1、全套設(shè)計等，加153893706課程設(shè)計設(shè) 計 題 目：填料箱蓋鉆13.5孔工序的 夾具設(shè)計 系部： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級：機械三班學(xué)號 同 組 者： 指導(dǎo)教師姓名：職稱 教授 職稱 副教授 最終評定成績： 長沙學(xué)院教務(wù)處 二一一年二月制長沙學(xué)院課程設(shè)計鑒定表姓名郭興發(fā)學(xué)號2009031208專業(yè)機械設(shè)計制造班級三班設(shè)計題目填料箱蓋鉆13。5孔工序的夾具設(shè)計指導(dǎo)教師張志強 唐勇指導(dǎo)教師意見：該同學(xué)在設(shè)計過程中，工作態(tài)度 （好，良好，中，差）設(shè)計工作量 （飽滿，基本符合要求，未達到設(shè)計要求）工藝設(shè)計 （很好，合理，基本合理，不符合要求）夾具設(shè)計

2、（很好，合理，基本合理，不符合要求）工作圖紙和共有卡質(zhì)量 （很好，基本符合要求，差）其效果圖和動畫 （很好，基本符合要求，差）自評分 互評分 老師評分 評定等級： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評定等級：答辯小組長簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名： 日期： 系（部）意見：系主任簽名：日期：說明課程設(shè)計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類；機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計 填料箱蓋 零件的機械加工工藝規(guī)程及 鉆13.5孔 工序的專用機床夾具。設(shè)計要求：熟練使用計算機輔助(軟件自選)，獨立完成（1） 毛坯圖、零件毛坯合圖各一張(3或4號圖cad出圖，手工圖為2號)（

3、2） 關(guān)鍵工序機械加工工藝規(guī)程卡片一張(4號圖，capp出圖)（3） 指定工序夾具裝配圖一張(2或3號圖，cad出圖可拼接)（4） 夾具部分零件圖12張(圖幅自定)（5） 設(shè)計說明書(一份，10頁，正文五號字，含插圖)（6） 夾具3d裝配效果圖一張(3或4號圖，可渲染)以上均需輸出，以書面交設(shè)計資料，保留軟盤待查。原始資料：零件圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)，每月班次、生產(chǎn)條件等。班級 機械三班 學(xué)生 指導(dǎo)教師 2012年 07 月 06 日課程設(shè)計摘 要本次課程設(shè)計通過分析填料箱蓋零件的結(jié)構(gòu)特點和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值

4、。本次夾具設(shè)計主要做了以下幾方面的工作：1.首先分析工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，根據(jù)工件的材料和尺寸查表來確定毛坯各部分的加工余量。2.對加工工序的確定以及對于基準(zhǔn)的選擇。3.從集中工序路線中分析，選出相對較好的一組來作為最后的加工工藝路線。以上是夾具設(shè)計之前的準(zhǔn)備工作，及零件的工藝分析。接下來就是夾具的設(shè)計，對于夾具設(shè)計來說，最重要的就是定位、夾緊方案的確定。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置。同時，還要對各種定位誤差和扭矩，夾緊力進行計算，必須保證各數(shù)據(jù)都在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。這樣才能保證工件的加工精度，盡最大可能避免系統(tǒng)誤差，以及加工過程中造成的

5、誤差。關(guān)鍵詞：工藝分析,夾具設(shè)計,定位,夾緊,誤差第一部分填料箱蓋加工工藝規(guī)程第二部分鉆13.5孔夾具設(shè)計第1章 件的分析1.1零件的作用填料箱蓋為型空氣壓縮機的密封箱蓋，它通過與與缸座孔配合用螺栓固定。長徑為的活塞桿穿過該零件的內(nèi)孔，的孔內(nèi)裝入填料，防止活塞桿運動時漏油，右端通過螺栓與壓蓋連接，寬度為7.5mm槽裝o型密封圈。由于零件用于密封，固在連接處和配合出的精度要求較高。1.2零件的工藝性分析填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求,如下圖1:（1）以（）孔中心線為基準(zhǔn)的加工面：尺寸為的與（）相接的垂直度為0.015的肩面, 尺寸為()與(）同軸度為0.025的面. 尺寸為()與()同軸

6、度為0.025的孔。 （2）以()孔中心線為基準(zhǔn)的加工面：尺寸為78與()中心線垂直度為0.012,表面粗糙度為0.4凸臺面。(3)以()孔中心均勻分布的12孔,6- ,。 (4)以()的外圓面和左端面為定位基準(zhǔn)加工表面粗糙度為3.2的密封環(huán)槽。圖1.1 填料箱蓋零件圖第2章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯2.1.1確定毛坯類型與鑄造方法根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，據(jù)零件結(jié)構(gòu)特征和保證零件加工質(zhì)量及便于加工原則，采用整體半實體鑄造毛坯，分型面通過孔中心線并垂直與端面，鑄造后對鑄件進行人工時效處理，以免工件加工后因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生較大變形。零件年產(chǎn)產(chǎn)綱領(lǐng)為為件/年，達到大批生產(chǎn)的水平，且零件的輪廓尺寸不

7、大，故選用砂型機器鑄造。從提高生產(chǎn)率、保證加工精度及經(jīng)濟性等角度考慮,鑄造方案也可行。2.1.2毛坯分型面和澆冒口位置由于零件的形狀和結(jié)構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)，故鑄造的分型面為通過孔中心線并垂直與左端面，澆注口位于右端面中心，采取頂部澆注法制造毛坯。2.1.3毛坯技術(shù)要求 （1）鑄件不應(yīng)有裂痕、砂眼和局部縮松、氣孔和夾渣等鑄造缺陷。鑄件表面應(yīng)清除毛刺、結(jié)瘤和粘砂等。（2）正火處理硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能。（3）起模斜度為。2.1.4毛坯鑄件機械加工余量對于批量生產(chǎn)的毛坯余量由查得各表面的總余量見下表1，主要尺寸見表2.表2.1 序號基本尺寸加工余量等級加工余量值說明1137g4.0端

8、面單側(cè)加工2155h5.0雙側(cè) 降一級加工3100h4.5雙側(cè) 降一級加工480h4.5雙側(cè) 降一級加工560h4.5雙側(cè) 降一級加工665h4.0雙側(cè) 降一級加工表2.2主要尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差ct100外圓右端面與左端面尺寸304.034.0155左右端面尺寸153.518.560孔深尺寸784.074.065左端面與毛坯右端面尺寸174.021.0毛坯圖如下：圖2.1零件毛坯合圖如下：圖2.22.2基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的關(guān)鍵，正確與合理的選擇基準(zhǔn)面，能夠保證加工質(zhì)量得到，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等。基準(zhǔn)面的選擇不合理，在加工工藝過程中出現(xiàn)各種問題，不能保證加工

9、質(zhì)量，增加零件不合格機率，甚至造成生產(chǎn)無法正常進行等。2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇原則：一：保證相互位置要求原則。二：余量均勻分配原則。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則基準(zhǔn)面要盡可能平整光潔，沒有飛邊毛刺的缺陷。故選取外圓面為粗基準(zhǔn)加工外圓面和右端面。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇此處已刪除根據(jù)上述數(shù)據(jù)，即可計算出各工序的基本尺寸，并將工序公差以入體原則標(biāo)注在基本工序尺寸上，所有計算結(jié)果及其工序尺寸的標(biāo)注見下表:表2.4工序名稱工序余量初定工序基本工序尺寸入體單向公差標(biāo)注調(diào)整后工序尺寸精度粗糙度工序尺寸粗糙度精鏜0.7h81.61.6半精鏜1.5h113.259.33.2粗鏜2.3h126.357.86.

10、3鑄造55.565h8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度確定(1)確定總余量 根據(jù)查表根據(jù)65孔為的材料和孔的徑直長度這一特點，確定孔的直徑總余量為4.0。(2)確定工序余量， 金剛石車工序余量：根據(jù)試驗定為0.1；精鏜：查表確定0.3；半精車余量為1.5；粗車余量為4.0-1.5-0.3-0.1=2.1。(3)確定各工序的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度 由于精車的下道工序味金剛石車，其目的僅僅是降低表面粗糙度，因此精車工序的尺寸精度應(yīng)達到圖紙要求，取工序公差為；由精車余量可知，半精車必須達到 (公差)表面粗糙度；粗車經(jīng)查表得其表面經(jīng)濟精度為，表面粗糙度；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，即可計算出各工序的基本尺寸，并將工

11、序公差以入體原則標(biāo)注在基本工序尺寸上，所有計算結(jié)果及其工序尺寸的標(biāo)注見下表。 表2.5工序名稱工序余量初定工序基本工序尺寸入體單向公差標(biāo)注調(diào)整后工序尺寸精度 粗糙度工序尺寸粗糙度金剛石車0.11.61.6精車033.264.93.2半精車1.56.464.66.4粗車2.112.563.112.5鑄造612.3.2加工階段的劃分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工階段，一個加工階段可以完成；且由于工件的精度要求不太高，所以可以把焊工藝放置到最后，影響不太大。2.3.3工藝路線的方案確定方案一：工序:1. 鑄造2. 時效處理3. 車削左右兩端面。4. 粗車，外圓及倒角，車7.5槽。5. 鉆

12、孔、擴孔，锪孔。6. 精車外圓及與相接的端面.7. 粗、精、細鏜（孔。8. 銑孔底面9. 磨孔底面。10.鏜孔底面溝槽加工36凸臺面。此處已刪除工件材料：ht200，鑄造計算切削用量工序5. 鉆孔、擴至孔、锪孔及倒角（1）鉆孔確定進給量f:根據(jù)參考文獻6查得：按機床選取：=136r/min所以實際切削速度切削工時計算：， =10mm， =4mm=（2）擴孔mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量得 =0.56mm/r=19.25m/min并令： f=1.35 =0.76

13、mm/r按機床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機床選取所以實際切削速度：切削工時計算：， ， =（3）锪圓柱式沉頭孔根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/21/3，故f=按機床取f=0.21mm/rr=按機床選取：所以實際切削速度為：切削工時計算：， ， =工序12. 鉆深孔深24（1） 鉆底孔f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按機床選取實際切削速度切削工時， ， 則：=（3）深20，孔深24，底孔f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=487r/min按機床選取實際切削速度切削工時， ， 則：=（4）攻螺紋孔r=

14、0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度計算工時， ， 則：=（5）攻螺紋r=0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度計算工時， ， 則：=第3章 鉆孔13.5的夾具設(shè)計3.1零件本工序的加工要求分析本夾具主要用來鉆6孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。3.2確定夾具的類型為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過各方面的比較,決定設(shè)計第6道工序鉆6孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于z3025搖臂鉆床，刀具為麻花鉆。3.3確定切削用量，切削速度鉆孔，保證深度15mm；根據(jù)參考查得切

15、削速度的計算公式為： = (m/min) （3.1） 其中=11.1 =0.25 m=0.125 =0 =0.4由此可以得出 =17m/minf=0.35mm/r（查）所以 (r/min)按機床選取：所以實際切削速度為：切削工時， ， 則：=鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式根據(jù)表2.32查得：軸向力：= （3.2）其中，,=扭矩:= =n*m功率:=kw3.4確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度據(jù)表1.12知鉆頭的磨鈍限度為。3.5擬定定位方案和選擇定位元件3.5.1定位方案定位方案1此道工序為加工孔，只要固定相對位置，鉆孔時位置不偏差，不旋轉(zhuǎn)就可以達到要求。將零件固定到底板上，零件的處與底板的內(nèi)孔配合，

16、零件的與軸肩處用夾具體的內(nèi)環(huán)面頂住。再將底板和零件一起固定在夾具體上，并用圓柱銷和菱形銷固定，再用螺栓通過中心孔在另一頭用定位板和螺母固定。定位方案2將零件固定到底板上，將與連接處的軸肩用夾具體底板的內(nèi)環(huán)面頂住，再將底板和零件一起固定在夾具體上，再用螺栓通過中心孔在另一頭用定位板和螺母固定。方案1圖：圖3.1方案2圖：圖3.23.5.2方案分析與確定可以看出兩種定位方案原理都差不多，但從安裝拆除角度看，方案1更加容易安裝和拆除，并且節(jié)省工作空間。加工方便。且方案1有兩個定位銷固定 ，工作時更加穩(wěn)定可靠。 故，最終決定選擇方案1.3.5.3選擇定位元件（1）定位底板：此元件既是定位元件，也充當(dāng)鉆

17、模版的角色。該夾具鉆孔較多，所以采用固定鉆套中的a型。定位底板用一面兩銷定位在夾具體上端面上。定位元件如圖所示:圖3.2（2） 夾具體：3.5.4定位誤差的計算定位誤差分析（1） 根據(jù)圓柱銷直徑確定公差：圓柱銷與孔的配合采用基孔制配合，配合選用。根據(jù)查表3-3得it7=15, it6=9對于基孔制h7的ei=o其es為：es=ei+it7=15對銷it6,由表的es=-5 ei為 由此得：孔：銷： （2） 確定銷的直徑,寬度及公差根據(jù)直徑查表得寬度得：=15mm, =4mm,b=14mm此處已刪除3.6導(dǎo)向裝置的類型及結(jié)構(gòu)的確定因為是大批量，且加工孔直徑不變化，故選用a型固定鉆套。固定選套是直

18、接壓入鉆模板或夾具體的孔中，過盈配合，位置精度高，結(jié)構(gòu)簡單。鉆套高度h是指鉆套與鉆頭接觸部分的長度。太短不能起到導(dǎo)向作用，降低了位置精度，太長則增加了摩擦和鉆套的磨損。一般h=（1-2）d，此處鉆孔直徑為13.5，故選h=20。圖3.43.7夾緊及定位機構(gòu)圖圖3.5 說明：通過雙頭螺柱將工件與定位板夾緊，并用平壓板將定位底板壓緊在夾具體上端面,定位底板限制4個自由度，夾具體在軸肩處限制一個自由度，共5個自由度即可達到加工要求。3.8最終方案用雙頭螺栓將零件和定位底板預(yù)緊，并用平壓塊將底板固定在夾具上平面，達到要求即可，如下圖：圖3.33.9 操作說明 首先將工件放入夾具體內(nèi)，然后將定位底板蓋在

19、夾具體上，用一面兩孔定位銷定位。然后再將雙頭螺柱裝入，兩頭用螺母擰緊，將工件與定位底板夾緊。最后用平壓塊將定位底板壓緊在夾具體上端面。在卸載工件時，因為夾具體上開了一個矩形槽，且夾具體是一種殼體，有兩面是互通，所以，可以方便的卸下工件。設(shè)計心得課程設(shè)計作為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認識。通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。在設(shè)計過程中，經(jīng)常遇到這樣或那樣的問題，而且查找到的資料有時也并不能滿足實際所需，使我們了解到理論與實際的差別。將理論知識應(yīng)用于實際時，同時應(yīng)充分考慮實際所需，比如經(jīng)濟性，實用性。當(dāng)理論與實際很難統(tǒng)一時，要借助日常經(jīng)驗，參考以前的類似資料，進行必要的修正。對于夾具設(shè)計，其加工是比較簡單的，主要是解決零件定位中的問題，既要借助資料，也要考慮實際，以求方案能適應(yīng)所需。參考文獻1 張世昌,李旦,高航.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社.2 任青劍，賀敬宏.機械零件課程設(shè)計m.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2003：66-93.3 胡鳳,蘭主.互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)m.北京:高等教育出版社，2005.4 楊