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填料箱盖的钻φ6斜孔夹具设计及加工工艺装备含proe三维及4张CAD图,填料,夹具,设计,加工,工艺,装备,proe,三维,CAD

内容简介：

摘 要本文是对填料箱盖零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计钻孔夹具。关键词：填料箱盖，加工工艺，加工方法，夹具目 录摘 要I前言1第1章 填料箱盖零件工艺分析21.1 填料箱盖零件的作用与结构21.1.1 填料箱盖零件的作用21.1.2 填料箱盖零件的结构特点21.1.3 填料箱盖零件零件的结构工艺性2第2章 填料箱盖零件工艺设计42.1 填料箱盖生产类型的确定42.2 毛坯的选择与毛坯图说明42.2.1 毛坯的制造形式和选择42.2.2 毛坯图说明42.3 工艺路线的确定52.3.1基准面的选择52.3.2 工艺线路52.3.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定72.3.4 确定切削用量及时间定额83 钻斜孔模板夹具设计123.1 钻斜孔模板夹具总体方案设计123.2 钻斜孔模板夹具定位分析及误差计算143.3 钻斜孔模板夹具夹紧机构设计与夹紧力计算143.4 钻斜孔模板夹具对刀及导引装置设计对刀及引导装置设计153.5 钻斜孔模板夹具夹紧操作动作说明15设计心得16参考文献17附 录 三维图1II前言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。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标智。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。第1章 填料箱盖零件工艺分析1.1 填料箱盖零件的作用与结构1.1.1 填料箱盖零件的作用其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱盖的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流不流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空！当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却！保持水泵的正常运行。1.1.2 填料箱盖零件的结构特点 箱体零件是机器和部件的基础零件，它把机器和部件中的所有零件连接成一个整体，并使机器和部件中的零件相互保持正确的位置，完成必需的运动。因此，箱体零件的加工质量直接影响着机器的的性能、精度和寿命。箱体零件结构一般比较复杂，箱壁薄，表面和空较多。1.1.3 填料箱盖零件零件的结构工艺性填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1.以65H5（-0.0130）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65H5（-0.0130）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5（-0.0130）相接的肩面, 尺寸为100f8(-0.090-0.036)与65H5（-0.0130）同轴度为0.025的面. 尺寸为60h5(0+0.046)与65H5（-0.0130）同轴度为0.025的孔。2.以60h5(0+0.046)孔为中心的加工表面。尺寸为78与60H8(0+0.046)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨。3.以60H8(0+0.046)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 填料箱盖零件关键表面的技术要求65外圆的上偏差为0，下偏差为-0.013 ，其表面粗糙度为1.6。91外圆的上偏差为0，下偏差为-0.054。100外圆的上偏差为-0.035，下偏差为-0.090。60内孔的上偏差为+0.048，下偏差为0。80左端面粗糙度为1.6。100外圆同轴度以65圆面为基准，公差是0.025。60内孔同轴度以65圆面为基准，公差是0.025。54内圆面垂直度以60圆轴为基准，公差是0.012，内圆面需研磨。第2章 填料箱盖零件工艺设计2.1 填料箱盖生产类型的确定生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。2.2 毛坯的选择与毛坯图说明2.2.1 毛坯的制造形式和选择零件材料为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1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。所以选择圆柱型毛坯。2.2.2 毛坯图说明 图2-1路线的出外圆面（65、80、75、100、91、155）考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、104、160的阶梯轴式结构，且在100端面是铸造出一个55，深70的孔。2.3 工艺路线的确定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。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。2.3.1基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。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，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）所以选择65外圆面做粗基准。（2）精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法。当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。所以也用65外圆做基准。2.3.2 工艺线路 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。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） 工艺线路方案一工序1 车右断面工序2 粗车65、80、75及倒角工序3 粗车65与80端面工序4 车30孔工序5 扩32孔工序6 锪47孔工序7 车左端面工序8 粗车155、100工序9 切刀7.54槽工序10 车60孔工序11粗铣60孔底面工序12镗60沟槽工序13半精车65、80、75及倒角工序14半精车65端面工序15半精车65与80端面工序16半精车100与155端面工序17半精车32工序18半精车47工序19半精车155、100工序20半精车7.54槽工序21半精车60孔工序22 半精镗沟槽 工序23半精车155端面 工序24钻6-13.5孔 工序25钻2-M10-6H攻螺纹 工序26钻4-M10-6H深20孔 工序27钻6斜孔 工序28精车65外圆与80相接端面 工序29精车65 工序30精铣60孔底面 工序31精车60孔 工序32磨60孔 工序33磨65 工序34研磨60孔底面 工序35研磨65 工序36抛光 工序37去毛刺，终检（2）工艺路线方案二工序1 铣削左右两端面。工序2 粗车65，85，75，155外圆及倒角。工序3 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序4 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序5 精车65外圆及与80相接的端面.工序6 粗、精、细镗60H8（孔。工序7 铣60孔底面工序8 磨60孔底面。工序9 镗60孔底面沟槽。工序10 研磨60孔底面。工序11 去毛刺，终检。（3）工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用车削方式加工端面，且是先加工粗车65、80、75外圆面和60H8（、32、47的孔。；方案二是使用铣削方式加工两端面。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，并且同类型工序连在一起，更加提高了效率。在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线一。2.3.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定“填料箱盖”零件材料为HT200，硬度为HBS190241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，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： 613.5孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。1613.5孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔。钻孔 8.5 攻螺纹 M102.3.4 确定切削用量及时间定额 钻613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24(1)钻6-13.5f=0.35mm/rV=17mm/min 因为 n=1000V/(3.14*D) (2.1)所以 n=1000V13.5 所以n=401(r/min)按机床选取：nw=400r/min所以实际切削速度为： v=dwnw1000=13.54001000=16.95m/min (2.2)所以v=16.95m/min切削工时l1=4mm， l2=3mm， l=15mm则：t=l1+l2+lnwf (2.3)所以t=0.157minT1=6t=60.157=0.942min(2)钻2-M10-6H底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以n=1000v8.5 所以n=487r/min按机床选取nw=500r/min实际切削速度 v=dwnw1000=8.55001000=13.35m/min所以v=v=dwnw1000=8.55001000=13.35m/min切削工时l=15mm， l1=4mm， l2=3mm则：t=l1+l2+lnwft=0.126mint2=2t=20.126=0.252min(3)4-M10-6H深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=1000v8.5n=487r/min按机床选取nw=500r/min实际切削速度 v=dwnw1000=8.55001000=13.35m/min v=dwnw1000=8.55001000=13.35m/minv=dwnw1000=8.55001000=13.35m/min切削工时l=24mm， l1=4mm， l2=0mm则：t=l1+l2+lnwft=0.16min t.3=4t=40.16=0.64min(4)攻螺纹孔2-M10-6Hr=0.2m/s=12m/min所以 ns=382r/min按机床选取nw=315r/min则实际切削速度 v=dwnw1000=103151000=9.9m/minv=dwnw1000=103151000=9.9m/minv=dwnw1000=103151000=9.9m/min计算工时l=15mm， l1=3mm， l2=3mm则：t=l1+l2+lnwft=0.067min t.4=2t=20.067=0.134min(5)攻螺纹4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 ns=382r/min按机床选取nw=315r/min则实际切削速度 v=dwnw1000=103151000=9.9m/min v=dwnw1000=103151000=9.9m/minv=dwnw1000=103151000=9.9m/min计算工时l=20mm， l1=3mm， l2=0mm则：t=l1+l2+lnwft=0.083mint.5=4t=40.083=0.33min3 钻斜孔模板夹具设计3.1 钻斜孔模板夹具总体方案设计总体方案设计 图3-17 夹具三视图定位原理设计（1）在固定工件底部的地方采用圆柱销限制工件的五个自由度，用螺母讲工件从顶部往下加紧，同时在需要打孔的侧面装上可旋转的斜孔定位板，以便于工件的装载。 图3-18 定位原理图（2）使用等腰三角形状的底座将工件斜放，同样采取圆柱销限制工件的五个自由度，和螺母，但是相对于方案1浪费的材料太多，制作成本稍大，且物体形状规格以及斜孔定位板在此方案中的要求更加严格需要的工序更多。 图3-19 定位原理图3.2 钻斜孔模板夹具定位分析及误差计算在倾斜45度角 离底端60的部位打6斜孔60*60/2=1800 1800 1800=42 夹具斜面长176 打孔部位的底部离斜边为127 故176-127=49 49*49=2401 2401=34 得出斜孔距离端面为42+34=76由于计算数据得出均带有无限小数，故尺寸最大误差有上下浮动0.5mm的偏差，符合精度加工误差范围。3.3 钻斜孔模板夹具夹紧机构设计与夹紧力计算夹紧机构和夹紧力的计算 图3-20 夹紧机构图夹紧机构为顶部通过螺母将装载在夹具上的工件施力固定。工件材料为AS9U3，大平面加工余量为1.5mm，采用硬质合金端铣刀加工，切削力查参考文献1可根据如下公式计算： (3.11)af-每齿进给量(mm/r)aw-铣削宽度(mm)Fz-铣削力(N)KFZ-铣削力修正系数d0-铣刀外径(mm)ap-铣削深度(mm)z-铣刀齿数确定参数d0=315mm z=16 af=0.031 ap=1.5mmaw=240mm kfz取1.6 查表 cF=7750 xF=1.0 yF=0.75 uF=1.1 wF=0.2 aF=1.3=7.74N3.4 钻斜孔模板夹具对刀及导引装置设计对刀及引导装置设计可旋转定位板上打有一个圆孔便于对刀，刀尖竖直对准圆心即为对刀完成。3.5 钻斜孔模板夹具夹紧操作动作说明夹具操作动作说明（1）将斜孔定位板旋转到头朝下的位置，将工件对准圆柱销倾斜放入。（2）用螺母将工件顶部伸出的圆柱销对着螺纹拧紧，将工件固定住。（3）再将斜孔定位板向上旋即可。设计心得通过此次装备设计基础的课程设计，使我了解到了夹具设计需要具备的精准计算能力和面面俱到的设计能力，其中对底座的设计圆柱销的定位和为了方便固定能够施加夹紧力的芯轴都是经过多次改动多次调整决定的，也同时运用到了多种数学能力去设计斜孔定位板，想到方便装载元件，也将其设计上加上一个可提供旋转自由度的轴件。设计期间同学的帮助和老师的教导缺一不可，从开始的分工到设计过程中组长的把握和督促以及帮助思考使我们事半功倍，老师的指导一语点醒梦中人，愿在今后的学习生活中和社会实践中能够拿出更加勤奋的精神，取得跟好的成绩，谢谢！参考文献1.机床夹具设计.第3版.薛源顺主编.机械工业出版社.2012.180-187.2.机床夹具设计与应用实例.第1版.柳青送主编.化学工业出版社.2018.3.组合夹具组装技术.第1版.唐用中等.国防工业出版社.1979.4.机械制造工艺与夹具.第2版.周世学主编.北京理工大学出版社.2006.6.机床夹具设计实例教程.第1版.李名望主编.化学工业出版社.2009.7.机床夹具图册.第1版.刘彤安等主编.机械工业出版社.2007.8.组合夹具图册.第1版.许生蛟主编.机械工业出版社.1998.17附 录 三维图 图V.1夹具三维图1机 械 加 工 工 序 卡零件名称填料箱盖切削液共5 页工序名称钻6斜孔工序号27第 5 页设 计邱志强校 对修 改审 核机 床 夹 具 名称专用夹具序号工 序 内 容设 备 型 号刀辅具名称量检具名称主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm切削长度mm基本时间min27钻6斜孔M115B麻花钻千分尺1000100.015设计课题任务书 院(部)： 专业： 指导教师学生姓名学号班级课题名称编制 填料箱盖 零件的机械加工工艺，设计 6斜孔 专用夹具内容及任务根据给定的零件图样，生产纲领按中等批量。编制 填料箱盖 零件的机械加工工艺规程，编制钻6斜孔 工序的工序卡及设计其专用机床夹具。拟达到的要求或技术指标一、设计图纸1、毛坯图、零件毛坯合图各一张(3或4号图CAD出图，手工图为2号或3号装配)2、关键工序机械加工工艺规程卡片一张(4号图)3、指定工序夹具装配图一张(2或3号图)4、夹具部分零件图12张(图幅自定)二、设计说明书1、设计说明书(一份，格式按毕业设计规范要求)2、夹具3D装配