钻6×ΦM10螺纹底孔的夹具设计-课程设计说明书.docx

课程设计设计题目：钻6M10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60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60孔，最终完成本次试验。目录1、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13.5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100f8与65f5与缸座孔配合螺栓固定。长径为627X30h6的活塞杆通过该零件内孔，60H8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65中心线为基准加工的面：100、155、65外圆面，80与65相接端面。 （2）以60孔中线为基准加工的面：长度为78与60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 1 137 103.6G2.25.8143 2 155103.6G2.25.8161 3 100114.4G1.45.8106 4 80114.4G1.45.886 565114.4G1.45.871 660125.6E0.4654 832113.6E0.4428（3）以60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100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0302.5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155的外圆面为粗基准加工65、80、75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65外圆自为基准找正进行精加工，再以65外圆中心线为基准加工60H8的孔、100f8的外圆面保证同轴度和60与80的结合面保证垂直度。然后以60H8的孔中心线为基准精加工36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6-13.5、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，65、100、75、80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：一. 先基准后其他，找正划线，先加工精基准65的外圆。二. 先面后孔，先加工左右端面、115、100、75、80、65的外圆面，然后加工60、32、47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65外圆面60孔IT101.6粗、半精、精车65与80相接端面IT71.6粗、半精、精车未标注公差尺寸115、80、75外圆面IT96.3粗车、半精车未标注公差尺寸32、47的孔IT96.3粗车、半精车未标注公差尺寸36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613.5的孔以及攻螺纹前的孔钻孔未标注公差尺寸91外圆槽IT133.2方案1.粗车右端面，粗车65、80、75、100外圆面，粗车宽7.5密封槽，粗车32、47的孔。2.粗车左端面，粗车155外圆面，粗车60孔，粗车36凸台。3.半精车65的外圆面，半精加工右端面，半精车80、75、100外圆面，半精车宽7.5的密封环槽，半精车32、47的孔，车倒角。4.半精车左端面，半精车115外圆面，半精车60的孔和36的凸台，车倒角。5.钻6-13.5、6-9.2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65外圆面，精车65与80相接端面。8.精车60孔和36凸台。9.粗磨36凸台。10.精磨36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36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（m）粗半精精粗半精精粗半精精65h532168666512.53.21.68042828012.56.37532777512.56.31004210210012.56.31154211711512.56.3右端面3112.56.3左端面1112.56.33231313212.56.347142454712.56.36032157596012.56.31.6宽7.5槽92939112.53.22.12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。确定被吃刀量。粗车双边余量为2mm，则单边余量为1mm。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=0.81.2mm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。确定切削速度。查表5-74可得VC=0.6671.000M/S取1m/s。主轴转速查表得符合要求。（1） 确定粗车68mm外圆面所需的时间，粗车68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。（2） 同理确定加工右端面，80，75，100外圆面所需要的时间（3） 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13.5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8.5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60处与底板的内孔配合，零件的100与75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=20 3.6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100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