裝備原始資料:填料箱蓋工作量:1.毛坯圖1張2.零件圖1張3.夾具零件圖5張4.夾具裝配圖1張5.設計說明書1份內(nèi)容及要求：1.制圖要符合國家制圖標準2.說明書符合課程設計規(guī)范要求3.機械加工工藝裝備設計（1）零件圖①百分比1：1②在繪圖過程中將（給出原始圖中）舊國家標準改成新國家標準（2）毛坯圖百分比1：14.設計填料箱蓋零件鉆12孔工序專用夾具5.裝配圖及零件圖百分比1：1時間：11月28日—12月9日目錄序言……………第1章零件作用……………………4第2章.毛坯制造形式………………4第3章.零件工藝分析………………4第4章.畫毛坯—零件合圖……………54.2技術要求…………………54.1確定參數(shù)…………………5第5章.鉆孔計算……………………55.1工藝要求…………………55.2工藝計算…………………5第6章.夾具設計……………………76.1問題指出………………76.2夾具設計…………………76.2.1定位基準選擇…………………76.2.2鉆套選擇…………86.2.3切削力及夾緊力計算…………86.2.4夾緊氣缸設計……96.3校核……………………126.3.1活塞桿長度校核………………136.3.2連接螺桿直徑校核……………136.3.3氣缸筒壁厚校核………………136.4定位誤差計算及定位精度分析………146.5操作說明…………………14序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學全部基礎課、技術基礎課和大部分專業(yè)課以后進行.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程一次深入綜合性總復習,也是一次理論聯(lián)絡實際訓練,所以,它在我們四年大學生活中占相關鍵地位。 就我個人而言，我期望能經(jīng)過這次課程設計對自己未來將從事工作進行一次適應性訓練，期望能夠達成以下目標：含有設計專用工藝裝備初步能力；含有熟練使用設計手冊、參考資料和參考書能力。總而言之，期望經(jīng)過這次設計培養(yǎng)自己分析問題、處理問題能力，為適應未來工作，為振興祖國機械行業(yè)，打下堅實基礎。因為能力所限，設計還有很多不足之處，懇請各位老師給指導。第1章.零件作用題目所給定零件是汽車填料箱蓋，其關鍵作用是確保對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱關鍵由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱作用關鍵是為了封閉泵殼和泵軸之間空隙，不使泵內(nèi)水流不流到外面來也可阻止外面空氣進入到泵內(nèi)。一直保持水泵內(nèi)真空。當泵軸和填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵正常運行。第2章.毛坯制造形式“填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190——241，該材料含有較高強度、耐磨性、耐熱性及減震性，考慮到零件材料綜合性能及材料成本和加工成本,確保零件工作可靠，考慮在運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單,所以采取鑄造。因為年產(chǎn)量為7000件，屬于中批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，故能夠采取鑄造成型，這從提升生產(chǎn)率、確保加工精度上考慮，也是應該。第3章.零件工藝分析由圖知，其材料為HT200.該材料含有較高強度、耐磨性、耐熱性及減震性，填料箱蓋零件圖中要求了一系列技術要求：（查表1.4-28《機械制造工藝設計簡明手冊》）1.以ф65h5（0-0.013）軸為中心加工表面。包含：尺寸為ф65h5（0-0.013）軸，表面粗糙度為1.6,尺寸為ф80和ф65h5（0-0.013）相接肩面,尺寸為ф100f8（-0.036-0.090）和ф65H5（0-0.013）同軸度為ф0.025面.尺寸為ф60H8（+0.0460）和ф65h5（0-0.013）同軸度為0.025孔.2.以ф60H8（+0.0460）孔為中心加工表面.尺寸為78和ф60H8（+0.0460）垂直度為0.012孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3.以ф60H8（+0.0460）孔為中心均勻分布12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及2-M10-6H.4.其它未注表面粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求第4章.畫毛坯—零件合圖4.1確定參數(shù)依據(jù)上述材料及上一個同學確定加工工藝，分別確定各加工表面機械加工余量、及毛坯尺寸以下：外圓表面沿軸線長度方向加工余量及公差。查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下簡稱〈〈工藝手冊〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為mm.長度方向余量查表2.2-4,其它量值要求為3.0~3.5mm.現(xiàn)取3.0mm。4.2技術要求：1.鑄件時效處理，硬度HBS190—2412.加工后經(jīng)水壓試驗不許滲漏3.研磨表面不許有凹痕、條紋等缺點4.未注倒角為1x45°5.材料：HT200第5章.鉆孔計算5.1工藝要求6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。1．6—孔可一次性直接鉆出。2．查〈〈工藝手冊〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8孔。鉆孔ф8攻螺紋M105.2工藝計算鉆6—13.5,2-M10-6H,4-M10-6H深孔深24（1）鉆6-13.5f=0.3mm/rV=17m/min所以n==401(r/min)按機床選擇：所以實際切削速度為：（2）鉆2底孔Φ8f=0.3mm/rv=13m/min所以n==518r/min按機床選擇實際切削速度（3）4深20，孔深24，底孔Φ8f=0.3mm/rv=13m/min所以n==518r/min按機床選擇實際切削速度(4)攻螺紋孔2r=0.2m/s=12m/min所以按機床選擇則實際切削速度（5）攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以按機床選擇則實際切削速度第6章.夾具設計為了提升勞動生產(chǎn)率，確保加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)小組協(xié)商，決定設計工序——鉆12孔鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。6.1問題指出本夾具關鍵用來鉆12孔，因為工藝要求不高，所以，在本道工序加工時，關鍵應考慮怎樣提升勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。6.2夾具設計6.2.1定位基準選擇由零件圖可知，12孔中，6—13.5在圓周上均勻分布,2—M10，4—M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，因為難以使工藝基準和設計基準統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準。為了提升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，準備采取氣動夾緊。6.2.2鉆套選擇鉆套選擇對于鉆孔精度十分關鍵，在這里我們選擇固定鉆套，我們選擇這種鉆套是直接壓入鉆模板孔中，鉆模板孔和鉆套外圓通常采取H7/n6配合。這種鉆套缺點是磨損后不易更換，所以用于加工量不大，磨損較小中小批生產(chǎn)或加工孔距甚小，恐懼要求較高小孔。鉆套材料：鉆套直接和配合并有相對運動，必需含有較高耐磨性。鉆套材料，鉆套直徑d<26mm，用T10A淬火HRC58-64.鉆套高度H和被加工孔精度有很大關系。鉆套高，則鉆頭和導套間可能產(chǎn)生偏斜角就越小，加工孔精度就越高。其高度應由孔距精度，工件材料，孔加工深度和鉆頭剛度來決定。通常去內(nèi)孔直徑d1-2倍，即H=（1-2）d。內(nèi)徑大時，刀具剛性增強，壁紙課去小些，而內(nèi)徑小時，可取較大比值。孔距精度要求較高時H可?。?.5-3.5）d，但伴隨導向增加而磨損加重。所以，這里我們?nèi)=14mm。鉆套斷面到工件距離h用于排除切削，所以h選擇不應太小，不然切削不易排除，但h值太大鉆頭鉆入工件時輕易引偏，影響加工精度;淺孔去小值。當加工精度要求較高時，h取值甚至能夠為0.所以我們這里h=0.鉆套內(nèi)孔直徑d確實定：通常已被導向刀具工作部分最大極限尺寸作為鉆套孔基礎尺寸。6.2.3切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為D=13.5。進給量s=0.3見《現(xiàn)代機械制造工藝裝備標準應用手冊》表1-3-22高速鋼鉆頭鉆孔進給量則軸向力：見《夾具工程師手冊》表3—3鉆削軸向力和扭矩計算公式轉矩Pt=676·D·SM=0.343·D3式中：D——刀具外徑（mm）S——刀具進給量（mm）依據(jù)<夾具工程師手冊>表4—8氣缸選擇D=。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。N=N>P鉆削時M=24N切向方向所受力:F=取F=4416F>F所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。6.2.4夾緊氣缸設計因為（1）空氣能夠從大氣中取之不盡，午介質(zhì)費用和供給商困難。維護簡單，介質(zhì)清潔，管道不一堵塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)，補充，更換等問題。（2）空氣粘度小，在管道中流動時阻力損失小。（3）壓縮空氣工作壓力較低，所以能夠降低對氣動元件材質(zhì)和制造進度上要求。（4）遇有空氣流動速度快，所以氣動系統(tǒng)含有動作快速，反應另覓特點。（5）氣動夾緊系統(tǒng)夾緊力在加工過程中基礎能夠保持不變，能確保加工精度。夾緊力能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)整，以適應不一樣加工要求。同時夾緊力不受周圍環(huán)境溫度影響。所以選擇氣動雙作用夾緊氣缸，所謂雙作用氣缸，活塞將氣缸體分為兩腔，壓縮空氣交替向氣缸兩缸供氣，使活塞能往復運動。雙作用氣缸活塞桿上輸出力，取決于活塞上有效作用面積。因為氣缸兩腔中一腔有活塞桿而另一腔則沒有，所以活塞桿上推拉力不一樣。推力：QT=拉力：QL=從而可知，活塞輸出推力大于其輸出拉力F=πQ=πFn=b=2dRFm=Q2=Q（Fn+Q1=Q-QS=Lmd1?t=pD2上述公式計算壁厚全部很薄，從工藝考慮全部給予加厚。依據(jù)<夾具工程師手冊>表4—8壁厚取10試中F——活塞或薄膜實際面積Q——氣缸總軸向力Fn——Fm——Q2——Q1——D——氣缸推薦直徑S——活塞桿許可行程d1——t——氣缸壁最小厚度P——工作氣源壓力d——活塞桿直徑η——效率。通常為0.85?！綬】——材料許用壓力（MPa），對于鋼取【R】=40-60MPa這里取【R】=60MPaf——采取潤滑劑時，密封圈和氣缸或活塞桿之間摩擦系數(shù)，靜止時，取f=0.3-0.4.運動時，取f=0.08-0.09；這里靜止時，取f=0.3.運動時，取f=0.08；dR——O型密封圈截面直徑dR=5b——密封件和金屬表面接觸寬度。X——活塞壁和缸體內(nèi)壁間隙x=（0.1-0.15）dR取x=0.1dR=0.5氣缸有前蓋、后蓋、缸體、活塞、活塞桿等關鍵5部分活塞上裝有密封圈將氣缸前后腔隔開。前蓋上有活塞導向孔，并設有密封圈預防漏氣?；钊突钊麠U配合通常采取過分配合，端面亦應很好接觸，不可漏氣。設計氣缸時還應注意O型密封圈（直徑d）裝在活塞環(huán)槽內(nèi)在徑向上和和環(huán)槽底部及氣缸壁全部應有一定過盈，取0.1d=0.5，方便取得初步密封。而在軸向則和則和環(huán)槽兩側留有間隙，取1.3d=6.5，方便空氣壓力能作用在O型圈上。當壓縮空氣進入氣缸一腔后，O型圈在壓力作用下緊貼氣缸壁和活塞環(huán)槽。O型圈能夠雙向密封且結構簡單。O型密封圈還能夠用于活塞桿和氣缸之間密封。不過為了降低磨損，提升O型密封圈壽命，和O型密封圈有相對運動表面，其粗超度應小于Ra0.4um。氣缸前后腔進氣口不應被活塞處于極端位置時所封閉，以免不能進氣推進活塞。6.3校核6.3.1活塞桿長度校核因為長徑比l/d=262/25=10.48>10,已不屬于純壓縮情況，應把整個缸體作為細長桿來考慮，利用歐拉公式近似驗算：Qk式中：Qk——E——材料彈性模量；nk——安全系數(shù)，通常取nm——和氣缸安裝方法相關末端系數(shù)m=0.25L——活塞桿計算長度l=262Qk>QT所以6.3.2連接螺桿直徑校核連接兩端蓋螺桿最小直徑dmindmin=（式中：A——氣缸有效面積；A=7850X——抗拉強度和許用應力之比值，σb/δ=1/8n——螺桿數(shù)n=4d=10>dmin所以連接螺桿直徑符合要求6.3.3氣缸筒壁厚校核缸筒壁厚課按下式驗算δ≥Dp/2【σ】=0.4cm=4mm式中：p——最高工作壓力；p=0.6MpaD——缸筒內(nèi)徑d=100【σ】——氣缸材料許用應力；【σ】=σbσbS——安全系數(shù)，通常取6-8.這里取s=8d氣缸筒壁厚=10>δ所以壁厚符合要求6.4定位誤差分析定位元件尺寸及公差確實定。本夾具關鍵定位元件為止口，而該定位元件尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。6.5夾具設計及操作簡明說明如前所述，在設計夾具時，為提升勞動生產(chǎn)率，應首先著眼于機動夾具，本道工序鉆床夾具選擇氣動夾緊方法。本工序因為是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必需增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。所以，應設法降低切削力?，F(xiàn)在采取方法有兩個：一是提升毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能情況下，合適提升壓縮空氣工作壓力（由0.5M增至0.6M）以增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。全文總結經(jīng)過完成這次基于填料箱蓋夾具畢業(yè)設計，感覺收獲很大，不僅感覺在本專業(yè)知識面擴大了，尤其是夾具設計實際方面知識，從原來一知半解到現(xiàn)在已經(jīng)有一個較為清楚認識，即使在設計過程中缺乏實際生產(chǎn)經(jīng)驗，難免在實際開發(fā)生產(chǎn)過程中對問題突發(fā)性缺乏預見能力，但基礎能把大學期間所學專業(yè)知識全部融會貫通起來了，并用于此次課程設計當中，達成學以致用目標。另外，對CAD軟件有了更深刻認識，在軟件操作也比原來提升了一個檔次，然而，本人設計過程中，曾碰到過不少困難，影響了設計工作進展，但經(jīng)過自己一番鉆研、和同學、老師探討和請教以后，問題最終迎刃而解。另外，在此設計過程中也做了很多反復性工作，往往一個在設計上缺點，對后期設計工作帶來影響而不得不推翻重新開始，于是，在不停犯錯和處理中我總結了在設計過程中一定經(jīng)驗，此中經(jīng)驗對我來說是十分寶貴此種經(jīng)歷對我獨立思索問題、處理問題能力也帶來很大提升。畢業(yè)在即，從學校學習到工作單位實際設計生產(chǎn)，是一個很大轉變，我清楚認識到，要成為未來工作中專業(yè)技術型