填料箱盖说明书概述

第一章设计任务概述1.1 设计的主要内容机械加工毕业设计是在学院机械制造工艺学（含机床夹具设计）和所有专业课之后进行的，是对所学课程的一次深入的综合性复习，也是理论联系实际的训练。毕业设计的任务是根据所给定的零件图，以零件图为设计依据对零件进行工艺分析，绘制出零件图，依据零件图确定加工余量，设计并绘制出毛坯图。通过对零件的整体把握设计出相应的工艺方案，以达到高产、优质、低耗的要求，依照所设计的工艺路线，填写相应的工艺文件（工艺过程卡、工序卡）选择合适的机床、刀具、量具和切削用量，编写出零件的加工顺序，并对加工顺序进行相应的调整、检查、修改，以利于工件的顺利加工，从而编写出一套内容精简、说服力强的设计说明。要求我们能综合运用机械制造工艺学中基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂零件的工艺程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定加工方案。同时也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后从事的工作打下良好基础。1.2 设计的指导思想 1）保证零件加工质量 2）适合一般现场条件，能显著提高生产效率精品资料3） 降低生产成本，适应性强4） 工艺合理，工艺资料齐全，说服力强5） 结合零件的结构特点，选择相应的工艺装夹设备，便于提高精度和生产效率。第二章 零件的结构分析2.1 零件的功能题目所给定的零件是填料箱盖如下图所示，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。填料箱主要由填料，水封环， 填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却。保持水泵的正常运行。2.2 零件的结构工艺分析箱体零件是机器和部件的基础零件，它把机器和部件中的所有零件连接成一个整体，并使机器和部件中的零件相互保持正确的位置，完成必需的运动。因此，箱体零件的加工质量直接影响着机器的的性能、精度和寿命。箱体零件结构一般比较复杂，箱壁薄，表面和空较多。套类零件的主要加工表面有空、外圆和端面。其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度一般要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。对于平面大多采用铣削和磨削，对于轴承孔多采用镗削，对于连接孔多采用钻、扩、铰等。另外，在箱体零件加工安排时， 工艺顺序一般遵循先面后孔，先粗后精等原则。并在各个工序间安排时效处理。填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：1.以65h5 （00.013 ）轴为中心的加工表面。尺寸为65h5 （00.013 ）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为80 的轴与65h5 （00.013 ）相接的肩面 ,尺寸为100f8(0.0360.090 )与65h5 （00 .013 ）同轴度为 0.025 的面.尺寸为60h8(0.0460)与65h5 （00.013 ）同轴度为 0.025 的孔.2.以60h8(+0.046 0)孔为中心的加工表面 .尺寸为 78 与60h8(+0.046 0) 垂直度为 0.012 的孔底面 ,表面粗糙度为 0.4, 须研磨.3. 以60h8(+0.046 0) 孔为中心均匀分布的12 孔,6-13.5,4-m10-6h深 20，孔深 24 及 2-m10-6h.4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3, 粗加工可满足要求通过分析该零件，其布局合理，方便加工。次零件在精度和表面粗糙度方面要求合理，易于达到加工要求，且总的技术要求不高，采用一般的加工方法即能达到，零件的结构形状相对有一定复杂，在装夹时就需要考虑如何选用夹具，以便保证其顺利加工，整个图面清晰，尺寸完整、合理，能够完全表达物体的形状和大小，符合要求，工艺性良好。2.3 零件的技术条件分析2.3.1 尺寸精度形位公差及表面粗糙度65外圆的上偏差为0，下偏差为 -0.013，其表面粗糙度为1.691外圆的上偏差为0，下偏差为 -0.054100 外圆的上偏差为 -0.035 ， 下偏差为 -0.09060 内孔的上偏差为 +0.048 ， 下偏差为 080 左端面粗糙度为 1.6 ，91 环槽左右端面表面粗糙度为3.2其余的表面粗糙度均为6.3 ；80 左端面对65h5 （0-0.015 ）轴线的垂直度为0.01560 孔内端面对60h8 （+0.0484 0 ）轴线的垂直度为0.012 91 外圆柱面对65h5 （0-0.015 ）轴线的同轴度为 0.025 60 内孔对65h5 （ 0-0.015 ）轴线的同轴度为 0.025第三章毛坯的确定毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度、精度、金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。3.1 确定毛坯类型与制造方法毛坯种类的选择决定了零件的实际作用，材料、形状、产生性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材 2、锻造3、铸造4、焊接 5、其他毛坯。该零件的材料为ht200 ，考虑到零件的主要功用是证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。对材料的力学性能要求较高，所以选择铸件。3.2 毛坯形状尺寸“填料箱盖”零件材料为 ht200钢，硬度为hbs190-241 ，毛坯质量约为5kg ， 生产类型为大批生产，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 、9190 、 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ra6.3um, 只要粗车就可满足加工要求。2） .毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，ra 为 6.3, 钻孔再扩孔即可满足要求。3） .内孔 60h8(0. 0460)。要求以外圆面65h5 （00 .013 ）定位，铸出毛坯孔59 。第四章工艺路线的拟定4.1 定位基准的选择制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件表面的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工顺序都有很大的影响。用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响到夹具的结构。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。4.1.1 定位基准的选择用未加工的毛坯表面作定位基准，这种基准称为粗基准；用加工过的表面作定位基准，则称为精加工基准。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。精基准的选择原则1） 基准重合原则2） 基准统一原则3） 自为基准原则4） 互为基准原则5） 保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则粗基准的选择原则1） 为了保证加工表面与非加工表面之间的位置要求，应选非加工表面为粗基准2） 合理分配各加工表面的余量3） 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向，通常只允许使用一次4） 选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位基准、夹紧可靠5） 4.2 加工方法的确定6） 在市场经济的前提下，一切都是为能够创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下， 提高工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和人工的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件加工方法的选择中，我们根据工件的具体情况和现有的加工设备， 确定方案如下 4.3 加工顺序的安排4.3.1 加工顺序安排原则1） 基面先行2） 先主后次3） 先面后孔4） 先粗后精4.4 加工工序的划分与确定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工把集中在少数几道工序内完成，每到工序加工内容较多，使总工序数减少，这样就减少了机床数量，可以使装夹时间减少， 减少夹具数目， 并且利用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每到工序的内容很少， 最少时间段每到工序只包括一简单步工，工序分数可使用分数每个工序使用的 设备、刀具等比较简单，机床设备及工艺装备简单，调整和维修方便，工人掌 握容易，生产准备简单，易于产品更换。辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒菱角，清洗，涂漆，除锈，退磁，检验等。4.5 热处理工序、辅助工序的安排热处理，可以提高材料的力学性能改善金属的切削性能及消除内应力，而热处理工序的安排，常根据零件的技术要求和材料的性质，合理的安排，热处理工序安排得是否恰当，对保证零件的精度、保证零件加工的顺利进行、保证零件机械性能有着重要影响。常用的热处理工序有：退货、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、碳氮共渗等。按热处理的目的，可分为预备热处理、消除残余应力热处理、最终 热处理。预备热处理是为了改善材料的切削性能，消除毛坯制造时的残余应力， 改善组织；最终热处理是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加 工工序之前。通过分析零件图，铸件都应进行去应力退火，用以消除铸造应力， 减小变形开裂的倾向。对于灰铸铁来说常进行表面淬火，提高表面的硬度及耐磨性。4.6 拟定工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：1、下料：毛坯铸件2、热处理:去应力退火3、普车：车轴右端车平即可粗车65、155 端面及 65、 80 、75、100 ， 155 外圆 ,4、普车：半精车65 外圆及台阶面半精车155 、75 、100 、80 、环槽及各倒角、精车65 外圆至图样要求5、热处理：表面淬火6、镗：粗镗60 内孔、底面精、细镗60 内孔及沟槽至图样要求7、钻：钻 6- 13.5 小孔、钻 m10 螺纹孔及攻丝至图样要求8、钳：去毛刺9、磨削：研磨孔60 内端面、倒角 至图样要求10 、检验入库5 、零件加工工序设计5.1 10 号工序设计设计内容：毛坯锻造采用自由锻造。5.2 20 号工序设计设计内容：热处理工件进行正火处理。5.3 30 号工序设计设计内容：车右端面，粗车 65 外圆及台阶端面、粗车 75 、100 、80 外圆面粗车大端面、粗车 155 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、扩孔32 、扩孔47、半精车65 外圆及台阶面、半精车 155 、75 、100 、80 、环槽及各倒角、精车 65 外圆、精、细镗 60 内孔底面及沟槽。钻6-13.5 小孔、钻 m10 螺纹孔及攻丝 、研磨孔60 内端面、倒角5.3.1 加工设备的选择因为本工序只 需车削且 加工精度不高 ， 为节 约生产成本， 所以选择ca6140 卧式车床，该卧式车床参数如下：ca6140卧式车床参数最大通过直径（ mm ）48孔锥度莫氏 6 号正转转速级数24主轴正转转速范围（ r/min ）101400反转转速级数12反转转速范围（ r/min ）141580纵向级数64进给量纵向范围（ min/r ）0.081.59横向级数64横向范围（ min/r ）0.040.79溜板行程横向（ mm ）320650 、900 、1400 、纵向（ mm ）1900最大行程（ mm ）140刀架最大回转角90刀杆支承面至中心高距离26（mm ）刀杆截面 bh（ mm ）25 25顶尖套最大移动量（ mm ）150尾座横向最大移动量（ mm ）10顶尖套莫氏锥度号5主电动机（ kw）7.5电动机功率总功率（ kw）7.84ca6140卧式车床主轴转速及进给量主轴转速 /（r/min ）进给量/ (mm/r)0.028、 0.032、 0.036、0.039、 0.043、 0.046、0.050 、0.054 、 0.08 、0.10 、0.12、 0.14 、 0.16、 0.18 、0.20、 0.24 、 0.28、 0.30 、0.33、 0.36 、 0.41、 0.46 、0.48、 0.51 、 0.56、 0.61 、0.66、 0.71 、 0.81、 0.91 、0.96、 1.02 、 1.09、 1.15 、1.22、 1.29 、 1.47、 1.59 、1.71、 1.87 、 2.05、 2.28 、10 、 12.5 、 16 、 20 、 25 、32 、40、50、63 、80 、100 、纵向正转125 、 160 、 200 、 320 、400 、 450 、 500 、 560 、710 、900 、1120 、14002.57 、2.93 、3.16 、3.420.014、 0.016、 0.018、0.019、 0.021、 0.023、0.025 、0.027 、 0.04 、0.05 、0.06、 0.08 、 0.09、 0.10 、0.12、 0.14 、 0.15、 0.17 、0.20、 0.23 、 0.25、 0.28 、0.30、 0.33 、 0.35、 0.40 、0.43、 0.45 、 0.50、 0.56 、0.61、 0.73 、 0.86、 0.94 、14 、22、36、56 、90 、141 、横向反转226 、 362 、 565 、 633 、1018 、15801.08 、1.28 、1.46 、1.585.3.2 工艺装备的选择1）工装夹具：三爪卡盘2） 刀具：yg6 外圆车刀，切槽刀， 25 、1305 、8.5 麻花钻，32 扩孔钻，43 忽孔钻，10 丝锥，金刚石车刀， yg30 、yg10 镗刀，内孔车刀， 砂轮 g36 ya6n 20x6x8,金刚玉微分。3） 量具：游标卡尺0150规格（ 0.02 ）游标卡尺0300规格（ 0.04 ）5.4.1 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：粗车机床： c620 1 卧式车床。刀具:刀片材料为 yg6, 刀杆尺寸为 16mmx25mm,k算切削用量：r=90,r 0 =15 计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 mm ，p则毛坯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 it12 级，取0.04 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, a为160 时。f=0.5 0.7mm/rp=2mm 时,以及工件直径按 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cvkmavxv c = tpf yvv(m/min)cv =1.58,x v=0.15,y v =0.4,m=0.2 。修正系数1.28, 即kkv 见切削手册表mvk=1.44, k sv =0.8, k kv =1.04, k krv =0.81, k bv =0.97所以v c =600. 21.5820. 150.50.41.440.81.040.810.97=66.7(m/min)确定机床主轴转速1000vc10003 .1466 .784n s =d=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 :1000vcn s =d1000= 3.1466.7160=133(r/min)转速选取 150r/min 。实际切削速度v=75.4m/min5.4.2 工序：粗车65,80, 75, 100 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1.4pcvkv c =t m a xvf yvv(m/min)= 60 0.21.5820.150.50.41.440.81.040.810.97=66.7(m/min)确定机床主轴转速 :1000vcn s =d1000= 3.1466.7104=204(r/min)按机床选取 n=230 r/min 。所以实际切削速度dn3.14104230v= 1000 =1000=75.1 m/min检验机床功率 :主切削力f c =cf c a pxfcyfcfv cnfcfkccf c =900,xfc=1.0 ,yfc =0.75 ,nfc =-0.15hbk mf =( 190)n f( 200 ) 0.41901.02k kr =0.73所以f c =9001.50.50.7566.70.151.020.73598( n )切削时消耗功率fcvc459866.740.665( kw )p c = 610610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d w nwv= 10003.14=30565100062.3m / min3)车75 外圆实际切削速度d w nwv= 10003.14=30575100071.9m / min4） 粗车100 外圆实际切削速度dw nw v=10003.14=305100010095.78m / min5） 车槽 7.5采用切槽刀， r r =0.2mm根据机械加工工艺师手册表27-8取 f=0.25mm/rnw =305r/min5.4.3 工序 钻扩37mm 、及47 孔。z3025 摇臂钻床1） 钻孔32mm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 ） f 钻1v= （ 213 ） v钻公式中f钻 、 v钻 为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得f 钻 =0.56mm/r （ 表 2.7 ） v钻 =19.25m/min （表 2.13 ）并令：f=1.35f 钻 =0.76mm/r按机床取 f=0.76mm/rv=0.4v钻 =7.7m/minn1000vsd10007.73276.6r/ min按照机床选取nw97r/ min所以实际切削速度：vdw nw1000329710007.84m / min2） 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f=（1.21.3 ） f 钻1 v= （ 213 ） v钻公式中f钻 、 v钻 为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得f 钻 =0.56mm/r （ 表 2.7 ） v钻 =19.25m/min （表 2.13 ）并令：f=1.35f 钻 =0.76mm/r按机床取 f=0.76mm/rv=0.4v钻 =7.7m/minn1000vsd10007.74752.6r/ min按照机床选取nw97r/ min所以实际切削速度：vdwnw10004797100014. 13m/min5.4.4工序 钻 613.5, 2-m10-6h, 4-m10-6h深孔深 241） 钻 6-13.5f=0.35mm/rv=17mm/min1000v所以 n=13.5=401(r/min)按机床选取：nw400r/ min所以实际切削速度为：vd w n w13 . 540016 . 95 m/ min100010002） 钻 2-m10-6h底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min1000v按机床选取nw500r所以 n=/ min8.5 =487r/min实际切削速度vd w n w8 . 550013 . 35 m/ min100010003） 4-m10-6h深 20，孔深 24，底孔 8.5f=0.35mm/rv=13m/min1000v所以 n=8.5 =487r/min按机床选取nw500r/ min实际切削速度vdw nw8.550013.35m / min100010004）攻螺纹孔 22-m10-6hr=0.2m/s=12m/min所以ns382 r/ min按机床选取nw315r/ min 则实际切削速度wdnvw103159 . 9 m/ min100010005）攻螺纹 4-m10r=0.2m/s=12m/min所以ns382 r/ min按机床选取nw315r/ min 则实际切削速度vdw nw103159.9m / min100010005.4.5 工序：精车65mm 的外圆及与 80mm 相接的端面车床： c620-11）精车端面z=0.4mma p0.2mmf0.1mm / 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（寿命选t=90min ）cvvctm ap xv fyvkv ( m/ min)式中 cv1.28所以158 ， xvvc0.15,yv1580.4 ， m0.15 修正系数kv 见切削手册表yvcmxkvptav fv600.150.20.150.10.41.440.81.040.810.97257m / minn1000vcsdw1000257801023r/ min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v1200801000301m / min2）精车65 外圆2z=0.3f=0.1mm/rcvcvtm ap xv fyvkv ( m/ min)式中 cv1.28158 ， xv0.15,yv0.4 ， m0.15 修正系数kv 见切削手册表所以vcvk1581.440.81.040.810.97257 m/minafxct mvyvvp60 0.150.20.150.10 .4nw1200r / min所以实际切削速度v1200651000245m / min3） 精车外圆 100mm2z=0.3mm z=0.15mmf=0.1mm/rvc257 m / min取nw1200r/ min实际切削速度v12001001000376.8 m/ min5.4.6 工序：精、粗、细镗0.04660h 8(0) mm 孔1） 粗镗孔至 59.5mm2z=4.5mm则z=2.25mmn1000vwd10003560185r/ min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 59.9mm2z=0.4mm ， z=0.2mm f=0.1mm/rv=80m/minn1000vwd1000803.1460425r/ min3） 细镗孔至60h 8( 0.046 )0mm由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚