机械制造技术课程设计-填料箱盖零件机械加工工艺及精车台阶面的夹具设计【4张优】.DOC

全套图纸，加153893706机械制造技术基础课程设计说明书设计题目:设计”填料箱盖”零件机械加工工艺规程及工艺装备设计者 班级学号:机自2班指导老师: 江南大学2009年7月3日目录1 零件的分析 32 选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 43. 选择加工方法,制定工艺路线 54 工序设计 75 确立切削用量及基本工时 86 专用夹具设计 13序 言机械制造技术是我们机电学学生的一门重要的专业课程，机械制造是我们机电专业大部分学生的就业方向。这次课程设计是我们在毕业前对机械制造技术的一次系统复习，理论联系实际的一次实训，是我们三年的大学中一个不可缺少的部分。这次课程设计对我们以后的工作也是一次很好的练习，让我们为以后的工作留下了宝贵经验。由于初学能力有限，很多地反做的有误的地方，恳请老师给与指导。1 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖（附图1），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。1.2 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：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1.以65H5（）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为65H5（）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为80的与65H5（）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）同轴度为0.025的面. 尺寸为60h5()与65H5（）同轴度为0.025的孔.2.以60h5()孔为中心的加工表面.尺寸为78与60H8()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以60H8()孔为中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-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2 选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图1.选择毛坯零件材料为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。由于年产量为1000件，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。2.确定机械加工余量, 毛坯尺寸和公差“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。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。具体数据如图所示3.选择加工方法,制定工艺路线1.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。也是保证加工精度的关键。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。）精基准的选择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 制订工艺路线2. 1 工艺线路方案一工序 铣削左右两端面。工序 粗车65，80，100，75，155外圆及倒角。车7.5槽工序 钻30孔、扩32孔，扩47孔。工序 钻6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序 精车65外圆及与80相接的端面.工序 粗、精、细镗60H8（孔。工序 铣60孔底面工序 磨60孔底面。工序 镗60孔底面沟槽。工序 研磨60孔底面。工序 终检。2.2 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，钻30孔 扩32mm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、80、91mm环槽，半精镗60内孔。工序： 以155mm外圆及端面定位，精车65mm外圆及80左端面。 工序： 以155mm外圆及端面定位精细车65mm外圆及80左端面。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。2.3 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60H8（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，选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中，粗车和半精车分开,使工序增加.工序, , 精车65外圆及与80相接的端面.然后工序 钻6-13.5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 以155mm外圆及端面定位，粗车,半精车小端端面，粗车,半精车65mm外圆及台阶端面，钻30孔 扩32mm和47mm工序 以粗车,半精车后的65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车155mm外圆面、粗车, 半精车左端台阶面及100、切环槽、粗车, 半精车75mm、 80mm外圆面。粗镗,半精镗60H8、倒角145工序 钻床钻6-13.5小孔、钻M10螺纹孔。工序 丝锥攻丝工序 精车65外圆及与80相接的端面，精车100工序 以65mm外圆及端面定位，精镗60内孔、铣60底面,研磨内端面、倒角。 工序 终检。4 工序设计1.选择加工设备与工艺装备1、选择机床工序I 、 II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。工序钻孔。可采用专用夹具在组合机床上加工。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。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，车床上用专用夹具。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、确定工序尺如下表：加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圆2155+0.186.321.20.2567-0.3066.2+0.0665+0.0136.31.632432+0.0396.3447+0.0396.3275+0.0466.3280+0.0466.321164+0.3062+0.0.1560+0.0466.31.67.5417.5+1.306.31372137+0.306.378278+0.306.31.60.45 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2mm,可一次走刀完成，取a=(69-66.2)/2=1.4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：a=1.4，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=1mm，f=0.52 mm，主轴转速与车65mm外圆相同。确定粗镗32mm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 32mm: ap=（32-30）/2=1mm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32mm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Tj3=L/fn, L=(d-d1)/2+l1+l2+l3=24/2+2+4=18式中 d=67mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1则Tj3=18/0.52x1.5=23s确定粗镗32mm、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32mm孔n=7.73r/s,对47mm孔n=6.98r/s,i=1对32mm孔 工序II切削用量及基本时间的确定：车端面、车台阶、车环槽、车外圆、镗孔、倒角。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。加工要求：粗车端面保证尺寸、车台阶保证15、车环槽保证尺寸、粗车外圆保证尺寸、粗车外圆保证和，车外圆保证91和100。机床与刀具与工序相同2. 切削用量的选择与计算方法与工序基本相同，具体数据见工序卡工序 切削用量及基本时间的确定：因采用组合机床故转速按最大转速。现分别计算各孔单独加工时的数据（1） 钻6-13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以 n=401(r/min)按机床选取： 所以实际切削速度为：（2） 钻2底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以n=487r/min按机床选取 实际切削速度（3） 4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以 n=487r/min按机床选取 实际切削速度 工序 切削用量及基本时间的确定攻螺纹孔2r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度攻螺纹4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度工序 切削用量及基本时间的确定（1） 精车端面Z=0.4mm计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=90min）式中， ， 修正系数见切削手册表1.28所以按机床说明书（见工艺手册表4.2-8）选择1200r/min所以实际切削速度 （2） 精车65外圆2Z=0.3f=0.1mm/r式中， ， 修正系数见切削手册表1.28所以所以实际切削速度（3） 精车外圆100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r取 实际切削速度工序 切削用量及基本时间的确定选择磨床：选用MD1158（内圆磨床）选择砂轮：见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20x6x8mm切削用量的选择：砂轮转速 ，m/s轴向进给量 径向进给量 精镗60mm孔底沟槽 2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min镗60mm孔底沟槽内孔车刀 保证t=0.5mm，d=2mm研磨60mm孔底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm 6专用夹具设计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。经过与指导老师协商，决定设计第v道工序精车台阶面的车床专用夹具。本夹具将用于C616A。刀具为YG10车刀。 机械加工过程中，为保持工件定位时所确定的正确加工位置，防止工件在切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移和振动，机床夹具应设有夹紧装置，将工件压紧夹牢。夹紧装置是否合理、可靠及安全，对工件加工的精度、生产率和工人的劳动条件有着重大的影响，因此，夹紧机构应满足下面要求： 1. 夹紧过程中，必须保证定位准确可靠，而不破坏原有的定位。 2. 夹紧力的大小要可靠、适应，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。 3. 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，工艺性好，便于制造和维修。 4. 夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在源动力波动或消失后，仍能保持夹紧状态。 5. 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 切削力及夹紧力的计算刀具：YG10 将夹具和工件视为刚性系统，找出在加工过程中，对夹紧最不利的瞬时状态。根据该状态下的工件所受的主要外力即切削力和理论夹紧力（大型工件要考虑工件的重力，调整运动下的工件要考虑离心力或惯性力），按静力平衡条件解出所需理论夹紧力，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力，以确保安全。即