机制填料箱盖课程设计说明书

1、.九江学院机械与材料工程学院课程设计说明书题目填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级A1211学生郑光军学号.专业.专注.指导教师戴青玲2015年6月9日机械制造技术基础课程设计任务书设计课题：填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计设计内容：1、抄画工件零件图（零件图见附图 ）1 张2、绘制毛坯图1张3、零件加工工艺规程卡1套4、机床夹具总装图1 张5、机床夹具零件图12张6、课程设计说明书（不少于 4000 字）1份.专业.专注.专业.专注.第一章概述机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造

2、技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。一、课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库 。1、能熟练运用机械

3、制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量 。2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据.专业.专注.被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。二、课程设计的内容1、课程设计题目。机械制造技术基础课程设计题目为：填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计2、课程设计的内容。课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三部分内容。（

4、 1）编制工艺规程工艺规程的编制主要包括以下四个内容：零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工表面的成型方法。确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。拟定工艺路线。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。进行工艺计算，填写工艺文件。计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡.专业.专注.及机械加工工序卡。（2）夹具设计 。夹具设计主要进行下面四个方面的工作：夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择夹紧方式，布置对刀、导引件，设计夹具体。夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制

5、夹具总装图，拆画夹具体零件图。夹具计算。定位误差的计算，夹紧力的计算。（ 3）课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料。三、课程设计的要求1、基本要求（ 1）工艺规程设计的基本要求机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件。因此制定机械加工工艺规程应满足如下基本要求：应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。在保证质量的前提下，能尽量提高生产率和降低消耗。同时要尽量减轻工人的劳动强度。在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。.专业.专注.工艺规程的内容，应正确、完整、统一、

6、清晰。工艺规程编写，应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准、规定。（2)夹具设计的基本要求设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件的同时，还应满足下列要求：所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理、排除。所设计夹具，应提高其零部件的标准化、通用化、系列化。夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。2、学生在规定的时间内应交出的设计文件（1）零件图1张（2）毛坯图1张（3）机械加工工艺规程卡1 套（4）机床夹具总装图1 张（5）机床夹具零件图1

7、 2张（6）课程设计说明书（不少于 4000字）1 份四、课程设计进度安排课程设计计划时间三周，具体安排如下：.专业.专注.1、布置设计任务、查阅相关资料；0.5 天2、绘制零件图、毛坯图；2 天3、设计零件的加工工艺规程；3 天4、设计夹具结构、绘制草图；2 天6、绘制夹具装配图；2 天7、拆画零件图；1 天8、整理设计说明书；2.5 天五、注意事项：1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附录 。2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。3、工序简图应标注的四个部分：（ 1）定位符号及定位点数；（ 2）夹紧符号及指向的夹紧面；（ 3）加工表面，用粗实线画出加工表面，

8、并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注粗糙度数值。其他工序不标粗糙度数值；（ 4）工序尺寸及公差。定位、夹紧符号参见附录。.专业.专注.1.1.1.2.2.1.2.2.2.2.122.2.222.3.2.4.专业.专注.2.5.565, 80, 75, 100732 mm43mmZ30258613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H2410 65mm 80mm1260H 8(0 0.046 ) mm146015601660mm1660mm16163.1173.21717173.3193.4191919.专业.专注.参考资料.21.专业.专注.一零件的分

9、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 65h50（0.013）轴为中心的加工表面。0包括：尺寸 为 65h5 （ 0.013 ）的 轴，表面粗 糙 度为 1.6,尺 寸00.036为80的轴与65h5（ 0.013）相 接的 肩面 , 尺 寸为 1 0 0f 8(0.090 )与00 .04665h5 （ 0. 013 ）同 轴度 为 0.025 的面 . 尺寸 为 60H 8( 0) 与 65h50（0.013）同轴度为 0.025 的孔.2. 以 6

10、0H 8 (+0.046 0)孔为中心的加工表面.尺寸为 78与60H 8(+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(+0.0460)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,粗加工可满足要求二机械加工 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.专业.专注.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

11、要工作之一。也是保证加工精度的关键。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

12、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.专业.专注.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65，80，75，155，91，100外圆及倒 角。工序钻30孔、扩32孔，扩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（ 00.046 ) 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

13、上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4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 190 241HBS ，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 。.专业.专注.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(65，80，75，155，91，100)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 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 Ra = 6.3um , 只

14、 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 mm.长度方向的余量查表2.2-4, 其余量值规定为3.0 3.5mm. 现 取3.0 mm。3 ） .毛坯 为实 心 。 两内 孔精度要 求自 由尺 寸精 度要求， R a 为6.3, 钻孔再扩孔即可满足要求。0.04604）.内孔60H8(0)。要求以外圆面65h5 （ 0. 013）定位，铸出毛坯孔 59。0.0465)60H 8(0 )孔底面加工.按照

15、<< 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=3.0 0.3 0.01=2.69.专业.专注.6).底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度.Z=0.57) 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。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 、10

16、0 ，155外 圆，表面 粗糙 度值 为 6.3um 。机床：C620 1卧式车床。刀 具 ：刀片材料为YG6，刀杆尺寸 为16mmX25mm,kr=90 °,r 0 =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 mm ，则毛 坯长度方 向的 最大 加工 余量为 4.25mm, 分两 次p0.04 mm 。 确 定加 工 ,a =2mm计。长度加工方向取 IT12级 ，取进 给 量f: 根 据 切 削 用 量 简 明 手 册 （第 三 版 ）表1.4, 当 刀 杆p16mmX25mm, a<=2

17、mm时 ,以及 工件直径 为 160 时 。.专业.专注.f=0.5 0.7mm/r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Vc =CVK V (m/min)T ma pv fvcv =1.58,x v=0.15,y v =0.4,m=0.2 。 修正 系 数 kk v 见 切削手册表 1.28, 即mvsv =0.8, kkv =1.04, k krv =0.81, k BV =0.97k =1.44, k所以Vc=1.581.44 0.8 1.04 0.81

18、 0.970.220.150.50.460=66.7(m/min)确定机床主轴转速ns1000vc100066.7133(r/min)d3.1484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/min2 ）粗车 160端 面确定机床主轴转速:ns = 1000VC = 100066.7 =133(r/min)d3.14160.专业.专注. . .转速选 取 150r/min。 实 际切 削速度 V=75.4m/min2.5.2 工序 ： 粗车 65,80,75,100 外圆以及槽和倒角1）切削深度:先

19、 84 车至80 以及 104车至100 。进给量: 见切削手册表 1.4V c =cvkv (m/min)T m a pxvf yv=1.581.440.81.040.810.97600.220.150.50.466.7 m确定机床主轴转速:m i nns = 1000VC= 1000 66.7 =204(r/min)d 3.14 104按 机床选取 n =230 r/min。所以实际切削速度V=dn = 3.14104 230 =75.1 m/min10001000检验机床功率:主切削力F c =CF c a pxF CfyFCv cn FCkFCCF C =900,xFCy FC =0.

20、75 ,n FC =-0.15=1.0 ,k MF =(HB ) nF( 200 )0.41.02190190k kr =0.73所以 FC =9001.50.50.7566.7 0.151.020.73598( N )切削时消耗功率FcVc59866.70.665(KW )P c =10461046.专业.专注.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V=d w nw=3.14 3

21、05 65100062.3m / min10003) 车 75外圆实际切削速度V=d w nw = 3.14305 7571.9m / min100010004） 粗车100外圆实际切削速度V=dw nw = 3.14305 100 = 95.77 m min100010005 ）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/min2.5.3 工序 钻扩32 mm 、及43mm孔 。Z3025 摇臂钻床1 ）钻 孔32 mm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.专业.专注.钻同样尺寸的实心孔的进

22、给量与切削速度之关系为f= （ 1.2 1.3 ） f 钻v= （ 1 1 ） v钻2 3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/minns1000v10007.776.6r / mind32按照机床选取nw97r / min所以实际切削速度：d w nw3297v7.84m / min100010002 ）钻孔47mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与

23、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= （ 1.2 1.3 ） f 钻11v= （） v钻.专业.专注.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/min1000v10007.7ns52.6r / mind47按照机床选取nw97r / min所以实际切削速度：d w nw4797v100014 .13m / min10002.5.4工序 钻 613.

24、5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深 241 ）钻 6- 13.5f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n=1000V=401(r/min)13.5按机床选取：nw400r / min所以实际切削速度为：vd w nw13.54001000100016.95m / min.专业.专注. . .2 ）钻2 M106H 底孔 8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=1000v =487r/min8.5按机床选取nw500r / min实际切削速度dw nw8.5 500v13.35m / min100010003 ）4 M10 6H 深 20，孔深 24 ，底孔

25、8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以n=1000v =487r/min8.5按机床选取nw500r / min实际切削速度dw nw8.5 500v13.35m / min100010004）攻螺纹孔 2M10 6Hr=0.2m/s=12m/min所 以ns 382r / m i n按机床选取nw315r / min 则实际切削速度dw nw10 315v9.9m / min10001000.专业.专注.5）攻螺纹 4-M10r=0.2m/s=12m/min所 以ns 382r / m i n按机床选取nw315r / min 则实际切削速度dw nw10 315v9.9m / m

26、in100010002.5.5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=0.4mmap0.2mmf 0.1mm/ 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）vccvkv (m / min)Tma p xv fyv式 中 cv1 5 8，xv 0.15,yv0.4 ，m 0.15 修 正 系 数 kv 见 切 削 手册 表 1.28所 以.专业.专注. . .vccvkv1581.440.8 1.04 0.81 0.97 257m / minT m ap xv f yv600.15 0.20.

27、150.10.41000vc1000 257ns1023r / mind w80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120080301m / minv10002）精车65 外圆2Z=0.3f=0.1mm/rvccvkv (m / min)Tma p xv fyv式 中 cv158，xv 0.15,yv0.4 ， m0.15 修 正 系 数 kv 见 切 削 手册 表 1.28所 以vccvkv1580.10 .4 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 257m/ minT m a p xv f yv600.150.20.15nw1200r

28、/ min所以实际切削速度120065v245m / min1000.专业.专注.3 ）精 车外圆 100mm2Z=0.3mmZ=0.15mmf=0.1mm/rvc 257m / min取nw 1 2 0r0/ m i n实际切削速度1200100376.8m / minv10002.5.6 工序 ：精、粗、细镗 60H 8(00.046 ) mm 孔1 ）粗 镗孔至 59.5mm2Z=4.5mm则Z=2.25mm1000v100035nw185r / mind60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

29、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=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min1000v100080nw3.14425r / mind60.专业.专注. . .3 ）细镗孔至60H 8(00.046 )mm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。a p0.05mmf=0.1mm/rnw =425r/minV=80m/min2.5.7 工序 ： 铣60孔底面铣床：X63 系列铣刀：选用立铣刀d=10mmL=115mm齿 数 Z=4切 削速度：参照 有关手册 ，

30、确 定 v=15m/minaw7mmns1000v100015d w10 =477.7r/min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nw =475r/min故实际切削速度为：d wnw10475v14.9m / min10001000当 nw475r / min 时，工作台 的每分钟 进给 量 fm 应为f m f z znw0.08 4475 150mm / min.专业.专注. . .查 机床说明 书，刚好有 f m150m / min 故 直接选用 该值 。倒 角 1x45 °采 用 90 °锪 钻2.5.8 工序 ： 磨60 孔底面1

31、）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A36KV6P20x6x8mm3）切削用量的选择：砂轮转速n砂 1 5 0r0/ m i n， v砂 27 .5 m/s轴向进给量f a3mm径向进给量f r0.015mm2.5.9工序 ： 镗60mm 孔底沟槽内孔车刀保证 t=0.5mm ， d=2mm2.5.10工序 ： 研磨 60mm 孔底面采用手 工研具进 行手 工研磨： Z=0.01mm三指定工序 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

32、的 钻床 专用夹具 。本夹具将用于 Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。.专业.专注.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 ,2M10 ，4M10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

33、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 28.4F=C F d 0 zF f yF k F式中 ：C F =420 ， Z F =1.0,y F =0.8,f=0.35k F =(HB ) nF( 200)1.31.07190190F= 420 13.51.00.350.81.07 2123(N )转矩T=CT d 0 ZT f yT k T.专业.专注.式 中 :C T =0.206,Z T =2.0,y T =0.8T= 0.20613.52.00.350.81.07 17.34( NM )功率P m =TV17.34 16.95KW30d 0300.72613.5在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=K 1K2 K3 K4式中K1基本安全系数，1.5;K2加