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填料箱盖加工工艺及镗φ60孔夹具设计【CAD图纸和说明书】

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填料箱盖 2-镗φ60孔
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资源描述：

目  录


1  零件的分析………………………………………………………………1

2  工艺设计………………………………………………………………… 1

2.1  毛坯的制造形式……………………………………………………… 1

2.2  基准面的选择………………………………………………………… 1

2.2.1  粗基准的选择……………………………………………………… 1

2.2.2  精基准的选择……………………………………………………… 1

2.3  制订工艺路线………………………………………………………… 2

2.4  机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… 2

2.5  确定切削用量………………………………………………………… 3

3专用夹具设计………………………………………………………………13

3.1  夹具设计……………………………………………………………… 13

3.2.1 定位基准的选择………………………………………………………13

3.2.2  切削力及夹紧力的计算…………………………………………… 13

3.3   定位误差的分析…………………………………………………… 13

3.4 夹具设计及操作的简要说明……………………………………………13

参考资料………………………………………………………………………14


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。


内容简介：
0 目 录 1 零件的分析 1 2 工艺设计 1 2.1 毛坯的制造形式 1 2.2 基准面的选择 1 2.2.1 粗基准的选择 1 2.2.2 精基准的选择 1 2.3 制订工艺路线 2 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2 2.5 确定切削用量 3 3专用夹具设计 13 3.1 夹具设计 13 3.2.1 定位基准的选择 13 3.2.2 切削力及夹紧力的计算 13 3.3 定位误差的分析 13 3.4 夹具设计及操作的简要说明 13 参考资料 14 nts 1 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： 1 以 65H5（ 0013.0）轴为中心的加工表面。 包括： 尺寸为 65H5（ 0013.0）的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为 80 的与 65H5（ 0013.0）相接的肩面 , 尺寸为 100f8( 036.0090.0)与 65H5（ 0013.0）同轴度为 0.025 的面 . 尺寸为60h5( 046.00)与 65H5（ 0013.0）同轴度为 0.025的孔 . 2.以 60h5( 046.00)孔为中心的加工表面 . 尺寸为 78与 60H8( 046.00)垂直度为 0.012的孔底面 ,表面粗糙度为 0.4,须研磨 . 3. 以 60H8( 046.00)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 工艺设计 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。 nts 2 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 通过比较和讨论，最终确定工艺路线： 工序 101 车削左端面 及 155外圆。 工序 020 粗车 右端面 工序 030 粗车 80， 100.3， 65.3,75外圆 工序 040 切槽 工序 050 钻 30孔、扩 32 孔，扩 47孔。 工序 060 钻 6- 13.5孔 工序 070 钻 2-M10-6H,4-M10-6H深 20孔 工序 080 攻 2-M10-6H,4-M10-6H深 20孔螺纹 工序 090 粗镗 59.5孔 工序 100 精镗 60H8（ )046.00孔 工序 110 精车 65 外圆 80相接的端面 . 工序 120 磨端面 工序 130 铣 60孔底面 工序 140 镗 60孔底面沟槽。 工序 150 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 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。 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 Ra6.3 um,只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 100160mm,故长度方向偏差为5.2 mm.长度方向的余量查表 2.2-4,其余量值规定为 3.03.5 mm.现取 3.0 mm。 （ 3） 4332 、 内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求， Ra为 6.3,钻 扩即可满足要求。 （ 4）内孔 60H8( 046.00)。要求以外圆面 65H5（ 0013.0）定位，铸出毛坯孔 30。 nts 3 查表 2.3-9, 粗镗 59.5 2Z=4.5 精镗 59.9 2Z=0.4 细镗 60H8( 046.00) 2Z=0.1 (5) 60H8( 046.00)孔底面加工 . 按照 表 2.3-21 及 2.3-23 1. 研磨余量 Z=0.0100.014 取 Z=0.010 2. 磨削余量 Z=0.20.3 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 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 Ra为 6.3。 机床： C620 1 卧式车床。 刀具：刀片材料为 YG6，刀杆尺寸为 16mmX25mm,kr=90 ,r0=15 0=12rR =0.5mm。 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 3 25.1 mm，则毛坯长度方向的最大加工 余量为 4.25mm,分两次加工 ,ap=2mm计。长度加工方向取 IT12级，取 04.0 mm。确定进给量 f:根据切削用量简明手册（第三版）表 1.4,当刀杆 16mmX25mm, ap=2mm 时 ,以及工件直径为 160时。 f=0.5 0.7mm/r nts 4 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 Vc=vyxpmv kfaT cvv(m/min) vc=1.58, xv=0.15, yv =0.4,m=0.2。修正系数 kkv见 切削手册表 1.28,即 kmv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBV=0.97 所以 Vc= 97.081.004.18.044.15.0260 58.1 4.015.02.0 =66.7(m/min) 确定机床主轴转速 ns=dVC1000 = 8414.3 7.661000 =253(r/min) 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 : ns=dVC1000 = 16014.3 7.661000 =133(r/min) 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 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 Vc=vyxpmv kfaT cvv(m/min) = 97.081.004.18.044.15.0260 58.1 4.015.02.0 =66.7(m/min) 确定机床主轴转速 : nts 5 ns=dVC1000 = 10414.3 7.661000 =204(r/min) 按机床选取 n=230 r/min。所以实际切削速度 V=1000dn=1000 23010414.3 =75.1 m/min 检验机床功率 : 主切削力 Fc=CFcapCFx f CFy vc FCn kCFCFC=900, xCF=1.0 , yCF=0.75 , nCF=-0.15 kMF =( 02.1)19 020 0()19 0 4.0 FnHBkkr=0.73 所以 FC=900 )(59873.002.17.665.05.1 15.075.0 N 切削时消耗功率 Pc= )(6 6 5.0106 7.665 9 8106 44 KWVF 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=1000wwnd= m in/3.621 00 0 653 0514.3 m（ 3) 车 75外圆 取 nw=305r/min 实际切削速度 nts 6 V=1000wwnd= m in/9.711 00 0 753 0514.3 m（ 4） 粗车 100外圆 取 nw=305r/min 实际切削速度 V=1000wwnd= m in/78.951000 10030514.3 m（ 5）车槽 7.5 采用切槽刀 ， rR =0.2mm 根据机械加工工艺师手册表 27-8 取 f=0.25mm/r nw=305r/min 2.5.3 钻扩 32 mm、及 mm43 孔。 Z3025 摇臂钻床 （ 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） m in )/(1 3 030 25.121 0 0 01 0 0 0 rd vnws 按机床选取： wn=136r/min（按工艺手册表 4.2-2） 则实际切削速度 m in/68.101 0 0 0 136251 0 0 0 mndv （ 2） 钻孔 32 mm 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=（ 1.21.3）钻fv=（3121）钻v公式中钻f、钻v为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 得 钻f=0.56mm/r（表 2.7） nts 7 钻v=19.25m/min（表 2.13） 并令： f=1.35 钻f=0.76mm/r 按机床取 f=0.76mm/r v=0.4钻v=7.7m/min m in/6.7632 7.71 0 001 0 00 rd vn s 按照机床选取 min/97 rn w 所以实际切削速度： m in/84.71 0 00 97321 0 00 mndv 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=（ 1.21.3）钻fv=（3121）钻v公式中钻f、钻v为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 得 钻f=0.56mm/r（表 2.7） 钻v=19.25m/min（表 2.13） 并令： f=1.35 钻f=0.76mm/r 按机床取 f=0.76mm/r v=0.4钻v=7.7m/min m in/6.5247 7.710001000 rd vn s 按照机床选取 min/97 rn w 所以实际切削速度： m in/13.141000 97471000 mndv ww nts 8 2.5.4 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=5.131000 V=401(r/min) 按机床选取： min/400 rnw 所以实际切削速度为： m in/95.161000 4005.131000 mndv ww （ 2） 钻 2 HM 610 底孔 8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n=5.81000 v=487r/min 按机床选取 min/500 rnw 实际切削速度 m in/35.131000 5005.81000 mndv ww （ 3） 4 HM 610 深 20，孔深 24，底孔 8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n=5.81000 v=487r/min 按机床选取 min/500 rnw 实际切削速度 m in/35.131000 5005.81000 mndv ww （ 4） 攻螺纹孔 2 HM 610 r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382 rns 按机床选取 min/315 rn w 则 nts 9 实际切削速度 m in/9.91 0 0 0 315101 0 0 0 mndv ww （ 5） 攻螺纹 4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382 rns 按机床选取 min/315 rn w 则 实际切削速度 m in/9.91 0 0 0 315101 0 0 0 mndv ww 2.5.5 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 mma p 2.0 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） m in)/( mkfyxaT cv vvvpmvc 式中 158vc， ,15.0vx4.0vy， 15.0m 修正系数vk见切削手册表 1.28 所以 m i n/25797.081.004.18.044.11.02.060 158 4.015.015.0 mkfaT cv vyxpmvcvv m in/1 0 2 380 2 5 71 0 0 01 0 0 0 rd vnwcs 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 m in/3011000 801200 mv （ 2） 精车 65外圆 nts 10 2Z=0.3 f=0.1mm/r m in)/( mkfyxaT cv vvvpmvc 式中 158vc， ,15.0vx4.0vy， 15.0m 修正系数vk见切削手册表 1.28 所以 m i n/25797.081.004.18.044.11.02.060 158 4.015.015.0 mkfaT cv vyxpmvcvv min/1200 rn w 所以实际切削速度 m in/2 451 00 0 651 20 0 mv （ 3） 精车外圆 100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r min/257 mv c 取 min/1200 rnw 实际切削速度 m in/8.3 761 00 0 1 001 20 0 mv 2.5.6 精、粗、细镗 )(860 046.00 Hmm孔 （ 1） 粗镗孔至 59.5mm 2Z=4.5mm则 Z=2.25mm m in/18560 351 0 001 0 00 rd vn w 查有关资料，确定镗床的切削速度为 v=35m/min， f=0.8mm/min 由于 T740 镗 床 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 nts 11 v=80m/min m in/4256014.3 8010001000 rd vn w （ 3） 细镗孔至 )(860 046.00 Hmm 由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。 mma p 05.0 f=0.1mm/r wn=425r/min V=80m/min 2.5.7 铣 60孔底面 铣床： X63系列 铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数 Z=4 切削速度：参照有关手册，确定 v=15m/min mmaw 7 10 1510001000 ws d vn=477.7r/min 采用 X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表 4.2-39） 取 wn=475r/min 故实际切削速度为： m in/9.141 0 0 0 475101 0 0 0 mndv ww 当 min/475 rnw 时，工作台的每分钟进给量mf应为 m in/1 5 04 7 5408.0 mmznff wzm 查机床说 明书，刚好有 min/150 mfm 故直接选用该值。 2.5.8 镗 60mm 孔底沟槽 内孔车刀 保证 t=0.5mm， d=2mm 2.5.9 研磨 60mm 孔底面 采用手工研具进行手工研磨： Z=0.01mm 选择磨床： 选用 M7232B型立轴矩台磨床。 选择砂轮： nts 12 查工艺手册第三章中磨料选择各表，选用 I-30x10x10-A60P6V 切削用量的选择： 砂轮转速 n 砂 =970r/min， 轴向进给量 fr=0.017mm/r 径向进给量 mmfa 3 切削工时基本时间计算 ： 当加工一个表面时 Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（见工艺手册表 6.2-8） 式中 L：加工长度 L=30mm b：加工宽度 b=30mm bz：单面加工余量 bz=0.5mm K： 系数 K=1.1 r： 工作台移动速度（ m/min） af：工作台往返一次砂轮轴向进给量 vf： 工作台往返一次砂轮径向进给量 则： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017) =1.94min 辅助时间的计算 ： 辅助时间 tf与基本时间 tj之间的关系为 tf=（ 0.15 0.2） tj，取 tf=0.15tj,则辅助时间为： tf=0.15*1.94=17.46s 其他时间的计算 : 其他时间可按关系式 tb+tx=6%*(tj+tf)计算 则 tb+tx=6%*（ 116.4+17.46） =8s 单间时间 tdj=116.4+17.46+8=141.86s nts 13 3 专用夹具设计 为了提高劳动生产力，保证加工质量，降低劳动强度。需设计专用夹具。这里，我设计的是镗孔夹具，这个夹具用于立式镗床，刀具为硬质合金，完成对工件的镗削加工。 3.1 镗 60mm孔 3.1.1 定位基准的选择 由零件图可知，这里采用 V型块定位，采用压紧手柄进行手动加紧，以此来限制工件的五个自由度，外加一个端面限制一个自由度 ，属于完
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