毕业设计--填料箱盖的工艺分析以及夹具的设计.doc

桂林航天工业学院毕业设计（论文）任务书系 别 机械工程系 专 业 数控技术 学生班级 2010034202 姓 名 欧 家 华 学 号 201003420221指导老师 叶 东 职 称 设计（论文）题目及专题 填料箱盖的工艺分析以及夹具的设计 设计所用原始资料： 设计的主要内容 填料箱盖机械加工工艺及其磨60内孔端面工序夹具设计 任务下达日期： 201 年 月 日学生提交设计期限：201 年 月 日至201 年 月 日组织实施单位： 教研室主任意见： 签 字： 201 年 月 日系领导小组意见： 签 字： 201 年 月 日目 录摘 要I第1章 零件分析11.1零件的工艺性分析1第2章 毛胚的选择22.1毛胚分型面和浇冒口位置22.2毛坯技术要求2第3章 基准面的选择33.1 粗基准的选择33.2 精基准的选择3第4章 工艺路线44.1制订工艺路线44.2方案一：44.3方案二：54.4方案比较：54.5确定方案：5第5章 确定机械加工余量、工序尺寸及公差75.160H8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定9第6章 确定切削用量和基本工时116.1磨60内孔端面：126.1.1 磨60内孔端面的计算12第7章 磨床专用夹具157.1确定定位方案157.1.1定位方案：157.2夹紧方案：167.3确定切削用量,切削速度v167.4基本时间167.5定位误差的分析17第8章 夹具的结构设计188.1 夹具的结构设计总图18设计心得20摘 要夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。应用机床夹具,有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件,保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围,实现“一机多用”。在这个课程设计中。这次的夹具设计也是对我们所学的一种考验，我们组的课题是填料箱盖的加工工艺及夹具设计。我们按照填料箱盖零件要求对其进行加工工艺的设计，使其从一个铸造件变成一个合格的产品。其中我设计了其第14个工艺步骤磨60内孔端面。我采用一圆一面定位，限制5个自由度，然后压紧，对其进行加工。就该夹具而言，简单方便，节约时间，使其生产效率提高产生更大的经济效益。关键词：填料箱盖 , 夹具 ,生产工艺摘要英文译文：AbstractA fixture is a device clamping workpiece, cutting process, heat treatment, welding, assembly and testing technology which is widely used in mechanical manufacturing process. Application of machine tool fixture, to guarantee the stability of the workpiece machining accuracy, the quality of the products; is conducive to improve labor productivity and reduce costs; is conducive to improve the working conditions of workers, and ensure safety production; is conducive to the expansion of machine tool technology, the realization of the use of a machine. In this course design. Fixture design this is a test of what we learn, we group is the subject of processing technology and fixture design of the stuffing box cover. The design in accordance with our packing box cover the requirements of spare parts processing to it, make it become a qualified products from a casting. Which I designed the fourteenth steps of 60 end surface of the inner hole grinding. I use a circular side positioning, limit of 5 degrees of freedom, and then pressing, the processing of the. This fixture, simple and convenient, save time, the production efficiency is increased to produce greater economic benefits.Keywords: packing box cover, fixture, production process25第一部分 填料箱盖加工工艺规程第1章 零件分析 设计的零件是ZW-6/7型空气压缩机的密封箱盖，主要作用是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流流到外面，也可以阻止外面的空气进入泵内。始终保持水泵内的真空。保证对箱体起密封作用，式箱体在工作时不致油液渗漏。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，图1.11.1零件的工艺性分析（1）以孔中心线为基准的加工面：尺寸为的与相接的垂直度为的肩面, 尺寸为与同轴度为的面. 尺寸为()与（）同轴度为的孔。 （2）以()孔中心线为基准的加工面：尺寸为与()中心线垂直度为,表面粗糙度为凸台面。（3）以()孔中心均匀分布的孔,-13.5,深孔深及。 （4）以()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 毛胚的选择根据零件材料确定毛坯为铸件，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，以免工件加工后因内应力产生较大变形。零件年产产纲领为为件/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。2.1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，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。3.未注圆角为mm。4.起模斜度为。毛配图: 第3章 基准面的选择基准面的选择是工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。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外圆面和右端面。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.互为基准原则，四.自为基准原则，五.便于装夹原则。故外圆面自为基准找正进行精加工，再以外圆面中心线为精基准加工内孔和外圆面保证同轴度和结合面保证垂直度，然后以内孔中心为精基准加工凸台面保证垂直度。第4章 工艺路线4.1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-孔和深孔深24及可以通过一次性装夹加工，孔和孔可以一次装夹加工，、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，先加工精基准外圆。二.先面后孔；先加工、外圆表面和端面，然后加工。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。4.2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、85、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。4.3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。4. 粗车、85、外圆及倒角。5.钻孔、扩至孔、锪孔及倒角。6. 精车外圆及与相接的端面，保证尺寸17和垂直度。7.粗、精铣削宽的密封环槽。8 .粗、精、细镗孔。9. 铣孔底面。10. 磨孔底面，保证尺寸。11. 镗孔底面沟槽加工36凸台面。12.研磨凸台面，保证与基准垂直度。13. 钻孔、深孔深的孔。14.攻和深孔深的孔螺纹。15. 去毛刺，终检。4.4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-孔、和攻丝，综合考虑生产纲领件/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，对方案二进行调整和优化。4.5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。 4.粗车、外圆6.车削外圆和左右端面保证尺寸及倒角。5.钻孔、扩至孔，锪孔及倒角。6.钻孔,深孔深的孔。7.攻和,深孔深的孔螺纹。8.精车外圆及与相接的端面，保证尺寸17和垂直度。9.粗、精铣削宽的密封环槽。10.粗、精、细镗孔。11.镗孔底面沟槽加工凸台面。12.铣凸台面。13.磨凸台面，保证尺寸。14.研磨凸台面，保证垂直度。15. 去毛刺，终检。第5章 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 表5.1 毛坯尺寸余量表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 降一级加工表5.2 主要尺寸表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左端面与毛坯右端面尺寸173.5 20.5CT10零件为铸件，材质为HT200的切削加工性能优良，抗拉强度和塑性低，生产纲领为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。 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。表5.3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、半精、精镗密封环槽IT71.6粗、半精铣36凸台面IT60.4粗铣、磨、研磨1557580圆面IT96.3粗、半精车32、47孔IT96.3钻、扩/鍃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。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。基准面的选择是工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。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外圆面和右端面。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。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。 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，生产纲领为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。5.160H8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定(1)确定总余量 查表根据60孔为的材料和孔的径直长度这一特点，确定孔的直径总余量为4.5mm.(2)确定工序余量， 精镗工序余量：根据试验定为0.7mm；半精镗：查表确定1.5mm；粗镗余量为4.5-0.7-1.5=2.3mm； 精镗：2Z=0.7mm半精镗：2Z=1.5mm粗镗：2Z=2.3(3)确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度各工序的基本尺寸，并将工序公差以入体原则标注在基本工序尺寸上，所有计算结果及其工序尺寸的标注见下表。表5.4 60H8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定工序名称工序余量/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(1)确定总余量 查表根据65孔为的材料和孔的径直长度这一特点，确定孔的直径总余量为4.0.(2)确定工序余量， 金刚石车工序余量：根据工艺手册定为0.1mm；精镗：查表得0.3mm；半精车余量为1.5mm；粗车余量为4.0-1.5-0.3-0.1=2.1mm；金刚石车：2Z=0.1mm精镗：2Z=0.3mm半精车：2Z=1.5mm粗车：2Z=2.1mm(3)确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度 计算出各工序的基本尺寸，并将工序公差以入体原则标注在基本工序尺寸上，所有计算结果及其工序尺寸的标注见下表。表5.5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1.5IT106.464.66.4粗车2.1IT1212.563.112.5铸造61第6章 确定切削用量和基本工时切削用量包括切削深度、进给量和切削速度、确定顺序是先确定、 ， 再确定。粗车、半精车155左、右端面，保证尺寸15,粗车155外圆。本工序采用计算法确定切削用量加工条件工件材料：HT200，铸造。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：C6140卧式车床。刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,k=90,r=15=12r=0.5mm。 计算切削用量（1）粗车155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3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方向取IT12级，取mm。确定进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）表1.4,当刀杆16mmX25mm, a 切削用量的选择： 砂轮转速： 轴向进给量： 径向进给量： (m/min)7.4基本时间 当加工一个表面时 . 式中 为加工长度 =30mm 为加工宽度 =30mm 为单面加工余量 =0.5mm =1.1 工作台移动速度（m/min) 工作台往返一次轴向进给量 工作台往返一次径向进给量则=1.94 min7.5定位误差的分析 工件以台阶面和外圆面定位，工件的设计基准为其轴线，故不存在基准不重合误差，误差既为65外圆面公差的一半，是0.0065mm，此误差在误差允许范围之内，因此符合要求。第8章 夹具的结构设计8.1 夹具的结构设计总图主视图：图8.1俯视图：图8.2左视图：图8.3设计心得本次机械制造技术基础的夹具设计的课程设计已经完成了，这次课程设计对我们来说是一次全面的考验。它包