湖南工业大学课程设计任务书20 —20 学年第一学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业机设班级课程名称：《机械制造装备设计》设计题目：金属切削机床夹具设计起止日期：自2011 年12月18日至2011 年12月25日共1 周内容及任务一、设计任务:填料箱盖零件,如图所示,进行夹具设计,生产批量为大批量生产。

二、要求：1、加工图中标注为“I”的部位，应保证相关的技术和精度要求；2、加工机床根据需要自己选择3、如图形不够清晰，请查阅《机械制造装备设计课程设计》（陈立德编，高等教育出版社，ISBN978-7-04-022625-6）指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日.目录一、零件分析 (4)1.1零件的作用 (4)1.2零件的工艺分析 (5)二、工艺规程设计 (6)2.1 确定毛坯的制造形式 (6)2.2 基面的选择 (6)2.2.1粗基准的选择 (6)2.2.2精基准的选择 (6)2.3制定工艺路线 (7)三、钻孔Ø13.5的夹具设计 (10)3.1零件本工序的加工要求分析 (10)3.2确定夹具的类型 (10)3.3拟定定位方案和选择定位元件 (10)3.3.1定位方案 (10)3.3.2选择定位元件.......................................................................................................................... 10-113.3.3定位误差的计算..................................................................................................................... 11-123.4确定夹紧方案 (13)3.5钻套的类型及结构的确定 (13)3.6绘制夹具装配图.....................................................................................................................................四、三维建模 (14)4．1夹具总装配后的最后结果 (14)4．2夹具总装配爆炸后的最后结果 (15)总结 (16)参考文献 (16)一、零件分析1.1零件的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。

图1.11 .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，图（1,2） 1.以ф65H5（0013.0-）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65H5（0013.0-）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为ф80的与ф65H5（0013.0-）相接的肩面, 尺寸为ф100f8(036.0090.0--)与ф65H5（0013.0-）同轴度为0.025的面. 尺寸为ф60h5(046.00+)与ф65H5（0013.0-）同轴度为0.025的孔。

2.以ф60h5(046.00+)孔为中心的加工表面。

尺寸为78与ф60H8(046.00+)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以ф60H8(046.00+)孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-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。

2.21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。

工艺线路方案一工序Ⅰ 铣削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圆及倒角。

工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面.工序Ⅵ 粗、精、细镗ф60H8（)046.00孔。

工序Ⅶ 铣ф60孔底面 工序Ⅷ 磨ф60孔底面。

工序Ⅸ 镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ 去毛刺，终检。

工艺路线方案二工序Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面.工序Ⅴ 粗、精、细镗ф60H8（)046.00-孔。

工序Ⅵ 铣ф60孔底面 工序Ⅶ 磨ф60孔底面。

工序Ⅷ 镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。

工序Ⅹ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅺ 去毛刺，终检。

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ф60H8（)046.00-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Ⅳ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面。

然后工序Ⅹ 钻6-ф13.5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Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圆及倒角。

工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ 精车65外圆及与80相接的端面.工序Ⅵ 粗、精、细镗ф60H8（)046.00孔。

工序Ⅶ 铣ф60孔底面工序Ⅷ 磨ф60孔底面。

工序Ⅸ 镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ 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”。

三、钻孔Ø13.5的夹具设计3.1零件本工序的加工要求分析本夹具主要用来钻6孔，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。

3.2确定夹具的类型为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

经过各方面的比较,决定设计第6道工序——钻6孔的钻床专用夹具。

本夹具将用于Z3025摇臂钻床，刀具为麻花钻。

3.3拟定定位方案和选择定位元件3.3.1定位方案此道工序为加工孔，只要固定相对位置，钻孔时位置不偏差，不旋转就可以达到要求。

，将零件固定到底板上，零件的φ100处与底板的内孔配合，再将底板和零件一起固定在底板，并用圆柱销固定。

3.3.2选择定位元件定位元件如图所示3.3.3定位误差的计算定位误差分析1 根据圆柱销直径确定公差：圆柱销与孔的配合采用基孔制配合，配合选用76/H g 。

查表得（互换性测量表3-3）IT7=12, IT6=8对于基孔制H7的EI=O 其ES 为：ES=EI+IT7=12对销IT6,由表的es=-4起ei 为：ei=es-IT6=-4-8=-12由此得：孔：0.0120575H mm φφ+= 销：0.0040.012565H mm φφ--=2 确定销的直径2D ,宽度1b 及公差根据直径2D 查表得宽度1b 得：2D =5mm, 1b =2mm,B=4.5mm2min 122()/LX LG b T T D ∆=+其中LX T ：夹具上两销心距公差LG T ：工件上两孔中心距公差取LG T =16m μ.则LX T =13--1516取LX T =14*16=4m μ 所以LG T =16m μ，LX T =4m μ代入公式2min 122()/LX LG b T T D ∆=+=16m μ2d =2D -2min ∆=4.984mm确定菱形销的公差：销公差等级高于孔德一级定，采用/H g 配合。

以采用与圆柱销同样的配合76/H g 。

来确定菱形销的公差配合一面两销引起的定位误差公式计算如下：12min tan 222aaL σσδδ+==11112222x g x g δδδδδδ=∆++=∆++1111x g δδδ=∆++=4+12+8=24m μ2222x g δδδ=∆++=16+12+8=36m μmin 1700.002169.998L mm =-=所以将上面数据代入公式：12min 0.0240.036tan 0.35222169.998aam L σσδδμ++==== 所以定位误差满足要求。