填料箱蓋零件機(jī)械加工工藝和夾具正文

1、西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：填料箱蓋零件機(jī)械加工工藝和典型 夾具設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： B 學(xué) 生： 羅林林 學(xué) 號(hào)： B 指導(dǎo)教師： 萬宏強(qiáng) 2013年5月填料箱蓋零件機(jī)械加工工藝和典型夾具設(shè)計(jì)摘要油液的滲漏問題一直是汽車行業(yè)關(guān)注的問題，而填料箱蓋是潤(rùn)滑裝備的關(guān)鍵零件。如何解決填料箱蓋的工藝規(guī)程、如何縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期是目前亟待解決的問題。設(shè)計(jì)中，首先對(duì)填料箱蓋零件進(jìn)行工藝分析，根據(jù)零件的用途以及加工要求以及產(chǎn)品的批量確定零件的毛坯，其次根據(jù)零件的尺寸及批量，設(shè)計(jì)零件加工工藝過程，給出了零件的合理加工路線。隨后確定各工

2、序的加工余量，切削參數(shù)，并計(jì)算各步工時(shí)。最后在對(duì)零件的第4道工序加工12孔進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。考慮到12孔中為平均分布，采用心軸定位，可卸鉆模板與止口配合實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位，各孔氣動(dòng)夾緊，設(shè)計(jì)中的定位精度高可與工件一起裝卸。再對(duì)第11道工序銑65孔端面進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，本夾具將用于組合機(jī)床，對(duì)機(jī)床進(jìn)行銑加工。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計(jì)選擇采用螺紋夾緊的方式，選擇以60孔的內(nèi)表面和155的底端面為主要定位基面，因此，在保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)可以設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的夾具。關(guān)鍵詞：填料箱蓋；油液滲漏；工藝夾具設(shè)計(jì)Filler lid part machining process and typical fi

3、xture designAbstractOil leakage issue has been a concern of the automotive industry, the filler cover key parts of lubrication equipment. How to solve the the filler lid technical rules, how to shorten the product design cycle current problems to be solved.Design, the first part of the filler cover

4、for process analysis to determine the parts of the rough, according to the use of parts and processing requirements as well as bulk, followed by machining process based on the size and bulk of the parts, design parts, the parts of a reasonable processing route. Then determines the allowance, the cut

5、ting parameters of each step, and the each step working hours is calculated.Finally, on the part of four machining processes 12 holes for fixture design. Taking into account the 12 holes evenly distributed, spindle positioning, detachable drilling template with the realization of a five-point positi

6、oning with the Mouth, each hole pneumatic clamping, high positioning accuracy in the design together with the workpiece loading and unloading. 65 hole end of the 11 step milling fixture design, the fixture will be used for the combination of machine tools, machine tools for milling. In order to redu

7、ce production costs, the design options with a threaded clamping manner. Select the main positioning the base surface to the bottom surface of the inner surface of the hole 60 and 155, Therefore, improve labor productivity, reduce labor intensity can be designed relatively simple jig. Key Words: the

8、 filler cover;fluid leakage; the process of design and fixture目 錄1 緒論11.1 課題的研究背景12 零件的分析22.1 零件的作用22 .2 零件的工藝分析33 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)43.1 毛坯的制造形式43.2 基準(zhǔn)面的選擇43.2.1粗基準(zhǔn)的選擇43.2.2精基準(zhǔn)的選擇43.2.3切削用量的確定43.3 制訂工藝路線63.3.1工藝線路方案一63.3.2工藝路線方案二63.3.3工藝方案的比較與分析73.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定73.5 確定切削用量及基本工時(shí)84 填料箱蓋零件典型夾具設(shè)計(jì)224.1 問題的指出

9、224.2 夾具設(shè)計(jì)224.2.1定位基準(zhǔn)的選擇224.2.2切削力及夾緊力的計(jì)算224.3 定位誤差的分析234.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明234.5 基于Pro/E的夾具建模過程概述235 填料箱蓋零件專用夾具設(shè)計(jì)295.1 問題的提出295.2 夾具設(shè)計(jì)295.2.1定位基準(zhǔn)的選擇295.2.2切削力及夾緊力計(jì)算295.2.3定位誤差分析305.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明316 結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝34畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明35畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明361 緒論1.1 課題的研究背景隨著社會(huì)的發(fā)展，能源問題成為全球共同的話題，而石油作為不可再生能源，一直是各個(gè)國(guó)家最為

10、關(guān)注的。世界各國(guó)在努力尋求解決石油緊缺問題的方法。其實(shí)石油問題的解決不外乎兩點(diǎn)，一是開發(fā)新能源，二是減少資源的浪費(fèi)。如何解決石油的泄漏問題是本設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵。汽車中石油的泄漏主要體現(xiàn)在填料箱蓋上。本設(shè)計(jì)的課題將就填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計(jì)。當(dāng)今國(guó)內(nèi)的工業(yè)社會(huì)，尚處于發(fā)展階段，制造工業(yè)占主導(dǎo)地位。而在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品的加工路線的確定對(duì)企業(yè)的生存有著至關(guān)重要的影響。人類的生活無不與機(jī)械相關(guān)，現(xiàn)代社會(huì)的每一個(gè)人都隨時(shí)隨地的享受機(jī)械所帶來的恩惠。機(jī)械制造始終是人類物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，這已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，可以說機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的歷史是人類技術(shù)進(jìn)步的事實(shí)寫照。然而，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)

11、展要靠機(jī)械裝備的發(fā)展來推動(dòng)。箱體類零件是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件，它把機(jī)器和部件中的所有零件連接成一個(gè)整體，并使機(jī)器和部件中的零件相互保持正確位置，完成必需的運(yùn)動(dòng)。因此， 箱體零件的加工質(zhì)量直接影響著機(jī)器的性能、精度和壽命。箱體類零件結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，箱壁薄，表面和孔比較多。但箱體零件主要加工的對(duì)象是一些平面和孔。對(duì)于平面大多采用銑削和磨削, 對(duì)于軸承孔多采用鏜削, 對(duì)于連接孔多采用鉆、擴(kuò)、鉸等。另外，在箱體類零件加工安排時(shí), 工藝順序一般為先面后孔，先粗后精，并在各個(gè)工序間安排時(shí)效處理，通過對(duì)箱體零件的研究，自動(dòng)編程能夠優(yōu)化箱體零件加工工藝，提高箱體零件質(zhì)量，縮短了加工時(shí)間，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度

12、，提高企業(yè)生產(chǎn)效率就是本次研究的目的。 箱體類零件的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：形狀較復(fù)雜；體積較大；壁薄比較容易變形；孔和平面的精度要求較高?？偠灾潴w類零件在整個(gè)機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中占有相當(dāng)重要的地位，它的精度高低直接影響到機(jī)器性能的好壞。因此討論研究箱體零件的加工工藝和自動(dòng)編程是很有現(xiàn)實(shí)意義。2 零件的分析2.1 零件的作用零件的制造工藝方法可以分為材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經(jīng)濟(jì)性的角度分析，經(jīng)過一系列的性能比較，HT200是相對(duì)適合的材料，毛壞的成型方法為鑄造。 本設(shè)計(jì)是首先對(duì)零件進(jìn)行分析，確定零件加工的工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)加工工序，然后根據(jù)要求設(shè)計(jì)夾具，利用Pro/E的建模

13、功能設(shè)計(jì)夾具的各個(gè)組件，最后將各組件組裝成裝配圖，最后導(dǎo)出工程圖。題目所給定的零件是汽車的填料箱蓋如圖2.1所示，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。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。圖2.1 填料箱蓋三維圖2 .2 零件的工藝分析23填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求4：（1）以65H5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65H5（）的

14、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2-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。3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1毛坯的制造形式零件材料為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，采用鑄造。由

15、于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。3.2基準(zhǔn)面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。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）3.2.2精基準(zhǔn)的選

16、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(jiǎn)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；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，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。3.2.3切削用量的確定切削用量是切削加工時(shí)可以控制的參數(shù)，具體是指切削速

17、度、進(jìn)給量和背吃刀量三個(gè)參數(shù)；確定方法是先確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)切削用量手冊(cè)4確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，以與機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)1區(qū)別。選擇切削用量主要應(yīng)根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具的材料、機(jī)床的功率和剛度等情況，在保證工序質(zhì)量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機(jī)床的功率、轉(zhuǎn)矩等特性，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。從刀具耐用度出發(fā)，首先應(yīng)選定背吃刀量，其次選定進(jìn)給量，最后選定切削速度。粗加工時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡量能保證較高的金屬切除率，以提高生產(chǎn)率；精加工時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較

18、高，加工余量小且均勻。因此選擇切削用量是應(yīng)著重保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。（1）背吃刀量的選擇粗加工時(shí)，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。由于粗加工時(shí)是以提高生產(chǎn)率為主要目標(biāo)，所以在留出半精加工、精加工余量后，應(yīng)盡量將粗加工余量一次切除。一般可達(dá)810mm。當(dāng)遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時(shí)，則應(yīng)考慮多次走刀，而此時(shí)的背吃刀量應(yīng)一次遞減，即ap1ap2ap3。精加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定背吃刀量，使精加工余量小而均勻。（2）進(jìn)給量的選擇粗加工時(shí)對(duì)表面粗糙度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度好的情況下，可以選用大一些的進(jìn)給量；精加工時(shí)，應(yīng)主要考慮工件表面粗糙度要求

19、，在一般表面粗糙度數(shù)值越小，進(jìn)給量也要相應(yīng)減小。（3）切削速度的選擇切削速度主要應(yīng)根據(jù)工件和刀具的材料來確定。粗加工時(shí)，主要受刀具壽命和機(jī)床功率的限制。如超出了機(jī)床許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度；精加工時(shí)，和的選用得都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應(yīng)選取的盡可能高，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。 切削用量選定后，應(yīng)根據(jù)已選定的機(jī)床，將進(jìn)給量和切削速度修定成機(jī)床所具有的進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，并計(jì)算出實(shí)際的切削速度。工序卡上填寫的切削用量應(yīng)是修定后的進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速及實(shí)際切削速度。轉(zhuǎn)速 的計(jì)算公式如下：式中刀具（或工件）直徑；切削速度。3.3制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)

20、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。3.3.1工藝線路方案一工序 銑削左右兩端面。工序 粗車65，80，75，155，100外圓及倒角。工序 擴(kuò)32孔，锪47孔。工序 鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序 精車65外圓及與80相接的端面。工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面。工序

21、 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 銑65端面。工序XII 去毛刺，終檢。3.3.2工藝路線方案二工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，80，75，155，100外圓及倒角。工序 擴(kuò)32孔，锪47孔。工序 精車65外圓及與80相接的端面。工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面。工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 銑65端面。工序 鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序XII 去毛刺，終檢。3.3.3工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面

22、，且是先加工12孔后精加工外圓面和60H8（孔。方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序精車65外圓及與80相接的端面。然后工序鉆6-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，80，75，155，100外圓及倒角。工序 擴(kuò)32孔，锪47孔。工序 鉆6

23、-13.5孔，2-M10-6H，4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序 精車65外圓及與80相接的端面。工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面。工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 銑65端面。工序XII 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”。3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。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：（1）外圓表面(65、80、7

24、5、100、91、155)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為84、104、160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um，只要粗車就可滿足加工要求，以155為例，2Z=5mm已能滿足加工要求。（2）外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差4。鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向）100160mm，故長(zhǎng)度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.03.5 mm?，F(xiàn)取3.0 mm4。（3）32、47內(nèi)孔。兩內(nèi)孔尺寸無精度要求，R為6.3，鉆擴(kuò)即可滿足要求。（4）內(nèi)孔60H8()。要求以外圓面65H5（）定位，鑄出毛坯孔30。粗鏜59.5 2Z=4.5精鏜 59

25、.9 2Z=0.4細(xì)鏜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）銑削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69（6）底面溝槽，采用鏜削，經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度。Z=0.5。（7）6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。1）6孔可一次性直接鉆出。2）攻螺紋前用麻花鉆直徑為8.5的孔14。鉆孔8.5，攻螺紋M10。3.5確定切削用量及基本工時(shí) 工序：車削端面、外圓本工序采用計(jì)算法確定切削用量、加工條件。工件材料：HT200，鑄造。加工要求：

26、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=12 r=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(zhǎng)度方向單邊余量為3mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm，分兩次加工，a=2mm。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取mm。確定進(jìn)給量f4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。4.3 定位誤差的分析定位元件尺寸及

27、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。4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)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(shì)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。4.5 基于Pro/E的夾具建模過程概述根據(jù)上述計(jì)

28、算與設(shè)計(jì)，確定的夾具的夾具體的設(shè)計(jì)，最終確立夾具的結(jié)構(gòu)?；赑ro/E的夾具體的建模過程：第一步，新建一個(gè)文件名為“jiajuti的文件類型，單位：mm的文件如圖4.1所示：圖4.1 創(chuàng)建新文件 第二步，插入一個(gè)長(zhǎng)為310mm，寬280mm,25mm的長(zhǎng)方體。生成實(shí)體模型如圖4.2所示：圖4.2 長(zhǎng)方體特征 第三步，選擇成形特征下的凸墊，選擇生成長(zhǎng)方體的一個(gè)棱邊為水平參考，凸墊的長(zhǎng)250mm，寬310mm，高度為185mm。生成特征如下4.3圖示：圖4.3 凸墊特征第四步，創(chuàng)建長(zhǎng)210mm，寬度190mm，深度310mm腔體特征如下4.4圖所示：圖4.4 腔體特征 第五步，創(chuàng)建拉伸異形定位孔，

29、具體做法如下（1）在草繪環(huán)境下，繪出孔的草圖確； （2）進(jìn)入建模環(huán)境下，拉伸草繪完成的草圖剖面完成結(jié)果如下4.5圖所示：圖4.5 異形孔特征 第六步，創(chuàng)建夾具體的其他的三個(gè)異形定位孔，具體做法如下： （1）創(chuàng)建XOZ和YOZ平面；（2）點(diǎn)擊Pro/E菜單中的插入命令中的關(guān)聯(lián)復(fù)制中鏡像特征；（3）選擇上一步生成的異形定位孔，然后選擇鏡像平面XOZ，確定完成；（4）選擇生成的兩個(gè)異形定位孔，選擇鏡像平面YOZ，確定完成四個(gè)定位孔的繪制如下4.6圖所示： 圖4-6 異形孔特征 第七步，生成夾具體的四個(gè)夾緊定位孔并插入螺紋特征。1. 利用Pro/E中的簡(jiǎn)單孔功能，根據(jù)孔的定位參數(shù)繪制一個(gè)孔；2. 在繪

30、制好的孔中插入螺紋特征；3. 插入基準(zhǔn)軸Z軸；4. 利用Pro/E工具欄中的環(huán)形特征生成其余3個(gè)孔， 選擇生成的孔簡(jiǎn)單孔和孔內(nèi)螺紋，選擇Z軸，輸入數(shù)量4，角度為90度，生成4個(gè)螺紋孔如下4.7圖示。圖4.7 螺紋孔特征 第八步，在夾具體上創(chuàng)建一個(gè)夾緊拉桿的了孔創(chuàng)建如4.8圖。 圖4.8 拉桿孔特征 最后創(chuàng)建完成的實(shí)體模型如下4.9所示：圖4.9 夾具體型特征 經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)和零件裝配，最終夾具與零件的裝配圖如圖4.10所示： 圖4.10 裝配圖 爆炸組件如圖4.11所示： 圖4.11 爆炸圖5 填料箱蓋零件專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。決定設(shè)計(jì)

31、工序：銑65孔端面的夾具。本夾具將用于組合機(jī)床，對(duì)工件進(jìn)行銑加工，刀具為鑲齒三面刃銑刀。5.1 問題的提出 本夾具主要用來銑65孔端面，此平面的形位公差和表面要求均較高，無特殊要求，且加工此平面時(shí)軸的外端面及孔的內(nèi)表面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)可以設(shè)計(jì)選用比較簡(jiǎn)單的夾具。5.2 夾具設(shè)計(jì)5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，待加工平面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的中心線。本設(shè)計(jì)選用以孔的內(nèi)表面和的底端面為主要定位基面，另選用的上端面作為輔助定位基準(zhǔn)。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計(jì)選擇采用螺紋夾緊的方式。5.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算刀具：鑲齒三

32、面刃銑刀 d=80mm由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P 可查得 銑削扭矩 M切向力 切削功率 Pm=2Mn10(kw)式中：C=558.6 x=1 y=0.8 d=80 k=0.9 f=0.13 n=1450所以當(dāng)銑距中心軸線24mm和34mm面時(shí)有： =19.65 因?yàn)槭菍?duì)銑加工，故： 如上所述，本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長(zhǎng),升角又小，所以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動(dòng)夾緊中用得最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件 FL= F= 式中: F

33、夾緊力(N) F作用力(N) L作用力臂(mm) d螺桿直徑 螺紋升角 螺紋處摩擦角 螺桿端部與工件間的摩擦角 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)所以有 F= =3075.73N顯然 F=3075.73N982.7N=F.故本夾具可安全工作。5.2.3 定位誤差分析夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板尺寸與公差都是選取的標(biāo)準(zhǔn)件，其公差由標(biāo)準(zhǔn)件決定，并且在夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨削加工，支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷選取標(biāo)準(zhǔn)件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.01。夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個(gè)自由度,另一端面限制三個(gè)

34、自由度,繞銑刀軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制。因零件對(duì)形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標(biāo)準(zhǔn)件，故定位誤差在此可忽略。 5.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應(yīng)用于組合機(jī)床上，兩銑刀同時(shí)工作的對(duì)銑加工，夾具尺寸不能很大，如果采用機(jī)動(dòng)夾緊，夾具勢(shì)必過于復(fù)雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用, 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),操作非常簡(jiǎn)單,先擰松夾緊螺母,稍旋轉(zhuǎn)彎頭壓板，將工件放置在夾具支撐板上，由定位銷定位,再將壓板

35、旋轉(zhuǎn)復(fù)位，擰緊螺母達(dá)到夾緊要求即進(jìn)行銑削加工.本工序采用的是專用的組合機(jī)床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，因而不需要很大的夾緊力，而且可以采用長(zhǎng)柄扳手，只需擰松兩個(gè)夾緊螺母即可，因而工人的勞動(dòng)強(qiáng)度不大。6 結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)填料箱蓋零件機(jī)械加工工藝和典型夾具的設(shè)計(jì)主要經(jīng)過了兩個(gè)階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝卡片的設(shè)計(jì)，首先對(duì)填料箱蓋零件的作用及工藝進(jìn)行分析，之后進(jìn)行零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)：確定毛坯的材料及制造形式，基面的選擇，制定工藝路線，機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定。第二階段是典型夾具設(shè)計(jì)，對(duì)其中兩個(gè)工序所需的夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）鉆孔典型夾具設(shè)計(jì)：考慮到12孔中為平均分布，采

36、用心軸定位，可卸鉆模板與止口定位圈配合實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位以限制工件的5個(gè)自由度，氣缸實(shí)現(xiàn)夾緊。（2）銑端面專用夾具設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)選擇以60孔的內(nèi)表面和155的底端面為主要定位基面，支撐板和定位銷定位以限制工件的5個(gè)自由度，通過螺紋實(shí)現(xiàn)夾緊。通過這次設(shè)計(jì)，基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、調(diào)查研究，在填料箱蓋加工工藝的同時(shí)，認(rèn)真分析研究了影響填料箱蓋機(jī)械加工的質(zhì)量一些因素：如填料箱蓋零件的加工方法和加工設(shè)備；制造工藝的制定和選取等。對(duì)零件的機(jī)械加工工藝和典型夾具的設(shè)計(jì)，可以了解到機(jī)床夾具在切削加工中的作用，保證工件的加工精度，提高加工效率

37、，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。參考文獻(xiàn)1 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.第2版.冶金工業(yè)出版社.20022 肖繼德.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)S.第2版.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.3 鄒青.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2007.4 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)S.第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.1994.5 楊叔子.工藝師手冊(cè)S.第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2006.6 Dorf,R.C.and Kuisiak,A.Handbook of Design Manufacturing and Automation John Wiley &Sons,1994.7 李旦.機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)M.第2版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1998.8 鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)S.第1版.高等教育出版社.1998.9 上海市金屬切削手冊(cè).上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)S.第版.上?？茖W(xué)技 術(shù)出版社.2000.10 甘永立.幾何量公差與檢測(cè)M.第8版.高等教育出版社.2008.11 張世昌.機(jī)械制造基礎(chǔ)M.第1版.高等教育出版社.2006.12 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)S.第2版.哈爾濱工業(yè)大學(xué).2006.13 楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)S.第