密封件定位套工艺说明书

目录 序言 第一章 密封件定位套 机械加工工艺规程设计 1.1 分析零件图 1.2 机械加工工艺设计 1.3 选择机床和工艺装备 第二章零件的分析 2.1 夹具设计及要求说明 2.2 夹具设计有关计算 第二章 课程设计心得体会 参考文献 三维图 序言 机械制造 技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并综合实习中学到的实践知识，独立的分析和解决了零件机械制造工艺问题。设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来的工作打下了良好的基础。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计 尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 第一章 密封件定位套 机械加工工艺规程设计 零件的分析 1.1分析零件图 1.1.1 零件图作用 密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶 密封和直接接触密封三大类。根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片 。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按 密封件 与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给 介质 以动力得到密封，故有时称为动力密封 。该零件 主要作用是与端盖零件，实现横向密封。 1.1.2 零件的工艺分析 1）定位套孔壁较薄，在各道工序加工时应注意选用合理的夹紧力，以防工件变形。 2）定位套内、外圆有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。 3）在精磨 130 045.0015.0mm 时，同时靠磨 136mm 右端面，以保证 130 045.0015.0mm右端面对其轴心线的垂直度公差 0.03mm。 (这种方法工厂俗称“工艺保证” )。 4） 165 10.015.0mm、 180 10.015.0mm 中心线对 130 045.0015.0mm 基准孔中心线的同轴度误差的检测方法，采用莫氏四号锥度心轴。先将工件装在锥度心轴上，再将心轴装在偏摆仪上 (图 2-27)，将百分表触头与工件外圆最高点接触，然后转动锥度定位心轴，百分表跳动值为同轴度误差。 5) 该密封件定位套因为是铸件，采用先铸造出中心孔，以减少金工工作量。 6) 定位套 螺纹孔宽，大径、小 径尺寸及等分精度的检查，采用符合量规进行检查 1.1.3 确定生产类型 根据零件生产纲领和质量大小，就可确定零件的生产类型，同样产量的零件，重型、轻型的零件加工难度差别很大，所采取的技术措施也不同。根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型：单件生产、大量生产和成批生产。在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中批和大批生产。本次夹具设计用于大批量生产。加工对象为密封件定位套，较为固定。广泛采用专用设备、高效能的专用夹具和高效率的专用刀量具。大批量生产过 程对操作工人的平均技术水平要求较低，生产率高，而成本相对与小批量和中批量较低。 1.1.4确定毛坯类型 毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量、使用性能、成本和生产率；而零件的材料选定以后，其毛坯成形方法也大致确定了。 机械零件毛坯选择的原则是既满足零件的使用要求，又使零件在制造过程中具有良好的工艺性和经济性，以利于降低成本和提高生产率， 零件材料为 HT200。已知密封件定位套零件的生产类型为大批量生产，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件有多个通孔，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产 ，故选择铸件毛坯。 密封件定位套零件材料为 HT200，硬度 190210HB，毛坯重量 1.6kg，生产类型大批量，金属型铸造毛坯 。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 1.1.5确定铸件及形状 零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大 ,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔尽量铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 1.2机械加工工艺设计 1.2.1 选择定位基准 选择定位基准 工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 （ 1）粗基准的选择。对于密封件定位套零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边 165 外圆表面作为粗 基准，利用三爪卡盘夹紧 165 外圆就可以进行粗加工一下。 对外圆 160、 159的沟槽和 174的沟槽以及 90的孔加工，可以用心轴定位，这样对于回转体的密封件定位套而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。 （ 2） 精基准的选择。以孔 130 为精基准加工表面。这一组加工表面包括：右边 165 外圆和 180 外圆进行磨削。因为主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 1.2.2 拟定工艺过程 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得 到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用性的机床配以专用工夹具，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，以便使生产成本尽量下降。 1 工艺路线方案一： 工序 1：车左端面，车内径 130孔深 195mm 工序 2：深 195mm处车内槽 136mm 4mm 工序 3： 130孔、 260外圆倒角 1 45 工序 4：车右端面到 220mm，车法兰盘至壁厚 20mm。车外圆至 180mm，车内孔至 90mm。 工序 5：车左边环槽。 工序 6：车外圆至 165mm，车右边环槽至图样 尺寸。 工序 7：车外圆至 160mm至如图尺寸。 工序 8： 165孔、 90外圆倒角 1 45 工序 9：检验 2. 工艺路线方案二： 工序 1：车左端面，车内径 130孔深 195mm 工序 2：深 195mm处车内槽 136mm 4mm 工序 3： 130孔、 260外圆倒角 1 45 工序 4：车右端面到 220mm，车法兰盘至壁厚 20mm。车外圆至 180mm，车内孔至 90mm，车外圆至 160mm、165mm至图样尺寸。 工序 5：车所有外圆环槽。 工序 6：车外圆至 165mm，车右边环槽至图样尺寸。 工序 7：车外圆 至 160mm至如图尺寸。 工序 8： 165孔、 90外圆倒角 1 45 工序 9：检验 3、工艺方案的比较与分析 上述两种方案均无原则性错误，但方案一工序太分散不利于提高加工精度及生产率，方案二比方案一工序集中减少了装夹次数有利于提高加工精度及生产率，考虑到便与装夹和提高加工精度及生产率所以确定方案为： 工序 夹工件右端外圆，照顾铸件壁厚均匀，车内径各部尺寸，留加工余量 5mm，车右端面，保证工件总长为 226mm，法兰盘壁厚 23mm，其余各部留余量 5mm 工序 倒头，以内径定位装夹 工件，法兰盘外圆找正，车外圆各部，留加工余量 5mm 工序 夹工件右端外圆，车内径至尺寸 130 8.06.0mm，深 195mm处车内槽 136mm 4mm，车外端面，保证工件总长 222mm，车260mm法兰盘厚度 22mm 工序 倒头，以内径定位装夹工件，精车右端外圆各部尺寸，留磨量 0.8mm（注 160mm不留加工余量），车端面保证工件总长 220mm，车内径 90 5.02.0mm至尺寸 90 20.012.0mm，切各环槽至图样尺寸 工序 夹工件右端外圆，内径找正，粗、粗磨内径至图样尺寸 130 045.0015.0mm，靠磨 136mm端面，磨 90 5.02.0mm 工序 以内径定位装夹工件，磨 165 10.015.0mm外圆，磨 180 10.015.0mm外圆至图样尺寸 工序 划 175mm中心圆上 3 M8 孔线，划 222mm中心圆上3 13mm孔线 。 工序 钻 3 13mm孔，钻 3 M8底孔 6.7mm、攻螺纹 M8、深 15mm。 工序 桉图样检查各部尺寸和精度 。 工序 入库。 工艺方案的分析：本方案可以做到先粗加工，然后半精加工，最后精加工， 130 粗车和磨是分开加工，粗车右边 165外圆和 180外圆，最后进行磨削，保证表面粗造度。 1.3选择机床和工艺装备 1.3.1 选择机床 机床的选择一般应遵循以下准则： （ 1）机床的主要规格尺寸应与加工工件的外形轮廓尺寸相适应，即小工件使用小机床，大工件使用大机床，做到设备合理使用。 (2)机 床的精度应与要求的加工精度相适应。对于高精度的工件，在缺乏精密设备时，可通过设备改装，以粗干精。 （ 3）机床的生产率应与加工工件的生产类型相适应。单件小批生产一般选择通用设备，大批生产宜选高生产率的专用设备。 （ 4）机床的选择应结合现场的实际情况。例如设备的类型、规格及精度情况，设备负荷的平衡情况以及设备的分布排列情况等。 （ 5）合理选用数控机床。当有通用机床无法加工的内容、或通用机床难加工，质量也难以保证的内容作为重点选择。对于通用机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的 基础上进行选择。 本次设计针对密封件定位套的大批量生产，要求有较高的生产率。此次选用了普通车床 CA6140、钻床以及磨床进行大批量生产的零件加工。 1.3.2 选择夹具 单件小批生产应首先采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具的可采用组合夹具。大批大量生产为了提高劳动生产率应采用专用高效夹具。多品种中、小批生产可采用可调夹具或组成夹具。因此，此次大批量生产密封件定位套多用到专用高效夹具。 1.3.3 选择刀具 一般优先采用标准刀具。若采用机械集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具 和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应复合加工要求。 数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。如果刀具的刚性不好，会影响加工效率，容易打断刀刃、还会使加工精度大大下降。如果刀具寿命差，则要经常换刀、对刀，既增加了准备时间也容易在工件轮廓上留下接刀痕迹，影响工件表面质量。因此在选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等）时，应注意质量第一，价格第二。在大批量生产中用到了： 90切槽刀高速钢锥柄机用铰刀、锯片铣刀、高钢镶齿三面刃铣刀、高速钢标准锥柄麻花钻、 90焊接式直头外圆车刀，外圆车刀刀片厚度5mm， YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角 10，刀尖圆弧直径 0.5mm。 1.3.4 选择量具 单件小批量生产应采用各种通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等。大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。 1.3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定 “密封件定位套”零件材料为 HT200，硬度为 HB180HB210。生产类型为大批量生产可使用铸造模铸造毛胚。 a:确定背吃刀量 ap 粗车的余量为 2mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度 6mm，所以一次走刀完成即 ap=2mm。 b:确定进给量 f 查切削用量简明手册：加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 ap=2mm，则进给量为 0.81.2mm/r。再根据 C365L车床及机械制造工艺设计简明手册表 4.2 3 查取横向进给量取 f =0.92mm/r。 c:选择磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册表 1.9，取车刀后刀面最大磨损量为 0.81.0mm。焊接车刀耐用度 T=60min。 d:确定切削速度 V 根据切削用量 简明手册表 1.11 当用 YG6 硬质合金车刀加工 HT200（ 180199HBS）， ap =2mm， f =0.92mm/r，查出 V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册表 1.28，查得切削速度的修正系数为： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V： V= V Ktv Kkv Kkrv Kmv Ksv KTv =1.05 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.01.0 60 =44m/min 其中： Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。 KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。 Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。 Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。 Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。 则： n = 1000V/（ D） =140r/min 按 C365L车床转速（机械制造工艺设计简明手册表 4.22）选择与 140r/min相近似 的机床转速 n =136r/min,则实际切削速度 V = 42.7m/min。 综上，此工步的切削用量为： ap =2mm， f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 （ 3）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册表 7-1中公式计算：刀具行程长度 L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。 其中： L1为刀具切入长度。 L2为刀具切出长度。 L3为试切附加长度。 由于车削实际端面 d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm，则： L=（ d d1） /2+L1+L2+L3 =（ 106-0） /2+4+2+0=59mm。 T=L i /(f n) =59 1 (0.92 136)=0.47min ） 根据以上原始资料及加工工艺，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（ 180mm、 160mm、 165mm以及 260mm） 其加工长度为 227mm，与其连接的法兰盘外圆表面直径为260mm。表面粗糙度值要求为 0.8,要求精加工，此时直径余量2Z=7mm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 两端面的精度等级为 IT10，所以，长度方向的加工余量为2mm。 3.内孔（ 90mm、 130mm） 零件内孔尺寸较大， 故毛坯为空心。 内孔：镗孔： 85mm 镗孔 ： 88mm 2Z=3mm 扩孔： 89.7mm 2Z=1.7mm 精镗： 89.9mm 2Z=0.2mm 细镗： 90mm 2Z=0.1mm 内孔：镗孔： 100mm 镗孔： 128mm 2Z=28mm 扩孔： 129.7mm 2Z=1.7mm 精镗： 129.9mm 2Z=0.2mm 细镗： 130mm 2Z=0.1mm 4.内槽（ 136 4） 粗车： 133mm 2Z=3mm 半粗车： 135mm 2Z=2mm 半精车： 135.8mm 2Z=0.8mm 精车： 135.90mm 2Z=0.1mm 精车： 136mm 2Z=0.1mm 5.法兰盘（ 260mm-T20mm） 法兰盘的长度为 20mm，要求留加工余量为 7mm，故采用切削加工。 6.法兰盘的加工余量分配： 粗车： 24mm 粗车： 22mm 半精车： 20.4mm 精车： 20.7mm 精车： 20mm 6.环槽（ 4x 174mm、 4x 159mm） 环槽： 粗车 ： 173mm 半精车： 173.6mm 精车： 174mm 环槽：粗车： 162mm 粗车： 160mm 精车： 159.6mm 精车： 159mm 7. 钻 3 M8底孔（ 6.7mm） 钻孔： 6mm 扩孔： 6.6mm 铰孔： 6.69mm 精铰： 0.01mm 由于笨设计规定的零件为大批量生产，应采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 第 2章 夹具设计 2.1夹具设计及要求说明 夹具体上磨削采用心轴形式，心轴采用快换形式均提高可加工生产效率。根据密封件定位套特点设计的定位装置共限制了 6个自由度，既满足了定位要求，又防止过定位的产生。夹紧装置采用了开口挡圈、螺母，操作方便，适合大批量生产要求。夹具体也是根据定位加 紧需要而设计的，工件的拆装也比较方便。总体上这套夹具设计能满足生产需要。 2.2夹具设计有关计算 2.2.1定位基准的选择 由零件图所知， 130 孔对 180 和 165 外圆有一定的位置度要求，为减少定位误差，以 130mm孔主要定位基准，以13mm 孔里面的销作为辅助定位基准。共限制 6 个自由度。因此此方法可行。 2.2.2切削力及夹紧力计算 钻 13 孔时切削量最大，切削力和加紧力也最大，这里只考虑 13的切削力和夹紧力的大小。 刀具：麻花钻 13 钻孔时的轴向力： F=9.81Cdfk =9.81x42.7x13x0.3x1.0 =1633.7N 夹紧力 Q=9.81x1.5x1.2x1.5x1.0x1.3x1633.7x20/(0.25x42+34) =30339N 2.2.3定位误差分析 夹具主要定位元件为钻套用衬套，各定位面加工后对 6mm孔的轴向位置偏差影响不大，可忽略不计。钻孔位置主要由钻套控制。因此钻孔的加工位置偏差主要由钻套的中心位置尺寸偏差引起。普通精度的钻模板上固定的衬套中心 位置尺寸的极限偏差取 -0.050.3,因此孔的位置偏差可以保证。 课程设计心得体会 两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课