課程設計--填料箱蓋夾具設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　課程設計是高等工業(yè)學校教學中的一個主要組成部分, 是專業(yè)學習過程是最后的一個是完成工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生獨立思考和科學工作方法重要的實踐性的過程。</p><p>　　設計的目的和要求在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能去分析和解決機械工程實際問題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學生

2、樹立工程技術(shù)必備的全局觀點,生產(chǎn)觀點和經(jīng)濟觀點。樹立正確的設計思想和嚴肅認真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻資料,手冊進行工程運籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨立工作能力。</p><p><b>　　1、</b></p><p><b>　　1 零件的分析</b></p><p><b>　　1．1

3、零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是ZW-6/7型空氣壓縮機的填料箱蓋（見附圖1）主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封，對內(nèi)表面的加工精度要求比較高，對配合面的表面粗糙度要求也較高。</p><p>　　1．2 零件的工藝分析</p><p>　　套類零件的主要加工表面有孔、外圓、和端面。其中孔既是裝配基準又是設計基準，加工精度和表

4、面粗糙度要求較高，內(nèi)外圓之間的同軸度及端面與孔的垂直度也有一定的技術(shù)要求。分述如下：</p><p>　　1.2.1、以ф65H5（）軸為中心的加工表面。</p><p>　　包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025 的面，尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.02

5、5的孔。</p><p>　　1.2.2、以ф60h5()孔為中心的加工表面。</p><p>　　尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。</p><p>　　1.2.3、 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。</p><p>

6、　　1.2.4、其它未注表面的粗糙度要求為6.3,半精加工即可滿足要求。</p><p><b>　　2、工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　2.1 毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為5000件，屬于大批生產(chǎn)的，而且零件輪廓尺

7、寸不大，故可以采用砂型鑄造機器造型和殼型。</p><p><b>　　基準面的選擇</b></p><p>　　2.2.1、粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置</p><p>　　精度較高的不加工表面作粗基準。。</p><p>　　2.

8、2.2、精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。</p><p>　　2.3 制訂工藝路線</p><p>　　按照先基準面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原則，布置工藝路線如下：</p><p>　　2.3.1、工藝路線方案一</p><p>　　工序I：銑小端端面，粗車φ65外圓及

9、臺階端面及各倒角。</p><p>　　工序II：銑大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。</p><p>　　工序III：擴孔φ32、锪孔φ47。</p><p>　　工序IV：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。</p><p>　　工序V：半

10、精車φ65外圓及臺階面。</p><p>　　工序VI：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。</p><p>　　工序VII：精細車φ65外圓。</p><p>　　工序VIII：精、細鏜φ60內(nèi)孔。</p><p>　　工序IX：磨φ60內(nèi)孔底面。</p><p>　　工序X：研磨孔φ60內(nèi)端面、

11、倒角。</p><p><b>　　工序XI：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序XII：終檢。</b></p><p>　　2.3.2、工藝路線方案二</p><p>　　工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。</p><p>　　工序II：

12、粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。</p><p>　　工序III：擴孔φ32、锪孔φ47。</p><p>　　工序IV：半精車φ65外圓及臺階面。</p><p>　　工序V：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。</p><p&

13、gt;　　工序VI：精細車φ65外圓。</p><p>　　工序VII：精、細鏜φ60內(nèi)孔。</p><p>　　工序VIII：磨φ60內(nèi)孔底面。</p><p>　　工序IX：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。</p><p>　　工序X：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。</p><p><b>　　工

14、序XI：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序XII：終檢。</b></p><p>　　2.3.3、工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12個孔后再精加工外圓面和ф60H8（）孔。方案二是使用車削方式加工兩端面，12個孔的加工放在最后。兩相比較起來可

15、以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用車削較好，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。</p><p>　　但是仔細考慮，在工藝路線二中，是先精車ф65外圓及臺階面然后再鉆12個孔及攻螺紋。</p><p>　　這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：</p><p>

16、;　　工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。</p><p>　　工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。</p><p>　　工序III：擴孔φ32、锪孔φ47。</p><p>　　工序IV：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。</

17、p><p>　　工序V：半精車φ65外圓及臺階面。</p><p>　　工序VI：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。</p><p>　　工序VII：精細車φ65外圓。</p><p>　　工序VIII：精、細鏜φ60內(nèi)孔。</p><p>　　工序IX：磨φ60內(nèi)孔底面。</p>&l

18、t;p>　　工序X：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。</p><p><b>　　工序XI：去毛刺。</b></p><p><b>　　工序XII：終檢。</b></p><p>　　2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　ZW-6/7型空氣壓縮機的填料箱蓋；零件材料

19、為HT200，硬度190～</p><p>　　210HB，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。</p><p>　　2.4.1、根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》的規(guī)定，除非另有規(guī)定，否則要求的機械加工余量適用于整個毛坯鑄件，即對所有需要機械加工 的表面只規(guī)定一值。查表2-1、2-5取毛坯鑄件的公差等級為10級，機械加工余量等級G級。</p><p>

20、　　2.4.2、查表2-4取毛坯鑄件的機械加工余量為2mm，根據(jù)毛坯鑄件各個尺寸所在的范圍，查表2-3得各個尺寸的公差，再根據(jù)公式（2-1）R=F+2RMA+CT/2與公式（2-2）R=F-2RMA-CT/2即可計算出毛坯的基本尺寸。</p><p>　　2.4.3、根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖如下。</p><p>　　2.5 選擇加工設備與工藝裝備</p><p&

21、gt;　　2.5.1、選擇機床</p><p>　　①工序I 、 II 、VI、VII是粗車和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。</p><p>　?、诠ば騐III是精細車精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床才能滿足要求。故選用C616A型車床。</p><p>　?、酃ば騃V是

22、鉆孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，可選用Z3025</p><p><b>　　RMA=2mm</b></p><p><b>　　型搖臂鉆床。</b></p><p>　?、芄ば騃II 是擴孔和锪孔，由于孔徑較大，選用Z35搖臂鉆床。</p><p>　　⑤工序X是磨內(nèi)孔端面，選用立軸矩

23、臺平面磨床。</p><p>　?、薰ば騒I是研磨內(nèi)孔，精度較高，可選用超聲波研磨機。</p><p>　　2.5.2、選擇夾具</p><p>　　本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。</p><p>　　2.5.3、選擇刀具</p><p>　?、僭谲嚧采霞庸さ墓ば颍话愣加糜操|(zhì)合金

24、車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細加工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。</p><p>　?、阢@孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。</p><p>　　2.6 確定切削用量及基本工時</p><p>　　工序X：磨Φ60孔底面</p><p><b>　?、伲x擇磨床：<

25、;/b></p><p>　　選用M7232B型立軸矩臺磨床。</p><p><b>　　②．選擇砂輪：</b></p><p>　　查《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V</p><p>　?、郏邢饔昧康倪x擇：</p><p>　　砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=

26、970r/min，</p><p>　　軸向進給量 fr=0.017mm/r</p><p><b>　　徑向進給量 </b></p><p>　?、埽邢鞴r基本時間計算：</p><p><b>　　當加工一個表面時</b></p><p>　　Tj=(2*b*L*k

27、)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊》表6.2-8）</p><p>　　式中 L：加工長度 L=30mm</p><p>　　b：加工寬度 b=30mm</p><p>　?。簡蚊婕庸び嗔?=0.5mm</p><p>　　K： 系數(shù) K=1.1</p><p>　　r： 工作臺移動速度（m/min）

28、</p><p>　　：工作臺往返一次砂輪軸向進給量</p><p>　?。?工作臺往返一次砂輪徑向進給量</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)</p><p><b>　　=1.94

29、min</b></p><p><b>　?、葺o助時間的計算：</b></p><p>　　輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時間為：</p><p>　　tf=0.15*1.94=17.46s</p><p><b>　?、奁渌麜r間的

30、計算:</b></p><p>　　其他時間可按關系式tb+tx=6%*(tj+tf)計算</p><p>　　則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s</p><p>　?、邌伍g時間 tdj=116.4+17.46+8=141.86s</p><p><b>　　3、專用夾具的設計</b><

31、;/p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。在這里只設計了工序工序IX磨φ60內(nèi)孔底面的專用夾具。本夾具將用于立軸矩臺平面磨床，刀具為砂輪。</p><p>　　3.1 問題的指出</p><p>　　本夾具主要用來加工φ60內(nèi)孔底面，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。<

32、;/p><p>　　3.2定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知，要加工φ60內(nèi)孔底面，原本只需限制工件的3個自由度，但由于在孔內(nèi)加工，為了不使加工影響其他表面，需要限制工件的5個自由度，且φ60內(nèi)孔底面對φ60內(nèi)孔有垂直度要求，要求的加工精度較高，因此，應選擇φ65外圓和與φ80外圓相連的臺階面作為基準進行加工。</p><p>　　Tj = 1.94min

33、</p><p><b>　　tf=17.46s</b></p><p><b>　　tb+tx=8s</b></p><p>　　tdj=141.86s</p><p>　　3.3、定位誤差的分析</p><p>　　工件以臺階面和外圓面定位，工件的設計基準為其軸線，故不存

34、在基準不重合誤差，誤差即為φ65外圓面公差的一半。即0.0065mm，此誤差在允許的范圍內(nèi)，因此符合要求。</p><p>　　3.4 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　該夾具是以端面和外圓定位基準加工φ60內(nèi)孔底面，可以用一帶端面的定位套來定位，由于磨削時的夾緊較大，因此加了四跟柱以加強其強度，本夾具通過楔塊的移動使鉸鏈軸帶動螺栓下移從而帶</p><p&

35、gt;　　動壓板下移壓緊工件。鉸鏈機構(gòu)能迅速夾緊和松開，達到了提高生產(chǎn)力和降低勞動強度的目的，因此能滿足要求。</p><p><b>　　4、小結(jié)</b></p><p>　　為期三周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組兩名同學在老師的指導下，順利完成了這次課程設計，課程設計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深

36、了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。</p><p>　　本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。</p><p>　　通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、

37、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。</p><p>　　總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題和動手的能力，對我們以后的前途很有作用。</p><p>　　定位誤差=0.0065mm</p><p><b>　　5、參考文獻</b>

38、</p><p>　　1、于駿一、鄒青主編?！稒C械制造技術(shù)基礎》。北京：機械工業(yè)出版社，2004、1</p><p>　　2、馮辛安主編?！稒C械制造裝備設計》?！?版?！本簷C械工業(yè)出版社，2005、12。</p><p>　　3、劉友才、肖繼德主編，機床夾具設計。北京：機械工業(yè)出版社，1991</p><p>　　4、史全富、汪麟責任編輯