钻6×ΦM10螺纹底孔的夹具设计-课程设计说明书

page17课程设计设计题目：钻6×ΦM10螺纹底孔的夹具设计 系别：机械工程系 姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化 班级年级：同组者：指导教师：刘军日期： 摘要在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理冷加工工艺中，使用着大量的夹具，用于安装加工对象，使之占有正确位置，以保证加工零件的精度和工作质量。本次设计主要是对填料箱盖的专用夹具设计，是对我们所学知识的一次考验，同时也是对我们所学知识的巩固和总结。本次设计主要从工艺规程和夹具设计两个方面出发。根据零件的特点，生产类型以及在工作中的作用，进一步来选择工艺规程和家具的设计。在工艺规程方面：确定生产类型，综合考虑准确度高，生产效率高，以及生产成本等方面，考虑一个最佳方案，在夹具设计方面，考虑到是盖类零件需要加工Φ60孔，综合考虑实际情况机加工经济度，减少装夹次数可以在车床上加工Φ60孔，最终完成本次试验。目录TOC\o"1-3"\h\u1、填料箱盖加工工艺过程 41.1零件分析 41.2零件的工艺性分析 42工艺过程的制订 52.1毛坯类型与铸造方法 52.2毛坯图 52.4毛坯技术要求 62.5基准面的选择 62.6粗基准的选择 62.7精基准的选择原则 62.8工艺路线的拟定 72.9零件表面加工方法的选择 72.10选择加工设备与工艺装备 92.11确定工序尺寸 92.12确定切削用量及基本时间 92.13.工序一切削用量及基本时间的确定 103、夹具设计 10钻Φ13.5孔夹具设计 103.1零件加工工序的要求分析 103.2确定家夹类型 113.4拟定定位方案和选择定位方案 113.4-1.定位方案 113.4-2.选择定位元件 113.5导向装置的类型及结构的确定 133.6夹紧定位机构 143.7最终设计装配图 144设计心得 15五、参考文献 161、填料箱盖加工工艺过程1.1零件分析图一填料箱盖为ZW-6/7型空气压缩机的密封箱盖，它通过Φ100f8与Φ65f5与缸座孔配合螺栓固定。长径为627XΦ30h6的活塞杆通过该零件内孔，Φ60H8孔内装入填料，防止活塞杆运动时漏油，右端通过螺栓与压盖连接，7.5mm槽内装O型密圈。由于零件用于密封，因此在连接处和装配处要求精度较高。1.2零件的工艺性分析（1）以Φ65中心线为基准加工的面：Φ100、Φ155、Φ65外圆面，Φ80与Φ65相接端面。（2）以Φ60孔中线为基准加工的面：长度为78与Φ60垂直度为0.012粗糙度为0.4的凸台。毛坯类型砂型机器铸造件材料HT200时效处理,硬度为190-241HBS序号基本尺寸公差等级公差值余量等级余量值总余量毛坯尺寸1137103.6G2.25.81432Φ155103.6G2.25.81613Φ100114.4G1.45.81064Φ80114.4G1.45.8865Φ65114.4G1.45.8716Φ60125.6E0.46548Φ32113.6E0.4428（3）以Φ60孔中心为基准加工的十二个孔：6-M13.5,4-M10-6H深20孔深24,2-M10-6H。（4）以左端面和Φ100外圆面为基准加工7.5表面粗糙度为3.2的密封环槽。表一（5）以左端面为基准加工的加工面：零件的右端面。2工艺过程的制订2.1毛坯类型与铸造方法根据所给零件材料为HT200，毛坯类型为铸件。分析零件的特点和质量以及便于加工原则等综合因素来选择铸造。铸造后对铸件进行人工时效处理，以免加工后因内应力而产生变形。零件以大批量生产，零件的尺寸轮廓不大而且结构比较简单，故选用砂型机器铸造。且生产效率和生产经济度比较高，适宜大批量生产。2.2毛坯图图二2.4毛坯技术要求1.铸件不能有砂眼、裂痕和局部酥松、气孔和夹杂等铸造缺陷。2.正火处理硬度为190-241HBS，消除内应力，降低硬度改善切削加工性能。3.未注圆角为R1-R3。4.起模斜度为0°30'2.5基准面的选择基准面的选择是工艺规程的关键，正确合理选择基准面，能保证加工质量，提高生产效率，降低成本等。基准面选择不合理，在加工过程中出现各种问题，不能保证加工质量，增加零件不合格率，甚至造成生产无法进行。2.6粗基准的选择粗基准的选择原则：一.保证相位置要求原则。二.余量均匀分配原则。三.便于装夹原则。四.粗基准在一个定位方向上只准使用一次原则。根据粗基准的选择原则基准面要尽可能平整光洁，没有飞边和毛刺的缺陷。故选取Φ155的外圆面为粗基准加工Φ65、Φ80、Φ75外圆面和右端面。2.7精基准的选择原则精基准的选择首先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，便于装夹原则。根据精基准选择原则：1.“基准统一”原则3.“互为基准”原则2.“基准统一”原则4.“自为基准”原则5.“便于夹装”原则故Φ65外圆自为基准找正进行精加工，再以Φ65外圆中心线为基准加工Φ60H8的孔、Φ100f8的外圆面保证同轴度和Φ60与Φ80的结合面保证垂直度。然后以Φ60H8的孔中心线为基准精加工Φ36凸台保证垂直度。2.8工艺路线的拟定制定工艺路线以当时零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证为出发点。准寻工序安排原则，结合生产纲领，和现有的机床、量具、夹具等因素的综合考虑，尽量使工序安排科学合理性，提高生产率和产品质量。根据零件的结构可知6-Φ13.5、4-M10-6H深20孔深24以及2-M10-6H 可以通过一次性装夹进行加工，Φ65、Φ100、Φ75、Φ80可以采用工序集中进行加工减少夹装次数和生产时间提高生产效率。工艺安排原则：先基准后其他，找正划线，先加工精基准Φ65的外圆。先面后孔，先加工左右端面、Φ115、Φ100、Φ75、Φ80、Φ65的外圆面，然后加工Φ60、Φ32、Φ47的孔。2.9零件表面加工方法的选择表二加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方法备注左右端面IT96.3粗车、半精车未标注公差尺寸Φ65外圆面Φ60孔IT101.6粗、半精、精车Φ65与Φ80相接端面IT71.6粗、半精、精车未标注公差尺寸Φ115、Φ80、Φ75外圆面IT96.3粗车、半精车未标注公差尺寸Φ32、Φ47的孔IT96.3粗车、半精车未标注公差尺寸Φ36的凸台IT60.4粗精磨未标注公差尺寸宽7.5的密封环槽IT83.2粗车、半精车6×Φ13.5的孔以及攻螺纹前的孔钻孔未标注公差尺寸Φ91外圆槽IT133.2方案1.粗车右端面，粗车Φ65、Φ80、Φ75、Φ100外圆面，粗车宽7.5密封槽，粗车Φ32、Φ47的孔。2.粗车左端面，粗车Φ155外圆面，粗车Φ60孔，粗车Φ36凸台。3.半精车Φ65的外圆面，半精加工右端面，半精车Φ80、Φ75、Φ100外圆面，半精车宽7.5的密封环槽，半精车Φ32、Φ47的孔，车倒角。4.半精车左端面，半精车Φ115外圆面，半精车Φ60的孔和Φ36的凸台，车倒角。5.钻6-Φ13.5、6-Φ9.2的孔。6.攻4-M10-6H深20孔深24的螺纹，攻2-M10-6HD的螺纹孔。7.精车Φ65外圆面，精车Φ65与Φ80相接端面。8.精车Φ60孔和Φ36凸台。9.粗磨Φ36凸台。10.精磨Φ36凸台。11.去毛刺。12.检验入库。2.10选择加工设备与工艺装备由于生产类型为大批量，故加工设备宜通用机床为主，根据零件的外形结构以及制定的加工路线，和相应设备条件来选择相应的设备。由于大部分工序是在车床上完成加工，加工表面有一定的粗糙度要求，以及根据毛坯尺寸和零件尺寸等相关要求查《机械制造技术基础课程设计》表5-18选用车床型号为C6132，刀具为普通焊接车刀车外圆面及端面，切槽刀且密封环槽上压式机夹车刀车内孔和凸台表2-19。选用Z3025摇臂钻床钻孔，选用麻花钻。磨Φ36选用磨床型号为MGD2120磨床。129页2.11确定工序尺寸表三加工表面工序双边余量（mm）工序尺寸及公差（mm）表面粗糙度（μm）粗半精精粗半精精粗半精精Φ65h5321Φ68Φ66Φ65Φ8042Φ82Φ8012.56.3Φ7532Φ77Φ7512.56.3Φ10042Φ102Φ10012.56.3Φ11542Φ117Φ11512.56.3右端面3112.56.3左端面1112.56.3Φ3231Φ31Φ3212.56.3Φ47142Φ45Φ4712.56.3Φ60321Φ57Φ59Φ60宽7.5槽92Φ93Φ92确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量ap、进给量f、和切削速度VC。确定顺序是先确定ap、f在确定VC。2.13.工序一切削用量及基本时间的确定本道工序为粗车（粗车端面、外圆、和孔）。已知材料为HT200，铸件；机床为C6132卧式车床，工件装夹在三爪卡盘中。=1\*GB3①确定被吃刀量。粗车双边余量为2mm，则单边余量为1mm。=2\*GB3②确定进给量。已知材料为HT200，刀杆尺寸为16mmX25mm，ap3，工件直径为60-100mm时，f=0.8～1.2mm选择1mm/r。确定进给量是否满足机床进给要求查表5-13的满足要求。=3\*GB3③确定切削速度。查表5-74可得VC=0.667～1.000M/S取1m/s。=4\*GB3④主轴转速查表得符合要求。确定粗车Φ68mm外圆面所需的时间，粗车Φ68外圆面的长度为l=16mm，因此所需要时间其中i为进给次数i=1，刀具切入长度l1，l2为刀具切出长度，l3为附加长度。同理确定加工右端面，Φ80，75，Φ100外圆面所需要的时间确定工序一所需要的时间T=2.14其余工序时间的确定方法与上面方法一样。3、夹具设计钻Φ13.5孔夹具设计3.1零件加工工序的要求分析本夹具主要用来钻六个孔，由于工艺要求不高，因此主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，提高经济效益。3.2确定家夹类型为了提高劳动生产率，保证生产质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。用来钻Φ8.5的孔的钻床专用夹具，本设计为Z3025摇臂钻床的专用夹具，刀具为麻花钻。 3.4拟定定位方案和选择定位方案3.4-1.定位方案此定位为加工孔，只要固定相对位置，钻孔时位置不偏差，不旋转就可以达到要求。将零件固定到底板上，零件的Φ60处与底板的内孔配合，零件的Φ100与Φ75轴肩处用夹具体的内环面顶住。再将零件和底板一起固定到夹具体上。图三3.4-2.选择定位元件可卸转模板：该夹具钻孔较多，所以采用固定钻套中的A型。可卸转模板底板用4个螺钉固定在夹具上端面上。图四(2)夹具体图五3.5导向装置的类型及结构的确定因为是大批量，并且加工孔的直径不变，故采用A型固定钻套，固定钻是直接压入钻模板或夹具体中心孔，过盈配合，位置精度高，记过简单。钻套高度H是指钻套与钻头接触部分的长度，太短不能起到导向作用，从而使位置精度降低，太长则增加了钻套与钻头的磨损。一般H为（1-2d），此处钻孔直径为13.5，故H选长度为H=203.6夹紧定位机构图六说明：通过螺柱将定位底板和工件夹紧，并用平压板将定位底板压紧夹具体上端面，定位底板限制x，y方向的自由度及绕x，y两个自由度，共四个自由度。夹具体在Φ100处限制z方向1个自由度，共五个自由度就可以达到加工要求。3.7最终设计装配图螺柱将定位底板预紧，并用螺钉将定位底板固定在夹具体上端端上。图七4设计心得机械制造技术基础课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与技术测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，通过实践对课程基础有了更深的理解，通过实践培养了理论联系实际的能力和独立工作能力，以及团队合作能力。通过本次课程设计，让我们学到的知识得到了进一步的学习和巩固，培养了我们全面综合的运用我们所学到的知识去分析和解决机械制造中问题的能力。通过此次设计提高了我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中相关的手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程制定和夹具设计方面的知识，并学会结合实际生产正确使用这些资料。通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计在技术上应该是先进的，在经济上是合理的，并且在实际生产中是可行的。同时通过编写设计说明书，提高了我们技术文件整理、写作及组织编排能力，为以撰写业技术及科研论文打下基础。五、参考文献[1]王先逵.机械加工工艺手册.2版.北京：机械工业出版社出版社，2007.[2]赵雪松，任小中，于华.机械制造装备设计.武汉：华中科技大学出版社，2009.[3]朱冬梅，胥北澜，何建英.画法几何及机械制图.6版.北京：高等教育出版社，2008.[4]柯建宏.机械制造技术基础课程设计.2版.武汉：华中科技大学出版社，2012.[5]张世昌，李旦，高航.机械制造技术.2版.北京：高等教育出版社，2007.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的