GY01-111@填料端盖的加工工艺，转6-13.5孔钻夹具
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机械毕业设计全套
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GY01-111@填料端盖的加工工艺，转6-13.5孔钻夹具,机械毕业设计全套
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辽宁工程技术大学课程设计 I 机械制造技术 课程设计说明书 设计题目： 制定图 5-44 所示填料端盖零件的加工工艺 设计 613.5孔的钻床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系 2013 年 11 月 15 日 nts一、 设计题目 制定图 5-44 所示填料端盖零件的加工工艺，设计钻 6- 13.5孔的钻床夹具 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :中批或 大批大量生产 三、上交材料 (1) 绘制 零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程 综合 卡片 (参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体 零件 图 1 张 ( 6 ) 课 程 设 计 说 明 书 1 份 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图 ) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、 指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 nts 摘 要 在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。 本次设计主要是进行 填料箱盖 零件的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面：确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加工 13.5孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最终完成本次设计。 nts 目录 1 零件的分析 . 6 1.1 零件的作用 . 6 1.2 零件的工艺分析 . 6 2 机械加工工艺规程设计 . 6 2.1 毛坯的制造形式 . 6 2.2 基准面的选择 . 6 2.2.1 粗基准的选择 . 6 2.2.2 精基准的选择 . 7 2.3 制订工艺路线 . 7 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 2.5 确定切削用量 . 8 2.5.1 工序：车削端面、外圆 . 8 2.5.2 工序：粗车 65、 80、 75、 100外圆以及槽和倒角 . 10 2.5.3 工序 钻扩 32及 43孔。 Z3025 摇臂钻床. 11 2.5.4 工序 钻 613.5,2M106H,4M106H深孔深 24 . 13 2.5.5 工序：精车 65的外圆及与 80相接的端nts面 . 14 2.5.6 工序：精、粗、细镗 60H8( 0:0.046)孔 . 16 2.5.7 工序：铣 60孔底面 . 17 2.5.8 工序：磨 60孔底面 . 17 2.5.9 工序： 镗 60孔底沟槽 . 17 2.5.10 工序： 研磨 60孔底面 . 18 3 指定工序的专用机床夹具设计 . 18 3.1 问题的指出 . 18 3.2 夹具设计 . 18 3.2.1 定位基准的选择 . 18 3.2.2 切削力及夹紧力的计算 . 18 3.3 定位误差的分析 . 19 3.4 夹具设计及操作的简要说明 . 20 4.方案综合评价与结论 . 20 5. 本次课程设计体会与展望 . 20 参考资料 . 20 nts1 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，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(;0.013 0 )轴为中心的加工表面。 包括：尺寸为 65h5(;0.013 0 )的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为 80的 轴 与 65h5(;0.013 0 ) 相 接 的 肩 面 , 尺 寸 为 100f8(;0.090;0.036) 与65h5(;0.013 0 ) 同 轴 度 为 0.025 的面 。 尺 寸 为 60H8( 0:0.046) 与65h5(;0.013 0 )同轴度为 0.025的孔 。 2.以 60H8( 0:0.046)孔为中心的加工表面 . 尺寸为 78与 60H8( 0:0.046)垂直度为 0.012的孔底面 ,表面粗糙度为 0.4,须研磨 。 3. 以 60H8( 0:0.046)孔为中心均匀分布的 12孔 , 613.5, 4M106H 深 20，孔深 24及 2M106H。 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 机械加工工艺规程设计 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。生产类型 :中批或大批大量生产。 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。nts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 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： 1.当中心孔 直径较小 时，可以 直接在孔 口倒出宽 度不大于2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。 2.采用锥堵或锥套心轴。 3.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 工艺路线确定如下： 工序 车削左右两端面。 工序 粗车 65、 80、 75、 100、 91外圆及倒角。 工序 钻 30孔、扩 32 孔 ，扩 47孔。 工序 钻 613.5孔 ,2M106H,4M106H 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( 0:0.046)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。 以上工艺过程详见机械 加工工艺过程卡片 。 nts2.4 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 HBW190 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 Ra6.3m,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 100 160mm,故长度方向偏差为 2.5.长度方向的余量查表 2.2-4,其余量值规定为 3.0 3.5 .现取 3.0 。 3 毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求， 为 6.3,钻孔再扩孔即可满足要求。 4 内孔 60H8( 0:0.046)。要求以外圆面 65h5(;0.013 0 )定位，铸出毛坯孔 59。 5 60H8( 0:0.046)孔底面加工 。 按照 工艺手册 表 2.3-21 及 2.3-23 研磨余量 Z = 0.010 0.014 取 Z = 0.010 磨削余量 Z = 0.2 0.3 取 Z = 0.3 铣削余量 Z = 3.00.30.01 = 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) 613.5孔及 2M10 6H孔、 4M10 6H 深 20孔。均为自由尺寸精度要求。 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 nts155外圆，表面粗糙度值为 6.3。 机床： C620 1 卧式车床。 刀 具 ： 刀 片 材 料 为 YG6， 刀 杆 尺 寸 为 16 25, =90, = 15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31.25，则毛坯长度方向的最大加工余量为 4.25,分两次加工 , = 2计。长度加工方向取 IT12级，取 0.04。确定进给量 :根 据 切 削 用 量 简 明 手 册 （ 第 三 版 ） 表 1.4,当 刀 杆16 25, 2时 ,以及工件直径为 160时。 = 0.5 0.7/ 按 C620 1 车床说明书（见切削手册表 1.30） 取 = 0.5 /计算切削速度 : 按切削手册表 1.27,切削速度的 计算公式为 ： = (/) = 1.58, = 0.15, = 0.4, = 0.2。修正系数 见切削手册表 1.28,即 = 1.44, = 0.8, = 1.04, = 0.81, = 0.97 所以 = 1.58600.2 20.15 0.50.4 1.440.81.040.810.97 = 66.7(/) 确定机床主轴转速 = 1000 = 100066.73.1484 = 253(/) 按机床说明书（见工艺手册表 4.2 8） 与 253(/)相近的机床转速 选取 305/。实际切削速度 = 80/ 2） 粗车 160端面 确定机床主轴转速 : = 1000= 100066.73.14160 = 133(/) nts转速选取 150/。实际切削速度 = 75.4/ 2.5.2 工序：粗车 、 、 、 外圆以及槽和倒角 1）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 = 1.58600.2 20.15 0.50.4 1.440.81.040.810.97 = 66.7(/) 确定机床主轴转速 : = 1000= 100066.73.14104 = 204(/) 按机床选取 = 230 /。所以实际切削速度 = 1000 = 75.1/ 检验机床功率 : 主切削力 = = 900, = 1.0, = 0.75, = 0.15 = (190)= (200190)0.4= 1.02 = 0.73 所以 = 9001.50.50.75 66.7;0.15 1.020.73 = 598() 切削时消耗功率 Pc = FcVc6104 = 598 66.76104 = 0.665(kW) nts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 7.8,当主轴转速为 230/时 ,主轴传递的最大功率为 2.4,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 = 1000 =3.14305651000 = 62.3/ 3) 车 75外圆 实际切削速度 = 1000 =3.14305751000 = 71.9/ 4）粗车 100外圆 实际切削速度 = 1000 =3.14305 1001000 = 95.78/ 5）车槽 7.5采用切槽刀， = 0.2 根据机械加工工艺师手册表 27-8 取 = 0.25/ = 305/ 2.5.3 工序 钻扩 及 孔。 Z3025 摇臂钻床 1） 钻孔 32 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 = (1.2 1.3) 钻 = (1213) 钻 nts公式中 钻 、 钻 为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 得 钻 = 0.56/（表 2.7） 钻 = 19.25m/min（表 2.13） 并令： = 1.35 钻 = 0.76/ 按机床取 = 0.76/ = 0.4钻 = 7.7/ = 1000 = 1000 7.73.1432 = 76.6/ 按照机床选取 = 97/ 所以实际切削速度： = 1000 =3.1432971000 = 9.75/ 2）钻孔 47 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 = (1.2 1.3) 钻 = (1213) 钻 公式中 钻 、 钻 为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 得 钻 = 0.56/（表 2.7） 钻 = 19.25/（表 2.13） 并令： = 1.35 钻 = 0.76/ 按机床取 = 0.76/ = 0.4钻 = 7.7/ = 1000 = 1000 7.73.1447 = 52.6/ nts按照机床选取 = 97/ 所以实际切削速度： = 1000 =3.1447971000 = 14.31/ 2.5.4 工序 钻 .,深孔深 24 1） 钻 613.5 = 0.35/ = 17/ 所以 = 1000 = 1000173.1413.5 = 401/ 按机床选取： = 400/ 所以实际切削速度为： = 1000 =3.1413.54001000 = 16.95/ 2） 钻 2M106H底孔 8.5 = 0.35/ = 13/ 所以 = 1000 = 1000133.148.5 = 487/ 按机床选取 = 500/ 实际切削速度 = 1000 =3.148.55001000 = 13.35/ 3） 4M106H 深 20,孔深 24,底孔 8.5 = 0.35/ = 13/ 所以 = 1000 = 1000133.148.5 = 487/ 按机床选取 = 500/ nts实际切削速度 = 1000 =3.148.55001000 = 13.35/ 4）攻螺纹孔 2M106H = 0.2/ = 12/ 所以 = 382/ 按机床选取 = 382/ 则实际切削速度 = 1000 =3.14103151000 = 9.9/ 5）攻螺纹 4-M10 = 0.2/ = 12/ 所以 = 382/ 按机床选取 = 315/ 则实际切削速度 = 1000 =3.14103151000 = 9.9/ 2.5.5 工序：精车 的外圆及与 相接的端面 车床： C620-1 1） 精车端面 = 0.4 = 0.2 = 0.1/ 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 = 90） = (/) 式中 cv = 158,xv = 0.15,yv = 0.4,m = 0.15， 修正系数 见切削手册表1.28 nts所以 = = 158600.15 0.20.15 0.10.4 1.440.81.040.810.97 = 257/ = 1000= 1000 2573.1480 = 1023/ 按机床说明书（见工艺手册表 4.2-8）选择 1200/ 所以实际切削速度 = 12003.14801000 = 301/ 2）精车 65外圆 2 = 0.3 = 0.1/ = 式中 = 158, = 0.15, = 0.4, = 0.15修正 系数 见 切 削手册 表1.28 所以 = = 158600.15 0.20.15 0.10.4 1.440.81.040.810.97 = 257/ = 1200/ 所以实际切削速度 = 12003.14651000 = 245/ nts3）精车外圆 100 2 = 0.3 = 0.15 = 0.1/ = 257/ 取 = 1200/ 实际切削速度 = 12003.141001000 = 376/ 2.5.6 工序：精、粗、细镗 ( :.)孔 1） 粗镗孔至 59.5 2 = 4.5 则 = 2.25 = 1000= 1000353.1460 = 185/ 查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为 = 35/， = 0.8/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 59.9 2 = 0.4， = 0.2 = 0.1/ = 80/ = 1000= 1000803.1460 = 425/ 3） 细镗孔至 60H8(0:0.046) 由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。 = 0.05 = 0.1/ = 425/ = 80/ nts2.5.7 工序：铣 孔底面 铣床： X63系列 铣刀：选用立铣刀 = 10 = 115 齿数 = 4 切削速度：参照有关手册，确定 = 15/ = 7 = 1000= 1000 153.1410 = 477.7/ 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 = 475/ 故实际切削速度为： = 1000 =3.14104751000 = 14.9/ 当 = 475/时，工作台的每分钟进给量 应为 = = 0.084475 = 150/ 查机床说明书，刚好有 = 150/， 故直接选用该值。 倒角 145 采用 90锪钻 2.5.8 工序：磨 孔底面 1）选择磨床： 选用 MD1158（内圆磨床） 2）选择砂轮： 见工艺手册第三章中磨料选择各表， 结果为 ： A36KV6P 2068 3）切削用量的选择： 砂轮转速 砂 = 1500/， 砂 = 27.5/ 轴向进给量 = 3 径向进给量 = 0.015 2.5.9 工序： 镗 孔底沟槽 内孔车刀 保证 = 0.5, = 2 nts2.5.10 工序： 研磨 孔底面 采用手工研具进行手工研磨： = 0.01 3 指定工序的专用机床夹具设计 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 13.5钻孔的钻床专用夹具。 本夹具将用于 Z3025 摇臂钻床。刀具为麻花钻。 3.1 问题的指出 本夹具主要用来钻 13.5孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.2 夹具设计 3.2.1 定位基准的选择 由 零 件 图 可 知 ， 12孔 中 ， 613.5在 圆 周 上 均 匀 分 布 , 2M106H,4M106H也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以 65外圆面作为定位基准。 为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对 12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。 3.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为 13.5。 则轴向力：见工艺师手册表 28.4 = 0 式中： = 420, = 1.0, = 0.8, = 0.35 = (190)= (200190)1.3= 1.07 F = 42013.51.0 0.350.8 1.07 = 2123() 转矩 ntsT = 0 式中 :CT = 0.206,ZT = 2.0,yT = 0.8 T = 0.20613.52.0 0.350.8 1.07 = 17.34( ) 功率 =300 =17.3416.953013.5 = 0.726 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 = 1234 式中 ： 1 基本安全系数， 1.5; 2 加工性质系数， 1.1; 3 刀具钝化系数 , 1.1; 4 断续切削系数 , 1.1 则 ： = = 1.51.11.11.12123 = 4239() 气 缸 选 用 100 。 当 压 缩 空 气 单 位 压 力 P = 0.6MPa , 夹紧拉杆D = 25。 N = (1002 252)4 = 4416(),N 钻削 T = 17.34 NM 切向方向所受力 : 1 = = 17.346510;3 = 267 取 = 0.1 = 44160.1 = 441.6 所以 ,钻削时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公
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