填料箱蓋的工裝與4工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目 錄1 零件的分析.12 工藝設(shè)計(jì)22.1 毛坯的制造形式32.2 基準(zhǔn)面的選擇32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇42.2.2 精基準(zhǔn)的選擇42.3 制訂工藝路線42.3.1 工藝線路方案一42.3.2 工藝路線方案二52.3.3 工藝方案的比較與分析52.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量73專用夾具設(shè)計(jì)203.1 問(wèn)題的指出213.2 夾具設(shè)計(jì)213.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇213.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算213.3 定位誤差的分析223.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明22參考資料22致謝23附 錄241 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是填料箱蓋（附圖

2、1），其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。1.2 零件的工藝分析填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)）1 以65H5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為80的與65H5（）相接的肩面, 尺寸為100f8()與65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為60h5()與65H5（）同軸度為0.025的孔.2.以60h5()孔為中心的加工表面.尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3. 以60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,

3、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為6.3,粗加工可滿足要求.2 工藝設(shè)計(jì)2.1 毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足

4、夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來(lái)保證定位精度。采用錐堵或錐套心軸。精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。2.3 制訂工藝路線2.3.1 工藝線路方案一工序 銑削左右兩端面。工序 粗車65，80，100，

5、75，155外圓及倒角。車7.5槽工序 鉆30孔、擴(kuò)32孔，擴(kuò)47孔。工序 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 終檢。2.3.2 工藝路線方案二工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，80，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴(kuò)32孔，擴(kuò)47孔。工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面工序 孔底面工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序

6、 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序 終檢。2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和60H8（孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來(lái)可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，選擇工藝路線二。但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序 精車65外圓及與80相接的端面.然后工序 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加

7、工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，85，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴(kuò)32孔，擴(kuò)47孔。工序 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細(xì)鏜60H8（孔。工序 銑60孔底面工序 磨60孔底面。工序 鏜60孔底面溝槽。工序 研磨60孔底面。工序 終檢。以上工藝過(guò)程詳見械加工工藝過(guò)程卡片2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“填料箱蓋”零件材料為HT200鋼，硬度為HBS190241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)

8、，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，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(65、80、75、100、91、155)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為84、104、160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求。（2） 外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm.長(zhǎng)度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.03.5 mm.現(xiàn)取3.0

9、mm。（3）內(nèi)孔。毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為6.3,鉆擴(kuò)即可滿足要求。（4）內(nèi)孔60H8()。要求以外圓面65H5（）定位，鑄出毛坯孔30。查表2.3-9,粗鏜59.5 2Z=4.5精鏜 59.9 2Z=0.4細(xì)鏜60H8() 2Z=0.1(5) 60H8()孔底面加工.按照<<工藝手冊(cè)>>表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 銑削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5(7) 6

10、孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接鉆出。2查工藝手冊(cè)表2.320得攻螺紋前用麻花鉆直徑為8.5的孔。鉆孔 8.5 攻螺紋 M10 2.5 確定切削用量2.5.1 工序：車削端面、外圓本工序采用計(jì)算法確定切削用量加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：粗車65、155端面及65、80、75、100，155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。機(jī)床：C6201臥式車床。刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。計(jì)算切削用量（1） 粗車65、155兩端面確定端面最大加工余量：

11、已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時(shí),以及工件直徑為160時(shí)。f=0.50.7mm/r按C6201車床說(shuō)明書（見切削手冊(cè)表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按切削手冊(cè)表1.27,切削速度的計(jì)算公式為V=(m/min) =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)見切削手冊(cè)表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V

12、= =66.7(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=253(r/min)按機(jī)床說(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.28）與253r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速選取305r/min。實(shí)際切削速度 V=80m/min （2） 粗車160端面確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=133(r/min)按機(jī)床說(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.28）與133r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min 2.5.2 工序：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角切削深度:先84車至80以及104車至100。進(jìn)給量: 見切削手冊(cè)表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=204

13、(r/min)按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度V=75.1 m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力F=CFafvkCF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(k=0.73所以 F=900切削時(shí)消耗功率P=由切削手冊(cè)表1.30中C630-1機(jī)床說(shuō)明書可知, C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。 （2） 粗車65外圓 實(shí)際切削速度 V=（3) 車75外圓 取 n=305r/min 實(shí)際切削速度 V=（4） 粗車100外圓取 n=305r/min實(shí)際切削速度 V=

14、（5）車槽7.5 采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表27-8取 f=0.25mm/r n=305r/min2.5.3工序 鉆擴(kuò)mm、及孔。Z3025搖臂鉆床（1） 鉆孔選擇進(jìn)給量 f=0.41mm/r 選擇切削速度（見切削手冊(cè)表2.7）V=12.25m/min（見切削手冊(cè)表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）按機(jī)床選?。?136r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-2）則實(shí)際切削速度（2） 鉆孔mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查切削手冊(cè)得 =0

15、.56mm/r（表2.7）=19.25m/min（表2.13）并令： f=1.35 =0.76mm/r按機(jī)床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度：（3） 鉆孔根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查切削手冊(cè)得 =0.56mm/r（表2.7）=19.25m/min（表2.13）并令： f=1.35 =0.76mm/r按機(jī)床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度：2.5.4 工序 鉆613.5

16、, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24（1） 鉆6-13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以 n=401(r/min)按機(jī)床選?。?所以實(shí)際切削速度為：（2） 鉆2底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以n=487r/min按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度（3） 4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以 n=487r/min按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度（4） 攻螺紋孔2r=0.2m/s=12m/min所以 按機(jī)床選取則實(shí)際切削速度（5） 攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按機(jī)床選取則實(shí)際切削速度2.5.5 工序：

17、精車65mm的外圓及與80mm相接的端面車床：C620-1（1） 精車端面Z=0.4mm計(jì)算切削速度：按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊(cè)表1.28所以按機(jī)床說(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.2-8）選擇1200r/min所以實(shí)際切削速度 （2） 精車65外圓2Z=0.3f=0.1mm/r式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊(cè)表1.28所以所以實(shí)際切削速度（3） 精車外圓100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r取 實(shí)際切削速度2.5.6工序：精、粗、細(xì)鏜mm孔（1） 粗鏜孔至59.5mm2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關(guān)

18、資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。（2） 精鏜孔至59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min（3） 細(xì)鏜孔至mm由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。f=0.1mm/r=425r/minV=80m/min2.5.7 工序：銑60孔底面銑床：X63系列銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min=477.7r/min采用X63臥式

19、銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書（見工藝手冊(cè)表4.2-39）取 =475r/min故實(shí)際切削速度為：當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床說(shuō)明書，剛好有故直接選用該值。倒角1x45°采用90°锪鉆2.5.8 工序：磨60孔底面選擇磨床：選用MD1158（內(nèi)圓磨床）選擇砂輪：見工藝手冊(cè)第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為A36KV6P 20x6x8mm切削用量的選擇：砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/s軸向進(jìn)給量 徑向進(jìn)給量 2.5.9工序： 鏜60mm孔底溝槽內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm2.5.10 工序： 研磨60mm孔底面采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm3專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)

20、率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第6道工序鉆12孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問(wèn)題的指出本夾具主要用來(lái)鉆12孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，12孔中，613.5在圓周上均勻分布,2M10，4M10也為對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)12孔進(jìn)行

21、加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力：見工藝師手冊(cè)表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5氣缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。N= N>F鉆削時(shí) T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4