填料箱蓋的加工工藝及專用夾具設(shè)計(jì)

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洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）填料箱蓋的加工工藝及專用夾具設(shè)計(jì)摘 要在機(jī)械制造的機(jī)械加工，檢驗(yàn)，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行填料箱蓋零件的專用夾具的設(shè)計(jì)，是對我們以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和對我們所掌握知識(shí)的一次擴(kuò)展。本文主要從工藝規(guī)程的指定與夾具的設(shè)計(jì)兩方面出發(fā)。根據(jù)零件本身的特點(diǎn)，生產(chǎn)類型以及零件在具體工作時(shí)的作用選擇工藝規(guī)程和夾具。在工藝規(guī)程方面：確定生產(chǎn)類型，綜合考慮其準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)效率高，消耗經(jīng)濟(jì)少等方面，選擇一個(gè)最優(yōu)方案；在夾具設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槭巧w體類零件，加工13.5孔，選擇鉆床加工，及60孔粗糙度的加工，選擇立軸矩臺(tái)磨床加工，考慮諸多因素?cái)M訂最優(yōu)方案，最終完成本次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程,夾具設(shè)計(jì),最優(yōu)方案Packing box cover processing and special fixture designABSTRACTThe machine made in the machine processes, examining, assembling, welding with heat handle to wait cold and hot craft process in, use a great deal of tongs, in order to the gearing process object, making it occupy right position to promise the quality of spare parts and work piece.This design is mainly the design of appropriation tongs which carries on covering body spare parts, is tally up the knowledge that we learn before and to the once expanding of the knowledge that we control.This text mainly sets out from the design both side of the specifying of craft rules distance and the tongs.According to the characteristics of spare parts, the function produced type and spare parts while concretely working choice the craft rules distance and tongs.In the craft rules distance aspect:Assurance produce a type, comprehensive consider its accurate degree high, produce an efficiency is high, consume economy little etc. aspect, choose the superior project;Design aspect in the tongs, because of is cover body spare parts, process 13.5 bores, the choice drills a bed to process, considering many factors to draw up the superior project, end completion originally time design.KEY WORDS: The design both side of the specifying of craft rules distance,The craft rules distance aspect, The superior project目 錄前 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析2第2章 確定毛坯、畫毛坯圖4第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)63.1 定位基準(zhǔn)的選擇63.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇63.1.2 精基準(zhǔn)的選擇63.2 制訂工藝路線73.3 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具73.4 加工工序設(shè)計(jì)9第4章 專用夾具設(shè)計(jì)264.1 專用夾具設(shè)計(jì)分析264.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇264.1.2 切削力及夾緊力的計(jì)算264.2 定位誤差的分析274.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明28結(jié)論34謝 辭35參考文獻(xiàn)3635洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等院校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過程。設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)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(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力.畢業(yè)設(shè)計(jì),通過到工廠的實(shí)際調(diào)研,對設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了資料。希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 第1章 零件的分析1.1 零件的作用題目所給的零件是ZW-6/7型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋（見附圖1）。填料箱蓋是填料箱的重要組成部分。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來也可阻止外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵的正常運(yùn)行。而填料箱蓋主要是與填料箱體聯(lián)接后保證密封性，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。（附圖如圖1-1） 圖1-1零件圖1.2 零件的工藝分析由已知條件：ZW-6/7型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋是通過和與箱座孔配合并用螺栓緊固。長徑為的活塞桿穿過該零件內(nèi)孔，孔內(nèi)裝入填料，防止活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)漏油；右端通過螺栓與壓蓋連接。寬度為的槽裝O型密封圈。知：該零件上的主要加工面有外圓、端面、的孔和的螺紋。其中孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，加工精度和表面粗糙度一般要求較高，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。題目所給填料箱蓋有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（參考4查表1.4-28機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊）1. 以65h5()軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65h5()的軸，表面粗糙度為1.6， 尺寸為80的與65h5()相接的肩面, 尺寸為100f8()與65h5()同軸度為0.025的面. 尺寸為60H8()與65h5()同軸度為0.025的孔。2. 以60H8()孔為中心的加工表面。尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。3. 以60H8()孔為中心均勻分布的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為6.3,粗加工可滿足要求。第2章 確定毛坯、畫毛坯圖 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性,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為2000件，屬于中批生產(chǎn)的水平。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。其中和的孔可以鑄出，因此還要安放型芯。此外，為了消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：由機(jī)械加工工藝手冊表2.3-6知：該鑄件尺寸公差等級CT為810級，加工余量等級MA為G級。外圓表面沿軸線切線方向的加工余量及公差?？紤]到外圓表面()尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)鑄出階梯軸。除以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值,只要粗車就可滿足加工要求。內(nèi)孔不易制造型芯固毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，鉆擴(kuò)即可滿足要求。內(nèi)孔以外圓面定位，然后鑄出毛坯孔。底面溝槽，采用鏜削，經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度，取Z=0.5mm。 由機(jī)械加工工藝手冊表2.3-5知：各表面的總余量如:表2-1：表2-1 各加工面總余量加工面基本尺寸(mm)加工余量等級加工余量數(shù)值(mm)155H5100H480H460G32. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。由（4機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.2-1），長度方向偏差為 mm。長度方向的余量查表2.2-4，其余量值取3.5 mm。3. 60H8()孔底面加工：按照表2.3-21及2.3-23，研磨余量Z=0.0100.014，取Z=0.010mm、磨削余量Z=0.20.3 取Z=0.3mm、銑削余量Z=3.00.30.01=2.69mm。4. 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。6孔可一次性直接鉆出。攻螺紋前用麻花鉆直徑為8.5的孔然后再攻螺紋 M10。（如圖2-1、圖2-2） 圖2-1 毛坯圖 圖2-2 零件圖 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。因此，根據(jù)定位基準(zhǔn)的選用原則：基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔來確定基準(zhǔn)。（參考16機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）。 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般軸類零件而言，按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要加工面的余量均勻，應(yīng)選重要加工面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)。）以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。采用錐堵或錐套心軸。精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。3.2 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。綜合考慮，確定加工工藝路線如下（參考16機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）：工序1 車削左右兩端面。工序2 粗車65，85，75，155,100外圓及倒角。工序3 鉆30孔、擴(kuò)32孔，锪43孔。工序4 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序5 精車65外圓及與80相接的端面.工序6 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序7 銑60孔底面工序8 磨60孔底面。工序9 鏜60孔底面溝槽。工序10 研磨60孔底面。工序11 去毛刺，終檢。以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。3.3 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具1. 工序1 、2 是粗車。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。在車床上加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，切槽宜用高速鋼。采用三爪卡盤裝夾，游標(biāo)卡尺測量。2. 工序5是精車和精細(xì)車還有精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床能滿足要求。故選用C616A型車床。精加工刀具用YG10，采用三爪卡盤裝夾，游標(biāo)卡尺測量。3. 工序3、4是鉆孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，可選用Z3025型搖臂鉆床。工序3刀具采用麻花鉆25mm，擴(kuò)孔鉆32mm，锪孔鉆47mm,工序 4采用麻花鉆12.5mm，麻花鉆8.5mm，攻螺紋采用絲錐M10，孔徑用游標(biāo)卡尺測量，螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)，采用專用夾具。4. 工序6、8是鏜孔，工序6采用金剛鏜床C730，工序8采用鏜床T68即可。選擇YG30鏜刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺，塞規(guī)。5. 工序7是銑削，采用臥式銑床X63即可。選擇端面銑刀8，專用夾具，游標(biāo)卡尺。6. 工序9是磨削，可采用內(nèi)圓端面磨床MD1158磨床。采用砂輪G36YA6N20X6X8，表面粗糙度儀，專用夾具。7. 工序10是研磨，采用研磨機(jī)即可。采用金剛玉微粉，表面粗糙度儀，專用夾具。確定工序尺寸如下表3-1（參考4機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊）：表3-1 工序尺寸加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圓2155+0.166.3210.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.31.6437+0.0396.3447+0.0396.3275+0.0466.3280+0.0466.321164+0.3062+0.0.1560+0.0466.31.67.5417.5+1.306.31372137+0.306.378278+0.306.31.60.43.4 加工工序設(shè)計(jì)工序：車削端面、外圓如圖3-1：圖3-1填料箱蓋本工序采用計(jì)算法確定切削用量、加工條件。0工件材料：HT200，鑄造。加工要求：粗車65、155端面及65、80、75、100，155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。機(jī)床：C6201臥式車床。刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90,r=15=12r=0.5mm。計(jì)算切削用量。1. 粗車65、155兩端面確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)（3切削用量簡明手冊（第三版）表1.4),當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, aF鉆削時(shí) T=17.34 切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。4.2 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求（參考7幾何量公差與檢測及13互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ))。4.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)夾具過于龐大因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖（參考1機(jī)床夾具圖冊及5機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）。如圖4-1、圖4-2、圖4-3、圖4-4、圖4-5、圖4-6 圖4-1 鉆床夾具裝配圖主視圖圖4-2 鉆床夾具裝配圖側(cè)視圖圖4-3 鉆床夾具裝配圖俯視圖部分夾具體零件圖如下：圖4-4 夾具體零件圖主視圖圖4-5 夾具體零件圖側(cè)視圖圖4-6 夾具體零件圖俯視圖磨60孔底面專用夾具適用于主軸矩臺(tái)平面磨床。由于本工序所加工的表面要求比較高，再根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)及加工本工序時(shí)所滿足的要求，只需限制零件的5個(gè)自由度，而其沿中心軸線旋轉(zhuǎn)的自由度無需限制。故應(yīng)采取以下方案比較合理。方案：以65外圓柱面及臺(tái)階面定位（一面一短銷定位），采用左端向右端的加緊方向，因這與加工方向相同，故無需很大夾緊力。立軸矩臺(tái)平面磨床夾具部分零件結(jié)構(gòu)圖如下如圖4-7、圖4-8、圖4-9（參考1機(jī)床夾具圖冊及5機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）。圖4-7 磨床夾具體零件圖主視圖圖4-8 磨床夾具體零件圖側(cè)視圖圖4-9 磨床夾具體零件圖俯視圖 結(jié)論通過完成基于 填料箱蓋工藝規(guī)程及夾具的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺收獲很大，不僅感覺在本專業(yè)知識(shí)面擴(kuò)大了，特別是夾具和工藝設(shè)計(jì)實(shí)際方面的知識(shí)，從原來的一知半解到現(xiàn)在已有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，雖然在設(shè)計(jì)過程中缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，難免在實(shí)際的開發(fā)生產(chǎn)過程中對問題的突發(fā)性缺乏預(yù)見能力，但基本能把大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)都融會(huì)貫通起來了，并用于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，達(dá)到學(xué)以致用的目的。此外，對一些 軟件有了更深刻的認(rèn)識(shí)，在軟件的操作也比原來提高了一個(gè)檔次，然而，在設(shè)計(jì)的過程中，也遇到不少的困難，但經(jīng)過自己的一番思考，與同學(xué)、老師探討和請教之后， 最后問題得到解決。另外，在不斷犯錯(cuò)與解決中我總結(jié)了在設(shè)計(jì)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)對我來說是十分寶貴的。這種經(jīng)歷對我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力也帶來很大的提高。畢業(yè)在即，從學(xué)校的學(xué)習(xí)到工作單位的實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)，是一個(gè)很大的轉(zhuǎn)變，我也意識(shí)到，要成為未來工作中專業(yè)的技術(shù)型人才，必須具備“專業(yè)、意愿與耐心”。因此，未來只能通過對自己在專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)上的不斷完善，把所學(xué)到的理論知識(shí)更好地運(yùn)用到工作當(dāng)中，腳踏實(shí)地，在工作中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后工作，把工作做得更好！謝 辭歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間，三年的求學(xué)生涯即將結(jié)束，站在畢業(yè)的門檻上，回首往昔，奮斗和辛勞成為絲絲的記憶，甜美與歡笑也都塵埃落定。當(dāng)畢業(yè)的鐘聲即將敲響時(shí)。首先，我要非常感謝我的指導(dǎo)老師，葛述卿老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我畢業(yè)論文，他有的時(shí)候甚至放棄了自己的休息時(shí)間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神讓我很是感激，在此我向他表示我誠摯的謝意。再次，感謝所有任課老師在這三年來對于我辛勤的教導(dǎo)，是他們教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教給了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何做人，乃至教會(huì)了我如何生活。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意。在這三年的學(xué)習(xí)中，不僅使我的知識(shí)結(jié)構(gòu)上了一個(gè)新臺(tái)階，更重要的是，各方面的素質(zhì)得到了提高。而這一切，都要?dú)w功于各位老師的深切教誨與熱情鼓勵(lì)。值此論文順利完成之際，我首先要向我尊敬的導(dǎo)師葛老師表達(dá)深深的敬意和無以言表的感謝。并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。我將會(huì)時(shí)刻銘記我曾是一名洛陽理工學(xué)院學(xué)子，在今后的工作中把母校的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)光大。通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，還與我的諸位同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開的。所以，我還要感謝他們對我的幫助。感謝各位老師的批評指導(dǎo)和幫助！參考文獻(xiàn)1 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