密封件定位套工藝說明書

目錄 序言 第一章 密封件定位套 機械加工工藝規(guī)程設計 1.1 分析零件圖 1.2 機械加工工藝設計 1.3 選擇機床和工藝裝備 第二章零件的分析 2.1 夾具設計及要求說明 2.2 夾具設計有關計算 第二章 課程設計心得體會 參考文獻 三維圖 序言 機械制造 技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并綜合實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決了零件機械制造工藝問題。設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來的工作打下了良好的基礎。 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訓練，從中鍛煉自己分析問題 、 解決問題的能力，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計 尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 第一章 密封件定位套 機械加工工藝規(guī)程設計 零件的分析 1.1分析零件圖 1.1.1 零件圖作用 密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠 密封和直接接觸密封三大類。根據工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材質較硬接觸寬度很窄的金屬墊片 。動密封可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本類型。按 密封件 與其作相對運動的零部件是否接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封，端面密封又稱為機械密封。動密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機器運轉時給 介質 以動力得到密封，故有時稱為動力密封 。該零件 主要作用是與端蓋零件，實現橫向密封。 1.1.2 零件的工藝分析 1）定位套孔壁較薄，在各道工序加工時應注意選用合理的夾緊力，以防工件變形。 2）定位套內、外圓有同軸度要求，為保證加工精度，工藝安排應粗、精加工分開。 3）在精磨 130 045.0015.0mm 時，同時靠磨 136mm 右端面，以保證 130 045.0015.0mm右端面對其軸心線的垂直度公差 0.03mm。 (這種方法工廠俗稱“工藝保證” )。 4） 165 10.015.0mm、 180 10.015.0mm 中心線對 130 045.0015.0mm 基準孔中心線的同軸度誤差的檢測方法，采用莫氏四號錐度心軸。先將工件裝在錐度心軸上，再將心軸裝在偏擺儀上 (圖 2-27)，將百分表觸頭與工件外圓最高點接觸，然后轉動錐度定位心軸，百分表跳動值為同軸度誤差。 5) 該密封件定位套因為是鑄件，采用先鑄造出中心孔，以減少金工工作量。 6) 定位套 螺紋孔寬，大徑、小 徑尺寸及等分精度的檢查，采用符合量規(guī)進行檢查 1.1.3 確定生產類型 根據零件生產綱領和質量大小，就可確定零件的生產類型，同樣產量的零件，重型、輕型的零件加工難度差別很大，所采取的技術措施也不同。根據產品投入生產的連續(xù)性，可大致分為三種不同的生產類型：單件生產、大量生產和成批生產。在成批生產中，根據批量大小可分為小批、中批和大批生產。本次夾具設計用于大批量生產。加工對象為密封件定位套，較為固定。廣泛采用專用設備、高效能的專用夾具和高效率的專用刀量具。大批量生產過 程對操作工人的平均技術水平要求較低，生產率高，而成本相對與小批量和中批量較低。 1.1.4確定毛坯類型 毛坯成形方法選擇的合理與否直接影響到零件的質量、使用性能、成本和生產率；而零件的材料選定以后，其毛坯成形方法也大致確定了。 機械零件毛坯選擇的原則是既滿足零件的使用要求，又使零件在制造過程中具有良好的工藝性和經濟性，以利于降低成本和提高生產率， 零件材料為 HT200。已知密封件定位套零件的生產類型為大批量生產，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件有多個通孔，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產 ，故選擇鑄件毛坯。 密封件定位套零件材料為 HT200，硬度 190210HB，毛坯重量 1.6kg，生產類型大批量，金屬型鑄造毛坯 ?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大 ,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。 1.1.5確定鑄件及形狀 零件形狀并不復雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大 ,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔盡量鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。 ,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。 1.2機械加工工藝設計 1.2.1 選擇定位基準 選擇定位基準 工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正進行。 （ 1）粗基準的選擇。對于密封件定位套零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據這個基準選擇原則，現選取右邊 165 外圓表面作為粗 基準，利用三爪卡盤夾緊 165 外圓就可以進行粗加工一下。 對外圓 160、 159的溝槽和 174的溝槽以及 90的孔加工，可以用心軸定位，這樣對于回轉體的密封件定位套而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。 （ 2） 精基準的選擇。以孔 130 為精基準加工表面。這一組加工表面包括：右邊 165 外圓和 180 外圓進行磨削。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 1.2.2 擬定工藝過程 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要求能得 到合理的保證。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用通用性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 1 工藝路線方案一： 工序 1：車左端面，車內徑 130孔深 195mm 工序 2：深 195mm處車內槽 136mm 4mm 工序 3： 130孔、 260外圓倒角 1 45 工序 4：車右端面到 220mm，車法蘭盤至壁厚 20mm。車外圓至 180mm，車內孔至 90mm。 工序 5：車左邊環(huán)槽。 工序 6：車外圓至 165mm，車右邊環(huán)槽至圖樣 尺寸。 工序 7：車外圓至 160mm至如圖尺寸。 工序 8： 165孔、 90外圓倒角 1 45 工序 9：檢驗 2. 工藝路線方案二： 工序 1：車左端面，車內徑 130孔深 195mm 工序 2：深 195mm處車內槽 136mm 4mm 工序 3： 130孔、 260外圓倒角 1 45 工序 4：車右端面到 220mm，車法蘭盤至壁厚 20mm。車外圓至 180mm，車內孔至 90mm，車外圓至 160mm、165mm至圖樣尺寸。 工序 5：車所有外圓環(huán)槽。 工序 6：車外圓至 165mm，車右邊環(huán)槽至圖樣尺寸。 工序 7：車外圓 至 160mm至如圖尺寸。 工序 8： 165孔、 90外圓倒角 1 45 工序 9：檢驗 3、工藝方案的比較與分析 上述兩種方案均無原則性錯誤，但方案一工序太分散不利于提高加工精度及生產率，方案二比方案一工序集中減少了裝夾次數有利于提高加工精度及生產率，考慮到便與裝夾和提高加工精度及生產率所以確定方案為： 工序 夾工件右端外圓，照顧鑄件壁厚均勻，車內徑各部尺寸，留加工余量 5mm，車右端面，保證工件總長為 226mm，法蘭盤壁厚 23mm，其余各部留余量 5mm 工序 倒頭，以內徑定位裝夾 工件，法蘭盤外圓找正，車外圓各部，留加工余量 5mm 工序 夾工件右端外圓，車內徑至尺寸 130 8.06.0mm，深 195mm處車內槽 136mm 4mm，車外端面，保證工件總長 222mm，車260mm法蘭盤厚度 22mm 工序 倒頭，以內徑定位裝夾工件，精車右端外圓各部尺寸，留磨量 0.8mm（注 160mm不留加工余量），車端面保證工件總長 220mm，車內徑 90 5.02.0mm至尺寸 90 20.012.0mm，切各環(huán)槽至圖樣尺寸 工序 夾工件右端外圓，內徑找正，粗、粗磨內徑至圖樣尺寸 130 045.0015.0mm，靠磨 136mm端面，磨 90 5.02.0mm 工序 以內徑定位裝夾工件，磨 165 10.015.0mm外圓，磨 180 10.015.0mm外圓至圖樣尺寸 工序 劃 175mm中心圓上 3 M8 孔線，劃 222mm中心圓上3 13mm孔線 。 工序 鉆 3 13mm孔，鉆 3 M8底孔 6.7mm、攻螺紋 M8、深 15mm。 工序 桉圖樣檢查各部尺寸和精度 。 工序 入庫。 工藝方案的分析：本方案可以做到先粗加工，然后半精加工，最后精加工， 130 粗車和磨是分開加工，粗車右邊 165外圓和 180外圓，最后進行磨削，保證表面粗造度。 1.3選擇機床和工藝裝備 1.3.1 選擇機床 機床的選擇一般應遵循以下準則： （ 1）機床的主要規(guī)格尺寸應與加工工件的外形輪廓尺寸相適應，即小工件使用小機床，大工件使用大機床，做到設備合理使用。 (2)機 床的精度應與要求的加工精度相適應。對于高精度的工件，在缺乏精密設備時，可通過設備改裝，以粗干精。 （ 3）機床的生產率應與加工工件的生產類型相適應。單件小批生產一般選擇通用設備，大批生產宜選高生產率的專用設備。 （ 4）機床的選擇應結合現場的實際情況。例如設備的類型、規(guī)格及精度情況，設備負荷的平衡情況以及設備的分布排列情況等。 （ 5）合理選用數控機床。當有通用機床無法加工的內容、或通用機床難加工，質量也難以保證的內容作為重點選擇。對于通用機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床尚存在富余能力的 基礎上進行選擇。 本次設計針對密封件定位套的大批量生產，要求有較高的生產率。此次選用了普通車床 CA6140、鉆床以及磨床進行大批量生產的零件加工。 1.3.2 選擇夾具 單件小批生產應首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、虎鉗、分度頭等。有組合夾具的可采用組合夾具。大批大量生產為了提高勞動生產率應采用專用高效夾具。多品種中、小批生產可采用可調夾具或組成夾具。因此，此次大批量生產密封件定位套多用到專用高效夾具。 1.3.3 選擇刀具 一般優(yōu)先采用標準刀具。若采用機械集中時，應采用各種高效的專用刀具、復合刀具 和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應復合加工要求。 數控加工對刀具的剛性及壽命要求較普通加工嚴格。如果刀具的剛性不好，會影響加工效率，容易打斷刀刃、還會使加工精度大大下降。如果刀具壽命差，則要經常換刀、對刀，既增加了準備時間也容易在工件輪廓上留下接刀痕跡，影響工件表面質量。因此在選擇各種刀具、輔具（刀柄、刀套、夾頭等）時，應注意質量第一，價格第二。在大批量生產中用到了： 90切槽刀高速鋼錐柄機用鉸刀、鋸片銑刀、高鋼鑲齒三面刃銑刀、高速鋼標準錐柄麻花鉆、 90焊接式直頭外圓車刀，外圓車刀刀片厚度5mm， YG6硬質合金，前刀面帶倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃傾角 10，刀尖圓弧直徑 0.5mm。 1.3.4 選擇量具 單件小批量生產應采用各種通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表等。大批大量生產應采用各種量規(guī)和高效的專用檢驗夾具和量儀等。量具的精度必須與加工精度相適應。 1.3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定 “密封件定位套”零件材料為 HT200，硬度為 HB180HB210。生產類型為大批量生產可使用鑄造模鑄造毛胚。 a:確定背吃刀量 ap 粗車的余量為 2mm。由于刀桿截面取最大吃刀深度 6mm，所以一次走刀完成即 ap=2mm。 b:確定進給量 f 查切削用量簡明手冊：加工材料 HT200、工件直徑 100mm、切削深度 ap=2mm，則進給量為 0.81.2mm/r。再根據 C365L車床及機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2 3 查取橫向進給量取 f =0.92mm/r。 c:選擇磨鈍標準及耐用度 根據切削用量簡明手冊表 1.9，取車刀后刀面最大磨損量為 0.81.0mm。焊接車刀耐用度 T=60min。 d:確定切削速度 V 根據切削用量 簡明手冊表 1.11 當用 YG6 硬質合金車刀加工 HT200（ 180199HBS）， ap =2mm， f =0.92mm/r，查出 V =1.05m/s。由于實際情況，在車削過程使用條件的改變，根據切削用量簡明手冊表 1.28，查得切削速度的修正系數為： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。則修正后的 V： V= V Ktv Kkv Kkrv Kmv Ksv KTv =1.05 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.01.0 60 =44m/min 其中： Ktv為刀具材料改變時切削速度的修正系數。 KTv為刀具耐用度改變時切削速度的修正系數。 Kkv為切削方式改變時切削速度的修正系數。 Kkrv為車刀主偏角改變時切削速度的修正系數。 Kmv為工件材料的強度和硬度改變時切削速度的修正系數。 Ksv為毛胚表面狀態(tài)改變時切削速度的修正系數。 則： n = 1000V/（ D） =140r/min 按 C365L車床轉速（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.22）選擇與 140r/min相近似 的機床轉速 n =136r/min,則實際切削速度 V = 42.7m/min。 綜上，此工步的切削用量為： ap =2mm， f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 （ 3）計算基本工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 7-1中公式計算：刀具行程長度 L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。 其中： L1為刀具切入長度。 L2為刀具切出長度。 L3為試切附加長度。 由于車削實際端面 d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm，則： L=（ d d1） /2+L1+L2+L3 =（ 106-0） /2+4+2+0=59mm。 T=L i /(f n) =59 1 (0.92 136)=0.47min ） 根據以上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 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下。 1.外圓表面（ 180mm、 160mm、 165mm以及 260mm） 其加工長度為 227mm，與其連接的法蘭盤外圓表面直徑為260mm。表面粗糙度值要求為 0.8,要求精加工，此時直徑余量2Z=7mm已能滿足加工要求。 2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差 兩端面的精度等級為 IT10，所以，長度方向的加工余量為2mm。 3.內孔（ 90mm、 130mm） 零件內孔尺寸較大， 故毛坯為空心。 內孔：鏜孔： 85mm 鏜孔 ： 88mm 2Z=3mm 擴孔： 89.7mm 2Z=1.7mm 精鏜： 89.9mm 2Z=0.2mm 細鏜： 90mm 2Z=0.1mm 內孔：鏜孔： 100mm 鏜孔： 128mm 2Z=28mm 擴孔： 129.7mm 2Z=1.7mm 精鏜： 129.9mm 2Z=0.2mm 細鏜： 130mm 2Z=0.1mm 4.內槽（ 136 4） 粗車： 133mm 2Z=3mm 半粗車： 135mm 2Z=2mm 半精車： 135.8mm 2Z=0.8mm 精車： 135.90mm 2Z=0.1mm 精車： 136mm 2Z=0.1mm 5.法蘭盤（ 260mm-T20mm） 法蘭盤的長度為 20mm，要求留加工余量為 7mm，故采用切削加工。 6.法蘭盤的加工余量分配： 粗車： 24mm 粗車： 22mm 半精車： 20.4mm 精車： 20.7mm 精車： 20mm 6.環(huán)槽（ 4x 174mm、 4x 159mm） 環(huán)槽： 粗車 ： 173mm 半精車： 173.6mm 精車： 174mm 環(huán)槽：粗車： 162mm 粗車： 160mm 精車： 159.6mm 精車： 159mm 7. 鉆 3 M8底孔（ 6.7mm） 鉆孔： 6mm 擴孔： 6.6mm 鉸孔： 6.69mm 精鉸： 0.01mm 由于笨設計規(guī)定的零件為大批量生產，應采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 第 2章 夾具設計 2.1夾具設計及要求說明 夾具體上磨削采用心軸形式，心軸采用快換形式均提高可加工生產效率。根據密封件定位套特點設計的定位裝置共限制了 6個自由度，既滿足了定位要求，又防止過定位的產生。夾緊裝置采用了開口擋圈、螺母，操作方便，適合大批量生產要求。夾具體也是根據定位加 緊需要而設計的，工件的拆裝也比較方便?？傮w上這套夾具設計能滿足生產需要。 2.2夾具設計有關計算 2.2.1定位基準的選擇 由零件圖所知， 130 孔對 180 和 165 外圓有一定的位置度要求，為減少定位誤差，以 130mm孔主要定位基準，以13mm 孔里面的銷作為輔助定位基準。共限制 6 個自由度。因此此方法可行。 2.2.2切削力及夾緊力計算 鉆 13 孔時切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮 13的切削力和夾緊力的大小。 刀具：麻花鉆 13 鉆孔時的軸向力： F=9.81Cdfk =9.81x42.7x13x0.3x1.0 =1633.7N 夾緊力 Q=9.81x1.5x1.2x1.5x1.0x1.3x1633.7x20/(0.25x42+34) =30339N 2.2.3定位誤差分析 夾具主要定位元件為鉆套用襯套，各定位面加工后對 6mm孔的軸向位置偏差影響不大，可忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套控制。因此鉆孔的加工位置偏差主要由鉆套的中心位置尺寸偏差引起。普通精度的鉆模板上固定的襯套中心 位置尺寸的極限偏差取 -0.050.3,因此孔的位置偏差可以保證。 課程設計心得體會 兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。 課程設計是我們專業(yè)課