填料箱盖机加工工艺规程设计

1、%机械制造工艺学课程设计亠艺规程设计学班姓学院:级:名:机电工程学院t=r.号:目录第 1 章 零件分析1.1 零件功用分析1.2 零件的工艺分析1.3 确定零件的生产类型第2章 确定毛坯类型，绘制毛坯简图2.1选择毛坯2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.3绘制毛坯简图第3章 工艺规程设计3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择3.1. 2粗基准的选择3.2拟订工艺路线3.2.1表面加工方法的确定3.2.2加工阶段的划分3.2.3工序的集中与分散3.2.4加工顺序的安排3.2.5确定工艺路线3.3 加工设备及工艺装备的选用3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定3.5切削用量的计算3.5.

2、1工序I粗车小端端面，粗车 65外圆及台阶端面及各倒角3.5.2工序II :粗镗孔32、47103.5.4工序VII :钻6-13.5小孔123.5.6工序IX :半精车65外圆及台阶面133.5.7工序X:以65MM外圆定位，半精车 155、75、100、80、环槽及各倒角143.5.8工序XI :以155MM外圆及端面定位，精车、精细车65MM外圆143.5.9工序XII :精、细镗60内孔153.5.10工序XIII :磨60孔底面、倒角15参考文献17填料箱盖加工工艺课程设计第1章零件分析1.1零件功用分析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

3、，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。1.2零件的工艺分析1. 填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册0以巾65H5 （皿13 ）轴为中心的加工表面。0包括：尺寸为巾65H5（013）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为巾80的与巾65H50-0.0360（q。13）相接的肩面，尺寸为巾100f8（ q。90）与巾65H5（ q。13）同轴度为

4、0.025的面.书.0460尺寸为巾60h5（o）与巾65H5（丄013 ）同轴度为0.025的孔。书.0462. 以巾60h5（0）孔为中心的加工表面。书.046尺寸为78与巾60H8（0）垂直度为0.012的孔底面，表面粗糙度为0.4，须研磨。七.0463. 以巾60H8（0）孔为中心均匀分布的12孔，6-巾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。1.3确定零件的生产类型“填料箱盖”零件材料为 HT200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。填料箱盖加工工艺

5、课程设计第2章确定毛坯类型，绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件材料为HT20Q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，这从提高生产率、保证加工精度上 考虑，也是应该的。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量(1) 外圆表面(巾65、巾80、巾75、巾100、巾91、巾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巾84、巾104、巾160的阶梯轴式结构，除 巾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,以巾1

6、55为例,2Z=5mm已能满足加工要求。(2) 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差4。铸件轮廓尺寸(长度方向100160mn故长度方向偏差为25 mm，其余量值规定为3.03.5 mm现取 3.0 mm4。(3) *32 *43内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra6.3,钻一一扩即可满足要求。(4)七0460内孔巾60H8(0)。要求以外圆面 巾65H5(亠013)定位，铸出毛坯孔巾30。粗镗巾 59.5 2Z=4.517精镗巾 59.9 2Z=0.4七046细镗巾 60H8(0) 2Z=0.1七.046(5) 巾60H8(0)孔底面加工.按照41. 研磨余量 Z=0.0

7、100.014 取 Z=0.0102.磨削余量Z=0.20.3取 Z=0.33.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=0.56 切3.5孔及2 M10-6H孔、4 M10-6H深20孔。均为自由尺寸精度要求。1. 6 13.5孔可一次性直接钻出。2 .攻螺纹前用麻花钻直径为 巾8.5的孔14。钻孔巾8.5，攻螺纹M10。2.3 绘制毛坯简图 V2-3-1C-L143361ISIZ2-3-32-3-2第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一， 基面选择的正确与合理，可 以使加工质量得到保

8、证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出, 更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.1.1精基准的选择选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差， 保证加工精度，并使夹 具结构简单，工件装夹方便。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勺锥面来代替中 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。精加

9、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。3.1.2 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。3.2 拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工 阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、 检验及其他辅 助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳 动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工

10、艺路线是制订工艺规程的关键性一步， 必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。321 表面加工方法的确定(1)外圆表面(帕5，*80 , *75，*155，*91，*100)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 巾84、巾104、巾160、,只要粗车就的阶梯轴式结构，除巾65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为 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 25 mm.长度方向的余量查表

11、 2.2-4,其余量值规定为 3.0 3.5 mm.现取 3.0 mm。3.2.2加工阶段的划分粗加工阶段-切除大部分加工余量半精加工阶段-完成次要表面的加工和为主要表面的精加工做准备精加工阶段-使各主要表面达到规定的质量要求 光整加工和超精密加 工-达到所要求的表面质量和加工精度划分加工阶段的目的：保证加工质量；合理使用设备；便于安排热处理工 序，使冷热加工配合的更好；便于及时发现毛坯的缺陷。3.2.3工序的集中与分散(1)工序集中 就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工 序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是： 可以采用高效机床和工艺装备，生产率高; 减少了设备数量以及操作工人人

12、数和占地面积，节省人力、物力; 减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。(2) 工序分散工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道 工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是： 设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换; 对工人的技术要求较低； 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间; 所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。324加工顺序的安排(I)先粗后精(2)先主后次(3) 基面先加工(4) 先面后孔。3.2.5确定工艺路线工艺路线确定如下:工序I车削左右两端面。工序n粗车*65 , *8

13、0，切5 , *155 , *91 , *100外圆及倒角。钻30孔、扩*32孔，扩帖7孔。钻6- *13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹.精车65外圆及与80相接的端面.A书.046 粗、精、细镗60H8 ( 0)孔。工序铳* 60孔底面工序毗磨* 60孔底面。镗* 60孔底面沟槽。工序X研磨* 60孔底面。工序幻终检。工艺路线方案二工序I车削左右两端面。工序n粗车巾65,巾85,巾75,巾155外圆及倒角。钻巾30孑L、扩巾32孑L,锪巾43孑L。精车巾65外圆及与巾80相接的端面.-0.046 )粗、精、细镗巾60H8(0)孔。工序W铣巾60孔底面工序

14、磨巾60孔底面。工序毗镗巾60孔底面沟槽。工序K工序X研磨巾60孔底面。钻6-巾13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序幻去毛刺，终检。3.3加工设备及工艺装备的选用1、工序I - X 是粗车粗镗和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的CA6140型卧式车床（如图3-1 ）。a图3-1 CA6140型卧式车床2、工序XI、XII是精细车精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床才能满足要求。故选用C616A型车床（如图3-2 ）。7f:*8 门口一 厂 Win图3-2 C616A型车床3、工序 XII、VII

15、I是钻孔。可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选用Z3040型摇臂钻床（如图3-3 ）。图3-3 Z3040型摇臂钻床4、工序XIII是研磨内孔，精度较高，选用 M7232B型立轴矩台磨床（如图 3-4 ）。图3-4 M7232B型立轴矩台磨床1帀亍和3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定填料箱盖零件材料为HT200硬度190210HB生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。1.根据机械制造技术基础课程设计指导教程的规定:除非另有规定，否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需 要机械加工的表面只规定值。查机械制造技术基础课程设计指导教程 书中表2-1、2-5取毛坯铸件的公差等级为10

16、级，机械加工余量等级 G级2. 根据机械制造技术基础课程设计指导教程的规定，查书中表2-4，取毛坯铸件的机械加工余量为2mm根据毛坯铸件各个尺寸所在的范围，查机械制造技术基础课程设计指导教程书中表2-3得各个尺寸的公差，再根据公式R=F+2RMA+CT/2(3-1与公式R=F-2RMA-CT/2 (3-2)即可计算出毛坯的基本尺寸。3.5切削用量的计算3.5.1工序I粗车小端端面，粗车 65外圆及台阶端面及各倒角1、切削用量本工序为粗车(车端面、外圆及镗孔)。已知加工材料为HT20Q铸件。机 床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。0 确定 65013mm外圆的切削用量所选刀具为

17、YG6硬质合金可转位车刀，根据切削用量简明手册表 1.1，由于CA6140机床的中心高为200mm故选用刀杆尺寸BX H=16mm25mm刀片厚度为4.5mm根据切削用量简明手册 书中,表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角 丫 o=12。，后角 a 0= 6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr =10、刃倾角入s=0、刀尖圆弧半径 3=0.8mm确定切削深度ap由于粗车单边余量仅为1mm可一次走刀完成，故67-65,ap =mm = 1mm2 确定进给量f 根据切削用量简明手册书中,表1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16 mnrK 25 mm apw 3 mm 工件直径为100 m

18、m400 mm时, f=0.6-1.2 mm/r按C620-1机床的进给量选择f=0.65 mm/r 。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据切削用量简明手册书中,表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给 力 Fmax=3530N根据切削用量简明手册书中,表1.23，当灰铸铁170212HBSapw2 mmf w0.75 mm/r , Kr=45, v=65m/min(预计)时，进给力 Ff=950N.Ff的修正系数为kroFo-O.1，Gff.0，kk/.17,故实际进给力为Ff=950X 1.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的

19、f=0.65 mm/r 可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册书中，表4-1，车刀后刀面最大磨损量取为1mm可转位车刀耐用度T=30min。 确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手册书中,表1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，apw 1.8 mm, f w 0.75 mm/r 时，切削速度 v=71m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, kK 0.73 ,KMV=0.85,V=71X 0.8 X 1.0 X 0.73 X 1.12 X 0.85 X 0.85=

20、33.55m/min1000v1000x33.55“.n = 68r / min兀 X157按 CA6140机床的转速选择 n=90r/min=1.5r/s则实际切削速度 v=44.4m/min 。最后确定切削用量为:ap =1mm，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min确定车端面及台阶面的ap=1.25mm f=0.52mm/r，主轴转速与车 65-0.013mm外圆相同。3.5.2 工序II :粗镗孔 32、 471、确定粗镗孔 32mn和 47mm的切削用量所选刀具为YG6质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。确定切削深度ap 47mm: ap=

21、(47-43) /2=2mm 32mm:ap= (32-28) /2=2mm确定进给量f100 mm根据表1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为 20mm镗刀伸出长度为时按CA6140机床的进给量，选择f=0.20 mm/r。确定切削速度Vv=TmapVfCv -kvyv沢X473.5.3 工序 III-VI粗车大端面、粗车 155外圆面、粗车左0.8 X式 中 CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9 X 0.65=0.468,189.8v = 075 X 0.468m/ min = 48.68m/ min60J2.5 K0.21000vfn

22、= 100x46.68/32兀=444r / minTTJ对 32mn内孔：D对 47mn内孔：1000v1000x46.68 “c ,.n =329r/m in75、端台阶面、粗镗 60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车0100、 80外圆面及各倒角1、加工条件:工件材料：HT200,(T b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。8加工要求：粗车端面保证尺寸1370 、车台阶保证15和30、车环槽保证尺 寸7.5；.30M粗车外圆保证尺寸1550.16、粗车外圆保证7500.46和时46。机床与刀具与工序1相同2、切削用量的选择与计算方法与工序1基本相同，如表3-2所示:表3-2切

23、削用量工步主轴转速F/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工时粗车大端面12035.40.651.25122s粗车外圆15500.1612045.60.651.5118s车台阶车环槽480150.70.22130s7 C 书.46 和 QC 书.46750和 80012035.40.651122s3.5.4 工序 VII :钻 6- 13.5 小孔1、选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm后角a 0= 16,二重刃长度2申=120 叫=45 P =30 2、确定切削用确定进给量查切削用量简明手册0.18 022mm/r按钻头强度选择f=0.50mm/r按机床强度

24、选择f=0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f=0.22mm/r经校验校验成功。(2) 钻头切削速度查切削用量简明手册Vc =18mm/r修正系数Ktv =1.0 K MV =1.0Ktv =1.0Kxv =1.0 Qv O K apv =10 故 Vc =18mm/rns =遡=1432r/min查切削用量简明手册,机床实际转速为n1360/min故实际的切削速度 兀d。ns= 17.1mm/r 1000(3) 校验扭矩功率M C V M m Pc Pe故满足条件。3.5.5工序VIII :钻M10螺纹孔及攻丝(装配时钻铰锥孔)以 37孔为精基准，钻一个 4孑L,攻M10螺纹。1、选

25、择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm后角a 0= 16,二重刃长度2申=120 叫=45 P =30 2、确定切削用确定进给量查切削用量简明手册0.18 022mm/r按钻头强度选择f=0.50mm/r 按机床强度选择f=0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f=0.22mm/r经校验校验成功。.(2)确定切削速度查切削用量简明手册Vc Wmm/r修正系数 心1.。Kmv.。Ktv =1.0Kxv =1.0 K1V =1.0 KapV =10 故Vc =18mm/rns 严=1432r/min 兀d。查切削用量简明手册机床实际转速为n1360r/min故实际的切削速度Vc= d

26、 =17.1mm/r1000(3)校验扭矩功率Mc VMm Pc Pe故满足条件。3.5.6工序IX :半精车 65外圆及台阶面此序为半精车外圆65，保证尺寸：5；.013，已知条件与粗加工工序相同，确定半精车外圆的65的切削用量。所选用的刀具为YG6硬质合金刀, 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度为： BX H=16mm25mm刀片厚度为4.5mm根据切削用量简明手册表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角 丫 0=12，后角a o=6、主偏角Kr=90、，副偏角Kr=10、刃倾角入s=0、刀尖圆弧半径r名=0.8mm确定切削深度ap = 0.75mm 确定进给量f根据切削用量简明手册

27、书中,表1.4 ,在粗车灰铸铁、 刀杆尺寸为16 mmx 25 mm ap 3 mm工件直径为d100 mm时及按CA6140机床的进给量选择f=0. 3 mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核机床进给机构强度。 确定车刀磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册书中，表1.9， 车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm可转位车刀耐用度T=30mino 确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算，也可直接由表中查出。采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手册书中,表1.11，用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁 时，apw 0.8 mmf 0.5 6mm/r 时，切削速度 v=128m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,处=0.73 ,kMV=0.85,V=71X 0.8 X 1.0 X 0.73 X 1.12 X 0.85 X 0.85=33.55m/minn=1000v10033.55兀X65= 141.6r/min按 CA6140机床的转速选择 n=380r/min=6.3r/s所以实际切