填料箱蓋設(shè)計

1、湖南師范大學(xué)機(jī)械制造工乙學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：“填料箱蓋”零件的機(jī)械加工工 藝規(guī)程及工藝裝備班級08機(jī)自B班設(shè)計者王濤何奇徐文林史健平指導(dǎo)教師沈社會設(shè)計日期 2011年5月30至2011年6月18日機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計書設(shè)計題目：“填料箱蓋”零件的機(jī)械加工 及夾具設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：1、 產(chǎn)品零件圖1張2、產(chǎn)品毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝過程卡片1份4、機(jī)械加工工序卡片1套5、夾具設(shè)計零件圖1張6、夾具設(shè)計裝配圖1張7、課程設(shè)計說明書1份3目錄序言4/ J II J J J J J J J J J J J J J J J J J J J1二零件分析，”，”，”，”，”4三工藝規(guī)程設(shè)計，4（1）

2、確定毛坯的制造形式，4（2）基面的選擇，4（3）制定工藝路線”，”,”5（4） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定，6（5） 確定切削用量及基本工時”,”，”，7四夾具設(shè)計，16（1） 設(shè)計主旨，17（2） 夾具設(shè)計，17五課程設(shè)計心得體會，17六參考文獻(xiàn)，18、序言機(jī)械制造工藝課程設(shè)計是我們完成了大學(xué)的全部基本課程，技術(shù)基礎(chǔ)課程以及部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對我自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析

3、問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個 良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。二、零件的分析（一）零件的作用題目所給定的零件是填料箱蓋，其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏（附圖一）（二）零件的工藝分析填料箱蓋共有兩組加工表面1、47孔為中心的加工表面這一組加工表面包括一個中間孔以及倒角還有總長度為137mm的外圓面書0482、60孔為中心的加工表面電048這一組加工表面包括：幾個倒角，尺寸為155的與 60的孔的垂直的平面，包 括在平面上的 6個 13.5的孔，2個M10-6H的螺紋孔以及 4個M10-6HT20孔T

4、24的螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：0（1）65的外圓與其外端面的垂直度公差為0.015mm0.013£.0480（2） 與 60 的孔中心線垂直的內(nèi)端面與 - 6013的外圓的垂直度誤差為 0.012mm 由以上分析可知，對于兩組加工表面而言， 可以先加工其中一組表面， 然后借助于專用夾具 加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。三、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200,考慮到零件要求加工后經(jīng)水壓試驗不許滲漏，研磨表面不許有凹痕，條紋等缺陷，且年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這

5、對于提高生產(chǎn)率；保證加工質(zhì)量也是有利的。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量。提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇此零件加工起來類似于軸類零件；故以外圓作為粗基準(zhǔn)來進(jìn)行加工2、精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集

6、中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本。1、工藝路線方案一工序1:粗車外圓155mm, 100mm, T 91mm, 80mm, 75mm, 65mm并車左右端面。工序 2:半精車外圓155mm, 100mm, 91mm, T 80mm, 75mm, 65mm工序 3:鉆擴(kuò)孔 47mm,37mm,6x13.5mm工序4：以右端面為基準(zhǔn)粗鏜一半精鏜一精鏜孔' 56mm工序5:粗磨，精磨，研磨孔56的右端面工序6:精車外圓 100mm,91mm, 65mm工序7:攻螺紋 4Xm10-6HT20工序&沖箭頭工序9:終檢2、工藝路線方案二工序1:車鑄件的兩端面工序 2

7、：鉆擴(kuò)孔 47mm,37mm,6x13.5mm工序3:粗鏜，半精鏜，精鏜左邊孔56mm工序4：粗磨，精磨，研磨孔56mm的右端面工序 5:粗車，半精車，精車外圓 155mm,100mm, 91mm/'80mm,75mm, 65mm工序6:攻螺紋 4XM10-6HT20工序7:沖箭頭工序8:終檢3、工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是以鑄件外圓為粗基準(zhǔn)，然后加工外圓、孔，而方案二則是以內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，先加工內(nèi)孔，再加工外圓。經(jīng)比較可見，以外圓為粗基準(zhǔn)，孔 的余量不均，但加工后壁厚均勻，而以內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，孔的余量均勻，但加工后壁厚不均勻。 這時，根據(jù)要求，方案一的位置精度

8、易保證，所以應(yīng)選擇方案一，具體的加工路線如下：工序 1:粗車端面及外圓155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm工序 2：半精車外圓 155mm,100mm,91mm,80mm,75mm, 65mm工序3:以外圓 155mm為粗基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)孔 47mm, '' 37mm并忽倒角45°,再鉆6X13.5mm孔，選用 C365L轉(zhuǎn)塔車床工序4:以右端面及圓64為基準(zhǔn)，選用T740型臥式金剛鏜床及專用夾具加工，粗鏜, 半精鏜，精鏜 56mm的孔工序5:磨孔 56mm的右端面，為保證表面粗糙度0.4,應(yīng)先粗磨，精磨，再研磨工序6:選用CA6140臥

9、式車床和專用夾具精車外圓100mm， 91mm， 65mm工序7:攻螺紋 4XM10-6HT20工序&沖箭頭工序9:終檢（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、外圓表面155的外圓面取加工余量為4mm，100亠"9的外圓取加工余量為 4.0mm，考慮到鑄造0.036的難易程度，的外圓在鑄造時直徑與的外圓直徑相同，同樣的80的外圓的加工余量為4.0mm, ' 75的外圓鑄造時與80直徑相同， 65°的外圓加工余量為 3mm0.0132、外圓表面沿軸線長度方向的加工余量

10、及公差查機(jī)械加工工藝手冊表 2.3-13 ;鍛件輪廓尺寸（長度方向） >120-260mm,寬度>150mm故長度方向偏差為長度方向的余量規(guī)定為 3mm，故取為3mm3、內(nèi)孔（1 ）毛坯鑄造了一個54的內(nèi)孔，精度在IT7 IT8之間，查表可知其加工余量為：擴(kuò)孔：55.7mm2z=12mm半精鏜： 55.9mm2z=0.2mm精鏜：56mm2z=0.1mm（2）47的內(nèi)孔和中間孔在鑄造時為實心的，查表可知兩孔工序尺寸和余量為:47的內(nèi)孔：鉆孔： 25mm鉆孔： 37mm2z=12mm鉆孔：45mm2z=12mm擴(kuò)孔：46.6mm2z=1.6mm粗鏜：46.9mm2z=0.3mm半粗鏜

11、:47mm2z=0.1mm故加工后保持IT8 IT9就可以滿足要求了。中間孔沒有固定尺寸，4、左右兩端面的加工余量（1）按照工藝手冊，左右端面的單邊加工余量為2.0-3.0mm，取z=2mm（五）確定切削用量及基本工時工序1:車削端面外圓1、加工條件工件材料：HT200并經(jīng)過時效處理加工要求：粗車端面及155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm的外圓，除 65mm的外圓表面粗糙為1.6m,其余均為6.3卩m。機(jī)床：CA6140臥式車床 刀具：刀片材料 YT15，刀桿尺寸 16mmX25mm，kr =90° ，。=15°，: o=8°

12、，=0.5mm2、計算切削用量（1）粗車右端面.一斗81）毛坯長度方向的加工余量為2 _o.9 mm， d p=3mm計2）確定進(jìn)給量f:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4-3，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mmX25mm， :p <=3mm，以及工件直徑為 65mm時f=0.6 0.8mm/r按CA6140車床說明書f=0.61mm/r （參考機(jī)械制造工藝機(jī)床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)中表3-9）3）計算切削速度：按機(jī)械加工工藝手冊表2.4-20，切削速度的計算公式為（壽命迭 T=60min )F產(chǎn)?fvk心2510#查表可知：Kmv =1.44mm K SV =°.8 K kV=1.04 K krV

13、=°81K BV =0.97242可得 VC =麗阪 X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97m/min=1°2.1m/min60 X3 X0.61= 1000Vc ns : dw4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速1000X102.1r / min =500.2r/min二 x6511按機(jī)床說明書，與500.2r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 500r/min及560r/min。現(xiàn)選取500r/min , 所以實際切削速度為 102m/min 。5）計算切削工時:65Imm = 32.5mm, r = 2mmj 2 = O, 3 = 01 lr_Lnwftm325 - X2min =

14、0.23min500X0.612#（2）車 65的外圓，同時校驗機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度1）背吃刀量：單邊余量 z=1.5mm，可一次切除2）進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工藝手冊表 2.4-20VcCvTln：:yv242X1.44X0.8X0.81X0.9760 X1.5 X0.6m /m in =121m/m in#4）確定主軸轉(zhuǎn)速:1000V cn s=dw1000X121二 X65r / min = 593r / min#按機(jī)床選取n=560r/min，所以實際切削速度為V呂1000二 X 65X 5601000= 114.35m/ min#5）檢驗機(jī)床功率：主切削力F C按機(jī)械加工工藝手冊表 2

15、.4-21所示公式計算X FcFcPfc PFyFcVCFcKFc#式中Cfb nFk mp -6500.75600 “0.94 K .二 0.89650kr= 2795,x Fc = jo，yFc =°.75,nFc 八°15#p =F024.5X114.35 KW“95KW PC 6X104由CA6140機(jī)床說明書可知，主軸傳遞速度的最大功率為0.75_0.15 F C =2795X1.5X 0 5 X1 14 35X 0.94 X 0.89N =1024.5N切削是消耗功率 pc為46X10CA6140主電動機(jī)功率為 7.8KW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 560r/min時, 5

16、.5KW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。6）校驗機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力 F C F024.5N ,徑向切削力 F p按機(jī)械加工工#藝手冊表2.4-21所示公式計算:FX F pp _CFp： pySpKf1940,0.9, y 0.6,0.3F pX F pF pF式中p1.35小 nF 600Kmp=（）=（）=0.897, K，=0.05650650nFmpKr所以fp =1940X1.50.9 X 0.50.6X114.35 0.3 X 0.897 X 0.5 N =199.5N而軸向切削力f fpFfJfEVc KFf13#cF廣288°,xFf ".&#

17、176;,yFf ”5, nFf 八°.4式中:nfd b“羸）gK"#于是軸向切削力 F f =2880X1.5X0.50.5X114.35°4X0.923X1.17 =499.5N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)卩=0.1.則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F = F f +4（F c 十 F P）= 499.5N +0.1X（1004.5+199.5）N =622N而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7)切削時：-丄丄nf#式中l(wèi)可7,|廣4,|2 =0所以"工"063min560X0.6(

18、3) 卷車 155的外圓?。?1mm, f = 0.61mm/r,查表可知分兩次加工 pCv242式中:Cv =242,m =0.2t =60,=0.15, yv =0.35, k =1.44, k k = 0.81是/ C 麗 忌0-35 X1.44X0.81 m/ min = 150m/minV c 600.2X10.05 X0.610.35=308r/minX155按機(jī)床說明書取 n=320r/min則此時：V=156m/mi nl +1 +1切削工時：t 匕Ujnf式中：| =15=4,|2 =0,i =215+4tX 2min =0.2 min320X0.6(4) 車 100的外圓取

19、p =1mm, f = 0.8mm / r查表可知分兩次加工切削速度"占Kvyv14#"35,Km "g k式中：Cv -242,m =o.2t =60,xV =0.15, yv口242是/ C=0-2 0-05苗 X1.44X0.81m/min = 137m/ minV C 60 X1X0.8#1000X137二 X100二 436r / min#按機(jī)床說明書取 n=450r/min 則此時：V=141m/mi n切削工時：式中：l =15,|4,|0,i =2t =19X2mi n = 0.11min320X0.8(5)車 91的外圓?。?1.5mm, f =

20、 0.8mm/ r，分三次加工，查表可知VcC VKv#于是VcX 1.44X0.81m / min = 105m / min式中：Cv = 242,m =0.2T = 60, *V =0.15, yV =0.35, k M =1.44, K k = 0.812420.20.150.3560 X1.5X0.81000V C 1000X105n367 r / minnd兀 X91按機(jī)床說明書取 n=400r/mi n則此時：V=114m/mi n切削工時：t=L丄bjnf式中：l = 7,l 1 =04 2 =0,i =3t 二7X 3min =0.066 min400X0.8(6)車 80的外

21、圓?。? 1mm, f = 0.7 m m / r，查表p切削速度vcCvTmXVfyvKv16式中：6 =242,m =°.2T =6°, xv =°.15, yV =°.35,K m 沁44, k k=°.81于是VC242600-2X10-15X0.70-35X 1.44X0.81m/ min = 167m/ min1000X167二 X80=664r / min#按機(jī)床說明書取 n=560r/min則此時：V=141m/mi n切削工時：nf式中：l =90,|廠4,| 2 =0=290 4 0 tX2min = 0.48min560X

22、0.7(7) 車 75的外圓取：=1.25mm, f = 0.7m m/r，查表p切削速度v C#式中：cv =242,m =0.2T =60, *v =0.15, yv =0.35, k m =1.44, K k = 0.81#于是/=035 X1.44X0.81m/min= 137m/ minV C 60 X1.25X0.71000V C 1000X137n589r / minndk X75按機(jī)床說明書取 n=560r/mi n則此時：V=132m/mi n切削工時：t = 一b linfl = 89.5寸 r = O, 2 = 0,i - 289.5 0 0560X0.7X 2min =

23、 0.46 min17#(8) 鉆擴(kuò) 32mm及 43mm的孔。Z3025搖臂鉆床1)鉆孔 25mm選擇進(jìn)給量f=0.41mm/r選擇切削速度 v=12.25m/minns1000V二 dw1000X12.25二 X30=130(r/mi n)#按機(jī)床選?。簄 =136r/minnw則實際切削速度為：Vdnw二X25X136 _ 10.68m/min1000 10002) 鉆孔 32mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心 孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為：= (1.2 -1.3) f公式中f鉆,V鉆為加工實心孔時的切削用量，查表得:f 鉆二 0.56mm/r

24、V 鉆=19.25m/mi n并令：f=1.35, f 鉆=0.76mm/r按機(jī)床取f=0.76mm/r#V -0.4V 鉆 =7.7m/ minns1000V二 d1000X7.7二 X32二 76.6r / min18#按照機(jī)床選取門廠97""所以實際切削速度為:d wh1000二 X 32X971000=7.84m/ min#3) 鉆孔 T 47mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心 孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為：= (1.2 -1.3) f#1 1VV鉆公式中f鉆,v鉆為加工實心孔時的切削用量，查表得:f 鉆二0.56mm/r

25、,V 鉆=19.25m/min 并令：已35, f 鉆=°.76mm/rV =0.4V鉆二 7.7m/ minns1000V d1000X7.7二 X47二 52.6r / min#按照機(jī)床選取nJ97""所以實際切削速度為： V = dwhw =X47X97 =14.13m/min1000 10004) 確定粗鏜''37mm， 47mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角X r = 45 ,則l 廠 2.5mm, I =17mm，l 2 = 3.5mm, 3 = 0, f = 0.2mm/ r對 37mm的孔 n = 5.48r / s,對 47mm的孔

26、n = 6.98r / s,i = 122 + 3 5 + 4對 37mm 孔T 二4 二 21s0.2X6.9817 + 35 + 250.2X5.48對 47mm孑LT =.二 21S(9) 鉆 6-13.5,2-M10-6H,4-M10-6 深孔深 241)鉆 6-13.5f=0.35mm/r,v=17mm/min1000V二 d1000X17二 X13.5二 401( r / min )按照機(jī)床選取n400r/min所以實際切削速度為：-idwhw 二*3400 1000 10002)鉆 2- M10-6H 底孔 8.5f=0.35mm/r,v=13m/min1000V二 d1000X

27、13二 X8.5二 487( r / min )按照機(jī)床選取n”=5°°r/min所以實際切削速度為“鹽壯逬評卡簡®3) 4-M10-6H 深 20,孔深 24,底孔 8.5f=0.35mm/r,v=17mm/min1000V1000X17，一/,.、n401( r/min )nd 兀 X13.5按照機(jī)床選取315r/minnw所以實際切削速度為：V=2dhw JX13.5X31579m/min1000 10004)攻螺紋孔2-M10-6Hr=0.2m/s=12m/mi nns 二 382r / min按照機(jī)床選取n315r/min所以實際切削速度為：-idhw

28、JX10X315=9.9m/min1000 10005) 攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/minns = 382r / min按照機(jī)床選取315r/minnw所以實際切削速度為：V= d whw =兀X10X 315 = 99m/ min1000 10006) 基本時間的確定鉆 6個13.5的通孔時間約為 90s(10 )精、粗、細(xì)鏜60H8(0O.048)mm 孔1)粗鏜孔至59.5mm2z=4.5mm，貝VZ=2.25mmnw1000V二 d1000X35二 X60=185r /min20查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為V=35m/min,f=0.8mm/min,由于 T74

29、0 金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無極調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。2)精鏜孔至59.9mm2z=0.4mm,z=0.2mm,f=0.1mm/r,v=80m/min1000Vnw=詔1000X 80二 X 60=425r / min#3)細(xì)鏜孔至- 60H8 (00.048 ) mm由于細(xì)鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，禾U用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用 量及工時均與精鏜相同。:=0.05mmf =0.1mm/r425r / minwV =80m / min(1) 銃 60孔底面銃床：X63系列銃刀：選用立銃刀 d=10mm,L=115mm 齒數(shù)z=4切削速度：V=15m/m inns100

30、0Vdw1000X15-：X10=477.7r / min#取 nw =475r/min實際切削速度:V=d w“w1000二 X10X4741000=14.9m/ min#當(dāng)a =475r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為Wmf f Zn= 0.08X4X47 150mm/minmz w查機(jī)床說明書，則 f =150m/min故直接選用m倒角1X45。，采用胡鉆（2）磨 60孔底面 選擇磨床：選用 MD1158 （內(nèi)圓磨床） 選擇砂輪：A36KV6P 20X6X8mm 切削用量選擇：砂輪轉(zhuǎn)速：門砂=1500r/mi n，V砂=27.5m/s軸向進(jìn)給量：f 3mma徑向進(jìn)給量：f 0.015mmr（3）鏜60mm孔底溝槽內(nèi)孔車刀，保證 t=0.5mm， d=2mm（4）研磨 60mm孔底面采用手工研具進(jìn)行手工研磨：z=0.01mm四、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商， 決定設(shè)計第IX道工序一一鉆 M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為 M6絲錐，以及/ 4的咼速鋼麻花鉆。（一）問題的提出在給定的零件中，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(yīng)在卡緊的方便與快速性上。（二）卡具設(shè)計1.