密封圈定位套加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計-密封件定位套參考素材

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華僑大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 設(shè)計者： 產(chǎn)品名稱 密封圈定位套 零（部）件名稱 共（15）頁 第（8）頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機(jī)加工 90 HT200 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄 件 Ф268×130 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 工 時 機(jī)動 輔助 1 鉆3×Ф13孔 Z3025鉆床 Ф15麻花鉆 游標(biāo)卡尺 200 24 0.15 1 0.183 2 鉆3×M8螺紋底孔 Z3025鉆床 Ф10麻花鉆 游標(biāo)卡尺 200 24 0.15 1 0.126 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 密封件定位套 零件名稱 共 2 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 227mmX267mm 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 1 備料 CA6140 2 鑄造 鑄件各部留加工余量7mm 3 清砂 清砂 4 熱處理 人工時效處理 5 粗車 夾工件右端外圓，照顧鑄件壁厚均勻，車內(nèi)徑各部尺寸，留加工余量5mm，車右端面，保證工件總長為226mm，法蘭盤壁厚23mm，其余各部留余量5mm CA6140 6 粗車 倒頭，以內(nèi)徑定位裝夾工件，法蘭盤外圓找正，車外圓各部，留加工余量5mm CA6140 7 精車 夾工件右端外圓，車內(nèi)徑至尺寸φ130mm，深195mm處車內(nèi)槽φ136mm×4mm，車外端面，保證工件總長222mm，車φ260mm法蘭盤厚度22mm CA6140 8 精車 倒頭，以內(nèi)徑定位裝夾工件，精車右端外圓各部尺寸，留磨量0.8mm（注φ160mm不留加工余量），車端面保證工件總長220mm，車內(nèi)徑φ90mm至尺寸φ90mm，切各環(huán)槽至圖樣尺寸 CA6140 9 磨 夾工件右端外圓，內(nèi)徑找正，粗、粗磨內(nèi)徑至圖樣尺寸φ130mm，靠磨φ136mm端面，磨φ90mm M1432A 10 磨 以內(nèi)徑定位裝夾工件，磨φ165mm外圓，磨φ180mm外圓至圖樣尺寸 M1432A 11 鉗 劃φ175mm中心圓上3×M8孔線，劃φ222mm中心圓上3×φ13mm孔線 Z525 12 鉗 鉆3×φ13mm孔，鉆3×M8底孔φ6.7mm、攻螺紋M8、深15mm Z525 13 檢驗 桉圖樣檢查各部尺寸和精度 搖臂鉆床 14 入庫 入庫 高頻感應(yīng)加熱淬火設(shè)備 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)電及自動化學(xué)院 專業(yè)課程綜合設(shè)計說明書 設(shè)計題目：“密封圈定位套”鉆孔夾具設(shè)計 姓 名： 郭智勇 學(xué) 號： 0811115010 班 級： 機(jī)電（1）班 屆 別： 2008 指導(dǎo)教師： 蹇崇軍 2012 年 1月 前言 本說明書是編者根據(jù)密封圈定位套鉆孔過程所需夾具的設(shè)計原理編寫的。主要包括任務(wù)介紹、方案選擇、定位誤差分析等內(nèi)容。 《專業(yè)課程綜合設(shè)計課程設(shè)計》安排在大四上學(xué)期，是我們學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝學(xué)、工程材料、機(jī)械設(shè)計、CAD/CAM等專業(yè)基礎(chǔ)課和主要專業(yè)課，參加了金工實習(xí)、認(rèn)知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)，經(jīng)過了機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計之后進(jìn)行的又一次實踐性環(huán)節(jié)，這是我們對以前所學(xué)各門課程的一次較為深入的綜合總復(fù)習(xí)，同時還要對相關(guān)課外知識進(jìn)行查閱和學(xué)習(xí)，也是一次對我們實際運用知識解決問題能力的練習(xí)。并且，這次課程設(shè)計同樣也會用到以前的金工實習(xí)、認(rèn)知實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)的相關(guān)知識，也可以說這是對這幾次實習(xí)效果的一次檢驗。馬上就要步入社會，接觸真正的生產(chǎn)加工，所以這次設(shè)計是個很好的鍛煉機(jī)會。 這次的課程設(shè)計，我的題目是“密封圈定位套”鉆孔夾具設(shè)計。希望通過對密封圈定位套的加工工藝規(guī)程的設(shè)計的熟悉，可以進(jìn)一步了解專用夾具的設(shè)計。雖然這是大學(xué)以來的第三次課程設(shè)計，但畢竟還是第一次接觸夾具的設(shè)計，對知識掌握、熟悉程度以及綜合運用還會存在問題，因此在設(shè)計中難免會有考慮不周全或錯誤的地方，這些也是第一次設(shè)計時常見的問題，希望老師多多批評和指正。 目 錄 一、任務(wù)介紹……………………………………………………………1 二、夾具設(shè)計……………………………………………………………2 2.1 方案的選擇及確定…………………………………………………………2 2.2 夾緊元件及動力裝置確定…………………………………………………2 2.3 鉆套、襯套及夾具體零件的選擇…………………………………………3 2.4 定位誤差分析………………………………………………………………6 2.5 公差配合的選用……………………………………………………………8 2.6 切削力的計算與夾緊力分析………………………………………………9 三、設(shè)計小結(jié)……………………………………………………………11 四、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………12 華僑大學(xué)專業(yè)課程綜合設(shè)計 08機(jī)電（1）班郭智勇（0811115010） 一、任務(wù)介紹 圖1定位套工序圖 零件介紹：密封圈定位套是機(jī)械密封裝置中的一個重要零件，它的外圈有凹凸結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈端面凸出一部分保證軸向定位要求。兩者都可以作為密封圈的輔助元件達(dá)到定位密封圈，保證密封工作穩(wěn)定的要求。 如圖1所示，本道工序的加工任務(wù)是加工面孔3×Φ13與3×M8螺孔的底孔，并滿足尺寸要求加工的3×Φ13平均分布在的圓周上，3×M8平均分布在的圓周上，同時保證Φ13與M8的夾角成60°。綜合上述，選擇用Z3025型搖臂鉆床。 根據(jù)所給已知條件，零件按中等批量到大批量生產(chǎn)的情況設(shè)計工藝過程。故以Φ90為定位基準(zhǔn)，采用內(nèi)孔定位。 二、夾具設(shè)計 2.1 方案選擇及確定 方案一：以Φ130內(nèi)孔與圓盤底面B為定位面，采用內(nèi)孔定位，設(shè)計專用夾具。 方案一分析：這種機(jī)床夾具設(shè)計方案可行，但是考慮到定位面B的粗糙度較大，用來做定位基準(zhǔn)會加大加工孔的誤差。 方案二：以零件內(nèi)孔Φ90與圓盤底面A為定位面，采用內(nèi)孔定位，設(shè)計專用夾具。 方案二分析：這種機(jī)床夾具設(shè)計方案合理，因為底面A已經(jīng)進(jìn)行了加工，且粗糙度較小,而內(nèi)孔Φ90也已加工，所以對加工孔的誤差較小。 綜合上述分析，采用方案二。 2.2 夾緊元件及動力裝置確定 由于該密封圈定位套的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用手動夾緊。采用手動夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。 同時為了克服螺旋夾緊動作慢、效率底，本道工序夾具的夾緊元件選用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來解決這一問題提高裝夾效率?？焖俾菪龏A緊機(jī)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)如圖4所示。 圖4 其工作原理及使用說明是:帶有開口墊圈的螺母夾緊，螺母外徑小于工件孔徑。稍微松開螺母，取下開口墊圈，工件即可穿過螺母取出。 2.3 鉆套、襯套及夾具體零件的選擇 本道工序主要加工任務(wù)是加工面孔3×Φ13與3×M8螺孔的底孔。并滿足尺寸要求加工的3×Φ13平均分布在的圓周上，3×M8平均分布在的圓周上。 （1） 對于加工面孔3×Φ13 其加工孔加工要求不高，故選用快速鉆套，以減少更換鉆套的輔助時間。 根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊可以查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)尺寸如圖5及表1所示。 圖5 快換鉆套 表1 工藝孔3×Φ13鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d H D 公稱尺寸 公差 13 26 22 -0.008 -0.022 34 32 12 7 13 13.5 22.5 50° 而襯套則選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如下圖6所示： 圖6 固定襯套 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示： 表2 工藝孔3×Φ13固定襯套的結(jié)構(gòu)尺寸 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 22 +0.023 +0.013 26 30 +0.039 +0.025 1.5 1 （2） 對于加工3×M8螺孔的底孔 M8螺紋孔的加工需鉆、攻螺紋兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：M8螺紋孔分鉆、攻螺紋兩個工步完成加工。 鉆、攻，加工刀具分別為：鉆孔——Φ7標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；攻螺紋——Φ8的絲錐。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖7及表3所示。 圖7 快換鉆套 表3 工藝孔3×M8螺孔的底孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d H D 公稱尺寸 公差 8 12 12 -0.006 -0.018 22 20 12 6 7 7.5 16.5 45° 而襯套則選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如下圖6所示： 圖8 固定襯套 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表4所示： 表4 工藝孔3×M8螺孔的底孔固定襯套的結(jié)構(gòu)尺寸 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 12 +0.019 +0.011 12 18 +0.032 +0.020 1 0.6 （3）夾具體中夾緊零件的選擇 本道工序夾具的夾緊元件選用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，其中螺母選擇帶肩六角螺母來實現(xiàn)旋緊，其根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊可以查得帶肩六角螺母的結(jié)構(gòu)尺寸如圖9及表5所示 圖9 帶肩六角螺母 表4 帶肩六角螺母的結(jié)構(gòu)尺寸 M30 55 53.1 44 45 其他零件都于夾具圖上表示。 2.4 定位誤差分析 (1) 已知工序的尺寸公差δg=0mm。其影響工序尺寸Φ222mm的誤差因素有： 基準(zhǔn)位移誤差Δw是由定位基準(zhǔn)和定位面的幾何形狀和表面粗糙度所引起的誤差，可略去不計，故可認(rèn)為基準(zhǔn)位移誤差δy=0，所以Δw=0。 圖2 工序尺寸的工序基準(zhǔn)為A，定位基準(zhǔn)的為零件內(nèi)孔軸線O（如上圖2）。故基準(zhǔn)不重合，存在。 =-（-0.027）=0.027 圖3 夾具的制造誤差由夾具總裝圖中的技術(shù)要求規(guī)定，鉆套軸線對端齒分度臺定位面的垂直度為0.05mm。已知工件鉆孔出口處至鉆套上端面的距離為36mm,故。 定位面對端齒分度臺定位面的平行度在100mm內(nèi)公差為0.02。又知工件的高度尺寸為220mm,故。 與工序尺寸相應(yīng)的夾具尺寸公差為。 所以 （2)其他誤差 機(jī)床誤差：主軸對機(jī)床工作臺的垂直度誤差，這里主要是靠鉆套引導(dǎo)刀具，且鉆套較長，故可略去不計，即。 刀具誤差和導(dǎo)向誤差：因為加工的孔是鉆加工，鉆套孔徑為 (配合F7)，一般鉆頭允許磨損到尺寸,所以最大配合間隙為 快換鉆套與固定襯套的配合采用，查得其最大配合間隙為 鉆套及襯套的內(nèi)外圓柱同軸度為0.008，則。 又知工件孔深為20mm;鉆套高度H為36mm；導(dǎo)套下端面與工件的間隙Δw為4.36mm,可得刀具切出工件的位置偏差為： 夾具在機(jī)床上的定位誤差由于夾具的位置是通過刀具引入鉆套而校正的，所以等于0。 變形誤差可略去不計。 所以 。 綜上，夾具的定位誤差為 2.5 公差配合的選用 （1） 夾具以內(nèi)孔定位，因為是鉆孔，且精度要求不高，所以按照一般精度選取內(nèi)孔與分度圓盤的配合公差為。 （2) 外徑與襯套的配合按照快換鉆套鉆孔選取了。 （3) 鉆套與襯套的配合按照刀具切削部分導(dǎo)向選取了。 （4) 定位栓與角鐵支承選取配合公差。 2.6 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆加工，而鉆削孔時在Φ13孔產(chǎn)生的鉆削力和鉆削力矩都比鉆削M8螺紋底孔時的大，所以只需計算鉆削孔Φ13的切削力。 鉆削力 鉆削力矩 式中： 則 本道工序加工工藝孔時，工件的Φ90孔與圓定位盤配合，其中用螺栓和帶肩六角螺母旋緊來夾緊機(jī)構(gòu)，屬于單個普通螺旋夾緊。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得夾緊力計算公式為： 其中： ——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； ——原始作用力（N）； ——作用力臂（mm）； ——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）； ——螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； ——螺紋中徑之半（mm）； ——螺紋升角（°）； ——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）。 由上式根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得點接觸的單個普通螺旋夾緊力： =1895N小于所選M30螺旋副所能提供的最大螺旋夾緊力，故可行。 三、設(shè)計小結(jié) 轉(zhuǎn)眼幾周的專業(yè)課程綜合設(shè)計實習(xí)快接近尾聲了，在這次實習(xí)中我真正體會到了苦并快樂著——起的要比平時要早，畫圖到很晚，查閱機(jī)械手冊，繪圖、計算，一遍又一遍，錯了又重來，一次又一次的修改設(shè)計方案，但每當(dāng)看到自己的設(shè)計成果，心中總是美滋滋。 通過這次課程設(shè)計實習(xí)，我有如下幾方面的感觸： 首先，在這次課程設(shè)計實習(xí)中，通過自己的努力和請教老師和同學(xué)，我收獲很大，不但比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)習(xí)的所有關(guān)于機(jī)械設(shè)計,機(jī)械原理，機(jī)械制圖以及相關(guān)制圖軟件操作的知識而且加深了對以前那些枯燥公式的理解。 其次，以前我總是以為我什么東西都懂了，但到了實際設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)自己是那么的膚淺，所以設(shè)計過程中我逐漸克服了自己眼高手低的缺點。通過此次實習(xí)，把自己所學(xué)習(xí)的知識運用到實際中解決實際生產(chǎn)中的問題，增強(qiáng)了我的理論聯(lián)系實際的觀念，提高了自己理論聯(lián)系實際的能力。理論是對實際操作的一個提煉和升華，是一個被理想化了的實際操作的模型，將實際操作簡單化了。而實際操作卻是比理論更復(fù)雜的，因為在實際操作過程中會遇到許許多多人為因素和社會因素。比如理論上只要一部機(jī)器各個機(jī)構(gòu)或者部件滿足所需的運動要求和力學(xué)性能，那么這樣的設(shè)計方案就是可行的。但是在實際生產(chǎn)中情況卻遠(yuǎn)要復(fù)雜得多。我們不但要會學(xué)習(xí)知識，更要會將所學(xué)的知識運用到實際工作中，那樣才能學(xué)以致用，才能造福自己和別人。 最后，通過這次實習(xí)我也深刻認(rèn)識到學(xué)習(xí)方法的重要性，在實習(xí)中我首先借鑒了許多前人的經(jīng)驗教訓(xùn)——先做什么，再做什么，做設(shè)計不能盲目，對我們工程人員來講做事要有縝密的計劃，因為一招不重，滿盤皆輸，再重頭既浪費時間又浪費精力，我們可以多參考一些作品 查閱資料，與自己接觸過的一些東西進(jìn)行對比，吸取精華，去除糟粕，可以學(xué)會許多東西。但設(shè)計，一定要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個性，久了，就形成了自己的風(fēng)格，風(fēng)格的養(yǎng)成與一個人的藝術(shù)素養(yǎng)和個人修養(yǎng)有直接關(guān)系。能有自己的設(shè)計理念，設(shè)計風(fēng)格，就是不一樣，這樣設(shè)計出來的東西就有了獨特的靈魂。 四、 參考文獻(xiàn) [1] 張紀(jì)真主編 ．機(jī)械制造工藝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊， 機(jī)械工業(yè)出版社 　[2] 劉守勇主編 ．機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具， 機(jī)械工業(yè)出版社 　[3] 王先逵主編 ．機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版），北京， 機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5 [4] 王小華主編 ．機(jī)械夾具圖冊，機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 王春福主編 . 機(jī)床夾具設(shè)計手冊，上?？萍技夹g(shù)出版社，2008.1 [6] 張清宇主編 . 中文AutoCAD 2004操作教程 ， 2005.3 [7] 張力真主編 . 金屬工藝學(xué)實習(xí)教材， 高等教育出版社 [8] 孫桓等主編 . 機(jī)械原理. 北京，高等教育出版社，2006.5 第 11 頁 共 12 頁