设计“填料箱盖”零件的机械加工工艺及工艺设备【含CAD图纸】
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机械制造工艺学课程设计任务书题目: 设计” 填料箱盖”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程卡片 1张 4. 机械加工工序卡 1张 5. 结构设计零件图 1张 6. 课程设计说明书 1张序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析（一） 零件的作用题目所给的零件是ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖（见附图1）主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封性，对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高。（二） 零件的工艺分析共填料箱盖有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.65等一组外圆柱面及端面这一组加工表面包括：65的外圆面，80mm及以75mm的外圆面，100的阶梯外轮廓面，及7.5的密封环槽。2.以50为中心的加工表面这一组加工表面包括：50的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即50的孔上下两个端面与20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑在运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（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精度较高的不加工表面作粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三）制定工艺路线按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线如下：工艺路线方案:工序：以155mm外圆及端面定位，粗车小端端面，粗车65mm外圆及台阶端面，错镗孔37mm和47mm工序：以粗车后的65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车155mm外圆面、粗车左端台阶面、粗车环槽、粗车75mm、80mm外圆面。粗镗60H8、倒角145.工序：以粗车后的155mm外圆及端面定位半精车65mm外圆及台阶面。工序：以65mm外圆定位，半精车155mm、75mm、80mm环槽，半精镗60内孔。工序：以155mm外圆及端面定位，精车65mm外圆。工序：以155mm外圆及端面定位精细车65mm外圆。工序：以65mm外圆及端面定位，精镗60内孔、研磨内端面、倒角。工序：钻床钻6-13.5小孔、钻M10螺纹孔。工序：丝锥攻丝。工序：终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定” ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖”；零件材料为HT200，硬度190210HB，生产类型大批量，铸造毛坯。1、铸件材料为HT200，机械加工余量按JB3835-85确定，有机械制造工艺设计简明手册可查得外圆表面及轴向加工余量，孔的加工余量由表2.3-10查得为单边余量。 外径方向双边余量2.0mm，轴向方向为2.5mm，孔的加工余量4mm（双边）2、确定毛坯尺寸：上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6um, Ra1.6um的加工表面余量适当增大。（五）选择加工设备与工艺装备1、选择机床工序I 、 II 、 III、VI是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的C620-1型卧式车床即可。工序V、VI是精车和精细车还有精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床能满足要求。故选用C616A型车床。工序VII钻孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选用Z518型立式钻床。2、选择夹具本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用家具即可，车床上用三爪自定心卡盘。3、选择刀具在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精细加工用YG10，切槽宜用高速钢。钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。4、确定工序尺寸（六）确立切削用量及基本工时工序切削用量及基本时间的确定1、 切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。以知加工材料为HT200，铸件。机床为C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。确定65mm外圆的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根据切削用量简明手册表1.1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm根据切削用量简明手册表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.8mm。确定切削深度ap 由于粗车单边余量仅为1mm,可一次走刀完成，故确定进给量f 根据表1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为100 mm 400 mm时，f=0.6-1.2 mm/r按C620-1机床的进给量选择f=0.65 mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.23，当灰铸铁170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=950N.Ff的修正系数为，,故实际进给力为Ff=9501.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的f=0.65 mm/r可用。选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap1.8 mm，f0.75 mm/r时，切削速度v=71m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1机床的转速选择n=90r/min=1.5r/s则实际切削速度v=44.4m/min。最后确定切削用量为：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min确定车端面及台阶面的ap=1.25mm，f=0.52 mm，主轴转速与车65mm外圆相同。确定粗镗37mm和47mm孔的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。确定切削深度ap47mm: ap=（47-43）/2=2mm 37mm: ap=（37-33）/2=2mm确定进给量f根据表1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为20mm,镗刀伸出长度为100 mm时按C620-1机床的进给量，选择f=0.20 mm/r。确定切削速度v按表1.27的计算公式式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,则 对37mm内孔： 对47mm内孔：2、 基本时间确定粗车外圆65mm的基本时间 根据表6.2-1车外圆基本时间为式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=1.5r/s,i=1,则确定粗车端面的基本时间式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1则 确定粗镗37mm、47mm孔的基本时间 选镗刀的主偏角xr=45,则l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,对37mm孔n=5.48r/s,对47mm孔n=6.98r/s,i=1对37mm孔工序II切削用量及基本时间的确定工序二 精铣20孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣20上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序三 以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.5.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰孔： 精铰： 工序四 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精度达到IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量（1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查切）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切）为.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。扩铰和精铰的切削用量同理如下：扩钻： 铰孔： 精铰： .计算工时所有工步工时相同。工序五 切断。工序六 以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.工序七 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16，二重刃长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时工序九 以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16，二重刃长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。工序十 以20孔为精基准，铣47凸台。工序十一 检查。其余几步数据见工艺卡片。三、 卡具设计经过与老师协商，决定设计第IX道工序钻M6孔的钻床卡具。本卡具将用于Z525立式钻床。刀具为M6丝锥，以及4的高速钢麻花钻。（一） 问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。（二） 卡具设计1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择20孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。2 切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 扭矩 由于
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