填料箱盖的夹具设计.docx

1、填料箱盖的夹具设计工业大学课程设计任务书20 20 学年第一学期 机械工程 学院（系、部） 机械设计制造及自动化 专业 机设 班级课程名称： 机械制造装备设计 设计题目： 金属切削机床夹具设计 起止日期：自 2011 年 12月 18日至 2011 年 12月 25日共 1 周容及任务一、设计任务:填料箱盖零件,如图所示,进行夹具设计,生产批量为大批量生产。二、要求：1、加工图中标注为“I”的部位，应保证相关的技术和精度要求；2、加工机床根据需要自己选择3、如图形不够清晰，请查阅机械制造装备设计课程设计（立德编，高等教育，ISBN978-7-04-022625-6）三、设计工作量1、设计计算说

2、明书一份, 非标准零件图1-2，专用夹具装配总图1，夹具爆炸图1（3D图）；图纸工作量应大于一A0图；2、设计说明书及图纸必须为计算机输出稿；3、上交作业应包括电子稿以及打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面图纸文件格式为autocad2007或以下版本文件格式，3D图为step文件格式（图纸要求包括原始零件模型数据）。*3D图可根据学生个体情况选择。进度安排（仅供参考）起止日期工作容2011.12.181、设计准备工作：熟悉设计任务书，明确设计的容与要求；2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等3、结构方案分析；2011.12.19机构（夹具）草图设计；2011.12.20机构（

3、夹具）分析计算；2011.12.21装配图绘制；2011.12.22夹具零件图绘制；2011.12.24编写设计计算说明书；2011.12.25答辩主要参考资料1.机械制造装备设计 辛安等著 机械工业2.机械制造装备设计课程设计 立德编 高等教育3.机械制造装备设计 立德编 高等教育4.金属切削机床夹具设计手册 浦林详等编 机械工业5.金属切削机床设计 戴曙著 机械工业指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日.一、零件分析 41.1零件的作用 41.2零件的工艺分析 5二、工艺规程设计 62.1 确定毛坯的制造形式 62.2 基面的选择 62.2.1粗基准的选择 6

4、2.2.2精基准的选择 62.3制定工艺路线 7三、钻孔13.5的夹具设计 103.1零件本工序的加工要求分析 103.2确定夹具的类型 103.3拟定定位方案和选择定位元件 103.3.1定位方案 103.3.2选择定位元件 10-113.3.3定位误差的计算 11-123.4确定夹紧方案 133.5钻套的类型及结构的确定 133.6绘制夹具装配图 四、三维建模 1441夹具总装配后的最后结果 1442夹具总装配爆炸后的最后结果 15总结 16参考文献 16一、零件分析1.1零件的作用题目所给定的零件是汽车的填料箱盖如图1.1所示，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

5、漏。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵。始终保持水泵的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈使填料冷却。保持水泵的正常运行。该零件对表面的加工精度要求比较高，对配合表面的表面粗糙度要求也比较高。 图1.11 .2 零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求，图（1,2）1.以65H5（）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65H5（）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5（）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）同轴度为0.025的

6、面. 尺寸为60h5()与65H5（）同轴度为0.025的孔。2.以60h5()孔为中心的加工表面。尺寸为78与60H8()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以60H8()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。4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求二、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。2.2

7、 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，使生产无常进行。 2.21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。）2.2.2 精基准的选择 选择精基准时应重点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。 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则

8、；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。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。2.3 制订工艺路线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

9、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。 工艺线路方案一工序 铣削左右两端面。工序 粗车65，85，75，155,100外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研磨60孔底面。工序 去毛刺，终检。工艺路线方案二工序 车削左右两端面。工序 粗车65，85，75，155外圆及倒角

10、。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研磨60孔底面。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 去毛刺，终检。 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孔后精加工外圆面和60H8（孔。；方案二是使用车削方式加工两端面，12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，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中

11、，工序 精车65外圆及与80相接的端面。然后工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。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 车削左右两端面。工序 粗车65，85，75，155,100外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研

12、磨60孔底面。工序 去毛刺，终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。（单位）机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称填料箱盖材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸备注工序号工序名称工序容车间工段设备工艺装备工时1粗车右端端面、外圆，粗镗孔粗车小端端面，粗车65外圆，粗镗32、47孔卧式车床CA6140YG8硬质合金刀具、游标卡尺2粗车左端端面、外圆，粗切环槽、粗镗孔粗车大端端面，粗车155、100、80、75外圆，粗切91环槽，粗镗60孔卧式车床CA6140YG8硬质合金刀具、高速钢刀具、游标卡尺3半精车右端端面、外圆半精车小端端面，半精车65外圆面卧式车床CA61

13、40YG8硬质合金刀具、游标卡尺4半精加工左端端面、外圆、环槽、孔半精车大端端面，半精车155、100、80、75外圆，半精切91环槽，半精镗60孔卧式车床CA6140YG8硬质合金刀具、高速钢刀具、游标卡尺5精细车65外圆精车和细车65外圆面精密车床 C616AYG6X硬质合金车刀、游标卡尺6精加工环槽端面、孔精车环槽端面，精镗60孔精密车床 C616AYG6X硬质合金车刀、游标卡尺7钻孔钻613.5孔， M10螺纹孔（通孔和深24mm的孔）摇臂钻床 Z3040高速钢钻头8攻丝攻M10螺纹（通孔和深24mm的孔）摇臂钻床 Z3040丝锥9终检编 制审 核批 准共 页第 页三、钻孔13.5的夹

14、具设计3.1零件本工序的加工要求分析本夹具主要用来钻6孔，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确定夹具的类型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。经过各方面的比较,决定设计第6道工序钻6孔的钻床专用夹具。本夹具将用于Z3025摇臂钻床，刀具为麻花钻。3.3拟定定位方案和选择定位元件3.3.1定位方案此道工序为加工孔，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100处与底板的孔配合，再将底板和零件一起固定在底板，并用圆柱销固定。3.3.2选择定位元件 定位元件如图所示3

15、.3.3定位误差的计算定位误差分析1 根据圆柱销直径确定公差：圆柱销与孔的配合采用基孔制配合，配合选用。查表得（互换性测量表3-3）IT7=12, IT6=8对于基孔制H7的EI=O其ES为：ES=EI+IT7=12对销IT6,由表的es=-4起ei为：ei=es-IT6=-4-8=-12由此得：孔： 销： 2 确定销的直径,宽度及公差根据直径查表得宽度得：=5mm, =2mm,B=4.5mm其中：夹具上两销心距公差 ：工件上两孔中心距公差取=16.则=-16取=*16=4所以=16，=4代入公式=16=4.984mm确定菱形销的公差：销公差等级高于孔德一级定，采用配合。以采用与圆柱销同样的配

16、合。来确定菱形销的公差配合一面两销引起的定位误差公式计算如下：=4+12+8=24=16+12+8=36所以将上面数据代入公式：所以定位误差满足要求。3.4确定夹紧方案用螺栓将零件和底板预紧，达到要求即可，如图3.5钻套的类型及结构的确定因为是中批量，且加工孔直径不变化，故选用固定钻套。固定选套是直接压入钻模板或夹具体的孔中，过盈配合，位置精度高，结构简单。 钻套设计时，要注意钻套的高度H和钻套底端与工件间的距离h。钻套高度是指钻套与钻头接触部分的长度。太短不能起到导向作用，降低了位置精度，太长则增加了摩擦和钻套的磨损。一般H=（1-2）d，此处钻孔直径为13.5，故H=13.5四、三维建模4

17、.1夹具总装配后的最后结果4.2夹具总装配爆炸后的最后结果总结：夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在老师的指导下，顺利完成了这次课程设计，课程设计作为机械制造装备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。机械加工工艺规程设计中我运用了基准选择、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。参考文献1机械制造装备设计 辛安等著 机械工业2机械制造装备设计课程设计 立德编 高等教育3机械制造装备设计 立德编 高等教育4金属切削机床夹具设计手册 浦林详等编 机械工业5金属切削机床设计 戴曙著 机械工业