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机械毕业设计全套

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GY02-126@填料箱盖夹具设计,机械毕业设计全套

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1 前言 课程设计 是高等工业 学校教学中的一个主要组成部分 , 是专业学习过程是最后的一个 是完成工程师基本训练的重要环节， 是培养学生独立思考和科学工作方法重要的实践性的过程 。 设计的目的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决机械工程实际问题的能力 .熟练生产技术的工作的一般方法 ,培养学生树立工程技术必备的全局观点 ,生产观点和经济观点 。 树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度 ,培养学生调查研究 ,查阅技术文献资料 ,手册进行工程运筹 ,图样的绘制及编写技术文件的独立工作能力 。 1、 nts 2 1 零件的分析 1 1 零件的作用 题目所给的零件是 ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖（见附图 1）主要作用是保证 与填料箱体联接后保证密封， 对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高 。 1 2 零件的工艺分析 套类零件的主要加工表面有孔、外圆、和端面。 其中孔既是装配基准又是设计 基准，加工精度和表面粗糙度 要 求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂 直度也有一定的技术要求 。分述如下： 1.2.1、 以 65H5（ 0013.0）轴为中心的加工表面。 包括：尺寸为 65H5（ 0013.0）的轴，表面粗糙度为 1.6， 尺寸为 80的与 65H5（ 0013.0）相接的肩面 , 尺寸为 100f8( 036.0090.0)与 65H5（ 0013.0）同轴度为 0.025 的面 ， 尺寸为 60h5(+0.048-0 )与 65H5（ 0013.0）同轴度为 0.025的孔 。 1.2.2、 以 60h5(+0.048-0 )孔为中心的加工表面 。 尺寸为 78 与 60H8(+0.048-0 )垂直度为 0.012 的孔底面 ,表面粗糙度为 0.4,须研磨 。 1.2.3、 以 60H8(+0.048-0 )孔为中心均匀分布的 12 孔 ,6- 13.5,4-M10-6H深 20孔深 24 及 4-M10-6H。 1.2.4、 其它未注表面的粗糙度要求为 6.3,半精 加工 即 可满足要求 。 2、工艺规程设计 2.1 毛坯的制造形式 零件材料为 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。由于年产量为 5000 件，属于大批生产的，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用砂型铸造机器造型和壳型。 2.2 基准面的选择 2.2.1、粗基准的选择。对于零件而言，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对位置 nts 3 精度较高的不加工表面作粗基准。 2.2.2、精基准的选择。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。 2.3 制订工艺路线 按照先基准面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则，布置工艺路线如下： 2.3.1、 工艺路线 方案一 工序 I： 铣 小端端面，粗车 65外圆及台阶 端面及各倒角。 工序 II： 铣 大端面、粗车 155 外圆面、粗车左 端台阶面、 粗 镗 60 内孔 、 底面 及沟槽 ， 粗车环槽、粗车 75、 100、 80 外圆面 及各 倒角 。 工序 III： 扩孔 32、锪孔 47。 工序 IV： 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔 及攻丝 。 工序 V： 半精车 65 外圆及台阶面。 工序 VI： 半精车 155、 75、 100、 80、 环槽 及各倒角。 工序 VII： 精细车 65外圆。 工序 VIII： 精、细镗 60内孔。 工序 IX： 磨 60内孔底面。 工序 X： 研磨 孔 60 内端面、倒角。 工序 XI： 去毛刺。 工序 XII： 终检。 2.3.2、 工艺路线方案二 工序 I： 粗车 小端端 面，粗车 65外圆及台阶 端面及各倒角。 工序 II： 粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、 粗 镗 60内孔 、 底面 及沟槽 ， 粗车环槽、粗车 75、 100、 80 外圆面及各 倒角 。 工序 III： 扩孔 32、锪孔 47。 工序 IV： 半精车 65 外圆及台阶面。 工序 V： 半精车 155、 75、 100、 80、 环槽 及各倒角 。 工序 VI： 精细车 65 外圆。 nts 4 工序 VII： 精、细镗 60内孔。 工序 VIII： 磨 60内孔底面。 工序 IX： 研磨 孔 60 内端 面、倒角。 工序 X： 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔 及 攻丝 。 工序 XI： 去毛刺。 工序 XII： 终检。 2.3.3、 工艺方案的比较与分析 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 个孔后再精加工外圆面和 60H8（ +0.048-0 ）孔。 方案二是使用车削方式加工两端面， 12 个 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，端面 用 车削 较好，在大 批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。 但是仔细考虑，在工艺路线 二中， 是先 精车 65 外圆及 台阶面 然后再 钻 12个 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 I： 粗车 小端端面，粗车 65外圆及台阶 端面及各倒角。 工序 II： 粗车 大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、 粗 镗 60内孔 、 底面 及沟槽 ， 粗车环槽、粗车 75、 100、 80外圆面及各 倒角 。 工序 III： 扩孔 32、锪孔 47。 工序 IV： 钻 6- 13.5 小孔、钻 M10螺纹孔 及攻丝 。 工序 V： 半精车 65 外圆及台阶面。 工序 VI： 半精车 155、 75、 100、 80、 环槽 及各倒角。 工序 VII： 精细车 65外圆。 工序 VIII： 精、细镗 60内孔。 工序 IX： 磨 60内孔底面。 工序 X： 研磨 孔 60 内端面、倒角。 工序 XI： 去毛刺。 工序 XII： 终检。 nts 5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖；零件材料为 HT200，硬度 190 210HB，生产类型 为大批生产 ， 采用机器造型铸造毛坯 。 2.4.1、根据 机械制造技术基础课程设计指导教程 的规定， 除非另有规定，否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工 的表面只规定一值。查表 2-1、 2-5 取毛坯铸件的公差等级为 10级，机械加工余量等级 G级。 2.4.2、查表 2-4 取毛坯铸件的机械加工余量为 2mm，根据毛坯铸件各个尺寸所在的范围，查表 2-3得各个尺寸的公差，再根据公式（ 2-1）R=F+2RMA+CT/2 与公式 （ 2-2） R=F-2RMA-CT/2 即可计算出毛坯的基本尺寸。 2.4.3、根据所确定的毛坯尺寸画出毛坯图如下。 2.5 选择加工设备与工艺装备 2.5.1、选择机床 工序 I 、 II 、 VI、 VII是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的 C620-1 型卧式车床即可。 工序 VIII是精细车精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床 才 能满足要求。故选用 C616A型车床。 工序 IV是 钻孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选用 Z3025 RMA=2mm nts 6 型摇臂钻床。 工序 III 是扩孔 和锪孔，由于孔径较大 ，选用 Z35摇臂钻床 。 工序 X是磨内孔端面，选用 立轴矩台平面磨床 。 工序 XI是研磨内孔，精度较高，可选用超声波研磨机。 2.5.2、选择夹具 本零件除 外圆及两端面加工 用三爪自定 心卡盘 外，其他的工序都用专用夹具 。 2.5.3、选择刀具 在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用 YG型硬质合金，粗加工用 YG6，半精加工用 YG8，精加工和精细加工用 YG10，切槽宜用高速钢，磨削用砂轮。 钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。 2.6 确定切削用量及基本工时 工序 X：磨 60 孔底面 选择磨床： 选用 M7232B型立轴矩台磨床。 选择砂轮： 查 工艺手册第三章中磨料选择各表， 选用 I-30x10x10-A60P6V 切削用量的选择： 砂轮转速 n 砂 =970r/min， 轴向进给量 fr=0.017mm/r 径向进给量 mmfa 3 切削工时 基本时间 计算 ： 当加工一个表面 时 Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（见工艺手册表 6.2-8） 式中 L：加工长度 L=30mm b：加工宽度 b=30mm bz：单面加工余量 bz=0.5mm K： 系数 K=1.1 r： 工作台移动速度（ m/min） nts 7 af：工作台往返一次砂轮轴向进给量 vf： 工作台往返一次砂轮径向进给量 则： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017) =1.94min 辅助时间的计算 ： 辅助时 间 tf 与基本时间 tj 之间的关系为 tf=（ 0.15 0.2） tj，取tf=0.15tj,则辅助时间为： tf=0.15*1.94=17.46s 其他时间的计算 : 其他时间可按关系式 tb+tx=6%*(tj+tf)计算 则 tb+tx=6%*（ 116.4+17.46） =8s 单间时间 tdj=116.4+17.46+8=141.86s 3、 专用夹具的设计 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。 在这里只 设计 了 工序 工序 IX 磨 60 内孔底面的专用夹具 。本夹具将用于 立轴矩台平面磨床 ，刀具 为砂轮 。 3.1 问题的指出 本夹具主要用来 加工 60 内孔底面，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.2 定位基准的选择 由零件图可知，要加工 60 内孔底面， 原本只 需限制工件的 3个自由度，但由于在孔内加工，为了不使加工影响其他表面，需要限制工件的 5 个自由度，且 60 内孔底面对 60 内孔有垂直度要求，要求的加工精度较高，因此，应选择 65 外圆和与 80 外圆相连的台阶面作为基准 进行加工。 Tj = 1.94min tf=17.46s tb+tx=8s tdj=141.86s nts 8 3.3、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，误差即为 65外圆面公差的一半。即 0.0065mm，此误差在允许的范围内，因此符合要求。 3.4 夹具设 计及操作的简要说明 该夹具是以 端面和外圆定位基准加工 60 内孔 底面，可以用一带端面的定位套来定位， 由于磨削时的夹紧较大，因此加了四跟柱以加强其强度，本夹具通过 楔块的移动使铰链轴带动螺栓下移从而带 动压板下移压紧工件。铰链机构能迅速夹紧和松开，达到了提高生产力和降低劳动强度的目的， 因此能满足要求。 4、小结 为期 三 周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组两名同学在老师的指导下，顺利完成了这次课程设计，课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选 择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。 总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题 和动手的能力，对我们以后的前途很有作用。 定位误差 =0.0065mm nts 9 5、参考文献 1、于骏一、邹青主编。机械制造技术基础。北京：机械工业出版社， 2004、 1 2、冯辛安主编。机械制造装备设计。 2版。 北京：机械工业出版社， 2005、 12。 3、刘友才、肖继德主编，机床夹具设计。北京：机械工业出版社， 1991 4、史全富、汪麟责任编辑，金属切削手册 (第三版 )。上海：上海科学技术出版社， 2000。 5、邹青主编，机械制造技术基础课程设计指导教程。北京：机械工业出版社， 2004、 8 6、杨叔子主编，工艺师手册，机械工业出版社。 7、上海市金属切削技术协会 ，金属切削手册第三版，上海科学技术出版社。 nts广东海洋大学机械设计制造及自动化专业 机械加工工艺过程卡片 零 件 号 零件名称 01 填料箱盖 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 I 粗车小端面、 65 外 圆及台阶面和各倒角 卧式 车床 C620-1 通用夹具 YG6 外圆 车 刀 YG6 端面车刀 止规 通规 II 粗车大端面、以及各 外圆表面、粗镗 60 孔 、 底面 及沟槽 卧式 车床 C620-1 通 用夹具 YG6 外圆车刀 YG6 镗刀 YG6 弯头车刀 YG6 端面车刀 止规 通规 塞规 III 扩孔 32、锪孔 47 摇臂 钻床 Z35 专用夹具 扩孔钻 锪钻 32 47 塞规 IV 钻 6- 13.5 小孔 钻 M10 螺纹孔 及 攻丝 摇臂 钻床 Z3025 钻床专用夹具 麻花钻 13.5 8.5 M10 塞规 4.52min V 半精车 65 外圆及台阶面 卧式 车床 C620-1 通用夹具 YG8 外圆车刀 止规 通规 nts VI 半精车各外圆 环槽及各 倒角 卧式 车床 C620-1 通用夹具 YG8 外圆车刀 止规 通规 塞规 VII 精细车 65 外圆 卧式 车床 C616A 通用夹具 YG10 外 圆车刀 止规 通规 VIII 精、细镗 60 内孔 卧式 车床 C616A 专用夹具 YG10 镗刀 塞规 IX 磨 60 内孔底面 立轴矩台平面磨床 M7232B 磨床专用夹具 砂轮 I-20x10x6-A60P6V-1.0 表面 粗糙 度仪 1.94min X 研磨孔 60 内 端面、倒角 研磨机 专用夹具 金刚玉微粉 表面 粗糙 度仪 XI 去毛刺 钳工 台 XII 终检 班级 机制 1041 姓名 罗贤东 编制日期 2007-7-9 nts机械加工工序卡片 产品型号 ZW-6/7 零件图 号 01-01-01 共 3 页 产品名称 空气压缩机 零件名称 填料箱盖 第 3 页 (工序图 ) 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加 工车间 IX 磨削 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台