K039-填料箱盖加工工艺及钻端面12个孔夹具设计-气动夹具【三维SW模型、CAD图纸】.zip

0 目 录 1 零件的分析 .1 2 工艺设计2 2.1 毛坯的制造形式3 2.2 基准面的选择3 2.2.1 粗基准的选择4 2.2.2 精基准的选择4 2.3 制订工艺路线4 2.3.1 工艺线路方案一4 2.3.2 工艺路线方案二5 2.3.3 工艺方案的比较与分析5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6 2.5 确定切削用量7 3 专用夹具设计20 3.1 问题的指出21 3.2 夹具设计21 3.2.1 定位基准的选择21 3.2.2 切削力及夹紧力的计算21 3.3 定位误差的分析 22 3.4 夹具设计及操作的简要说明22 参考资料 22 致谢23 附 录 24 1 零件的分析 1.1 零件的作用 题目所给定的零件是填料箱盖（附图 1） ，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作 时不致让油液渗漏。 1.2 零件的工艺分析 填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表 1.4-28机械制造工艺设计简明手册 ） 1 1以 65H5（）轴为中心的加工表面。 0 013 . 0 包括：尺寸为 65H5（ 0 013 . 0 ）的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为 80 的与 65H5（） 0 013 . 0 相接的肩面, 尺寸为 100f8( 036 . 0 090 . 0 )与 65H5（）同轴度为 0.025 的面. 尺寸为 0 013 . 0 60h5( 046 . 0 0 )与 65H5（）同轴度为 0.025 的孔. 0 013 . 0 2.以 60h5()孔为中心的加工表面. 046 . 0 0 尺寸为 78 与 60H8()垂直度为 0.012 的孔底面,表面粗糙度为 0.4,须研磨. 046 . 0 0 3. 以 60H8()孔为中心均匀分布的 12 孔,6-13.5,4-M10-6H 深 20 孔深 24 及 4-M10- 046 . 0 0 6H. 4.其它未注表面的粗糙度要求为 6.3,粗加工可满足要求 . 2 工艺设计 2.1 毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠, 采用铸造。由于年产量为 1000 件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用 铸造成型。 2.2 基准面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。也是保证加工精度的关键。 2.2.1 粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保 证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各 表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。） 2.2.2 精基准的选择 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则） ，对于本零件， 有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新 建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法： 当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于 2MM 的锥面来代替中心孔。若孔径较 大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。 采用锥堵或锥套心轴。 精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。 2.3 制订工艺路线 2.3.1 工艺线路方案一 工序 铣削左右两端面。 工序 粗车 65，80，100，75，155 外圆及倒角。车 7.5 槽 2 工序 钻 30 孔、扩 32 孔，扩 47 孔。 工序 钻 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 工序 粗、精、细镗 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 铣 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 镗 60 孔底面沟槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 终检。 2.3.2 工艺路线方案二 工序 车削左右两端面。 工序 粗车 65，80，75，155 外圆及倒角。 工序 钻 30 孔、扩 32 孔，扩 47 孔。 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 工序 粗、精、细镗 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 铣 60 孔底面 工序 孔底面 工序 镗 60 孔底面沟槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 钻 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹 工序 终检。 2.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工 12 孔后精加工外 圆面和 60H8（孔。 ；方案二是使用车削方式加工两端面，12 孔的加工放在最后。两相比) 046 . 0 0 较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，选择工艺 路线二。 但是仔细考虑，在线路二中，工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 然后工序 钻 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹。 这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面 粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下： 工序 车削左右两端面。 工序 粗车 65，85，75，155 外圆及倒角。 工序 钻 30 孔、扩 32 孔，扩 47 孔。 3 工序 钻 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 工序 粗、精、细镗 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 铣 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 镗 60 孔底面沟槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 终检。 以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “填料箱盖”零件材料为 HT200 钢，硬度为 HBS190241，毛坯质量约为 5kg，生产类型为 中批生产，采用机器造型铸造毛坯。 根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）外圆表面(65、80、75、100、91、155)考虑到尺寸较多且 相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为 84、104、160 的阶梯轴式结 构，除 65 以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为 R 6.3um,只要粗车就可满足加工要求。 a （2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明 手册 （以下简称工艺手册 表 2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差 为 mm.长度方向的余量查表 2.2-4,其余量值规定为 3.03.5 mm.现取 3.0 mm。5 . 2 （3）内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R 为4332、 a 6.3,钻扩即可满足要求。 （4）内孔 60H8()。要求以外圆面 65H5（）定位，铸出毛坯孔 30。 046 . 0 0 0 013 . 0 查表 2.3-9, 粗镗 59.5 2Z=4.5 精镗 59.9 2Z=0.4 细镗 60H8() 2Z=0.1 046 . 0 0 (5) 60H8()孔底面加工. 046 . 0 0 按照表 2.3-21 及 2.3-23 1.研磨余量 Z=0.0100.014 取 Z=0.010 2.磨削余量 Z=0.20.3 取 Z=0.3 3.铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69 (6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. 4 Z=0.5 (7) 6 5 . 13孔及 2M106H 孔、4M106H 深 20 孔。均为自由尺寸精度要求。 16 5 . 13孔可一次性直接钻出。 2查工艺手册 表 2.320 得攻螺纹前用麻花钻直径为 8.5 的孔。 钻孔 8.5 攻螺纹 M10 2.5 确定切削用量 2.5.1 工序：车削端面、外圆 本工序采用计算法确定切削用量 加工条件 工件材料：HT200，铸造。 加工要求：粗车 65、155 端面及 65、80、75、100，155 外圆，表面 粗糙度值 R 为 6.3。 a 机床：C6201 卧式车床。 刀具：刀片材料为 YG6，刀杆尺寸为 16mmX25mm,k =90,r =15=12 r0 0 r=0.5mm。 R 计算切削用量 （1） 粗车 65、155 两端面 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为 3mm，则毛坯长度方向的最大25 . 1 加工余量为 4.25mm,分两次加工,a=2mm 计。长度加工方向取 IT12 级，取mm。确定进给 p 04 . 0 量 f:根据切削用量简明手册 （第三版）表 1.4,当刀杆 16mmX25mm, aF 钻削时 T=17.34 NM 切向方向所受力: F = 1 N L T 267 1065 34.17 3 取1 . 0f F =4416 f )( 6 . 4411 . 0N F F f1 所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。 3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺 寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。 0 03 . 0 3.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工 序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件， 势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前 采取的措施有两个：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 在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由 0.5M增至 0.6 M）以增加 a P a P 气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。 钻床夹具的装配图及零件图分别见附图 3 及附图 4。 15 3.13.1 问题的指出问题的指出 本夹具主要用来加工 60 内孔底面，由于工艺要求不高，因此，在本道工序 加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.23.2 定位基准的选择定位基准的选择 由零件图可知，要加工 60 内孔底面，原本只需限制工件的 3 个自由度， 但由于在孔内加工，为了不使加工影响其他表面，需要限制工件的 5 个自由度， 且 60 内孔底面对 60 内孔有垂直度要求，要求的加工精度较高，因此，应 选择 65 外圆和与 80 外圆相连的台阶面作为基准进行加工。 3.3、定位误差的分析、定位误差的分析 工件以台阶面和外圆面定位，工件的设计基准为其轴线，故不存在基准不重合 误差，误差即为 65 外圆面公差的一半。即 0.0065mm，此误差在允许的范围 内，因此符合要求。 3.43.4 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 该夹具是以端面和外圆定位基准加工 60 内孔底面，可以用一带端面的定位 套来定位，由于磨削时的夹紧较大，因此加了四跟柱以加强其强度，本夹具 通过楔块的移动使铰链轴带动螺栓下移从而带 动压板下移压紧工件。铰链机构能迅速夹紧和松开，达到了提高生产力和降 低劳动强度的目的，因此能满足要求。 参考资料 1.机床夹具设计 第 2 版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社 2.机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社 3.机械制造工艺学周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社 16 4. 机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版社社 6. 机床夹具设计手册王光斗、王春福主编 上海科技出版社 7. 机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工业出版社 8. 机械原理课程设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社 9.金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社 10.几何量公差与检测第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 11 机械制造工艺水学 、 机床夹具设计 （教材） 12 机械零件设计手册