矿用防爆壳的设计与加工

矿用防爆电器壳体的设计与加工摘要：本论文对山西阳光三极科技有限公司开发的产品GDY矿用防爆壳进行结构设计研究和工艺设计研究。结合煤矿防爆电气设备要求及材料的性能和价格选择制造防爆壳的材料；通过查询资料选择壳体形状；根据煤矿的要求设计壳体的总体尺寸，由已有的公式并查询机械设计手册确定壳体板厚；通过计算箱体螺栓受到的总拉力和各规格螺栓的许用拉力及布置的方式确定出使用螺栓规格及数量；由已有的公式并查询机械设计手册和GB3836.2-2010确定法兰及法兰盖的厚度。本论文对法兰盖与大过套进行了工艺设计。通过对零件的工艺分析，选择合适的毛坯，确定加工方法及工艺路线，查手册确定加工余量等数据，最后通过计算及查手册确定各工序的切削用量。关键词：防爆电器壳体，壳体尺寸，加工工艺IDesignandprocessingofmineexplosion-proofelectricalappliancesshellAbstract:ThisthesisapproachesthestructureandprocessplanningdesignoftheproductGDYmineralexplosionproofshelldevelopedbyShanxiYangguangSanjiscienceandtechnologyTechnologyCo.,Ltd.Combinedwiththeperformanceandpriceofthemineralexplosion-proofandtherequirementofelectricalequipmenttocompletematerialsselectionforexplosion-proofshell;byqueryingthedatatoselecttheshellshape;accordingtotherequirementsoftheexplosionproofshelltodesignoverallsize,usingtheexistingformulaandqueryingmechanicaldesignmanualtodeterminetheshellplatethickness;bycalculatingthetotalforceofthebodyboltsandtheallowabletensionandlayoutforspecificationboltstodetermineboltssizesandnumbers;byusingtheexistingformulaandqueryingmechanicaldesignmanualandGB3836.2-2010todeterminethethicknessoftheflangeandtheflangecover.ThisthesiscarriesouttheprocessdesignoftheflangecoverandgrandGuotao.Throughtheprocessanalysisforspareparts,selectstheappropriateblank,theprocessingmethodsandprocessingroutecanbedetermined,checkthemanualtodeterminethemachiningallowanceandotherdata.Finally,withthecalculationandcheckingthemanualtodeterminethecuttingdosageforeveryprocesses.Keywords:explosion-proofelectricalappliancesshell,Housingsize,ProcessingTechnologyII目录1绪论.11.1课题的提出.11.2国内外防爆电器发展现状.12矿用隔爆电器设备壳体隔爆要求.42.1防爆原理.42.2防爆外壳的作用.52.2.1耐爆性.52.2.2隔爆性.53壳体的设计.73.1材料的选择.73.2外壳形状的选择.73.3壳体壁板的设计.83.4螺栓的设计.93.5法兰的设计.104法兰盖的工艺设计.144.1零件分析.144.1.1零件的作用.144.1.2零件的工艺分析.144.2工艺规程设计.144.2.1确定毛坯的制造形式.144.2.2基面的选择.144.2.3零件表面加工方法的选择.144.2.4制定工艺路线.154.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.154.2.6确定切削用量及基本工时.165大过套工艺设计.205.1零件的分析.205.1.1零件的作用.205.1.2零件的工艺分析.20III5.2工艺规程设计.205.2.1确定毛坯的制造形式.205.2.2基面的选择.205.2.3零件表面加工方法的选择.215.2.4制定工艺路线.215.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.215.2.6确定切削用量及基本工时.236结论与展望.306.1主要结论.306.2工作展望.30参考文献.31致谢.32附表.3301绪论1.1课题的提出矿井下存在了瓦斯爆炸和煤尘爆炸的危险，当瓦斯在空气中的浓度达到516之间，遇到火源或温度过高，就可能引起瓦斯的爆炸。煤矿下工作着数目巨大的电气设备，如电动机、开关等，在这些电气设备工作中，可能产生电火花或电弧。这些电火花和电弧都属于强电火源，遇着煤尘或瓦斯就有可能发生严重的煤矿瓦斯或煤矿烟尘爆炸，造成人员伤亡和国家财产的损失。为了克服煤矿瓦斯和煤矿烟尘爆炸的危险，保证煤矿场所的人身、财产安全，就将这些电器的外壳做成有隔爆功能的特制外壳，使其拥有耐爆性和不传爆性，人们称这样的外壳叫隔爆外壳或防爆壳。防爆型产品需要进行防爆试验，检查产品防爆性能是否达到要求，设计的壳体必须保证具有一定强度和刚度。对此，GB3836做出了明确规定，但设计者常采用类比法或经验设计和计算，常忽略一些问题，导致图纸不合格或在试验时发生产品不合格，常常需增加壳体刚度或强度不足的部分，然后再通过试验检查设计是否达到要求。这样造成的大量人力和物力的浪费，为了确保防爆设备的设计科学、合理及经济，在此对防爆壳主箱体各部分的厚度，螺栓的分布进行了设计与计算，并对防爆壳零件工艺进行了分析与设计。1.2国内外防爆电器发展现状从发现煤矿开始，煤矿产业一直在经济中占有者重要的地位。然后由于技术的落后，煤矿爆炸事故频发，工人们都是拿血拿命来挖矿，对人力物力造成了巨大的损失，破坏的难以计数的家庭，在社会上造成了恶劣的影响。为了防止煤矿爆炸事故的频频发生，在20世纪初，由英国和德国率先开始了对防爆电器设备技术的研究。防爆电气设备的研究首先开始在电器设备的耐压防爆外壳方面，德国首先在1926年制定了BS229标准，随后在1933年德国又制定了VDE0171标准和IEC国际电工委员会为防爆技术设立的TC31技术委员会，也被称为“Flame-proofenclosure”，但是由于发展的落后TC31审议检查的对象也只限于1电器设备的耐压防爆外壳方面。随后，由于生产力的提高，造成煤矿下危险的场所越来越多，然而同时电气技术也得到了发展提高，英国和德国率先研究出了煤矿电气设备的其他防爆形式，例如：本质安全型，增安型等防爆外壳。其他国家也相继开始研究防爆电器设备的其他形式，大多都有了自己国家的防爆电器设备标准。为了规范电气设备标准，IECTC31委员会召集各成员国进行协商，协调，达成了一致，现在各种防爆技术已编成了IEC79系列的国际推荐标准，其中有各个类型的防爆电气设备标准，他们体现了各成员国对防爆电气设备和防爆技术研究成果的体现和应用1。随着社会和国民经济的发展，各国对资源的要求越来越多，对煤炭的需求度也逐渐加大，在抗日战争时期侵略者无情的奴役着我们的同胞，他们为了煤炭资源，不管不顾矿工的人身安全，导致在挖矿时死伤的人难以计数，矿工们生活在水生火热的坏境中，建国以后国家领导人非常重视煤矿安全，由此在二十世纪50年代初我国开始生产防爆电器产品，第一台产品诞生于1953年，至今已近走过了60多年的发展道路，总结起来可以分为三个阶段：第一阶段：从50年代初到60年代初，这个时期由于技术的落后，中国防爆电气设备产品主要借鉴国外的防爆产品，处于初级创作阶段，主要有以下一些特点：（1）产品结构单一比较简单。（2）产品大多是煤矿用隔爆型电气设备。（3）产品品总单一，国内能够生产的厂家较少。第二阶段：从60年代初期至1978年，随着技术的发展，中国的防爆电气设备进入自主研究阶段，开始步入初步发展阶段，这个时期主要有以下一些特点：（1）中国第一个防爆电气设备制造和检验的国家标准GB1336-77的制定和发布，开始建立属于中国自己的防爆电器产品基础标准和产品标准体系。（2）建立了防爆电气产品检测中心和防爆电气设备研究所，开始统一的管理国内的防爆电气产品行业，并且开始了自己的防爆电器技术的研究与各种防爆产品的研制。（3）加大了对各种防爆产品的研究力度，使矿用防爆电气设备的种类和规格越来越多，工厂用的防爆电气设备也取得了较快的发展。（4）开始生产防爆电器产品的厂家增多，渐渐地基本生成了一个生产行业。第三阶段：从中国改革该开放的1979到至今的30多年。这个期间，由于邓小平改革开放的政策，使中国的煤炭、石油、化学、交通、纺织加工等工业得到了飞速的发展，同时也带动了防爆电气设备方面的工业发展，在这个时期中防爆电器行2业从数量开始向高技术、高水平、高质量、更多的种类上发展，这个阶段的主要特点是：（1）1983年对原GB1336-77国家防爆电气制造标准进行了修订，修订后标准GB3836-83防爆电气系列标准在标准构架框架和技术内容要求方面在总结国内积累经验的基础上采用了当时欧洲EN标准的许多规定；二十世纪末，为了跟国际接轨，采用IEC标准对GB3836-83系类标准进行了修订，出台了GB3836-2000系列国家标准，一直使用到今日。（2）为了规范防爆电气行业在防爆电器产品的安装使用和维护修理方面的行为，中国又先后制定、发布了爆炸危险场所分类、爆炸危险场所电气设备安装、检查和维护以及修理和大修理方面的国家标准，这些标准中一些是采用相应的IEC标准，一些是等效或修改采用。基本上形成了我国比较完整防爆电器标准体系。的这些标准对防爆电其设备的安全起到了极其至关重要的作用，很大程度上减少了我国煤矿发生事故的次数。（3）矿用防爆电器产品进一步发展，向真空化、大容量和组合化发展，特别是微电子技术开始在防爆电器产品的设计中使用。工厂防爆电器也取得了进一步发展，为了满足客户及各种环境的需要，开始向多品种发展，并取得了一定的成绩。中国的防爆电器行业从建国到现在经过几十年的发展，已经形成了较完整的体系，生产的产品不管在数量还是技术上都处于世界先进行列中，不仅可以满足中国石油、化工、煤矿等危险爆炸场所的使用，而且大量的进入了国际市场，获得了国际上各国的认可2。32矿用隔爆电器设备壳体隔爆要求在可能发生爆炸的环境中使用的电气设备叫做防爆电器，防爆电器的外壳是具有防爆性能的，当防爆电器外壳内部发生可燃性混合气体爆炸时，外壳不会被毁坏，而且不会引发电器壳体外的可燃性混合气体的焚烧和爆炸的电气设备。可分为两大类:I类：煤矿井下使用的电气设备;II类：工厂中使用的电气设备。矿井中，在一般情况下除了存在瓦斯外，还存在其他可燃性爆炸性气体或蒸汽时，电气设备须按I类和II类的相应规定标准制造。煤矿常常工作的是隔爆型KB与本质安全型KA电气设备。第II类电气设备，根据其能够使用爆炸性气体混合物最大试验安全间隙和最小引起爆炸电流比分为A,B,C三级，按照电气设备最高表面温度分为T1T6六组。对防爆电气设备的技术要求都必须符合相应的国家标准GB3836.1.3。2.1防爆原理防爆电器的防爆原理就是将引起气体燃烧的源头与可燃性混合爆炸气体分开。也就是将正常运作时或出现故障时能够产生火花、电弧或高温的电气设备，用一个具有足够耐爆性的外壳将其与爆炸危险的外界环境隔离，在壳体内部即使发生可燃性混合气体爆炸，也不能够引发壳体外部爆炸性危险环境中气体的燃烧爆炸。运用这种理论制造的电气设备称为隔爆型电器4。此类设备是将电气设备放在中一种具有防爆功能的壳体中，壳体内部在电气设备出现火花、电弧并引燃可燃气体的情况下，也不能点燃壳体外部周围的爆炸性混合气体。于是，对于这种特制的壳体需要从其构造上、制作上有特殊的要求。由于工作上的零件的设计要求，壳体不可能是完全封闭的，例如电缆的进出口，控制设备的开关上的轴，为了以后的检查修理必须要有可以打开的盖或门等，因此，外壳上有缝隙是正常的。能够使有缝隙的壳体具备防爆功能是钻研防爆壳体的主要内容。4经过数量巨大的爆炸试验证实，当壳体上的缝隙很窄且很长时，壳体内部由于爆炸产生的火焰和很大的热量不能通过间隙然后点燃壳体外的可燃性爆炸性气体。这是因为当火焰和很高的热量经过很长又很窄的间隙时，会受到一定阻力，损失了大量的热量，剩余的热量虽然传出但己经不能引起爆炸性混合物气体的燃烧,这就是间隙隔爆原理。2.2防爆外壳的作用隔爆外壳具备两个作用。一是要具有耐爆性，即内部可燃性混合气体爆炸产生的压力、温度不能够使外壳发生破坏，也不能够产生变形，壳体是否具有耐爆性取决于壳体所使用的材料的性能和壳体自身被设计的结构。二是要具有不传爆性，它是由隔爆面的间隙和宽度所保证的。按照爆炸试验，隔爆面加工后的光洁度的大小对于隔爆性能并不影响很高。在国际上并没有统一的规定,有的国家规定达到4的光洁度已经足够了，但隔爆间隙和隔爆接合面宽度的要求是很高的，隔爆面加工不平度必须要严格控制在规定的数值。2.2.1耐爆性隔爆型电气设备的要求有设备壳体必需具备耐爆性，简单点说就是外壳的强度问题。当防爆壳体内部产生爆炸时，壳体要保证不能够变形和损坏，不会导致爆炸产生的火焰直接点燃壳体外的可燃性爆炸混合气体，从而达到耐爆要求，它是由壳体的材料性能和结构所拥有的强度来保证。因此，壳体要有足够的强度，以及壳体在灼热的能量的作用下，结构在火焰的灼烧下不会产生过大的破坏。要保障壳体的耐爆性，必须研究在不同情况不同环境下壳体受到的压力进行研究分析，并从壳体的材料、强度以及其他方面来保障。2.2.2隔爆性隔爆电器设备壳体必需具备的另一个特点是隔爆性，隔爆性又被叫做不传爆性。所谓不传爆性就是要求壳体的各个零件的组合连接必需要符合规定的隔爆构造参数，5而使隔爆电气设备能够保证在下列情况中不能使周围可燃性爆炸性混合物发生燃烧爆炸。当电气设备发生过载或短路,引起壳内的可燃性爆炸气体爆炸，其火焰传出外壳时，由于隔爆结构使传出的热量无法点燃壳体外部的爆炸性气体。这些都是外壳内可能出现的最危险情况，如果把它限制在外壳内部，不让它波及到壳外，或者虽然冲出了火焰和灼热的金属颗粒，但已被冷却，就能有效的防止周围可燃性瓦斯的爆炸。所谓的隔爆性，就是可燃性爆炸混合物在壳体内部发生燃烧爆炸时，向壳体外传出的火焰和散发出的热量，不会造成壳外爆炸性可燃气体发生爆炸的情况。隔爆性是由壳体设计后的结构，即由壳体法兰接合面的宽度、间隙和表面加工光洁度来生效的5。63壳体的设计3.1材料的选择煤矿井下危险环境中使用电气设备，在可燃性爆炸气体爆炸的情况下,壳体内部和法兰面要遭到不安全的冲击力和温度的作用，为了避免井下发生爆炸的情况,壳体应该满足足够的机械强度以使外壳的耐爆性以及法兰面的隔爆性达到要求，一般情况下包括装在采煤机、装岩机、运输机等机械上的电控设备,其壳体必需使用具备规定强度的钢板或铸钢制成。其他零部件或装配完成后不易受到的爆炸冲击及容积不大于2.0L的外壳，可使用高强度的孕育铸铁制造，可以携带的设备的外壳及支架式或手持式钻的外壳可使用不含有镁成分的铝合金制作，其抗拉强度要大于或等于12Kg/mm2。当设备极少受到外力冲击时，它的外壳可采用铸铁制造，其抗拉强度要大于等于15Kg/mm25。在这里选择Q235热轧钢板，热轧不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。这种合金钢很难生锈。价格合理，受到大量用户厂家的喜爱。3.2外壳形状的选择矿用防爆型电气设备的防爆功能是经过防爆爆壳体来实现的。目前隔爆外壳就其外形来说可分为两大类，一是圆柱体，二是长方体。煤矿井下壳体内由于爆炸产生对壳体的压力是随着壳体外形的不同而改变，壳体受到的爆炸压力也会由于外形散热面积的变大而减小。试验证明，在相同容积，不同形状的容器内进行爆炸试验，其爆炸压力是不同的（见表3.1）。表3.1不同形状容器的爆炸压力7外壳形状圆球形正方形圆柱形长方形压力（公斤/厘米2）5.2由表可知，圆球形受到的爆炸压力最大，长方体受到的爆炸压力最小，又因为长方体外壳内部空间可以比较容易的合理利用并且长方体壳体内部安装零部件也很方便。因此，长方体外壳随着时间的推移越来越受设计者和厂家的青睐，较广泛的应用在大、中型开关及其它隔爆型电气设备上，如6kV隔爆型高压开关、矿用隔爆型移动变电站用高压真空配电装置、矿用隔爆型低压保护箱等5。因此本次设计选择长方体壳体。3.3壳体壁板的设计壁板厚度为6ta(kp/&s)1/2（式3.1）式中：t壳体壁板的厚度，cm；a壳体壁板短边的长度，cm；应力系数(见表3.2)；k安全系数（塑性材料为1.31.8）；p设计压力，MN/m2(I类为1Mpa)；&s材料的屈服极限，MN/m2。表3.2应力系数b/a1.02.0A0.28740.37560.48720.56880.6102b/a2.53.03.54.0A0.680.71340.730.74100.75两侧板的厚度计算：b/a=390/100=3.9，查表3.2，利用插值法，取=0.7389.则壳体厚度：ta(kp/&s)1/2=10(1.50.73891/235)1/2=0.687cm。实际取板厚t=7mm。8底板的厚度计算：b/a=330/200=0.65,查表3.2，利用插值法，取=0.5280.则壳体厚度：ta(kp/&s)1/2=20(1.50.52801/235)1/2=1.161cm。实际取板厚t=12mm。前后堵板的厚度计算：b/a=200/100=2.0，查表3.2，取=0.6102.则壳体厚度：ta(kp/&s)1/2=10(1.50.61021/235)1/2=0.624cm。实际取板厚t=7mm。3.4螺栓的设计普通螺栓连接时最早出现的连接方式，其次是铆接和焊接，后来又出现高强度螺栓连接。选用合适的螺栓直径并合理的分配螺栓位置，对于确保连接强度，提高经济效益和加工方便是很重要的。为了方便加工制造，一般整个结构最好只采用同一直径的螺栓，不得已时可以使用两种直径。箱体法兰使用螺栓连接，需要计算受到爆炸气体压力时的强度，如果选择使用的螺栓直径太小，则造成需要的数量太多，使得拆卸不方便，并且预紧不好控制，很容易造成法兰受力不均匀；如果选择使用的螺栓直径过大，则造成所需要的数量太少，间距会略大，影响防爆壳体的密封性。由于长方体壳体是对称壳体，适宜用偶数个螺栓。由于压力测试为1MP且要求拆卸方便，本次设计取间距10倍螺栓公称直径。当最大间距接近10倍公称直径时，所选螺栓是比较合理的。螺栓采用如图3.1的结构图3.1法兰示意图9图3.1法兰示意图总受力是F,查机械工程手册，得：F=（K0+Kc）F（式3.2）式中：K0是预紧系数，在软垫片与禁止载荷时取1.52.5，在这里取1.5；Kc是螺栓相对刚度系数，在门使用钢板与橡胶垫时取0.9；F受力面的实际总受力大小，由测试压力1MPa与受力面积乘积得到。在防爆壳中受到的推力使法兰与法兰盖的螺栓受拉。受力面积即为法兰盖的面积。总受力：F=（K0+Kc）F=（1.5+0.9）0.930.26106=243360N许用应力=s/s,s是螺栓材料的屈服极限，按45号钢计算，s=360MPa。此处需要控制预紧力，安全系数s可取1.21.5。本次设计取s=1.2。螺栓的许用应力=s/s=360/1.2=300MPa。可以求出个螺栓的许用实际许用拉力：M8螺栓：FM8=AM8=10577NM10螺栓：FM10=AM10=17024NM12螺栓：FM12=AM12=24997NM16螺栓：FM16=AM16=46181N其中AMd是相应螺栓的螺纹底径面积（d=8,10,12,16mm）。由于法兰较大，采用M12以上的螺栓。若使用M12的螺栓需要个数n=F/F12=243360/24997=9.7取螺栓个数为10，布置方式为四角四个，水平边4个，竖直边3个，此时水平间距为120mm=1210=120mm，竖直边距为115mm120mm，选择合适。综上所述，法兰选用10个M12螺栓。103.5法兰的设计实际法兰的厚度为6t理（式3.3）21312CBAKEqLL法兰两螺栓间距；E材料的弹性模量，GPa；挠度系数（见表3.3）；隔爆接和面的最大间隙，mm；A平面度公差，m；焊缝系数(见表3.6)；K1隔爆间隙分配系数,壳法兰刚度较好,K1可取小一点,建议0.20.5，盖法兰相比而言刚度比较差，K1可以取大一点，建议050.8。壳与盖之间的分配系数之和为1；K2安全系数，取1.31.8；B法兰面应留的维修余量，mm；C1腐蚀公差，对于碳钢C11mm；C2钢板负公差，mm。表3.3挠度系数表3.4容积与接合面宽度空腔容积（L）0.50.522间隙（mm）接合面宽度（mm）812.525表3.5隔爆接合面的设计参数最大间隙/mmL/b1.622.53450.1550.1640.1650.1660.1680.1680.16811接合面最小宽度/mmV100cm100V500cm500V2000cmV2000cm50.250.080.30.3接合面类型、平面接合面、圆筒接合面、止口接合面0.5表3.6焊缝系数焊缝形式单面对接焊焊缝全长探伤要求双面对接焊有垫板无垫板1001.00.900.75局部探伤0.900.800.70不作探伤0.700.650.60表3.7钢板负公差钢板厚度mm303.24.04.55.567825C00.220.20.8已知L=120mm=0.12m，取B=30mm=0.03m，则L/B=120/30=4，查表3，得=0.168，Q235的弹性模量是200GPa。安全系数K2=1.5，对于法兰K1=0.3，盖法兰K1=0.7。防爆壳的容积6L，查表4取接合面宽度为30mm查表5取隔爆间隙=0.0005m，壳体的平面度公差取A壳=0.1mm=0.0001m，壳盖的平面度公差取A盖=0.1mm=0.0001m。壳体法兰与壳体的焊接方式使用双面对接焊=0.9，腐蚀公差取C1=1mm=0.001m，法兰的钢板厚度应大于壳体钢板厚度12mm，负公差C2=0.8mm=0.0008m。壳体法兰的厚度为：12t理21312CBAKEqL=08.1.00.685.0316=0.028m=28mm。实际取壳体法兰的厚度为t壳=30mm。法兰盖的厚度为：t理21312CBAKEqL=08.1.00.685.0316=0.022m=22mm。法兰盖实际取t盖=30mm。134法兰盖的工艺设计4.1零件分析4.1.1零件的作用零件是防爆壳上与法兰配合的零件4.1.2零件的工艺分析此零件的视图完整没有错误，粗糙度、尺寸公差等技术要求完整。各表面需要铣削加工，各表面的加工精度都容易查的。总体来说这个零件的工艺性较好。4.2工艺规程设计4.2.1确定毛坯的制造形式零件材料为Q235普通碳素结构钢。考虑到防爆壳为井下电气设备，其外壳必须采用钢板或铸钢制成，因此选用热轧钢板。热轧不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。这种合金钢很难生锈。价格合理，受到大量用户厂家的喜爱。144.2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作环节之一。如果基面选择的不合理与错误，就不能使零件加工后的质量得到保证，使生产效率降低。并且，加工工艺工程中会出现很多问题，更有重大的状况，还会造成零件大量的报废，使产品的生产无法正常继续下去。（1）粗基准的选择对于本零件来说，由于下边面精度更高需要半粗铣，所以选择以下表面为粗基准，周边则以1面为粗基准。（2）精基准的选择已加工的上表面为粗基准，周边已加工的2面为粗基准。4.2.3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面等，材料为Q235普通碳素结构钢，以公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下：（1）零件周边。表面粗糙度为Ra3.2m，需要进行粗铣和半精铣。（2）零件上表面。表面粗糙度为Ra6.3m，只需要进行粗铣。（3）零件下表面。表面粗糙度为Ra3.2m，需要进行粗铣和半精铣。4.2.4制定工艺路线工序气割钢板。工序粗铣周边，粗铣上下表面。工序钻12.5通孔，钻16沉孔，扩16沉孔。工序所有孔口倒棱0.545。工序半精铣周边，半精铣下表面。工序钳工去全部毛刺，锐角倒钝。15工序检查。以上工艺过程详细见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。4.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料Q235热轧钢板，生产类型为中批生产，根据上诉原始资料及加工工艺，分别确定个表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）加工余量的确定查机械制造工艺设计简明手册确定气割在每面的余量是5mm，公差为1；粗加工每边留余量3mm，精加工每边留余量2mm。（2）确定毛坯尺寸及公差-表4.1单位mm零件尺寸单面加工余量毛坯尺寸偏差长3905400+3.4-2宽2605270+3.4-2厚30上表面：3下表面：538+0.70（3）确定工序尺寸表面多次加工的工序尺寸与加工余量有关，前面已确定各表面的总加工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件的各表面的工序加工余量、工序尺寸、公差和表面粗糙度见表4.2表4.2单位mm工序单边余量工序尺寸公差表面粗超度加工表面粗半精粗半精粗半精周边表面32长394长Ra6.3Ra3.216宽264宽上表面3235Ra6.3下表面3232Ra6.3Ra确定切削用量及基本工时（1）工序：粗铣。工件材料：Q235热轧钢板。机床：X62W立式铣床。刀具：高速钢圆柱面铣刀，dw=100mm，齿数z=6查机械制造工艺设计简明手册得：进给量：fz=0.18mm/z切削速度：v=231m/min主轴转速：nw=735(r/min)dv101023根据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册）。取nw=750r/min，故实际切削速度为：v=235(m/min)10wnd075当nw=750r/min时，工作台的每分钟进给量fm=fzznw=0.186750=810(mm/min)切削工时：粗铣周边工时为：tm=（400+267+397+264+10+10）/810=1.66min=100s粗铣上下表面工时为：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程为394+10+10=414mm，故机动工时为：tm=414/810=0.5min=30st总=303=90s（2）工序：半精铣工件材料：Q235热轧钢板。17机床：X62W立式铣床。刀具：高速钢圆柱面铣刀，dw=100mm，齿数z=6查机械制造工艺设计简明手册得：进给量：fz=0.4mm/z切削速度：v=201m/min主轴转速：nw=639(r/min)dv10102根据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册）。取nw=600r/min，故实际切削速度为：V=188(m/min)10wnd06当nw=600r/min时，工作台的每分钟进给量fm=fzznw=0.46600=1440(mm/min)切削工时：精铣周边工时为：tm=（394+262+392+260+10+10）/1440=0.92min=55s精铣下表面的工时为：tm=（390=+10+10）/1440=0.3min=18st总=0.33=0.9min=54s（3）工序：钻孔12.5工件材料：Q235热轧钢板。机床：Z3025摇臂钻床。刀具：麻花钻查机械制造工艺设计简明手册得：进给量f=0.25mm/r根据机床说明书，现取f=0.25mm/r。切削速度：根据切削手册，查得切削速度v=26.3m/min。所以主轴转速：ns=669(r/min)wdv105.1236根据机床说明书，取ns=630r/min,故实际切削速度为：18V=24.7(m/min)10wnd0635.2切削工时：tm=(30+2)/(0.2510.5)=12.19st总=12.1910=121.9s（4）工序：钻孔16工件材料：Q235热轧钢板。机床：Z3025摇臂钻床。刀具：麻花钻查机械制造工艺设计简明手册得：进给量f=0.31mm/r根据机床说明书，现取f=0.31mm/r。切削速度：根据切削手册，查得切削速度v=31.0m/min。所以主轴转速：ns=616(r/min)wdv10160.3根据机床说明书，取ns=630r/min,故实际切削速度为：V=31.6(m/min)10wd036切削工时：tm=(15+2)/(0.3110.5)=5.22st总=5.2210=52.2s（5）工序：扩孔16工件材料：Q235热轧钢板。机床：Z3025摇臂钻床。刀具：扩孔钻查机械制造工艺设计简明手册得：进给量f=0.5mm/r根据机床说明书，现取f=0.5mm/r。切削速度：根据切削手册，查得切削速度v=26.3m/min。所以主轴转速：ns=523(r/min)wdv10163.219根据机床说明书，取ns=500r/min,故实际切削速度为：V=25.1(m/min)10wnd056切削工时：tm=5st总=510=50s5大过套工艺设计5.1零件的分析5.1.1零件的作用防爆电气设备外电路的电缆或导线进入壳体的过度装置5.1.2零件的工艺分析此零件的视图完整没有错误，粗糙度、尺寸公差等技术要求完整。各表面需要切削加工，和螺纹加工，各表面的加工精度都容易查的。因此此零件工艺性较好。5.2工艺规程设计205.2.1确定毛坯的制造形式零件材料为35号刚，考虑到车床在车削螺纹工作中经常要正、反向旋转，零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用热轧圆钢，使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。5.2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作环节之一。如果基面选择的不合理与错误，就不能使零件加工后的质量得到保证，使生产效率降低。并且，加工工艺工程中会出现很多问题，更有重大的状况，还会造成零件大量的报废，使产品的生产无法正常继续下去。（1）粗基准的选择由于本零件的全部表面都需加工，选择外圆面及一端面为粗基准。（2）精基准的选择本零件孔是设计基准（亦是装配基准与测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选37mm的孔及一端面为精基准。5.2.3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面等，材料为35号钢，以公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下：（1）45mm外圆面。为未注公差尺寸，根据GB-1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度Ra=3.2m，需进行粗车和半精车。（2）43mm外圆面。为未注公差尺寸，根据GB-1800-79规定其公差等级按21IT14，表面粗糙度Ra=3.2m，需进行粗车和半精车。（3）28mm内孔。为未注公差尺寸，根据GB-1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度Ra=3.2m，需进行粗镗和半精镗。（4）37mm内孔。为未注公差尺寸，根据GB-1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度Ra=3.2m，需进行粗镗和半精镗。（5）端面。本零件端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度Ra=3.2m，需进行粗车和半精车。（6）螺纹。采用车床加工螺纹。5.2.4制定工艺路线工序粗车左端面，粗车外圆43mm及台阶面，粗镗孔28mm。工序粗车右端面，粗车外圆45mm，粗镗孔37mm，保持尺寸42mm，倒角。工序半精车左端面和外圆43mm，半精镗孔28mm。工序半精车右端面和外圆45mm，半精镗孔37mm，倒角。工序车M37的螺纹。工序钳工去毛刺。工序检查以上工艺过程详细见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。5.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为Q235普通碳素结构钢，热轧圆钢，生产类型为中批生产，根据上诉原始资料及