“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装置设计.doc

目目 录录 3 3 机械制造技术课程设计任务书 设计题目 设计题目 设计 填料箱盖 零件的机械加工工艺规程及工艺装置 生产纲 领 5000 件 零件图 零件图 如图所示 130 155 32 47 75 80 65h5 0 0 03 60H8 0 046 0 91h8 0 0 054 100f8 0 036 0 090 0 5X45 7 5 0 30 0 0 02B 0 025A 0 015A B A 0 025A 1 6 1 6 1 6 56 0 5 0 4 研磨 I 78 137 78 30 45 4 1017 15 R5 设计内容设计内容 1 产品零件图 1 张 3 或 4 号 2 产品毛坯图 1 张 3 或 4 号 3 机械加工工艺过程卡片 1 份 4 机械加工工序卡片 1 套 5 课程设计说明书 1 份 成绩评定成绩评定 得 分 指导教师 签名 日期 年 月 日 系主任 审核 日期 年 月 日 序序 言言 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 零件的零件的分析分析 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 0 013 0 包括 尺寸为 65H5 0 013 0 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 036 0 090 0 与 65H5 同轴度 0 013 0 0 013 0 为 0 025 的面 尺寸为 60h5 046 0 0 与 65H5 同轴度为 0 025 的孔 0 013 0 2 以 60h5 孔为中心的加工表面 046 0 0 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 046 0 0 磨 3 以 60H8 孔为中心均匀分布的 12 孔 6 13 5 4 M10 6H 深 20 046 0 0 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 工艺规程设计工艺规程设计 2 1 毛坯的制造形式 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 2 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 2 2 1 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 2 2 2 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 3 制订工艺路线 2 3 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 046 0 0 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 3 2 工艺路线方案二 工序 车削左右两端面 工序 粗车 65 80 75 155 外圆及倒角 工序 钻 30 孔 扩 32 孔 扩 47 孔 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面 工序 粗 精 细镗 60H8 孔 046 0 0 工序 铣 60 孔底面 工序 孔底面 工序 镗 60 孔底面沟槽 工序 研磨 60 孔底面 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 终检 2 3 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 046 0 0 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 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 车削左右两端面 工序 粗车 65 80 75 155 外圆及倒角 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 046 0 0 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 以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 填料箱盖 零件材料为 HT200 钢 硬度为 HBS190 241 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 根据上述材料及加工工艺 分别确定各加工表面的机械加工余量 工序尺 寸及毛坯尺寸如下 1 外圆表面 65 80 75 100 91 155 考虑到尺寸较多且相 差不大 为简化铸造毛坯的外形 现直接按零件结构取为 84 104 160 的阶梯轴式结构 除 65 以外 其它尺寸外圆表面粗糙度值为 R 6 3 um 只 a 要粗车就可满足加工要求 2 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差 查 机械制造工艺设计 简明手册 以下简称 工艺手册 表 2 2 1 铸件轮廓尺寸 长度方向 100 160mm 故长度方向偏差为 mm 长度方向的余量查表 2 2 4 其余量值规5 2 定为 3 0 3 5 mm 现取 3 0 mm 3 内孔 毛坯为实心 两内孔精度要求自由尺寸精度要求 R4332 为 a 6 3 钻 扩即可满足要求 4 内孔 60H8 要求以外圆面 65H5 定位 铸出毛坯 046 0 0 0 013 0 孔 30 查表 2 3 9 粗镗 59 5 2Z 4 5 精镗 59 9 2Z 0 4 细镗 60H8 2Z 0 1 046 0 0 5 60H8 孔底面加工 046 0 0 按照 表 2 3 21 及 2 3 23 1 研磨余量 Z 0 010 0 014 取 Z 0 010 2 磨削余量 Z 0 2 0 3 取 Z 0 3 3 铣削余量 Z 3 0 0 3 0 01 2 69 6 底面沟槽 采用镗削 经过底面研磨后镗可保证其精度 Z 0 5 7 6 5 13 孔及 2 M10 6H 孔 4 M10 6H 深 20 孔 均为自由尺寸 精度要求 1 6 5 13 孔可一次性直接钻出 2 查 工艺手册 表 2 3 20 得攻螺纹前用麻花钻直径为 8 5 的孔 钻孔 8 5 攻螺纹 M10 2 5 确定切削用量 2 5 1 工序 车削端面 外圆 本工序采用计算法确定切削用量 加工条件 工件材料 HT200 铸造 加工要求 粗车 65 155 端面及 65 80 75 100 155 外 圆 表面粗糙度值 R 为 6 3 a 机床 C620 1 卧式车床 刀具 刀片材料为 YG6 刀杆尺寸为 16mmX25mm k 90 r 15 r0 12 r 0 5mm 0 R 计算切削用量 1 粗车 65 155 两端面 确定端面最大加工余量 已知毛坯长度方向单边余量为 3mm 则毛坯25 1 长度方向的最大加工余量为 4 25mm 分两次加工 a 2mm 计 长度加工方向取 p IT12 级 取mm 确定进给量 f 根据 切削用量简明手册 第三版 表04 0 1 4 当刀杆 16mmX25mm a 2mm 时 以及工件直径为 160 时 p f 0 5 0 7mm r 按 C620 1 车床说明书 见 切削手册 表 1 30 取 f 0 5 mm r 计算切 削速度 按 切削手册 表 1 27 切削速度的 计算公式为 V m min cv yx p m v k faT c v v 1 58 0 15 y 0 4 m 0 2 修正系数见 切削手册 表 1 28 即 v cx v v k k v k 1 44 k 0 8 k 1 04 k 0 81 k 0 97 mvsvkvkrvBV 所以 V c 97 0 81 0 04 1 8 044 1 5 0260 58 1 4 015 0 2 0 66 7 m min 确定机床主轴转速 n 8414 3 7 661000 253 r min s d VC1000 按机床说明书 见 工艺手册 表 4 2 8 与 253r min 相近的机床转速 选取 305r min 实际切削速度 V 80m min 2 粗车 160 端面 确定机床主轴转速 n 133 r min s d VC1000 16014 3 7 661000 按机床说明书 见 工艺手册 表 4 2 8 与 133r min 相近的机床 转速选取 150r min 实际切削速度 V 75 4m min 2 5 2 工序 粗车65 80 75 100 外圆以及槽和倒角 切削深度 先84 车至80 以及104 车至100 进给量 见 切削手册 表 1 4 V m min cv yx p m v k faT c v v 97 0 81 0 04 1 8 044 1 5 0260 58 1 4 015 02 0 66 7 m min 确定机床主轴转速 n 204 r min s d VC1000 10414 3 7 661000 按机床选取 n 230 r min 所以实际切削速度 V 75 1 m min 1000 dn 1000 23010414 3 检验机床功率 主切削力 F CF afvk ccp C F x C F y c FC n C F CF 900 x 1 0 y 0 75 n 0 15 C C F C F C F k MF 02 1 190 200 190 4 0 F n HB k 0 73 kr 所以 F 900 C 59873 0 02 1 7 665 05 1 15 0 75 0 N 切削时消耗功率 P c 665 0 106 7 66598 106 44 KW VF cc 由 切削手册 表 1 30 中 C630 1 机床说明书可知 C630 1 主电动机功率 为 7 8KW 当主轴转速为 230r min 时 主轴传递的最大功率为 2 4KW 所以机床功 率足够 可以正常加工 2 粗车65 外圆 实际切削速度 V 1000 wwn d min 3 62 1000 6530514 3 m 3 车75 外圆 取 n 305r min w 实际切削速度 V 1000 wwn d min 9 71 1000 7530514 3 m 4 粗车100 外圆 取 n 305r min w 实际切削速度 V min 78 95 1000 10030514 3 m 1000 wwn d 5 车槽 7 5 采用切槽刀 r 0 2mm R 根据 机械加工工艺师手册 表 27 8 取 f 0 25mm r n 305r min w 2 5 3 工序 钻扩mm 及孔 Z3025 摇臂钻床 32 mm43 1 钻孔mm25 选择进给量 f 0 41mm r 选择切削速度 见 切削手册 表 2 7 V 12 25m min 见 切削手册 表 2 13 及表 2 14 按 5 类加工性考虑 min 130 30 25 1210001000 r d v n w s 按机床选取 136r min 按 工艺手册 表 4 2 2 w n 则实际切削速度 min 68 10 1000 13625 1000 m nd v 2 钻孔mm32 根据有关资料介绍 利用钻头进行扩钻时 其进给量与切削速度与钻同样 尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为 f 1 2 1 3 钻 f v 3 1 2 1 钻 v 公式中 为加工实心孔时的切削用量 查 切削手册 钻 f 钻 v 得 0 56mm r 表 2 7 钻 f 19 25m min 表 2 13 钻 v 并令 f 1 35 0 76mm r 钻 f 按机床取 f 0 76mm r v 0 4 7 7m min 钻 v min 6 76 32 7 710001000 r d v ns 按照机床选取 min 97rnw 所以实际切削速度 min 84 7 1000 9732 1000 m nd v ww 3 钻孔mm47 根据有关资料介绍 利用钻头进行扩钻时 其进给量与切削速度与钻同样 尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为 f 1 2 1 3 钻 f v 3 1 2 1 钻 v 公式中 为加工实心孔时的切削用量 查 切削手册 钻 f 钻 v 得 0 56mm r 表 2 7 钻 f 19 25m min 表 2 13 钻 v 并令 f 1 35 0 76mm r 钻 f 按机床取 f 0 76mm r v 0 4 7 7m min 钻 v min 6 52 47 7 710001000 r d v ns 按照机床选取 min 97rnw 所以实际切削速度 min 13 14 1000 9747 1000 m nd v ww 2 5 4 工序 钻 6 13 5 2 M10 6H 4 M10 6H 深孔深 24 1 钻 6 13 5 f 0 35mm r V 17mm min 所以 n 401 r min 5 13 1000 V 按机床选取 min 400rnw 所以实际切削速度为 min 95 16 1000 400 5 13 1000 m nd v ww 2 钻 2底孔 8 5HM610 f 0 35mm r v 13m min 所以 n 487r min 5 8 1000 v 按机床选取 min 500rnw 实际切削速度 min 35 13 1000 5005 8 1000 m nd v ww 3 4深 20 孔深 24 底孔 8 5HM610 f 0 35mm r v 13m min 所以 n 487r min 5 8 1000 v 按机床选取 min 500rnw 实际切削速度 min 35 13 1000 5005 8 1000 m nd v ww 4 攻螺纹孔 2HM610 r 0 2m s 12m min 所以 min 382rns 按机床选取 则min 315rnw 实际切削速度 min 9 9 1000 31510 1000 m nd v ww 5 攻螺纹 4 M10 r 0 2m s 12m min 所以 min 382rns 按机床选取 则min 315rnw 实际切削速度 min 9 9 1000 31510 1000 m nd v ww 2 5 5 工序 精车 65mm 的外圆及与 80mm 相接的端面 车床 C620 1 1 精车端面 Z 0 4mm mmap2 0 rmmf 1 0 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 min mk fyxaT c v v vvpm v c 式中 修正系数见 切削手册 158 v c 15 0 v x4 0 v y15 0 m v k 表 1 28 所以 min 25797 0 81 0 04 1 8 044 1 1 02 060 158 4 015 0 15 0 mk faT c v v yx p m v c v v min 1023 80 25710001000 r d v n w c s 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 min 301 1000 801200 mv 1 精车 65 外圆 2Z 0 3 f 0 1mm r min mk fyxaT c v v vvpm v c 式中 修正系数见 切削手册 158 v c 15 0 v x4 0 v y15 0 m v k 表 1 28 所以 min 25797 0 81 0 04 1 8 044 1 1 02 060 158 4 015 0 15 0 mk faT c v v yx p m v c v v min 1200rnw 所以实际切削速度 min 245 1000 651200 mv 3 精车外圆 100mm 2Z 0 3mm Z 0 15mm f 0 1mm r min 257mvc 取 min 1200rnw 实际切削速度 min 8 376 1000 1001200 mv 2 5 6 工序 精 粗 细镗mm 孔 860 046 0 0 H 1 粗镗孔至 59 5mm 2Z 4 5mm 则 Z 2 25mm min 185 60 3510001000 r d v nw 查有关资料 确定金刚镗床的切削速度为 v 35m min f 0 8mm min 由于 T740 金刚镗主轴转数为无级调数 故以上转数可以作为加工时使用的转数 2 精镗孔至 59 9mm 2Z 0 4mm Z 0 2mm f 0 1mm r v 80m min min 425 6014 3 8010001000 r d v nw 3 细镗孔至mm 860 046 0 0 H 由于细镗与精镗孔时共