汽车制造工艺学课程设计机械加工工艺路线及填料箱盖专用夹具设包括工序卡片与图纸计(共51页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上汽车制造工艺学课程设计设计题目：机械加工工艺路线及“填料箱盖”专用夹具设计班级：10车辆01班小组：4组临沂大学 汽车学院2013年 12 月 8 日专心-专注-专业临沂大学汽车制造工艺课程设计任务书设计题目：机械加工工艺路线及“填料箱盖”专用夹具设计设计题目：机械加工工艺路线及“填料箱盖”专用夹具设计设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2013.11.252013.12.6设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一套）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说

2、明书临沂大学课程设计说明书 设计题目：机械加工工艺路线及“填料箱盖”专用夹具设计目 录序 言汽车制造工艺学课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。一、零件的分析1.1 零件的作用零件的制造工艺方法可以分

3、为材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根据零件的特性以及从经济性的角度分析，经过一系列的性能比较，HT200是相对适合的材料，毛坏的成型方法为铸造。 本设计是首先对零件进行分析，确定零件加工的工艺规程，设计加工工序，然后根据要求设计夹具，利用UG的建模功能设计夹具的各个组件，最后将各组件组装成装配图，最后导出工程图。题目所给定的零件是汽车的填料箱盖如图2.1所示，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。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵内。始终保持

4、水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却。保持水泵的正常运行。图2.1 填料箱盖三维图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1.以65H5（）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65H5（）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5（）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）同轴度为0.025的面. 尺寸为60h5()与65H5（）同轴度为0.025的孔。2.以60h5()孔为中心的加工表面。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.3. 以60H8()孔为中心均匀分布的12孔,6-13

5、.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为6.3,粗加工可满足要求。二、工艺规程设计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，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。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，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1

6、 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 选择精基准时应重点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。 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

7、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 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工艺线路方案一工序 铣削左右两端面。工序 粗车65，85，7

8、5，155,100外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43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。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 去毛刺，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65，85，75，155外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43孔。工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。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

9、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 去毛刺，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，我们选择工艺路线二。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

10、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65，85，75，155,100外圆及倒角。工序 钻30孔、扩32孔，锪43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。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 去毛刺，终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。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，硬度为HBS1

11、90241，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R6.3um,只要粗车就可满足加工要求,以155为例,2Z=5mm已能满足加工要求。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差4。铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm，其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm

12、4。（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。粗镗59.5 2Z=4.5精镗 59.9 2Z=0.4 细镗60H8() 2Z=0.1(5) 60H8()孔底面加工.按照41.研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102.磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33.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。Z=0.5(7) 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。2

13、攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔14。钻孔 8.5 ，攻螺纹 M10。2.5 确定切削用量及基本工时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。0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。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 r=0.5mm。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加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方

14、向取IT12级，取mm。确定进给量f4当刀杆16mmX25mm, aF钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F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。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

15、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）以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。设计总结经过两周的设计， 的设计已经完成。这次设计不但巩固了也学知识，也是对个人能力及团队合作的训练，这次设计是分工合作，整体讨论，具有极好的成果。 在设计中，每个人都提出自己的想法发，然后整个组的在一起讨论，有什么好的或者不好的想法都发表出来，各抒己见，取长补短，讨论设计方案和设计步骤。课程设计是锻炼个人能力的最好方法，对于安排给自己的任务必须独自完成，有问题就和老师同学讨论，设计中不但要考虑方法，也要考虑设计后用于实践

16、的成本，以及适用性，因此设计也要和实际相联系，源于实践，处于理论，用于实践。最后，感谢老师和同学在这次设计中的帮助。参考文献 肖继德 . 机床夹具设计S第2版机械工业出版社2004孙丽媛机械制造工艺及专用夹具设计指导M第次冶金工业出版社2002 El wakil,S.D.,Processes and Design for Manufacturing加工工序设计.Prentice-Hill.1998李益民机械制造工艺设计简明手册S第版机械工业出版社1994 杨叔子工艺师手册S第版机械工业出版社200662000Goetsch,D.L.,Advanced Maufacturing Technolo

17、gy先进制造技术,Delar Publishers Inc.1990 机床专用夹具设计图册M第版哈尔滨工业大学出版社 19988邹慧君机械原理课程设计手册S第1版出版社 1998上海市金属切削手册 上海市金属切削技术协会S第版上海科学技术出版社200010甘永立几何量公差与检测M第8版出版单位200811张世昌机械制造基础M第版高等教育出版社200612王启平机床夹具设计S第版 200613 机械制造工艺学M第次机械工业出版社200614王光斗机床夹具设计手册S第版上海科技出版社15邹青机械制造工艺学课程设计指导书M第版机械工业出版社200716零点工作室轻松跟我学UG NX4.0中文版M第版

18、电子工业出版社2007 机械加工工艺过程卡片产品名称填料箱盖零（部）件名称填料箱盖共（ 1 ）页第（ 1 ）页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工步工时备料锻造毛坯锻造1车车削端面 外圆金工C620-1车床车刀，游标卡尺，三爪卡盘 2车粗车65， 80，75，100外圆以及槽和倒角金工C620-1车床车刀，游标卡尺，三爪卡盘3扩钻扩32mm,以及47mm孔，Z3025摇臂钻床金工Z3025摇臂钻床麻花钻，内径千分尺，专用卡具4钻钻6-13.5,2-M10-6H，孔深24金工Z3025摇臂钻床麻花钻，内径千分尺，专用

19、卡具 5车精车65的外圆及80相接的端面金工C620-1车床车刀，游标卡尺，三爪卡盘 6镗粗，精，细镗60H8的孔金工T740金刚镗床镗刀，内径千分尺，专用卡具7铣铣60孔底面金工X63型铣床铣刀，游标卡尺，专用卡具描图 描校底图号设计日期审核日期标准化日期会签日期装订号标记处数更改文件号签字日期指导机械加工工艺过程卡片产品名称填料箱盖零（部）件名称填料箱盖共（ 2 ）页第（ 2 ）页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工步工时8磨60孔底面锻造MD1158（内圆磨床）砂轮，专用夹具 9镗60孔底面沟槽金工T740金

20、刚镗床内孔车刀，专用夹具10研磨60孔底面金工手工研具描图 描校底图号设计日期审核日期标准化日期会签日期装订号标记处数更改文件号签字日期指导机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 1 页(工序图) 车间工序号工序名称材料牌号机加工车间车削HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸造159x14211设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA61401夹具编号夹具名称切削液ZY-01车床专用夹具工序工时准终单件39.46s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动

21、辅助1粗车小端端面专用夹具、YG6硬质合金车刀、表面粗糙度仪90450.51.25122s17.46s 机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 2 页(工序图) 车间工序号工序名称材料牌号机加工车间车削HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸造159x14211设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA61401夹具编号夹具名称切削液ZY-01车床专用夹具工序工时准终单件20.96s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助2粗车65外圆专用夹具、YG6硬

22、质合金车刀、游标卡尺、表面粗糙度仪90450.651120.5s0.46s 机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 3 页(工序图) 车间工序号工序名称材料牌号机加工车间车削HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸造159x14211设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA61401夹具编号夹具名称切削液ZY-01车床专用夹具工序工时准终单件22.46s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助3粗车台阶面专用夹具、YG6硬质合金车刀、游标卡尺、表面粗糙

23、度仪90450.521222s0.46s 机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 4 页(工序图) 车间工序号工序名称材料牌号机加工车间车削HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸造159x14211设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA61401夹具编号夹具名称切削液ZY-01车床专用夹具工序工时准终单件52.5s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助4粗镗47内孔专用夹具、YG6硬质合金镗刀、内径百分表、表面粗糙度仪330490.202121s

24、31.5s 机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 5 页(工序图) 车间工序号工序名称材料牌号机加工车间车削HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸造159x14211设备名称设备型号设备编号同时加工件数CK61401夹具编号夹具名称切削液ZY-01车床专用夹具工序工时准终单件28s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助5粗镗37内孔专用夹具、YG6硬质合金镗刀、内径百分表、表面粗糙度仪420490.202121s7s 机械加工工序卡片产品型号零件图号01-01-01共17页产品名称填料箱盖零件名称填料箱盖第 6 页(工序图)