填料箱盖设计

1、湖南师范大学机械制造工乙学课程设计说明书设计题目：“填料箱盖”零件的机械加工工 艺规程及工艺装备班级08机自B班设计者王涛何奇徐文林史健平指导教师沈社会设计日期 2011年5月30至2011年6月18日机械制造技术基础课程设计书设计题目：“填料箱盖”零件的机械加工 及夹具设计设计内容：1、 产品零件图1张2、产品毛坯图1张3、机械加工工艺过程卡片1份4、机械加工工序卡片1套5、夹具设计零件图1张6、夹具设计装配图1张7、课程设计说明书1份3目录序言4/ J II J J J J J J J J J J J J J J J J J J J1二零件分析，”，”，”，”，”4三工艺规程设计，4（1）

2、确定毛坯的制造形式，4（2）基面的选择，4（3）制定工艺路线”，”,”5（4） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定，6（5） 确定切削用量及基本工时”,”，”，7四夹具设计，16（1） 设计主旨，17（2） 夹具设计，17五课程设计心得体会，17六参考文献，18、序言机械制造工艺课程设计是我们完成了大学的全部基本课程，技术基础课程以及部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对我自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析

3、问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个 良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。二、零件的分析（一）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（附图一）（二）零件的工艺分析填料箱盖共有两组加工表面1、47孔为中心的加工表面这一组加工表面包括一个中间孔以及倒角还有总长度为137mm的外圆面书0482、60孔为中心的加工表面电048这一组加工表面包括：几个倒角，尺寸为155的与 60的孔的垂直的平面，包 括在平面上的 6个 13.5的孔，2个M10-6H的螺纹孔以及 4个M10-6HT20孔T

4、24的螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：0（1）65的外圆与其外端面的垂直度公差为0.015mm0.013£.0480（2） 与 60 的孔中心线垂直的内端面与 - 6013的外圆的垂直度误差为 0.012mm 由以上分析可知，对于两组加工表面而言， 可以先加工其中一组表面， 然后借助于专用夹具 加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。三、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200,考虑到零件要求加工后经水压试验不许渗漏，研磨表面不许有凹痕，条纹等缺陷，且年产量为5000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这

5、对于提高生产率；保证加工质量也是有利的。（二）基面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，合理，可以保证加工质量。提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、粗基准的选择此零件加工起来类似于轴类零件；故以外圆作为粗基准来进行加工2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求 能得到合理的保证。在生产纲领已确定的大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集

6、中来提高生产率。除此之外还应考虑经济效果，以降低生产成本。1、工艺路线方案一工序1:粗车外圆155mm, 100mm, T 91mm, 80mm, 75mm, 65mm并车左右端面。工序 2:半精车外圆155mm, 100mm, 91mm, T 80mm, 75mm, 65mm工序 3:钻扩孔 47mm,37mm,6x13.5mm工序4：以右端面为基准粗镗一半精镗一精镗孔' 56mm工序5:粗磨，精磨，研磨孔56的右端面工序6:精车外圆 100mm,91mm, 65mm工序7:攻螺纹 4Xm10-6HT20工序&冲箭头工序9:终检2、工艺路线方案二工序1:车铸件的两端面工序 2

7、：钻扩孔 47mm,37mm,6x13.5mm工序3:粗镗，半精镗，精镗左边孔56mm工序4：粗磨，精磨，研磨孔56mm的右端面工序 5:粗车，半精车，精车外圆 155mm,100mm, 91mm/'80mm,75mm, 65mm工序6:攻螺纹 4XM10-6HT20工序7:冲箭头工序8:终检3、工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是以铸件外圆为粗基准，然后加工外圆、孔，而方案二则是以内孔为粗基准，先加工内孔，再加工外圆。经比较可见，以外圆为粗基准，孔 的余量不均，但加工后壁厚均匀，而以内孔为粗基准，孔的余量均匀，但加工后壁厚不均匀。 这时，根据要求，方案一的位置精度

8、易保证，所以应选择方案一，具体的加工路线如下：工序 1:粗车端面及外圆155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm工序 2：半精车外圆 155mm,100mm,91mm,80mm,75mm, 65mm工序3:以外圆 155mm为粗基准，钻扩孔 47mm, '' 37mm并忽倒角45°,再钻6X13.5mm孔，选用 C365L转塔车床工序4:以右端面及圆64为基准，选用T740型卧式金刚镗床及专用夹具加工，粗镗, 半精镗，精镗 56mm的孔工序5:磨孔 56mm的右端面，为保证表面粗糙度0.4,应先粗磨，精磨，再研磨工序6:选用CA6140卧

9、式车床和专用夹具精车外圆100mm， 91mm， 65mm工序7:攻螺纹 4XM10-6HT20工序&冲箭头工序9:终检（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，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155的外圆面取加工余量为4mm，100亠"9的外圆取加工余量为 4.0mm，考虑到铸造0.036的难易程度，的外圆在铸造时直径与的外圆直径相同，同样的80的外圆的加工余量为4.0mm, ' 75的外圆铸造时与80直径相同， 65°的外圆加工余量为 3mm0.0132、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量

10、及公差查机械加工工艺手册表 2.3-13 ;锻件轮廓尺寸（长度方向） >120-260mm,宽度>150mm故长度方向偏差为长度方向的余量规定为 3mm，故取为3mm3、内孔（1 ）毛坯铸造了一个54的内孔，精度在IT7 IT8之间，查表可知其加工余量为：扩孔：55.7mm2z=12mm半精镗： 55.9mm2z=0.2mm精镗：56mm2z=0.1mm（2）47的内孔和中间孔在铸造时为实心的，查表可知两孔工序尺寸和余量为:47的内孔：钻孔： 25mm钻孔： 37mm2z=12mm钻孔：45mm2z=12mm扩孔：46.6mm2z=1.6mm粗镗：46.9mm2z=0.3mm半粗镗

11、:47mm2z=0.1mm故加工后保持IT8 IT9就可以满足要求了。中间孔没有固定尺寸，4、左右两端面的加工余量（1）按照工艺手册，左右端面的单边加工余量为2.0-3.0mm，取z=2mm（五）确定切削用量及基本工时工序1:车削端面外圆1、加工条件工件材料：HT200并经过时效处理加工要求：粗车端面及155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm的外圆，除 65mm的外圆表面粗糙为1.6m,其余均为6.3卩m。机床：CA6140卧式车床 刀具：刀片材料 YT15，刀杆尺寸 16mmX25mm，kr =90° ，。=15°，: o=8°

12、，=0.5mm2、计算切削用量（1）粗车右端面.一斗81）毛坯长度方向的加工余量为2 _o.9 mm， d p=3mm计2）确定进给量f:根据机械加工工艺手册表 2.4-3，当刀杆尺寸为16mmX25mm， :p <=3mm，以及工件直径为 65mm时f=0.6 0.8mm/r按CA6140车床说明书f=0.61mm/r （参考机械制造工艺机床夹具课程设计指导中表3-9）3）计算切削速度：按机械加工工艺手册表2.4-20，切削速度的计算公式为（寿命迭 T=60min )F产?fvk心2510#查表可知：Kmv =1.44mm K SV =°.8 K kV=1.04 K krV

13、=°81K BV =0.97242可得 VC =丽阪 X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97m/min=1°2.1m/min60 X3 X0.61= 1000Vc ns : dw4)确定机床主轴转速1000X102.1r / min =500.2r/min二 x6511按机床说明书，与500.2r/min相近的机床转速为 500r/min及560r/min。现选取500r/min , 所以实际切削速度为 102m/min 。5）计算切削工时:65Imm = 32.5mm, r = 2mmj 2 = O, 3 = 01 lr_Lnwftm325 - X2min =

14、0.23min500X0.612#（2）车 65的外圆，同时校验机床功率及进给机构强度1）背吃刀量：单边余量 z=1.5mm，可一次切除2）进给量：根据机械加工艺手册表 2.4-20VcCvTln：:yv242X1.44X0.8X0.81X0.9760 X1.5 X0.6m /m in =121m/m in#4）确定主轴转速:1000V cn s=dw1000X121二 X65r / min = 593r / min#按机床选取n=560r/min，所以实际切削速度为V吕1000二 X 65X 5601000= 114.35m/ min#5）检验机床功率：主切削力F C按机械加工工艺手册表 2

15、.4-21所示公式计算X FcFcPfc PFyFcVCFcKFc#式中Cfb nFk mp -6500.75600 “0.94 K .二 0.89650kr= 2795,x Fc = jo，yFc =°.75,nFc 八°15#p =F024.5X114.35 KW“95KW PC 6X104由CA6140机床说明书可知，主轴传递速度的最大功率为0.75_0.15 F C =2795X1.5X 0 5 X1 14 35X 0.94 X 0.89N =1024.5N切削是消耗功率 pc为46X10CA6140主电动机功率为 7.8KW，当主轴转速为 560r/min时, 5

16、.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。6）校验机床进给系统强度:已知主切削力 F C F024.5N ,径向切削力 F p按机械加工工#艺手册表2.4-21所示公式计算:FX F pp _CFp： pySpKf1940,0.9, y 0.6,0.3F pX F pF pF式中p1.35小 nF 600Kmp=（）=（）=0.897, K，=0.05650650nFmpKr所以fp =1940X1.50.9 X 0.50.6X114.35 0.3 X 0.897 X 0.5 N =199.5N而轴向切削力f fpFfJfEVc KFf13#cF广288°,xFf ".&#

17、176;,yFf ”5, nFf 八°.4式中:nfd b“羸）gK"#于是轴向切削力 F f =2880X1.5X0.50.5X114.35°4X0.923X1.17 =499.5N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数卩=0.1.则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 F = F f +4（F c 十 F P）= 499.5N +0.1X（1004.5+199.5）N =622N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作。7)切削时：-丄丄nf#式中l可7,|广4,|2 =0所以"工"063min560X0.6(

18、3) 卷车 155的外圆取：=1mm, f = 0.61mm/r,查表可知分两次加工 pCv242式中:Cv =242,m =0.2t =60,=0.15, yv =0.35, k =1.44, k k = 0.81是/ C 丽 忌0-35 X1.44X0.81 m/ min = 150m/minV c 600.2X10.05 X0.610.35=308r/minX155按机床说明书取 n=320r/min则此时：V=156m/mi nl +1 +1切削工时：t 匕Ujnf式中：| =15=4,|2 =0,i =215+4tX 2min =0.2 min320X0.6(4) 车 100的外圆取

19、p =1mm, f = 0.8mm / r查表可知分两次加工切削速度"占Kvyv14#"35,Km "g k式中：Cv -242,m =o.2t =60,xV =0.15, yv口242是/ C=0-2 0-05苗 X1.44X0.81m/min = 137m/ minV C 60 X1X0.8#1000X137二 X100二 436r / min#按机床说明书取 n=450r/min 则此时：V=141m/mi n切削工时：式中：l =15,|4,|0,i =2t =19X2mi n = 0.11min320X0.8(5)车 91的外圆取：=1.5mm, f =

20、 0.8mm/ r，分三次加工，查表可知VcC VKv#于是VcX 1.44X0.81m / min = 105m / min式中：Cv = 242,m =0.2T = 60, *V =0.15, yV =0.35, k M =1.44, K k = 0.812420.20.150.3560 X1.5X0.81000V C 1000X105n367 r / minnd兀 X91按机床说明书取 n=400r/mi n则此时：V=114m/mi n切削工时：t=L丄bjnf式中：l = 7,l 1 =04 2 =0,i =3t 二7X 3min =0.066 min400X0.8(6)车 80的外

21、圆取：= 1mm, f = 0.7 m m / r，查表p切削速度vcCvTmXVfyvKv16式中：6 =242,m =°.2T =6°, xv =°.15, yV =°.35,K m 沁44, k k=°.81于是VC242600-2X10-15X0.70-35X 1.44X0.81m/ min = 167m/ min1000X167二 X80=664r / min#按机床说明书取 n=560r/min则此时：V=141m/mi n切削工时：nf式中：l =90,|厂4,| 2 =0=290 4 0 tX2min = 0.48min560X

22、0.7(7) 车 75的外圆取：=1.25mm, f = 0.7m m/r，查表p切削速度v C#式中：cv =242,m =0.2T =60, *v =0.15, yv =0.35, k m =1.44, K k = 0.81#于是/=035 X1.44X0.81m/min= 137m/ minV C 60 X1.25X0.71000V C 1000X137n589r / minndk X75按机床说明书取 n=560r/mi n则此时：V=132m/mi n切削工时：t = 一b linfl = 89.5寸 r = O, 2 = 0,i - 289.5 0 0560X0.7X 2min =

23、 0.46 min17#(8) 钻扩 32mm及 43mm的孔。Z3025摇臂钻床1)钻孔 25mm选择进给量f=0.41mm/r选择切削速度 v=12.25m/minns1000V二 dw1000X12.25二 X30=130(r/mi n)#按机床选取：n =136r/minnw则实际切削速度为：Vdnw二X25X136 _ 10.68m/min1000 10002) 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：= (1.2 -1.3) f公式中f钻,V钻为加工实心孔时的切削用量，查表得:f 钻二 0.56mm/r

24、V 钻=19.25m/mi n并令：f=1.35, f 钻=0.76mm/r按机床取f=0.76mm/r#V -0.4V 钻 =7.7m/ minns1000V二 d1000X7.7二 X32二 76.6r / min18#按照机床选取门厂97""所以实际切削速度为:d wh1000二 X 32X971000=7.84m/ min#3) 钻孔 T 47mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩孔时，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：= (1.2 -1.3) f#1 1VV钻公式中f钻,v钻为加工实心孔时的切削用量，查表得:f 钻二0.56mm/r

25、,V 钻=19.25m/min 并令：已35, f 钻=°.76mm/rV =0.4V钻二 7.7m/ minns1000V d1000X7.7二 X47二 52.6r / min#按照机床选取nJ97""所以实际切削速度为： V = dwhw =X47X97 =14.13m/min1000 10004) 确定粗镗''37mm， 47mm孔的基本时间选镗刀的主偏角X r = 45 ,则l 厂 2.5mm, I =17mm，l 2 = 3.5mm, 3 = 0, f = 0.2mm/ r对 37mm的孔 n = 5.48r / s,对 47mm的孔

26、n = 6.98r / s,i = 122 + 3 5 + 4对 37mm 孔T 二4 二 21s0.2X6.9817 + 35 + 250.2X5.48对 47mm孑LT =.二 21S(9) 钻 6-13.5,2-M10-6H,4-M10-6 深孔深 241)钻 6-13.5f=0.35mm/r,v=17mm/min1000V二 d1000X17二 X13.5二 401( r / min )按照机床选取n400r/min所以实际切削速度为：-idwhw 二*3400 1000 10002)钻 2- M10-6H 底孔 8.5f=0.35mm/r,v=13m/min1000V二 d1000X

27、13二 X8.5二 487( r / min )按照机床选取n”=5°°r/min所以实际切削速度为“盐壯逬評卡简®3) 4-M10-6H 深 20,孔深 24,底孔 8.5f=0.35mm/r,v=17mm/min1000V1000X17，一/,.、n401( r/min )nd 兀 X13.5按照机床选取315r/minnw所以实际切削速度为：V=2dhw JX13.5X31579m/min1000 10004)攻螺纹孔2-M10-6Hr=0.2m/s=12m/mi nns 二 382r / min按照机床选取n315r/min所以实际切削速度为：-idhw

28、JX10X315=9.9m/min1000 10005) 攻螺纹4-M10r=0.2m/s=12m/minns = 382r / min按照机床选取315r/minnw所以实际切削速度为：V= d whw =兀X10X 315 = 99m/ min1000 10006) 基本时间的确定钻 6个13.5的通孔时间约为 90s(10 )精、粗、细镗60H8(0O.048)mm 孔1)粗镗孔至59.5mm2z=4.5mm，贝VZ=2.25mmnw1000V二 d1000X35二 X60=185r /min20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 T74

29、0 金刚镗主轴转数为无极调速，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/r,v=80m/min1000Vnw=詔1000X 80二 X 60=425r / min#3)细镗孔至- 60H8 (00.048 ) mm由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，禾U用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用 量及工时均与精镗相同。:=0.05mmf =0.1mm/r425r / minwV =80m / min(1) 铳 60孔底面铳床：X63系列铳刀：选用立铳刀 d=10mm,L=115mm 齿数z=4切削速度：V=15m/m inns100

30、0Vdw1000X15-：X10=477.7r / min#取 nw =475r/min实际切削速度:V=d w“w1000二 X10X4741000=14.9m/ min#当a =475r/min时，工作台每分钟进给量f应为Wmf f Zn= 0.08X4X47 150mm/minmz w查机床说明书，则 f =150m/min故直接选用m倒角1X45。，采用胡钻（2）磨 60孔底面 选择磨床：选用 MD1158 （内圆磨床） 选择砂轮：A36KV6P 20X6X8mm 切削用量选择：砂轮转速：门砂=1500r/mi n，V砂=27.5m/s轴向进给量：f 3mma径向进给量：f 0.015mmr（3）镗60mm孔底沟槽内孔车刀，保证 t=0.5mm， d=2mm（4）研磨 60mm孔底面采用手工研具进行手工研磨：z=0.01mm四、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。经过与老师协商， 决定设计第IX道工序一一钻 M6孔的钻床卡具。本卡具将用于Z525立式钻床。刀具为 M6丝锥，以及/ 4的咼速钢麻花钻。（一）问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求 较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。（二）卡具设计1.