填料端盖夹具说明书课件

1、目录课程设计任务书 21 零件的分析 31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析42 工艺规程设计42.1 毛坯的制造形式42.2 基准的选择52.3 制订工艺路线52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.5 确定切削用量及基本工时93专用夹具设计233.1 夹具要求分析233.2 夹具设计23 设计心得29参考资料30中国矿业大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“填料盖箱”零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容：（1）零件图 （2）毛坯图 （3）机械加工工艺卡片（4）夹具总装图（5）夹具零件图（6）课程设计说明书设计说明本次设计是我们学完大学的全部基础课、技术基础课以所有专

2、业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能够通过这次课程设计对自己未来从事的而进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加住过的紧急建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。1.零件的分析1.1 零件的作用 题目所给定的零件是填料箱盖（图1），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。 图11.2零件的工艺分析1.以65h5(0-0.013)轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65h

3、5(0-0.013)的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5(0-0.013)相接的肩面, 尺寸为100f8(-0.036-0.090)与65H5(0-0.013)同轴度为0.025的面. 尺寸为60h8(+0.0480)与65H5(0-0.013)同轴度为0.025的孔。2.以60H8(+0.0480)孔为中心的加工表面。包括：尺寸为60H8(+0.0480)的孔，表面粗糙度为1.6，尺寸为78与60H8(+0.0480)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以60H8(+0.0480)孔为中心均匀分布的12孔,6×13.5,4-M10-6H深20

4、，孔深24及2-M10-6H。4. 60H8(+0.0480)孔轴线与65h5(0-0.013)轴轴线的线重合度为0.0254.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求。2工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形势零件(图2)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。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，是有利的。图 22.2 基准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

5、批报废，使生产无法正常进行。（1）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）。就本零件分析来说，以外圆表面做粗基准完全适合。（2）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

6、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。2.3 制定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

7、量下降。（1）工艺路线方案一工序1 铣削左右两端面。工序2 粗车65，80，75，155, 100外圆及倒角。车宽度为7.5+0.20的凹槽。 工序3 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序4 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序5 精车65外圆及与80相接的端面.工序6 粗、精、细镗60H8(+0.0480)孔。工序7 铣60孔底面工序8 磨60孔底面。工序9 镗60孔底面沟槽。工序10 研磨60孔底面。工序11 去毛刺，终检。（2）工艺路线方案二工序1 车削左右两端面。工序2 粗车65，80，75，155外圆及倒角。车宽度为7.5+0.20的凹槽。

8、 工序3 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序4 精车65外圆及与80相接的端面.工序5 粗、精、细镗60H8(+0.0480)孔。工序6 铣60孔底面工序7 磨60孔底面。工序8 镗60孔底面沟槽。工序9 研磨60孔底面。工序10 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序11 去毛刺，终检。 （3）工艺方案的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（+0.0480）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

9、生产中，综合考虑，我们选择工艺方案二。但是仔细考虑，在方案二中，工序4 精车65外圆及与80相接的端面。然后工序10 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 车削左右两端面。工序2 粗车65，80，75，155, 100外圆及倒角。车宽度为7.5+0.20的凹槽。工序3 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序4 精车65外圆及与80相接的端面.工序5 粗、精、细镗60H8

10、(+0.0480)孔。工序6 钻30孔、扩32孔，锪47孔。工序7 铣60孔底面工序8 磨60孔底面。工序9 镗60孔底面沟槽。工序10 研磨60孔底面。工序11 去毛刺，终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。2.4 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190241HBS，采用低压铸造毛坯。采用时效处理。查实用机械制造工艺设计手册毛坯的余量公差等级为9，加工余量等级为F。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、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化

11、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。查实用机械制造工艺设计手册（以下简称工艺手册），铸件轮廓尺寸：长度方向>100160mm,故长度方向偏差为CT= mm，其加工余量值规定为MA=2.53 mm.现取MA=3.0 mm。（3）32、47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(+0.0480)。要求以外圆65h5（）定位，铸出毛坯

12、孔60。粗镗59.5 2Z=4.5 （规定值为48）精镗 59.9 2Z=0.4 （规定值为0.30.8）细镗60H8(+0.0480) 2Z=0.1 （规定值为0.10.4）(5) 60H8(+0.0480)孔底面加工按照1、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孔深24。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的孔钻孔 8.5 ，攻螺纹 M

13、10。2.5 确定切削用量及基本工时工序1：车削端面、外圆（1）加工条件：工件材料：HT200，铸造本工序采用计算法确定切削用量、加工条件。加工要求：粗车65、155端面及65、80、75、100，155外圆，表面粗糙度值R 为6.3。机床：C6201卧式车床。刀具：查机械切削工艺参数速查手册刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,k=90°, =15°， =12°，=0.5mm。（2）计算切削用量1、粗车65、155两端面确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为R=MA+CT2=3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a

14、=2mm计。长度加工方向取IT12级，取mm。根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）表1.4确定进给量f，当刀杆16mmX25mm, a<=3mm时,以及工件直径为160时。f=0.60.9 mm/r按C6201车床说明书（见切削手册表1.30）取：f=0.6 mm/r计算切削速度: 按切削手册表1.27，切削速度计算公式为（寿命选T=60min）：V=(m/min) 式中, =158, Xv=0.15, yv=0.4, m=0.2。修正系数kv见切削手册表1.28,即k=0.85, k=0.8, k=0.94, k=0.73, k=0.97所以V=(m/min)= =66.7(m/m

15、in) 确定机床主轴转速 n=253(r/min)按机床说明书（见工艺手册表4.2-8），与253r/min相近的机床转速有230r/min及305r/min。现选取305r/min。如果选230m/min，则速度损失较大。所以实际切削速度 V=80m/min 计算切削工时，按工艺手册表6.2-1取L=42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.37(min)2 粗车160端面确定机床主轴转速:n=133(r/min)按机床说明书与133r/min相近的机床转速有120r/min及150r/min。现选取150r/min。如果选120m/min，则速度损失较大。所以实际切削速度

16、 V=75.4m/min 计算切削工时，取L=80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=1.38(min)3 粗车160与104连接之端面L=28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.52(min)工序2：粗车65，80，75，155, 100外圆及倒角。车宽度为7.5+0.20的凹槽切削深度:先84车至80以及104车至100，单边余量为z=1.5分两次切除，进给量根据切削手册表1.27，即：进给量: V=(m/min) = =66.7(m/min)确定机床主轴转速:n=204(r/min)按机床选取n=230 r/min。所以实际切削速度V=75.1 m/m

17、in检验机床功率: 主切削力按切削手册表1.29所示公式计算：F=Cafvk式中：C=900, x=1.0 , y=0.75 , n=0k=(k=0.89所以 F=900切削时消耗功率P=C630-1机床说明书可知, C630-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。 检验机床进给系统强度:已知主切削力F=1057N,径向切削力FF=CafVk 3.3式中: CF=530, x=0.9, y=0.75, n=0k=(k=0.5所以 F=530而轴向切削力F=Cafvk式中: C=450, x=1.0, y=0.

18、4, n=0k=(k=1.17轴向切削力F=450取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为F= F+u ( F+ F)=623+(1057+152)×0.1=743.9(N)而机床纵向进给机构可承受的最大纵向进给力为3530N（见切削手册），故机床进给系统可正常工作。切削工时： t=式中： L=105mm, L=4mm, L=0所以t=（2） 粗车65外圆 取 n=305r/min实际切削速度 V= 计算切削工时，取 L=17mm, L=3mm, L=0mmt=（2） 粗车75外圆取 n=305r/min 实际切削速度 V=计算切削工时，取

19、 L=77.5mm, L=3mm, L=0mmt=（3） 粗车100外圆取 n=305r/min实际切削速度 V=计算切削工时，取L=15mm, L=3mm, L=0mmt=（4） 车槽.采用切槽刀，r=0.2mm 取 f=0.25mm/rn=305r/min计算切削工时L=7.5mm, L=3mm, L=0mmt=工序3 钻613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深20孔深24（1） 钻6-13.5按切削手册表2.7选择f=0.37mm/r按切削手册表2.13选择V=17mm/min所以 n=401(r/min)按机床选取：所以实际切削速度为：切削工时， ， 则：=t=6t=60.

20、157=0.942min（2） 钻2底孔8.5按切削手册表2.7选择：f=0.28mm/r按切削手册表2.13选择v=14m/min所以n=524r/min按机床选取实际切削速度切削工时， ， 则：=（3） 4深20，孔深24，底孔8.5按切削手册表2.7选择：f=0.28mm/r按切削手册表2.13选择v=14m/min所以 n=524r/min按机床选取实际切削速度切削工时， ， 则：=（3） 攻螺纹孔2取攻丝的速度为：r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度计算工时， ， 则：=（4） 攻螺纹4-M10取攻丝的速度为：r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取

21、则实际切削速度计算工时， ， 则：=工序4 精车65外圆及与80相接的端面根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）表1.4确定进给量f，当刀杆16mmX25mm, a<=3mm时,以及工件径向差为15mm，选择=0.3mm/sL=7.5mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.233(min)工序5：精、粗、细镗mm孔（1） 粗镗孔至59.5mm 选用机床：T740金刚镗床粗镗总余量：2Z=4.5mm则粗镗单边余量：Z=2.25mm查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/min：由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使

22、用的转数， ， 则：=（2） 精镗孔至59.9mm精镗总余量：2Z=0.4mm， 精镗单边余量： Z=0.2mmf=0.1mm/r v=80m/min计算切削时， ， 则：=（3） 细镗孔至mm由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。f=0.1mm/r=425r/minV=80m/min工序6 钻扩、及锪孔。转塔机床C365L（1） 钻孔f=0.47mm/r（见切削手册表2.7）v=12.25m/min （见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）按机床选取：=136r/min所以实际切削速度切削工时计算：， =10mm， =4

23、mm切削工时计算=（2） 钻孔mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为f=（1.21.3）v=（）公式中、为加工实心孔时的切削用量得 =0.56mm/r=19.25m/min并令： f=1.35=0.76mm/r按机床取f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min按照机床选取所以实际切削速度：切削工时计算：， ， =（5） 锪圆柱式沉头孔根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/21/3，故，按切削用量表2.7选择=0.7m m/rf=按机床取f=0.21mm/r=按机床选取：所以实际切削速度为：切削工时

24、计算：， ， =工序7：铣60孔底面铣床：X63铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数Z=4切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min=477.7r/min采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书4取 =475r/min故实际切削速度为：当时，工作台的每分钟进给量应为查机床说明书，刚好有故直接选用该值。计算切削工时L=（60mm-30mm）=30mm倒角1x45°采用90°锪钻。工序8：磨60孔底面选择磨床：选用YM7232（平面磨床）选择砂轮：结果为A36KV6P 20x6x8mm切削用量的选择：砂轮转速 ，m/s轴向进给量 径向进给量 切削工时计算： 当

25、加工一个表面时式中 L：加工长度 L=30mm b：加工宽度 b=30mm ：单位加工余量 =0.2mm K： 系数 K=1.1 r： 工作台移动速度（m/min） ：工作台往返一次砂轮轴向进给量 ： 工作台往返一次砂轮径向进给量则 。工序9： 镗60mm孔底沟槽内孔镗刀 保证t=0.5mm，d=12mm。所用工时0.52min工序10： 研磨60mm孔底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm。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。经过与指导老师协商，决定设计第6道工序钻30孔、扩32孔，锪47孔。3.1 加工要求分析本工序的被加工几何要素是一个3

26、0孔，可采用转塔机床C365L，YT15麻花钻。由于工件的特殊性和保证生产效率，需要设计一个专用钻床夹具，实现钻、扩、锪。3.2 夹具设计3.2.1 定位方案设计 定位方案钻30孔、扩32孔，锪47孔需要限制五个自由度，X、Y、Z移动和X、Y的转动。为保证同轴度要求，经思考可以采用销定位，如下如所示定位误差定位误差有两部分组成，基准位移误差和基准不重合误差。上述定位方案中定位基准和工序基准重合，基准不重合误差为0，因此定位误差等于基准位移误差。经计算得出定位误差0.045满足零件的公差要求3.2.2对刀及导向装置设计支架由于采用可拆卸钻模，需要采用支架支撑，故设计专用的支撑结构。因此采用下图所

27、示的结构。可拆卸钻套钻床加工孔时，夹具需要设计钻套，根据加工要求这里选用可拆卸式钻套。根据所加工零件的各个部分的尺寸联系，选用如下钻套形势把钻套放到可拆卸模板上面如下图所示活节螺栓可拆卸模板的另一边采用活节螺栓支撑，活节螺栓的形状如下所示3.2.3夹紧装置设计 夹紧力方向如上图所示，采用压板压紧在上方采用压板压住，压板形式如同上图所示。在上方在采用拧紧螺母拧紧。查手册得出螺母能够提供的压紧力约为10KN（M10螺母提供2240N）。刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为30 则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=42

28、0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采用4个压板提供的力为N=4x2240=8960N N>F钻削时 T=59.47N切向方向所受力: F=取F=8960F> F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.2.4夹具体的设计底座夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件联接成一个有机整体。设计夹具体时应满足如下基本要求1. 足够的刚度和强度2. 夹具安装稳定3. 夹具体结构工艺性良好4. 便于清除切屑设计底座如下所示夹具设计心得经过三周的奋战我们的课程设计终于完成了， 在这次课程设计中 我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任 何一个作品都不可能由单独某一个人来完成， 它必然是团队成员的细 致分工完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认 真调试它们之间的运动关系