填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

1、1 零件的分析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：01 .以665h5 (，013)轴 为中心 的加工表面。0包括：尺寸为(J)65h5 (9013)的轴，表面粗糙度为1.6, 尺0寸为680的轴与665h5 (，.013 )相接的肩面，尺寸为力100f8( 皿90)与(J) 65h5 ( q013)同轴度为0.025 的面.尺寸为 0.0460660H8( 0)与 力65h5 (。013)同轴度为0.025 的孑L .2 .以660H8(+0.046 0)

2、 孔为中心的加工表面.尺寸为78与660H8(+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660H8(+0.0460)孔为中心均匀分布的 12孔,6-6 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2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 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要工作之一。也是保证加工精 度的关键

3、。2.2.1 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 。 ） 2.2.2 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

4、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I 车削左右两端面。工序H 粗车力65,力80,力75,力155,力100 ,力91 外圆及倒角。工序出 钻力30

5、孔、扩力32孔，扩力47孔。工序 IV 钻 6-力 13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的 孔 及 攻 螺 纹 .工序V 精车65外圆及与80相接的端面.0.046、工序VI粗、精、细链力60H8(。)孔。工序VH铳660孔底面工序Vffl磨力60孔底面。工序IX键力60孔底面沟槽。工序X研磨力60孔底面。工序XI终检。以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HBW190241,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。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加

6、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(力65、力80、力75、力100、力91、力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 件结构取为力84、力104、力160的阶梯轴式结构，除力65以外， 其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra 6.3 um,只要粗车就可满足加 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>100160mm,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3.03.5 mm.现取 3.

7、0 mm o3) .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。0.04604) .内 孔力60H8( 0)。要求以外圆面 力65h5 ( <013)定位，铸出毛坯孔力59。0.0465) 6 60H8( 0)孔底面加工.按照 <<工艺手册 >>表2.3-21 及2.3-23研磨余量 Z=0.0100.014 取 Z=0.010磨削余量 Z=0.20.3取Z=0.3铳削余量 Z=3.0 0.3 0.01=2.696) .底面沟槽.采用链削，经过底面研磨后链可保证其精度. Z=0.57) 6 X（J）13.5 孔及 2M106

8、H 孔、4M106H 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I :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：粗车力65、力155端面及力65、力80、力75、力 100,6155外圆，表面粗糙度值为6.3。机床：C620 1卧式车床。刀具：刀片材料为 YG6 , 刀杆尺寸为 16mmX25mm,k =90 ° ,r 0=15 ° "计算切削用量：1）粗车力65、6155两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3 ±1.25mm则毛坯长度方向的最大加工余量为4

9、.25mm,分两次加 p工,a =2mm计。长度加工方向取IT12级，取±0.04mm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 <=2mm时，以及工件直径为6160时。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,切削速度的计算公箕为k T m % f yv vVc= 1 ap f （m/min）k.cv=1.58,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 。修正系数 履见切削手册表1.28,即k =1.44, ksv=0.8, k kv=

10、1.04, k krv =0.81, k BV =0.97所以Vc =66.7(m/min)确定机床中00%速1000 x 66.7n s=d = 3.14 84 =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/min2）粗车6160端面确定00照主地00遮6.7n s = d ' = 3.14 160 =133（r/min）转速选取150r/min 。实际切削速度 V=75.4m/min 2.5.2 工序H :粗车6 65, 8 80, 6 75, 6 100外圆以及槽和倒角1）切削深

11、度：先,84车至80以及,104车至e1001.581.44 0.8 1.04 0.81 0.97进给量：见切削手册表1.40.2 c 0.150.4Vc= 6020.5=66.7(m/min)确定机床主轴转速：1000VC 1000 66.7n s= d = 3.14 104 =204(r/min)按机床选取n切=230 r/min。所以实际切削速度二 dn 3.14 104 230V=1000 =1000=75.1 m/min检验机床功率：主切削力xFC yFC nFC . FF c =CFc a p f v c k CCFC=900,FC x =1.0 ,y FC =0.75 ,n FC

12、 =-0.15k MF =(黑)(200 )0.4190= 1.02kkr =0.73所以F C =900 1.5 0.5075 66.735 1.02 0.73 = 598(N)切削时消耗功率Pc=FV/60000=598X66.7/60000=0.665(KW)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=3.14dn/1000=3.14x305x65/1000=62.3r/min3) 车*75外圆实际切削速度V

13、=3.14dn=3.14x75x305/1000=71.9r/min4) 粗车*100外圆实际切削速度V=3.14dn=3.14x305x100/1000=95.77r/m5)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/rn w =305r/min2.5.3工序田 钻扩632 mm及647mm孔。Z3025摇臂钻床 1） 钻孔中32 mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，具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11v= ( 23 ) v钻公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量，查

14、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=0.4 v钻=7.7m/minns1000 v-：d1000 7.7二 32=76.6r / min按照机床选取nw = 97r/min所以实际切削速度：d w nw1000二 32 971000=7.84m/ min2）钻孔 647mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，具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11v= （ 23 ） v钻公式中f钻、v钻为加工实

15、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=0.4 v钻=7.7m/min1000v 1000 7.7 ns = = =52.6r/min二 d 二 47按照机床选取nw = 97r/min所以实际切削速度:-d w nw1000二 47 9714.13m/ min10002.5.4 工序IV 钻 6一 13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深 24钻 6-13.5f=0.35mm/rV=17mm/min1000V所以 n= n

16、父 13.5 =401(r/min)按机床选取：nw = 400r / min所以实际切削速度为：二dwnw二 13.5 400v =10001000=16.95m/ min2)钻2-M106H底孔8.5v=13m/minf=0.35mm/r1000 v所以 n= 71 m 85 =487r/min按机床选取nw = 500r / min二 dwnwv 二1000实际切削速度二 8.5 500 二 13.35m/ min10003)4M106H深20,孔深24,底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min1000v所以 n=n x 83=487r/min按机床选取nw = 500r / m

17、in实际切削速度：.1d w n w v =1000二 8.5 5001000=13.35m/ min4）攻螺纹孔2-M10-6Hr=0.2m/s=12m/min所以ns = 3 8 2/ m i n按机床选取nw = 315r/min 贝汗实际切削速度 dw nw1000二 10 3151000=9.9m/ min5）攻螺纹4-M10r=0.2m/s=12m/min所以ns = 3 8 2/ m i n按机床选取实际切削速度nw =315r/min 贝二dwnw1000二 10 3151000=9.9m/ min2.5.5 工序V:精车 65mm勺外圆及与 80mmi接的端面车床：C620-

18、11) 精车端面Z=0.4mmaD = 0.2mmpf = 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 ）vc 二TmapXvfyvkv(m/min)式中G =158Xv =0.15，yv=0.4, m = 0.15修正系数此见切削手册表1.28所以 c,158,八 一Vc = m X v kv 04 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 = 257m/minc Tmapxvfyv v 600.15 0.20.15 0.10.4 pns1000vca1000 257二 80= 1023r/min按机床说明书（见工艺手册表4.2-

19、8 ）选择1200r/min所以实际切削速度1200 二 80v 二1000=301m/ min2）精车65外圆2Z=0.3f=0.1mm/rvc =cvkv(m/min)TmapXvfyv式中cv =1 58册表1.28xv =0.15,yv=0.4, m = 0.15修正系数kv见切削手所以1.44 0.8 1.04 0.81 0.97-257m/min_cvk _158% Tm a xvfyv v - 600.15 0.20.15 0.10.4 pnw = 1200r/ min所以实际切削速度1200 二 65v 二二 245m / min10003）精车外圆100mm2Z=0.3mmZ

20、=0.15mmf=0.1mm/rvc = 257m/min取nw =1200r/min实际切削速度1200 二 100v = = 376.8m/min10002.5.6 工序VI:精、粗、细链 6 60H8(00.046)mmfL1） 粗镇孔至59.5mm2Z=4.5mm 则Z=2.25mm1000v1000 35 (CL , .nw = = =185r/min二 d二 60查有关 资料，确定金刚镇床 的切削速度为 v=35m/min , f=0.8mm/min 由于T740金刚链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） 精镇孔至59.9mm2Z=0.4mm,Z=0.2m

21、mf=0.1mm/rv=80m/min1000v1000 80nw = 425r / min二d 3.14 603）细链孔至G60H8（产）mm由于细链与精链孔时共用一个链杆，利用金刚镇床同时对工件 精、细链孔，故切削用量及工时均与精樟相同。ap = 0.05mmpf=0.1mm/rnw =425r/minV=80m/min2.7.7 工序即：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：参照有关手册，确定v=15m/minaw = 7mm1000v 1000 15ns =；=._二 dw二 10 =477.7r/min采用X63卧式铳床，根

22、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 wnwv 二1000二 10 4751000=14.9m/ min当nw =475r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm = fzznw =0.08 4 475 = 150mm/min查机床说明书，刚好有fm=15m/mir直接选用该值倒角1x45。采用90°物钻2.7.8 工序磨60孔底面1） .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A36KV6P 20x6x8mm3） .切削用量的选择：砂轮转速n 砂=1 5 0 0/ m

23、 i nv 砂=27.5m/s轴向进给量fa = 3mm径向进给量fr = 0.015mm2.5.9 工序IX:键60mmi底沟槽内孔车刀保证 t=0.5mm , d=2mm2.5.10 工序 X:研磨60mmi底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm3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，决定设计力13.5钻孔的钻床专用夹具。 本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。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

24、 夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，12孔中，6*13.5在圆周上均匀分布,2 M10, 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28.4Zf vf3.1Cf =420, Zf =1.0,F=Cf d0 f y kFy f =0.8,f=0.35*=(当1'

25、;1.07 k f=( 190190F=420 13.51.0 0.350.8 1.07 = 2123(N)转矩T=Ct d0 Zt f yT kT式中： Ct =0.206, Zt=2.0, y t=0.8T=0206 父 13.52.0 父0.350.8 父 1.07= 17.34(N ,M)功率 Pm=T*Vc/ (30d) =17.34*16.95/(30*13.5)=0.726KW在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数K=K1K2 K3 K4式中K1 基本安全系数，1.5;K2 加工性质系数，1.1；K3 一刀具钝化系数，1.1；K4 一断续切削系数，1.1贝UF/=KF=1.5

26、 *1.1父 1.1 父1.1父 2123 = 4239(N)气缸选用啊00mm。当压缩空气单位压力P=0.6MP a ,夹紧拉杆D = 25mm 02_ 2-二(100 -25 ) 0.6 =4416N)N=T=17.34 N*MN>F钻削时17.34工= 267N65 10切向方向所受力：TF1= L取f =0Ff =4416 0.1=441.6(N)F f> F 1所以，钻削时工件不会转动，故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而0该定位元件的尺寸公差为q03,而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可 满足加工要求。3.4 夹

27、具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机 动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整 个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个： 一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可 能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.5M P增至0.6 MPa） 以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。钻床夹具的装配图及零件图分别见附图3及附图4。、详细D=W=G图=纸C=AD请JIAt三两1爸爸五四零六3231885406)回 M男19岁 一 7月13

28、日（公历）巨鳖座 属虎解子树与第区的空间五四零八详细口=亚=6图=纸C=AD请JIA1三两1爸爸五四零六3231885406)* M男19岁 一 7月13日（公 巨蟹座 属虎本夹具力护甲整I济方面也大大减少了开支，生产效率也提高垄然遂斜喔本痴案适合大批量生产5体 会 与 展 望本次课程设计虽然仅仅经历了短暂的三个 星 期 ，但 是它浓缩了机械 制 造技术基础和大部分专业课的全过程，体 现 了 我 们 对所学知识的掌 握 和 领 悟 程 度 。由 于 我 是 第 一 次 进 行 夹 具 体 的 设 计 ，不 可 避 免 地 碰 到了许多困难，有时甚至会感到无法下手。无论碰到什么样的困难， 我 都 没 有 退 缩 ，凭 借 着 一 股 求 知 的 热 情 ，再 加 上 指 导 老 师 的 帮 助 ，然 后再回到书本攻克一个又一个的难题，最终圆满地完成了本次设计。 通过本次课程设计，使我在各个方面都有了很大的提高，对机械制造技术基础和大部分