填料箱盖夹具设计磨φ60内孔底面.docx
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填料箱盖夹具设计磨φ60内孔底面
目录
前言------------------------------------------------1
1、零件分析--------------------------------------------2
1、1零件的作用--------------------------------------2
1、2零件的工艺分析-----------------------------------2
2、工艺规程设计---------------------------------------2
2、1毛坯的制造形式-----------------------------------2
2、2基准面的选择-------------------------------------2
2.3制订工艺路线------------------------------------3
2.3.1、工艺路线方案一-------------------------------3
2.3.2、工艺路线方案二-------------------------------3
2.3.3、工艺方案的比较与分析---------------------------4
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-----------5
2.5选择加工设备与工艺装备----------------------------5
2.5.1、选择机床---------------------------------------5
2.6确定切削用量及基本工时----------------------------6
3、专用夹具的设计------------------------------------7
3.1问题的指出---------------------------------------7
3.2定位基准的选择-------------------------------------7
3.3、定位误差的分析-----------------------------------7
3.4夹具设计及操作的简要说明---------------------------7
4、小结------------------------------------------------8
5、参考文献------------------------------------------------------------------------------9
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ф65H5（
）轴为中心的加工表面。
包括：
尺寸为ф65H5（
）的轴，表面粗糙度为1.6，尺寸为ф80的与ф65H5（
）相接的肩面,尺寸为ф100f8（
）与ф65H5（
）同轴度为0.025的面，尺寸为ф60h5（
）与ф65H5（
）同轴度为0.025的孔。
1.2.2、以ф60h5（
）孔为中心的加工表面。
尺寸为78与ф60H8（
）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ф60H8（
）孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-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
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φ65外圆及台阶端面及各倒角。
工序II：
铣大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。
工序III：
扩孔φ32、锪孔φ47。
工序IV：
钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。
工序V：
半精车φ65外圆及台阶面。
工序VI：
半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。
工序VII：
精细车φ65外圆。
工序VIII：
精、细镗φ60内孔。
工序IX：
磨φ60内孔底面。
工序X：
研磨孔φ60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φ65外圆及台阶端面及各倒角。
工序II：
粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。
工序III：
扩孔φ32、锪孔φ47。
工序IV：
半精车φ65外圆及台阶面。
工序V：
半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。
工序VI：
精细车φ65外圆。
工序VII：
精、细镗φ60内孔。
工序VIII：
磨φ60内孔底面。
工序IX：
研磨孔φ60内端面、倒角。
工序X：
钻6-φ13.5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ф60H8（
）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ф65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φ65外圆及台阶端面及各倒角。
工序II：
粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。
工序III：
扩孔φ32、锪孔φ47。
工序IV：
钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。
工序V：
半精车φ65外圆及台阶面。
工序VI：
半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。
工序VII：
精细车φ65外圆。
工序VIII：
精、细镗φ60内孔。
工序IX：
磨φ60内孔底面。
工序X：
研磨孔φ60内端面、倒角。
工序XI：
去毛刺。
工序XII：
终检。
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
、
、
、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
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Φ60孔底面
①．选择磨床：
选用M7232B型立轴矩台磨床。
②．选择砂轮：
查《工艺手册》第三章中磨料选择各表，选用I-30x10x10-A60P6V
③．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
④．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
：
单面加工余量
=0.5mm
K：
系数K=1.1
r：
工作台移动速度（m/min）
：
工作台往返一次砂轮轴向进给量
：
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φ60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φ60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φ60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φ60内孔底面对φ60内孔有垂直度要求，要求的加工精度较高，因此，应选择φ65外圆和与φ80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
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φ65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φ60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
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。
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