机械制造课程设计~填料箱盖

机械制造技术机械制造技术 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目 设计题目 填料箱盖零件的机械加工工艺规程及钻填料箱盖零件的机械加工工艺规程及钻 12 孔的工序的专用机床夹具设计孔的工序的专用机床夹具设计 班班 级 级 设设 计计 者 者 指导教师 指导教师 河南机电高等专科学校河南机电高等专科学校 20122012 年年 1010 月月 2626 日日 机械制造技术机械制造技术 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目 目 填料箱盖零件的机械加工工艺规程及钻填料箱盖零件的机械加工工艺规程及钻 12 孔的孔的 工序的专用机床夹具设计工序的专用机床夹具设计 内内 容 容 1 1 零件 零件 毛坯合图毛坯合图 1 1 张张 2 2 机械加工工艺规程卡片 机械加工工艺规程卡片 1 1 套套 3 3 夹具装配总图 夹具装配总图 1 1 张张 4 4 夹具体零件图 夹具体零件图 1 1 张张 5 5 课程设计说明书 课程设计说明书 1 1 份份 原始资料 该零件图样一张 生产纲领一年原始资料 该零件图样一张 生产纲领一年 80008000 件件 年 每日年 每日 1 1 班 班 2012 年年 1010 月月 1515 日日 机械制造技术 课程设计说明书 I 目 录 第第 1 1 章章 零件分析零件分析 1 1 1 11 1 零件的作用零件的作用 1 1 1 21 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1 1 第第 2 2 章章 确定毛坯 画毛坯确定毛坯 画毛坯 零件合图零件合图 2 2 2 12 1 选择毛坯种类选择毛坯种类 2 2 2 22 2 确定毛坯制造方法确定毛坯制造方法 2 2 2 32 3 确定毛坯公差等级确定毛坯公差等级 2 2 2 42 4 确定各加工表面的总余量和毛坯的主要尺寸确定各加工表面的总余量和毛坯的主要尺寸 2 2 第第 3 3 章章 拟定零件的加工工艺规程拟定零件的加工工艺规程 4 4 3 13 1 选择定位基准选择定位基准 4 4 3 23 2 拟订零件加工工艺路线拟订零件加工工艺路线 4 4 3 33 3 选择加工设备及刀 夹 量具选择加工设备及刀 夹 量具 6 6 3 43 4 加工工序设计加工工序设计 7 7 3 53 5 填写工艺文件填写工艺文件 7 7 第第 4 4 章章 夹具设计夹具设计 18 18 4 14 1 确定夹具设计方案确定夹具设计方案 18 18 4 24 2 定位装置设计定位装置设计 18 18 4 34 3 夹紧装置设计夹紧装置设计 18 18 4 44 4 定位误差的分析定位误差的分析 19 19 4 54 5 夹具技术要求夹具技术要求 19 19 参考资料参考资料 20 20 附录附录 机械制造技术 课程设计说明书 0 第第 1 1 章章 零件分析零件分析 1 11 1 零件的作用零件的作用 题目所给的零件是填料箱盖 主要作用是与轴配合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 21 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求 1 以 65h5 轴为中心的加工表面 0 013 0 包括 尺寸为 65h5 的轴 表面粗糙度为 1 6 尺寸为 80 的轴与 0 013 0 65h5 相接的肩面 尺寸为 100f8 036 0 090 0 与 65h5 同轴度为 0 025 0 013 0 0 013 0 的面 尺寸为 60H8 与 65h5 同轴度为 0 025 的孔 048 0 0 0 013 0 2 以 60H8 孔为中心的加工表面 048 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 须研磨 048 0 0 3 以 60H8 孔为中心均匀分布的 12 孔 6 13 5 4 M10 6H 深 20 孔深 24 048 0 0 及 2 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 机械制造技术 课程设计说明书 1 第二章第二章 确定毛坯 画毛坯确定毛坯 画毛坯 零件图零件图 2 12 1 选择毛坯的种类选择毛坯的种类 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 且年产量为 8000 件 年 属于大批生产的水平 而且零件轮廓简单 为提高生产率 保证加工精度故采用铸造 2 22 2 确定毛坯制造方法确定毛坯制造方法 根据零件材料确定毛坯为铸件 有由题目已知零件的生产纲领为 8000 件 年 通过计算 该零件的质量约为 8KG 由参考文献可知 其生产类型为大批生产 毛坯的制造方法为砂型 机器造型由于零件的内腔有孔需要铸造出来 故还应安排型芯 此外 为消除残余应力 铸 造后应安排人工时效 2 32 3 确定毛坯公差等级确定毛坯公差等级 参考文献该种铸件的尺寸公差等级为 CT 为 8 10 级 加工余量等级 MA 为 G 级 故取 CT 为 10 级 为 级 2 42 4 确定各加工表面的总余量和毛坯的主要尺寸确定各加工表面的总余量和毛坯的主要尺寸 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 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 100 160mm 故长度方向 偏差为 mm 长度方向的余量查表 2 2 4 其余量值规定为 3 0 3 5 mm 现取 3 0 5 2 mm 3 毛坯为实心 两内孔精度要求自由尺寸精度要求 Ra 为 6 3 钻孔再扩孔即可 机械制造技术 课程设计说明书 2 满足要求 4 内孔 60H8 要求以外圆面 65h5 定位 铸出毛坯孔 59 048 0 0 0 013 0 5 60H8 孔底面加工 048 0 0 按照 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 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 13 5 孔及 2 M10 6H 孔 4 M10 6H 深 20 孔 均为自由尺寸精度要求 6 13 5 孔可一次性钻出 查 工艺手册 表 得攻螺纹前用麻花钻钻直径 的孔 钻孔直径为 攻螺纹 机械制造技术 课程设计说明书 3 第第 3 3 章章 拟定零件的加工工艺规程拟定零件的加工工艺规程 3 13 1 选择定位基准选择定位基准 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 1 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 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 3 23 2 拟订零件加工工艺路线拟订零件加工工艺路线 制订工艺路线的出发点 应当是使零件的几何形状 尺寸精度以及位置精度等技术要求 能得到合理的保证 在生产纲领已经确定为中批生产的条件下 考虑采用普通机床以及部分 高效专用机床 配以专用夹具 多用通用刀具 万能量具 部分采用专用刀具和专一量具 并尽量使工序集中来提高生产率 除此以外 还应当考虑经济效果 以便使生产成本尽量下 降 3 2 13 2 1 工艺线路方案一工艺线路方案一 工序 铣削左右两端面 机械制造技术 课程设计说明书 4 工序 粗车 65 80 75 155 100 外圆及倒角 工序 钻 30 孔 扩 32 孔 锪 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 048 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 去毛刺 终检 3 2 23 2 2 工艺路线方案二工艺路线方案二 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 锪 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 048 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 钻 6 13 5 孔 2 M10 6H 4 M10 6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹 工序 去毛刺 终检 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 048 0 0 机械制造技术 课程设计说明书 5 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 我们选择工艺路线二 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 75 155 100 外圆及倒角 工序 钻 30 孔 扩 32 孔 锪 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 048 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 去毛刺 终检 以上工艺过程详见 机械加工工艺过程综合卡片 3 33 3 选择加工设备及刀 夹 量具选择加工设备及刀 夹 量具 由于生产类型为大批生产 故加工设备宜通用机床为主 辅以少量专用机床 其生产方式 为以通用机床加专用夹具为主 辅以少量专用机床的流水生产线 工件在各机床的装卸及各 机床的传送均由人工完成 粗车左右两端面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题 采用卧式车床 C620 1 选择 YG65 车刀 刀具尺寸 16mmx25mm 参考文献 1 三爪卡盘和游标卡尺 粗车外圆及倒角 采用的设备 刀具 夹具和量具均和工序 相同 钻 30 扩至 32 孔口倒角 1x45 度 钻孔选择转塔车床 365L 选用锥柄麻花钻 锥柄扩孔 复合钻 扩孔时倒角 还有三爪卡盘 游标卡尺和塞规 钻 12 孔 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题 选择摇臂钻床 Z3025 钻 6 机械制造技术 课程设计说明书 6 13 5 孔选择锥柄麻花钻 钻 4 M10 选择锥柄麻花钻 钻 2 M10 选择锥柄麻花钻 夹具采用 专用夹具 量具为游标卡尺 6 M10 2 M10 螺孔采用机用丝锥 丝锥夹头 专用夹具和螺 纹塞规 精车 65 外圆 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题 采用卧式车床 C616 选择 YG65 车刀 刀具尺寸 16mmx25mm 参考文献 1 三爪卡盘和游标卡尺 镗孔 60 采用的是金刚镗床 C730 选择功率为 1 5KW 的镗削头 参考文献 1 表 3 2 44 选择镗刀 专用夹具 游标卡尺 铣孔底面采用卧式铣床 X63 采用功率为 1 5KW 的 1TXb20M 型铣头 莫氏锥柄面铣刀 专 用铣夹具 专用检具 镗沟槽 采用镗铣床 T68 选择内孔镗刀 专用夹具 游标卡尺 磨孔底面采用内圆端面磨床 M115B 选择砂轮为 G36YA6N 专用夹具 表面粗糙度仪 研磨孔底面 采用研磨机 专用夹具和表面粗糙度仪 3 43 4 加工工序设计加工工序设计 工序工序 车削端面 外圆 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 16mm 25mm k 90 r 15 12 r 0 5mm r0 0 R 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 则毛坯长度方向的25 1 最大加工余量为 4 25mm 分两次加工 a 2mm 计 长度加工方向取 IT12 级 取mm 确 p 04 0 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 a F 钻削时 T 17 34 NM 切向方向所受力 F 1 N L T 267 1065 34 17 3 取1 0 f F 4416 f 6 4411 0N F F f1 所以 钻削时工件不会转动 故本夹具可安全工作 4 44 4 定位误差的分析定位误差的分析 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 公差为 而孔径尺寸为自由尺寸精度要求 可满足加工要求 0 03 0 4 54 5 夹具技术要求夹具技术要求 如前所述 在设计夹具时 为提高劳动生产率 应首先着眼于机动夹具 本道工序 的钻床夹具选用气动夹紧方式 本工序由于是粗加工 切削力较大 为了夹紧工件 势必要 增大气缸直径 而这将使整个夹具过于庞大 因此 应设法降