機械制造基礎 課程設計 --機械密封裝置傳動套

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 序 言2</p><p>　　第2章 零 件 的 分 析4</p><p>　　2.1 零件的作用4</p><p>　　2.2 零件的工藝分析4</p><p>　　第3章 工 藝 規(guī) 程

2、 設 計5</p><p>　　3.1 確定毛坯的制造形式5</p><p>　　3.2 基面的選擇6</p><p>　　3.3 制定工藝路線7</p><p>　　3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定8</p><p>　　3.5 確定切削用量及基本工時11</p><p&

3、gt;　　第4章 夾 具 設 計11</p><p>　　4.1 問題的提出11</p><p>　　4.2 卡具設計11</p><p>　　4.3 定位誤差分析11</p><p>　　4.4 夾具設計及操作的簡要說明12</p><p>　　第5章 總 結(jié)13</p><

4、;p>　　第6章 參 考 文 獻14</p><p>　　第1章 序 言</p><p>　　機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。</p><p

5、>　　機械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設計好夾具則成了機械制造的一項重要任務。</p><p>　　機床夾具是夾具中的一種，將其固定到機床上，可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。</p><p>&l

6、t;b>　　夾具設計中的特點：</b></p><p>　　夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。</p><p>　　專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。</p><p>　　“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。</p>&l

7、t;p>　　夾緊裝置的設計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。</p><p>　　因此，夾具設計要保證以下幾個條件：</p><p>　　夾具的結(jié)構(gòu)應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。</p><p><b>　　保證工件的精度。</b></p><p>　　3． 保證使用方便與安全。&l

8、t;/p><p>　　4． 正確處理作用力的平衡問題。</p><p>　　5． 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。</p><p>　　6．在機械制造中，為了適應新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢：</p><p>　　（1） 發(fā)展通用夾具的新品種</p&g

9、t;<p>　　A．由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。</p><p>　　B．廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　?。?） 發(fā)展調(diào)整式夾具</p><p>　?。?） 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。</p><p>　?。?） 加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。<

10、;/p><p>　　（5） 大力推廣和使用機械化及自動化夾具。</p><p>　?。?） 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設計和制造夾具。</p><p>　　本設計屬于工藝夾具設計范圍，機械加工工藝設計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設計中為了適應中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設計中所采用的零件盡量

11、采用標準件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。</p><p>　　機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。</p><p>　　就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望

12、在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎。</p><p>　　由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。</p><p>　　第2章 零 件 的 分 析</p><p><b>　　2.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給定的零件是機械密

13、封裝置傳動套，它的主要作用是傳遞扭矩。利用端部的兩個小凸臺與另一個傳動套的兩個小凹槽相互嚙合來傳遞扭矩。有零件圖所給出的精度要求可以看出，它也起到一定的密封作用。</p><p>　　2.2 零件的工藝分析</p><p>　　從齒輪泵后蓋這個零件所給零件圖可以看出，其主要有兩組加工表面，且它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)將這兩組表面分述如下：</p><p>　　1、

14、以小端面為加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：一個凸臺平面 。 </p><p>　　2、以大端面為加工表面</p><p>　　這一組的加工表面包括：6個直徑為Φ9mm螺栓孔，兩個尺寸為Φ24mm的軸孔，底平面和兩個銷釘孔。</p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：</p>&

15、lt;p>　　（1）兩軸孔中心線與B面的垂直度要求為0.05；</p><p>　?。?）兩軸孔中心線與A面的平行度要求為0.01;</p><p>　?。?）兩軸孔的同圓度要求為0.05;</p><p>　　第3章 工 藝 規(guī) 程 設 計</p><p>　　3.1 確定毛坯的制造形式</p><p>　

16、　零件材料為鑄鐵，有較好的剛度和耐磨性，零件的輪廓尺寸不大，可以采用鑄件，這樣可以方便快捷的進行生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。</p><p><b>　　3.2 基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)

17、無法正常進行。</p><p>　　粗基準的選擇：粗基準的選擇對保證加工余量的均勻分配和加工表面與非加工面（作為粗基準的非加工面）的位置關系具有重要影響。</p><p>　　如圖1所示，零件的毛坯鑄造時其兩端面難免有平行度的誤差。加工時若以小端面A作為粗基準定位，則加工后大端面C能夠與小端面平行，可以保證零件壁厚均勻，但卻保證不了A、B兩面的厚度及B、C兩面的厚度；若以大端面C作為粗基準

18、定位，A面作為非配合表面的要求不高，這樣以配合表面作為基準可以提高零件的精度，滿足要求。由上面的分析可知，我們要加工的零件必須保證壁厚均勻，對加工余量沒有特殊要求，所以可以選擇以大端面做為粗基準。</p><p>　　精基準的選擇：選擇精基準時，應重點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。有任務書中給定的零件圖上可以看出零件的設計基準是大端面，如果我們選擇大端面做為精基準，符合

19、基準重合的原則，同時又可以保證凸臺上端面和小端面的精度要求，符合基準統(tǒng)一的原則，而且裝夾也很便。故選擇大端面作為精基準。</p><p>　　3.3 制定工藝路線</p><p>　　擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設計的關鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術 能

20、得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p><b>　　1．工藝路線方案一</b></p><p>　　工序1：粗銑大端面。</p><p><b>　　工序2：粗銑凸臺。</b>

21、;</p><p>　　工序3：半精銑大底面。</p><p>　　工序4：半精銑小底面。</p><p>　　工序5：鉆6個Φ9螺紋孔，攻絲。</p><p>　　工序6：鉆2個Φ10的銷釘孔。</p><p>　　工序7：鉆2個Φ24軸承孔孔。</p><p>　　工序8：銑8mm流油槽。&

22、lt;/p><p>　　工序9：攻進出油腔的螺紋。</p><p>　　工序9：終檢。 </p><p><b>　　2．工藝路線方案二</b></p><p>　　工序1：粗銑小端面。</p><p>　　工序2：粗銑大端面。</p><p>　　工序3：半精銑小端面。

23、</p><p>　　工序4：半精銑大端面。</p><p>　　工序5：鉆6—Φ9mm的螺栓孔，攻絲。</p><p>　　工序6：裝三蓋，鉆、擴2—Φ10mm的定位銷孔。</p><p>　　工序7：鉆6—Φ9mm的螺栓孔，攻絲。</p><p>　　工序8：鉆鏜2—Φ24mm兩軸孔。</p><

24、;p><b>　　工序9：軸孔倒角。</b></p><p>　　工序10：鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角。</p><p>　　工序11：攻進出油腔的螺紋。</p><p>　　工序12：銑8mm的流油槽。</p><p><b>　　工序13：終檢。</b></p><

25、;p>　　3．兩種工藝路線方案的比較</p><p>　　上述兩個方案的特點在于：方案一是以大端面為粗基準，先銑小端面，然后以小端面精基準銑大端面，然后再以大端面定位，進行孔的加工；而方案二是以小端面粗基準，先銑大端面，再以大端面為基準銑小端面，最后進行孔的加工。</p><p>　　方案一以大端面粗基準，保證了零件壁厚均勻及平行度的技術要求，裝夾次數(shù)也較少，但是小端面沒有進行精加工

26、，從而不能保證大端面這一配合表面的精度。另外工序6和工序7應該互換一下，因為定位銷孔是保證裝配時的位置精度的，故應在螺栓孔加工完成后進行裝三蓋使前后蓋及泵體一起加工；方案二小端面為粗基準，不能保證零件的壁厚均勻，其裝夾次數(shù)較多。而且在加工進油孔Φ15mm及出油孔Φ8mm前加工2—Φ24mm的進出油腔，這樣就不符合先鉆后擴的原則。綜合兩個方案，我確定具體的工藝工程如下：</p><p>　　工序1：粗銑小端面。選用

27、X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序2：粗銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序3：半精銑小端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序4：半精銑大端面。選用X 6132銑床及V形塊夾具。</p><p>　　工序5：鉆6—Φ9mm的螺栓孔，攻絲。選用Z5125A立式鉆

28、床及V形塊夾具。</p><p>　　工序6：裝三蓋，鉆、擴2—Φ10mm的定位銷孔。選用Z5125A立式鉆床及V形塊夾具。</p><p>　　工序7：鉆2—Φ24mm兩軸孔。選用Z5140A立式鉆床及長銷夾具。</p><p>　　工序8：軸孔倒角。倒角機。</p><p>　　工序9：鉆2—Φ24mm的進出油腔及倒角。選用Z5140A立

29、式鉆床及長銷夾具。</p><p>　　工序10：攻進出油腔的螺紋。</p><p>　　工序11：銑8mm的流油槽。選用X5032立式銑床及長銷夾具。</p><p><b>　　工序12：終檢</b></p><p>　　3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“齒

30、輪泵后蓋”零件材料為鑄鐵，硬度HB143～229，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用鑄造毛坯，3級精度組（成批生產(chǎn)）。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：</p><p><b>　　1．外圓表面</b></p><p>　　由給定任務書中的零件圖，毛坯為階梯盤狀灰鑄鐵，毛坯總厚為30

31、，凸臺面厚度為15mm，總長128mm,寬86mm。泵蓋側(cè)面表面粗糙度無嚴格要求，鑄造可達到精度。</p><p>　　2．大小端面的粗加工余量</p><p>　　小端面加工余量取1.1mm，大端面加工余量1.1mm [見《機械制造工藝手冊》（以下簡稱《手冊》）表1-24]</p><p>　　3．半精銑大底面的加工余量</p><p>　

32、　小端面的精銑加工余量為0.25mm。[見《手冊》表1-24]</p><p>　　4．精銑大底面的加工余量</p><p>　　大端面的半精銑加工余量為0.16mm。[見《手冊》表1-24</p><p>　　5．鉆6—Φ9mm的螺紋孔</p><p>　　以大端面為基準，泵蓋總厚度為30mm，凸臺階面厚度為15mm，Φ9mm的孔切削深度為

33、6mm。</p><p>　　6．鉆Φ10的銷釘孔</p><p>　　將前后蓋和泵體合攏，利用6個螺紋孔和端面為基準，并用壓板夾緊，先鉆Φ9.9孔，然后精鉸鉸Φ10的銷釘孔。</p><p>　　5．鉆，擴，鉸Φ24的軸孔</p><p>　　以2個銷釘孔為基準，先鉆Φ20孔，擴鉆Φ23，，精鉸Φ24mm軸孔。</p><

34、;p><b>　　8．終檢</b></p><p>　　3.5 確定切削用量及基本工時</p><p>　　本工序以大底面和2個銷釘孔做基準，鉆Φ24孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。</p><p><b>　　1. 選擇鉆頭</b></p><p>　　選擇高速鋼麻

35、花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，后角αo＝16°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度，° ，° ，° </p><p><b>　　2．鉆Φ20孔</b></p><p>　　采用Φ20鉆用擴孔鉆。</p><p>　　f=0.43 mm/r*0.75=0.322mm

36、/r(表3—38)</p><p>　　取f=0.32mm/r(表4—5)</p><p>　　v=0.25m/s(15m/min)(表3—42)</p><p>　　故 n=3.18r/s</p><p>　　按機床選取=3.25r/s(表4—5)</p><p>　　故實際切削速度v=0.225m/s</p&

37、gt;<p>　　切削工時，（一個孔）</p><p>　　Tm=L/ f=30+5+2/3.25*0.32=35.6s</p><p><b>　　3.擴鉆Φ23孔</b></p><p>　　采用Φ9專用擴孔鉆。</p><p>　　f=0.42mm/r*0.9=0.38mm/r(表3—38)</

38、p><p>　　v=0.25m/s(表3—42)</p><p>　　Ns=1000v/3.14*Dw=3.18r/s(190r/min)</p><p>　　按機床取=3.05r/s(180/min)</p><p>　　實際切削速度v=3.14*Dw*/1000=0.24m/s</p><p><b>　　切

39、削工時：</b></p><p>　　Tm=L/*f=30+8+1/3.05*0.38=33.6s</p><p>　　4.粗精鉸Φ23.9mm二孔</p><p><b>　　f=0.1mm/r</b></p><p>　　=800r/min(表4—9)</p><p>　　v=10

40、0m/min</p><p>　　切削工時（一個孔） （表7—1）：</p><p>　　Tm=L/*f=30+2+1/13.2*0.1=25s</p><p>　　5,精鉸孔至Φ24mm</p><p><b>　　f=0.1mm/r</b></p><p><b>　　=800r/m

41、in</b></p><p>　　Tm=22.2s </p><p>　　6.倒角2*45雙面，采用90锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔是相同：n=3.05r/s </p><p>　　第4章 夾 具 設 計</p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需

42、要設計通用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計齒輪泵后第三道工序——鉆2—Φ24軸承孔的立式鉆床卡具。本卡具將用于Z5140A立式鉆床。刀具為Φ23的擴孔鉆，以及Φ20的高速鋼麻花鉆。</p><p><b>　　4.1 問題的提出</b></p><p>　　在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速

43、性上。</p><p><b>　　4.2 卡具設計</b></p><p><b>　　定位基準的選擇</b></p><p>　　出于定位簡單和快速的考慮，選擇端面為基準（自由度限制數(shù)為3個），配合以兩個銷釘孔（自由度限制數(shù)為3個）。再用一個壓板和鉸鏈式模板為壓板來進行壓緊。</p><p>&

44、lt;b>　　切削力和卡緊力計算</b></p><p>　　本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。</p><p>　　修正系數(shù)查《機械加工工藝手冊》 KF== (=1.062</p><p><b>　　軸向力 </b></p><p><b>　　扭矩 </b&

45、gt;</p><p>　　由于扭矩很小，計算時可忽略。</p><p><b>　　驗算螺栓強度： </b></p><p>　　45鋼的強度為450MPa 強度滿足</p><p>　　使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。</p><p>　　4.3 定

46、位誤差分析</p><p>　　本工序采用側(cè)面夾緊，使用端面，兩菱形銷定位，而工件自重會始終靠近凸臺，當然工件有一定的誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。</p><p>　　鉆套選用快換鉆套 Φ24mm。偏差為Φ24mm+0.012/0</p><p>　　4.4 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在

47、設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。盡管采用機動夾緊能提高夾緊速度，提高勞動生產(chǎn)率，但是題目中要求設計的夾具使用手動夾緊，并且進行鉆削加工時的軸向力大，故此我就想到了使用雙壓板機構(gòu)，這樣還可以使得制造夾具的制造工藝簡單省事。由于選擇的定位基準為零件的底面和軸孔，所以可以使用凸臺和菱形銷配合定位。</p><p>　　此外，由于本零件是中批生產(chǎn)，隨著加工零件個數(shù)的增加，夾具磨損也將增大，這將導致零件

48、加工誤差的增大，廢品率升高，間接地增加了生產(chǎn)成本。為了解決這個問題，在設計時，采用雙壓板機構(gòu)可以防止這個問題，延長了夾具的使用壽命。</p><p>　　第5章 總 結(jié)</p><p>　　為期三周的機械制造工藝學課程設計即將結(jié)束了，三周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這三周的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設

49、計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設計打下了好的基礎。</p><p>　　課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成

50、的更出色的關鍵一步。</p><p>　　最后，衷心的感謝xx老師的精心指導和悉心幫助，使我順利的完成此次設計。謝謝?。。?！</p><p>　　第6章 參 考 文 獻</p><p>　　【1】趙家齊主編．機械制造工藝學課程設計指導書．機械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　【2】《切削用量手冊》</p><p

51、>　　【3】《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組編．金屬機械加工工藝人員手冊．上?？茖W技術出版社，1983</p><p>　　【4】上海柴油機廠工藝設備研究所編．金屬切削機床夾具設計手冊．機械工業(yè)出版社．1984</p><p>　　【5】南京市機械研究所主．金屬切削機床夾具圖冊．機械工業(yè)出版社</p><p>　　【6】《機床夾具設計手冊》</p>