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1、机械制造技术基础课程设计任务书全套图纸等，加153893706题目：设计 填料箱盖 零件的机械加工工艺规程及 钻32 工序的专用机床夹具。设计要求：熟练使用计算机辅助(软件自选)，独立完成（1） 毛坯图、零件毛坯合图各一张(3或4号图CAD出图，手工图为2号)（2） 关键工序机械加工工艺规程卡片一张(4号图，CAPP出图)（3） 指定工序夹具装配图一张(2或3号图，CAD出图可拼接)（4） 夹具部分零件图12张(图幅自定)（5） 设计说明书(一份，10页，正文五号字，含插图)以上均需输出，以书面交设计资料，保留软盘待查。原始资料：零件图样，生产纲领，每月班次、生产条件等。班级 机本3班 学生
2、指导教师 2012年 06 月 29 摘要这次课程设计是根据所给的零件，综合运用所学的知识合理设计其加工的工艺过程和加工过程中专用的夹具，要求能够保证零件的加工质量。我所做的课题是一个用于空压机上密封的填料箱盖。在这次课程设计中首先了接零件功用再分析零件尺寸外形和材料确定零件毛坯的制造方法，然后根据零件图分析的主要加工面和精度等级以及表面粗糙度，选择经济合理的加工方式，制定合理的加工工艺路线，再根据工艺路线选择重要工序，合理设计加工专用夹具。在夹具的设计过程中工件的定位是最重要的，确定定位方式和定位误差，通过比较不同的定位方式及误差，我所设计的夹具是第13工序的专用钻床夹具，采用的是一面两孔定
3、位方式，设计专用夹具的目的是实现高效、经济加工。在整个设计过程中，我们利用了计算机辅助制图（CAD）提高了制图的质量和效率，查找各种有用的工具书也为我们设计带来了方便。关键字：零件分析，工艺路线，专用夹具，工件定位，CAD制图第一部分填料箱盖加工工艺规程第1章 零件的工艺分析1.1零件的功能、结构及生产类型的确定1.1.1零件的作用填料箱盖零件图，材料为的铸件，年生产纲领为6000件/年，计划书要求设计加工该零件的毛坯图或零件与毛坯合图1张,夹具装配图1张，夹具零件图1张，关键工序机械加工工艺过程卡片1套,主要工序的机械加工工序卡片1份,以及设计说明书1份。图 1.1 填料箱盖填料箱盖是型空气
4、压缩机的密封箱盖，它通过与与缸座孔配合用螺栓固定。长径为的活塞杆穿过该零件的内孔，的孔内装入填料，防止活塞杆运动时漏油，右端通过螺栓与压盖连接，宽度为7.5槽装O型密封圈。由于零件用于密封，固在连接处和配合出的精度要求较高。 1.1.2零件结构填料箱盖的结构如图1.1所示，为型空压机的密封配套零件，采用对称回转体结构设计。1.1.3零件的生产类型 由零件的生产纲领6000件/年，查表可确定为大批量生产。1. 2零件工艺性分析 由图1.1分析可知零件的，零件为对称回转体且非主要加工面的表面粗糙度为6.3需进行粗、半精车加工。、等主要加工面的精度分别达到5和8等级和表面粗糙度为1.6，根据各种加工
5、方法确定需要进行精车和金刚石车加工。613.5和孔的要求不高，钻削加工即可达到加工要求。从整个零件的加工要求分析可以得出零件的工艺性好。1.3主要加工面及要求 （1）以孔中心线为基准的加工面：尺寸为的与相接的垂直度为0.015的肩面, 尺寸为与同轴度为0.025的面. 尺寸为与同轴度为0.025的孔。 （2）以孔中心线为基准的加工面：尺寸为78与中心线垂直度为0.012,表面粗糙度为0.4凸台面。（3）以孔中心均匀分布的12孔, ,深20孔深24及。 （4）以的外圆面和左端面为定位基准加工表面粗糙度为3.2的密封环槽第2章 毛坯的选择2.1确定毛坯类型与铸造方法根据零件材料确定毛坯为铸件，据零
6、件结构特征和保证零件加工质量及便于加工原则，采用整体半实体铸造毛坯，分型面通过孔中心线并垂直与端面，铸造后对铸件进行人工时效处理，以免工件加工后因内应力产生较大变形。零件年产产纲领为为6000件/年，达到大批生产的水平，且零件的轮廓尺寸不大，故选用砂型机器铸造。从提高生产率、保证加工精度及经济性等角度考虑,铸造方案也可行。2.2毛坯分型面和浇冒口位置由于零件的形状和结构为对称结构，故铸造的分型面为通过60孔中心线并垂直与左端面，浇注口位于右端面中心，采取顶部浇注法制造毛坯。2.3毛坯技术要求（1）铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等铸造缺陷。铸件表面应清除毛刺、结瘤和粘砂等。（2）正火
7、处理硬度190241，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。（3）未注圆角为。（4）起模斜度为。2.4确定毛坯尺寸、毛坯图2.4.1 毛坯尺寸根据确定砂型机器铸造的毛坯=10，精度等级为级，各表面的总余量表2.1所示，毛坯主要尺寸表2.2所示。表2.1序号基本尺寸加工余量等级加工余量值说明14.0端面单侧加工25双侧 降一级加工34.5双侧 降一级加工44.5双侧 降一级加工545双侧 降一级加工64.0双侧 降一级加工表2.2主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差外圆右端面与左端面尺寸303.533.5一般公差左右端面尺寸153.518.5一般公差孔深尺寸784.082.0一般公差左端面与毛坯
8、右端面尺寸173.520.5一般公差2.4.2毛坯图图2.1为毛坯外形图，图2.2为毛坯零件合图。图2.1 图2.2第3章 工艺及加工尺寸的确定3.1基准面的选择基准面的选择是工艺规程设计中的关键，正确与合理的选择基准面，能够保证加工质量得到，提高生产率，降低生产成本等。基准面的选择不合理，在加工工艺过程中出现各种问题，不能保证加工质量，增加零件不合格机率，甚至造成生产无法正常进行等。3.1.1 粗基准的选择粗基准的选择原则：一：保证相互位置要求原则。二：余量均匀分配原则。根据粗基准的选择原则基准面要尽可能平整光洁，没有飞边毛刺的缺陷。故选取外圆面为粗基准加工、外圆面和右端面。3.1.2 精基
9、准的选择精基准选择时应首先考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。根据精基准选择原则：一.基准重合原则；二.基准统一原则；三.互为基准原则，四.自为基准原则，五.便于装夹原则。故外圆面自为基准找正进行精加工，再以外圆面中心线为精基准加工内孔和外圆面保证同轴度和结合面保证垂直度，然后以内孔中心为精基准加-工凸台面保证垂直度。3.2工艺路线3.2.1制订工艺路线制订工艺路线应当以使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证为出发点。遵循工序安排原则，结合生产纲领，和现有的机床，量具、刀具、夹具等因素的综合考虑，尽量使工序安排具有科学性合理性，提
10、高生产率和产品质量。根据零件的结构可知孔和深20孔深24及可以通过一次性装夹加工，孔和孔可以一次装夹加工，、也一样，故采用工序集中，可以较少装夹次数和时间，精度易于保证，辅助时间也减少生产率得到提高。3.2.2工艺安排原则此处已删除3.2.4方案二工序：1.铸造2.时效处理3.铣削毛坯左右端面，保证尺寸。4. 粗,半精车、外圆及倒角。5.钻孔、锪孔及倒角。6. 精车外圆及与相接的端面，保证垂直度。7.粗、精铣削宽的密封环槽。8 .粗、精、细镗。9. 铣孔底面。10. 磨孔底面，保证尺寸。11. 镗孔底面沟槽加工凸台面。12.研磨凸台面，保证与基准垂直度。13. 钻孔、深孔深的孔。14.攻和深孔
11、深的孔螺纹。15. 去毛刺，终检。3.2.5工艺路线方案比较 由加工工艺方案一二，可看出方案一采用车削毛坯两端面，工序先粗、精加工，有关工序集中加工减少装夹次数。方案二采用铣削毛坯端面，最后钻孔、和攻丝，综合考虑较少加工机床的种类和加工成本以及生产纲领6000件/年等因素，选择方案一。根据减少加工面和有利于保证加工质量的原则及较少切削热引起工件变形，利用以加工面作为精基准，对方案一进行调整和优化。3.2.6确定方案工序：1.铸造2.时效处理3.粗车左右端面及、外圆面及倒角。4.半精车左右端面及、外圆面。5.精车外圆及与相接的端面外圆及，保证尺寸和垂直度。 6.粗、精铣宽密封槽。7.粗、精镗孔。
12、8.镗孔底面加工凸台面，保证=。19.磨凸台面。10.研磨凸台面，保证与孔的垂直度。11.钻孔, , 深孔深的孔,及攻螺纹。12.钻孔，锪孔及倒角0.545。13.去毛刺、终检。3.3机械加工余量、工序尺寸的确定零件为铸件，材质为的切削加工性能优良，抗拉强度和塑性低，生产纲领为6000/年，采用砂型机器铸造，根据得到毛坯的加工加工精度为13以下，精度范围为1-3，表面粗超度为12.5。依照有的资料和制定的工艺，确定各工序的工序尺寸和尺寸公差。3.3.1各加工表面的精度，粗糙度及加工方法及设备、量具的确定 （1）加工表面精度、粗糙度加工方法如表3.1所示。表3.1加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加
13、工方法备注左右端面7粗、半精车外圆面7粗、半精、精车与相接面7粗、半精、精车孔7粗、半精、精镗密封环槽7粗、半精铣凸台面6粗铣、磨、研磨圆面9粗、半精车、孔9钻、扩/鍃（2）加工设备及刀具如表3.2所示。表3.2加工面加工设备加工刀具备注左右端面C6120车床普通硬质车刀粗加工用YG6,半精加工用YG3精加工用YG6X。外圆面C6120车床普通硬质车刀粗加工用YG6,半精加工用YG3，精加工用YG6X。镗孔T6112镗床普通硬质镗刀粗加工用YG6,半精加工用YG3，精加工用YG6X。磨小端面M6113磨床砂轮钻孔Z550钻床麻花钻铣36凸台面X6012铣床普通铣刀粗加工用YG6,半精加工用YG
14、3，精加工用YG6X。（3）加工过程中的测量工具如表3.3所示表3.3 加工面检测工具量具 车外圆面游标卡尺或千分尺端面游标卡尺孔游标卡尺或塞规3.3.2关键工序加工工序尺寸、公差的确定孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定：(1) 根据各工序总余量为。精镗：,=半精镗：，=；粗镗：，=。(2)确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度如表3.4。表3.4工序名称工序余量/初定工序基本工序尺寸/ 入体单向公差标注调整后工序尺寸精度/粗糙度工序尺寸粗糙度精镗半精镗粗镗铸造65H8孔各工序尺寸、公差及表面粗糙度确定：（1） 根据确定各工序加工余量，总余量为。 金刚石车：， = ； 精车：， = ； 半精车：
15、， = ； 粗车：， = 。 (2)确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度如表表示3.5。表3.5工序名称工序余量/初定工序基本工序尺寸/入体单向公差标注调整后工序尺寸精度 / 粗糙度工序尺寸粗糙度金刚石车5精车半精车粗车铸造3.4机械加工切削计算粗车、半精车端面，保证尺寸137按车床说明书（见表1.30）取=0.5计算切削速度: 按表1.27,切削速度的此处已删除 （3.4）CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15=(=0.73所以 F=900切削时消耗功率P=由表1.30中机床说明书可知, 主电动机功率为7.8,当主轴转速为230时,主轴传递的最大功率为2.4,所以机
16、床功率足够,可以正常加工。第二部分 填料箱盖钻32孔专用夹具第4章 钻床专用夹具设计4.1确定定位方案4.1.1定位方案一根据加工工序，零件的左右端面已经过粗车和半精车，且左端面上的613.5已加工，采用左端面和两个距离较远的孔作为地位基准，钻削加工32的孔，由于钻削加工时在粗加工工序后，限制了6个方向的自由度，不会出现过定位的情况，定位示意图如图4.1所示。图4.14.1.2定位方案二以精加工了的60H8的内孔中的定位销和一个小孔中的菱形销和端面作为加工的定位基准。限制了工件6个方向的自由度，也不会出现过定位的情形，定位示意图如图4.2所示。图4.24.1.3定位方案选择由以上两方案可知，工
17、件的定位都是采用一面两孔作为钻孔工序的精基准，这是因为加工孔的加工顺序安排在半精加工之后，以加工过的孔和面作为精基准有利于提高加工精度减少加工误差，又由于钻孔的工序位于60H8工序之后，采用方案二比方案一更有利于提高加工精度，故综合考虑选择方案二。4.2定位误差分析4.2.1根据圆柱销直径确定公差此处已删除 ：工件上两孔中心距公差取=30.则 =-*30取 =*30=7.5所以 =30，=7.5代入公式(4.1) =37.5=59.9625 4.2.2确定菱形销的公差销公差等级高于孔一级定，采用配合。以采用与圆柱销同样的配合。来确定菱形销的公差配合一面两销引起的定位误差公式计算如下： (4.3
18、) ( 4.4) ( 4.5)=4+12+14=30 ( 4.6)=16+12+8=36所以将上面数据代入公式： 4.3确定加工32mm孔时的切削用量和基本工时工件材料：HT200，铸造加工机床型号为：Z550选择刀具：根据表2.1选用高速钢麻花钻头，直径=32 .后角=113，=，=3, =6。切削用量：（1） 确定进给量:根据,当钢的800 , =32 时，进给量f=（2）（3）（4）（5）（6）此处已删除（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查表2.32及表1.29-1轴向力：= （4.7）其中 =420，=1.2,=0.75
19、,=0.95=4200.95=127.68 扭矩:= （4.8） 其中 =0.206， ， =0.2060.95=1.82 功率:= （4.9）=0.027 基本时间 : （4.10） =59，根据表2.29取切入量切出量=y+=12。=0.81 4.3.1验算机床扭矩及功率根据表2.20当 0.8 , =32时，=264.9修正系数为1.0，根据说明书，=125时，=415.8。根据表2.23，查的=170213 ，0.75 , 34.5 , =2,根据机床说明书功率：7.5，效率：0.857.50.85=6.375，故切削可用。4.4夹紧装置根据加工零件的结构形状，选择有移动压板和固定手柄
20、压紧螺钉及双头螺柱螺母组成的活动式压紧机构，当拧松压紧螺钉时，由于压板和螺钉使螺纹连接，就可以将压板向夹具体的边缘移动，使压板松开，反之压紧。这样的设计目的是为了达到加紧的目的又能够节省材料和成本，及简化操作。结构如图4.3所示。图4.34.5导向装置设计刀具导向装置采用可换钻套，当钻套的导向精度降低或达不到导向精度时就可以更换钻套。结构如图4.4所示。图4.44.6支撑装置设计由于定位是采用端面定位的方式通过另一端面的中心钻削孔，为了更好地使定位更精准，采用支撑板作为支撑元件，在达到使工件有很好的受力支撑，又可以保证定位精度，在磨损之后可以更换。结构如图4.5所示。 图4.54.7夹具总体设
21、计图4.7夹具的主视图图4.8夹具的左视图4.9夹具的俯视图夹具操作说明：松开固定手柄紧定螺钉使压板松开，将工件由安放在夹具中，在旋紧紧定螺钉，使压板压紧工件，夹紧后在进行钻削加工。 设计心得这次课程设计为我们将所学的理论知识运用到实践提供一个很好的平台和机会，然我们对着门课程有了更为深入和系统的了解，让我们在应用知识的同时也在不断学习。同时这个课程设计是一个综合性的课程设计，我们需要将所学过的机械制图、CAD制图、机械原理、机械设计、材料学等等专业知识综合应用，需要我们将所学的知识以点带面的组织起形成一个知识网络，才有可能设计出一个合理的工艺路线和专用夹具。在还课程设计过程中也暴露出了不少问
22、题，（一）CAD绘图不够熟练，导致在绘图的过程中耗费了很多时间，使得整体效率不高，（二）一些专业知识基础不够牢固，也导致在查找手册或资料过程中耗费时间很多。（三）在的时间分配不合理导致完成的时间偏晚，（四）设计过程中同老师的交流不是很多导致在做课程设计时走了不少弯路。虽存在不少问题，我会认真总结，以避免再次犯同样的错误。虽然在这各过程中暴露了不少问题，但也还是有收获的，通过这次课程设计，加强了我们的团队合作的意识。在其中我们也重新对学过的知识温习了一遍，也对机械制造技术基础这门课程有了跟深刻的理解。对以前的知识掌握的更牢。也让我们的思维更为严密，考虑事物更为全面，使我们逐渐养成严谨的工作态度。
23、老师的严要求让我们提前适应了一下毕业设计的过程，为明年的毕业设计打下一定基础。总的来说，虽然这次课程设计有一定难度，不过在这个过程中，过的很踏实，也很充实，在付出的同时也受获了很多，明白了许多道理。而很多都是无法从课堂上所学到的，作为即将要进入社会的大学生，这一切将是一笔价值不菲的人生财富，参考文献1 张世昌.李旦等主编：机械制造技术基础M.第二版.北京：高等教育出版社，2007.2 王宛山主编：机械制造手册M.长春：辽宁科学技术出版社，2002.3 胡凤兰主编.互换性与技术测量基础M.北京： 高等教育出版社，2005.4 机械工程手册委员会.机械设计手册M.第二版2、3卷.北京，化学工业出版
24、社.2002.5 陈文焕主编. 机械夹具设计M. 国防工业出版社，19876 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社,2007.7 李益民.机械制造工艺设计简明手册M.机械工业出版社,1999.8 王光斗 主编.机床夹具设计手册M第三版.上海：上海科学技术出版社.20009 艾兴.肖诗纲主编.切削用量简明手册M第二版.北京.机械工业出版社，2002目录摘要第1章 零件的工艺分析21.1零件的功能、结构及生产类型的确定21.1.1零件的作用21.1.2零件结构31.1.3零件的生产类型31. 2零件工艺性分析31.3主要加工面及要求3第2章 毛坯的选择42.1确定毛坯类型与铸造方法
25、42.2毛坯分型面和浇冒口位置42.3毛坯技术要求42.4确定毛坯尺寸、毛坯图42.4.1 毛坯尺寸42.4.2毛坯图5第3章 工艺及加工尺寸的确定73.1基准面的选择73.1.1 粗基准的选择73.1.2 精基准的选择73.2工艺路线73.2.1制订工艺路线73.2.2工艺安排原则83.2.3方案一83.2.4方案二83.2.5工艺路线方案比较93.2.6确定方案93.3机械加工余量、工序尺寸的确定103.3.1各加工表面的精度，粗糙度及加工方法及设备、量具的确定103.3.2关键工序加工工序尺寸、公差的确定113.4机械加工切削计算12第4章 钻床专用夹具设计164.1确定定位方案164.1.1定位方案一164.1.2定位方案二164.1.3定位方案选择174.2定位误差分析174.2.1根据圆柱销直径确定公差174.2.2确定菱形销的公差184.3确定加工32mm孔时的切削用量和基本工时194.3.1验算机床扭矩及功率204.4夹紧装置214.5导向装置设计214.6支撑装置设计224.7夹具总体设计23设计心得25参考文献26附录：工序卡片 工艺卡片
