填料箱盖夹具设计.doc

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1、摘要在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。本次设计主要是进行填料箱盖零件的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面：确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加工60孔，选择镗床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最终完成本次设计。关键字；填料箱盖、镗床、

2、机械加工目录 摘要 第一部分 填料箱盖加工工艺过程1第1章21.1零件分析21.2零件的工艺性分析3第2章42.1确定毛坯类型与铸造方法42.2毛胚分型面和浇冒口位置52.2 1毛坯技术要求52.3基准面的选择52.3 1 粗基准的选择52.3 2 精基准的选择52.4制订工艺路线62.5 1毛坯尺寸余量表92.5 2机械加工余量、工序尺寸的确定102.6确定切削用量和基本工时12第二部分 夹具设计14第3章153.1零件本工序的加工要求分析153.2确定夹具的类型153.3拟定定位方案和选择定位元件153.3.1定位原理图163.3.2选择定位元件173.3.3定位误差的计算173.4确定夹

3、紧方案183.5镋套的类型及结构的确定183.6绘制夹具装配图19设计心得22参考资料23附录工艺过程卡工序卡 长沙学院课程设计第一部分填料箱盖加工工艺过程第1章1.1零件分析图1填料箱盖为型空气压缩机的密封箱盖，它通过与与缸座孔配合用螺栓固定。长径为的活塞杆穿过该零件的内孔，的孔内装入填料，防止活塞杆运动时漏油，右端通过螺栓与压盖连接，宽度为槽装O型密封圈。由于零件用于密封，固在连接处和配合出的精度要求较高，1.2零件的工艺性分析（1）以65H5（）孔中心线为基准的加工面：尺寸为80的与65H5（）相接的垂直度为0.015的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）同轴度为0.025的面.

4、尺寸为60h5()与65H5（）同轴度为0.025的孔。 （2）以60h5()孔中心线为基准的加工面：尺寸为78与60H8()中心线垂直度为0.012,表面粗糙度为0.4凸台面。（3）以60H8()孔中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。 （4）以100f8()的外圆面和左端面为定位基准加工表面粗糙度为3.2的密封环槽。第2章2.1确定毛坯类型与铸造方法图2根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，据零件结构特征和保证零件加工质量及便于加工原则，采用整体半实体铸造毛坯，分型面通过60孔中心线并垂直与端面，铸造后对铸件进行人工时效处理，以免工件加工后因

5、内应力产生较大变形。零件年产产纲领为为6000件/年，达到大批生产的水平，且零件的轮廓尺寸不大，故选用砂型机器铸造。从提高生产率、保证加工精度及经济性等角度考虑,铸造方案也可行。2.2毛胚分型面和浇冒口位置由于零件的形状和结构为对称结构，故铸造的分型面为通过60孔中心线并垂直与左端面，浇注口位于右端面中心，采取顶部浇注法制造毛坯。2.2 1毛坯技术要求1.铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等铸造缺陷。铸件表面应清除毛刺、结瘤和粘砂等。2.正火处理硬度190241HBS，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。3.未注圆角为R1R3mm。4.起模斜度为。2.3基准面的选择基准面的选择是工

6、艺规程设计中的关键，正确与合理的选择基准面，能够保证加工质量得到，提高生产率，降低生产成本等。基准面的选择不合理，在加工工艺过程中出现各种问题，不能保证加工质量，增加零件不合格机率，甚至造成生产无法正常进行等。2.3 1 粗基准的选择粗基准的选择原则：一：保证相互位置要求原则。二：余量均匀分配原则。根据粗基准的选择原则基准面要尽可能平整光洁，没有飞边毛刺的缺陷。故选取155外圆面为粗基准加工658075外圆和右端面。2.3 2 精基准的选择精基准选择时应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，工件装夹方便。根据精基准选择原则：一.基准重合原则；二.基准统一原则；三.互为

7、基准原则，四.自为基准原则，五.便于装夹原则。故65外圆面自为基准找正进行精加工，再以65外圆面中心线为精基准加工60H8内孔和100f8外圆面保证同轴度和80结合面保证垂直度，然后以60H8内孔中心为精基准加工36凸台面保证垂直度。2.4制订工艺路线制订工艺路线应当以使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证为出发点。遵循工序安排原则，结合生产纲领，和现有的机床，量具、刀具、夹具等因素的综合考虑，尽量使工序安排具有科学性合理性，提高生产率和产品质量。根据零件的结构可知6-13.5孔和4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H可以通过一次性装夹加工，30孔和47孔可

8、以一次装夹加工，65、85、75、115、100也一样，故采用工序集中，可以较少装夹次数和时间，精度易于保证，辅助时间也减少生产率得到提高。工艺安排原则： 一.先基准后其他；划线找正，先加工精基准65h5外圆。二.先面后孔；先加工65、85、75、115、100外圆表面和端面，然后加工60H8。三.先主后次；先加工有形位公差和表面粗糙度要求的面和孔。方案一：工序：1.铸造2.时效处理3.车削铸件毛坯左右端面，保证尺寸137。4.粗车65、80、75、100、115外圆及倒角145。5.钻30孔、扩至32孔，锪47孔及倒角0.545。6.钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20

9、孔深24的孔。7.攻2-M10-6H和,4-M10-6H深20孔深24的孔螺纹。8.精车65外圆及与80相接的端面，保证尺寸17和垂直度0.015.9.粗、精铣削宽7.5mm的密封环槽。10.粗、精、细镗60H8（孔，保证与A基准的同轴度0.025。11.铣60底面。12.磨60孔底面，保证尺寸。13.镗60孔底面沟槽加工36凸台面。14.研磨36凸台面，保证与B基准的垂直度0.012。15. 去毛刺，终检。方案二：工序：1.铸造2.时效处理3.铣削毛坯左右端面，保证尺寸137。4. 粗车65、80、75、100、155外圆及倒角145。5.钻30孔、扩至32孔、锪47孔及倒角0.545。6.

10、 精车65外圆及与80相接的端面，保证尺寸17和垂直度0.015。7.粗、精铣削宽7.5mm的密封环槽。8 .粗、精、细镗60H8（孔。9. 铣60孔底面。10. 磨60孔底面，保证尺寸78。11. 镗60孔底面沟槽加工36凸台面。12.研磨36凸台面，保证与基准垂直度0.012。13. 钻6-13.5孔、2-M10-6H、4-M10-6H深20孔深24的孔。14.攻2-M10-6H和4-M10-6H深20孔深24的孔螺纹。15. 去毛刺，终检。方案比较： 由加工工艺方案一二，可看出方案一采用车削毛坯两端面，工序先粗、精加工，有关工序集中加工减少装夹次数。方案二采用铣削毛坯端面，最后钻6-13

11、5孔、2-M10-6H、4-M10-6H和攻丝，综合考虑生产纲领6000件/年等因素，选择方案一。根据减少加工面和有利于保证加工质量的原则及较少切削热引起工件变形，对方案一进行调整和优化。确定方案：工序：1.铸造2.时效处理3.车削铸件毛坯左右端面，保证尺寸137。4.粗车65、80、75、100、155外圆保证尺寸15及倒角145。5.钻30孔、扩至32孔，锪47孔及倒角0.545。6.钻6-13.5孔,.攻2-M10-6H和,4-M10-6H深20孔深24的孔螺纹。7.精车65外圆及与80相接的端面，保证尺寸17和垂直度0.015。8.粗、精铣削宽7.5mm的密封环槽。9.粗、精、细镗6

12、0H8（孔。10.镗60孔底面沟槽加工36凸台面。11.磨36凸台面，保证尺寸78，研磨36凸台面，保证垂直度0.012。12. 去毛刺，13. 终检。2.5 1毛坯尺寸余量表表1序号基本尺寸加工余量等级加工余量值说明1137G4.0端面单侧加工2155H5双侧 降一级加工3100 H4.5双侧 降一级加工480H4.5双侧 降一级加工560H45双侧 降一级加工665H4.0双侧 降一级加工主要尺寸表表2主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT100外圆右端面与左端面尺寸 303.533.5CT10155左右端面尺寸153.5 18.5CT1060孔深尺寸784.0 82.0CT1165左端面

13、与右端面尺173.5 20.5CT102.5 2机械加工余量、工序尺寸的确定零件为铸件，材质为HT200的切削加工性能优良，抗拉强度和塑性低，产纲领为6000/年，采用砂型机器铸造，根据机械加工工艺手册得到毛坯的加工加工精度为IT13以下，精度范围为1-3mm，表面粗超度为12.5。依照有的资料和制定的工艺，确定各工序的工序尺寸和尺寸公差。表3加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方法备注左右端面IT96.3粗、半精车65h5外圆面IT71.6粗、半精、精车65与80相接面IT71.6粗、半精、精车60H8孔IT71.6粗、精镗、.细镗密封环槽IT71.6粗、半精铣36凸台面IT60.4

14、粗铣、磨、研磨1557580圆面IT96.3粗、半精车32、47孔IT96.3钻、扩/鍃60H8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定表4工序名称工序余量/mm初定工序基本工序尺寸/mm入体单向公差标注调整后工序尺寸精度/mm粗糙度Ra/um工序尺寸粗糙度Ra/um精镗0.7H81.61.6半精镗1.5H113.259.33.2粗镗2.3H126.357.86.3铸造55.5表5工序名称工序余量/mm初定工序基本工序尺寸/mm入体单向公差标注调整后工序尺寸精度 /mm粗糙度Ra/um工序尺寸粗糙度Ra/um金刚石车0.1IT51.61.6精车03IT73.264.93.2半精车1.5IT106.4

15、64.66.4粗车2.1IT1212.563.112.5铸造612.6确定切削用量和基本工时工序11：精、粗、细镗mm孔粗镗孔59.5mm2Z=4.5mm则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用的转数。， ， 则：=（1） 精镗孔至59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min计算切削工时， ， 则：=（2） 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=4

16、25r/minV=80m/min第二部分夹具设计第3章3.1零件本工序的加工要求分析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9道工序镗孔的镗床专用夹具。本夹具将用于T740镗床，刀具为镗。本工序为镗孔，有与65外圆0.025的同轴度要求，还要达到1.6的粗糙度要求。3.2确定夹具的类型本工序加工采用镗床加工，所以为镗床夹具。3.3拟定定位方案和选择定位元件为保证同轴度要求，经思考只能以65和100外圆定位 ，以65与80相接台阶面辅助定位，以V形块为定位元件。而用其他表面镀无法打道工艺要求。3.3.1定位原理图图33.3.2选择定位元件定位

17、元件为V形块 ，下为图样图43.3.3定位误差的计算定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为V形块，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。3.4确定夹紧方案以V形块为支撑，用压块压紧下位图图53.5镋套的类型及结构的确定根据机床夹具设计手册第三版查得采用固定式A型镋套材料为HT200，粗加工后热处理。3.6绘制夹具装配图图6图7图8 图9设计心得本次课程设计是我们在结束所学专业课程以后的一次综合性设计，它不仅测试了我们所学的知识是否扎实，而且还为我们接下来的毕业设计做好了铺垫。通过这次课程设计，我所学的知识得到了巩固，充分发挥了我们个人的潜力。在这次设

18、计过程中，虽然遇到过很多的困难，但是我们经过小组讨论以及老师的细心教导，使我们一次次地突破困难，最终圆满的完成了设计。对于接下来的毕业设计，因为有了这次积累的经验，我相信我一定可以圆满地完成。参考资料1 张世昌.李旦等主编：机械制造技术基础.第二版.北京：高等教育出版社，2007.2 王宛山主编：机械制造手册.长春：辽宁科学技术出版社，2002.3 胡凤兰主编.互换性与技术测量基础.北京： 高等教育出版社，2005.4 机械工程手册委员会.机械设计手册.第二版2、3卷.北京，化学工业出版社.2002.5 陈文焕主编. 机械夹具设计. 国防工业出版社，19876 艾兴,肖诗纲主编. 切削用量手册. 北京：机械工业出版社，1994 - 24-