填料箱盖夹具设计

******************填料箱盖课程设计指导老师：设计者：——机械加工工艺规程卡片，工艺分析——零件毛坯图，夹具装配总图和零件图——所有相关计算——课程设计说明书课程设计任务书自动化工程系模具设计与制造专业学生姓名班级模具设计与制造11-1、11-2课程名称：机械制造工艺学课程设计设计题目：填料箱盖的夹具设计课程设计应完成的内容：填箱料盖零件如图所示进行夹具设计，生产批量为中批量1.完成论文相关资料的收集2.在摇臂钻床上加工φ13.5的通孔。

3.要求绘制零件一毛坯合图一张、夹具装配总图一张、夹具零件图一张、设计说明书一份。

4.夹具设计合理，有利于提高加工精度，保证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产率和减轻工人的劳动强度，便于批量生产。

原始资料：《夹具设计手册》、《机械制造基础》、《机床夹具设计》等设计开始日期 2013 年 05月 13日指导老师：张俊纪目录前言 (1)一夹具的发展史 (2)二零件的分析 (3)2.1 零件的作用 (3)2.2 零件的工艺分析 (4)三工艺规程设计 (4)3.1毛坯的制造形式和零件毛坯图 (4)3.2 定位基准的选择 (4)3.3 制定工艺路线 (5)四夹具设计 (7)4.1零件本工序的加工要求分析 (7)4.2确定夹具的类型 (7)4.3拟定定位方案和选择定位元件 (7)4.4定位误差计算 (8)4.5薄璧套筒计算 (8)4.6确定夹紧方案 (10)4.7切削力及夹紧力的计算 (10)4.8分度装置 (12)4.9切削用时 (12)五 CAD装配图 (14)六三维PRO/E建模 (14)总结 (16)参考文献 (16)错误纠正1 联动夹紧机构，左边的螺钉应该是固定的改正：添加螺帽固定2底座用的实体板料，支撑不平稳改正：底座挖空3浮动元件应该打销钉改正：查手册P229，销钉直径d=22,长度L=604压板太厚改正：查手册P297得标准件，长度L=100，宽度B=44，板上螺钉孔直径d=18为M16.5耳座太窄，无扳手位置。

改正：查手册得标准件P446,槽长度L=18，半圆孔直径d=10,D=12,D1=24.6钻模板太厚改正：由计算得钻套高度：H=<1~2.5>d=13.5x<1~2.5>=13.5~33.75排屑间隙：h=<0.3~0.7>d=13.5x<0.3~0.7>=4.05~9.45改正后装配总图前言工艺课程设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具设计。

其目的在于：（1)培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

（2)能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。

（3)培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

（4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。

在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。

它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。

机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。

通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。

当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。

使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。

将工件定位、夹紧的过程称为装夹。

工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。

在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。

机床夹具在生产中应用十分广泛。

一夹具的发展史夹具最早出现在18世纪后期。

随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。

1、机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。

然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。

特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；（2）能装夹一组具有相似性特征的工件；（3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；（4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；（6）提高机床夹具的标准化程度。

2、现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。

（1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。

目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。

机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

（2）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。

（3）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。

例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。

目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。

（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。

工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。

具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。

为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。

机床夹具实在金属切削中用以准确地确定工件位置，并将其牢固地加紧，以接受加工的工艺装备。

它的主要作用是：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动轻度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。

因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。

无论是在传统制造业还是现代柔性制造系统中，由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就显得非常重要，它直接影响加工质量，生产效率和制造成本，在一个柔性制造系统（FMS）中，夹具设计制造的费用占整个系统费用的10~20%。

夹具在单件、成批、大量生产中得到广泛的应用，它是在制造加工过程中根据设计说明书，在合理的位置定位和牢固装夹工件，从完成所要求的加工过程的一种装置。

80年代中期开始，从计算机辅助夹具设计（CAFD）到自动夹具设计在国际上普遍受到重视，同时正在发展成为一个独立的制造软件系统。

二零件的工艺分析2.1零件作用题目所给定的零件是汽车的填料箱盖如图1.1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。

该零件对内表面的加工精度要求比较高，对配合表面的表面粗糙度要求也比较高。

2.2零件的工艺分析由设计材料可知，材料为HT200。

该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适合用于承受较大的应力、要求耐磨的零件。

该零件主要加工6-ф13.5孔以ф65H5（）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65H5（）的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为ф80的与ф65H5（）相接的肩面, 尺寸为ф100f8()与ф65H5（）同轴度为0.025的面. 尺寸为ф60h5()与ф65H5（）同轴度为0.025的孔。

6-ф13.5孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度ф130mm以及孔深度15mm,影响钻模板高度，间隙和与夹具体的配合。

其它未注表面的粗糙度要求为6.3，半精加工即可满足要求。

三工艺规程设计3.1毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件。

由于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，故采用砂型制造机器造型和壳型。

3.2基准面的选择[1]粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置，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。

精度较高的不加工表面作粗基准。

[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。

3.3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。