“填料箱蓋”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置設(shè)計.doc

目目 錄錄 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書.- 1 - 序序 言言.- 2 - 1 1 零件的分析零件的分析- 2 - 1.1 零件的作用.- 2 - 1.2 零件的工藝分析.- 2 - 2 2 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計.- 3 - 2.1 毛坯的制造形式.- 3 - 2.2 基準(zhǔn)面的選擇- 3 - 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇- 3 - 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇- 3 - 2.3 制訂工藝路線- 3 - 2.3.1 工藝線路方案一- 3 - 2.3.2 工藝路線方案二- 4 - 2.3.3 工藝方案的比較與分析.- 4 - 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定- 5 - 2.5 確定切削用量- 6 - 2.5.1 工序.- 6 - 2.5.2 工序.- 7 - 2.5.3 工序 - 9 - 2.5.4 工序 .- 11 - 2.5.5 工序.- 12 - 2.5.6 工序- 13 - 2.5.7 工序- 14 - 2.5.8 工序- 15 - 2.5.9 工序- 15 - 2.5.10 工序.- 15 - 3 3 課程設(shè)計心得體會課程設(shè)計心得體會.- 16 - 參考文獻參考文獻- 17 - - 1 - 機械制造技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目：設(shè)計題目：設(shè)計“填料箱蓋”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置（生產(chǎn)綱 領(lǐng)：5000 件） 零件圖：零件圖：如圖所示 130 155 32 47 75 80 65h5( 0 -0.03) 60H8(-0.046 0 ) 91h8(0-0.054) 100f8(-0.036 -0.090) 0.5X45 7.5+0.30 0 0.02B 0.025A 0.015A B A 0.025A 1.6 1.6 1.6 56 0.5 0.4 研磨 I 78 137 78 30 45 4 1017 15 R5 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 1 產(chǎn)品零件圖 1 張（3 或 4 號） 2 產(chǎn)品毛坯圖 1 張（3 或 4 號） 3 機械加工工藝過程卡片 1 份 4 機械加工工序卡片 1 套 5 課程設(shè)計說明書 1 份 成績評定成績評定 得 分 指導(dǎo)教師 簽名 日期 年 月 日 系主任 審核 日期 年 月 日 - 2 - 序序 言言 機械制造技術(shù)是我們機電學(xué)學(xué)生的一門重要的專業(yè)課程，機械制造是 我們機電專業(yè)大部分學(xué)生的就業(yè)方向。這次課程設(shè)計是我們在畢業(yè)前對機 械制造技術(shù)的一次系統(tǒng)復(fù)習(xí)，理論聯(lián)系實際的一次實訓(xùn)，是我們?nèi)甑拇?學(xué)中一個不可缺少的部分。 這次課程設(shè)計對我們以后的工作也是一次很好的練習(xí)，讓我們?yōu)橐院?的工作留下了寶貴經(jīng)驗。 由于初學(xué)能力有限，很多地反做的有誤的地方，懇請老師給與指導(dǎo)。 1 零件的零件的分析分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是填料箱蓋（附圖 1） ，其主要作用是保證對箱體起密封 作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。 1.2 零件的工藝分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求： （查表 1.4-28機械制造 工藝設(shè)計簡明手冊 ） 1.以 65H5（）軸為中心的加工表面。 0 013 . 0 包括：尺寸為 65H5（ 0 013 . 0 ）的軸，表面粗糙度為 1.6, 尺寸為 80 的與 65H5（）相接的肩面, 尺寸為 100f8( 036 . 0 090 . 0 )與 65H5（）同軸度 0 013 . 0 0 013 . 0 為 0.025 的面. 尺寸為 60h5( 046 . 0 0 )與 65H5（）同軸度為 0.025 的孔. 0 013 . 0 2.以 60h5()孔為中心的加工表面. 046 . 0 0 尺寸為 78 與 60H8()垂直度為 0.012 的孔底面,表面粗糙度為 0.4,須研 046 . 0 0 磨. 3. 以 60H8()孔為中心均勻分布的 12 孔,6-13.5,4-M10-6H 深 20 046 . 0 0 孔深 24 及 4-M10-6H. 4.其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求 . - 3 - 2 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保 證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為 1000 件，屬于中批生產(chǎn)的水平， 而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。 2.2 基準(zhǔn)面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗 基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工 件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最 小的表面為粗基準(zhǔn)。 ） 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原 則） ，對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的 加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方 法： 當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于 2MM 的錐面來代替 中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精 度。 采用錐堵或錐套心軸。 精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找 正。 2.3 制訂工藝路線 2.3.1 工藝線路方案一 工序 銑削左右兩端面。 工序 粗車 65，80，100，75，155 外圓及倒角。車 7.5 槽 工序 鉆 30 孔、擴 32 孔，擴 47 孔。 工序 鉆 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺 - 4 - 紋 工序 精車 65 外圓及與 80 相接的端面. 工序 粗、精、細鏜 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 銑 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 終檢。 2.3.2 工藝路線方案二 工序 車削左右兩端面。 工序 粗車 65，80，75，155 外圓及倒角。 工序 鉆 30 孔、擴 32 孔，擴 47 孔。 工序 精車 65 外圓及與 80 相接的端面. 工序 粗、精、細鏜 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 銑 60 孔底面 工序 孔底面 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 鉆 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺 紋 工序 終檢。 2.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工 12 孔后精加工外圓面和 60H8（孔。 ；方案二是使用車削方式加工兩端面，) 046 . 0 0 12 孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng) 車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，選擇工藝路線二。 但是仔細考慮，在線路二中，工序 精車 65 外圓及與 80 相接的端 面. 然后工序 鉆 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺紋。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已 加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下： - 5 - 工序 車削左右兩端面。 工序 粗車 65，80，75，155 外圓及倒角。 工序 鉆 30 孔、擴 32 孔，擴 47 孔。 工序 鉆 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺 紋 工序 精車 65 外圓及與 80 相接的端面. 工序 粗、精、細鏜 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 銑 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60 孔底面。 工序 終檢。 以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “填料箱蓋”零件材料為 HT200 鋼，硬度為 HBS190241，毛坯質(zhì)量約為 5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。 根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺 寸及毛坯尺寸如下： （1）外圓表面(65、80、75、100、91、155)考慮到尺寸較多且相 差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為 84、104、160 的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除 65 以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為 R 6.3 um,只 a 要粗車就可滿足加工要求。 （2）外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機械制造工藝設(shè)計 簡明手冊 （以下簡稱工藝手冊 表 2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向 100160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表 2.2-4,其余量值規(guī)5 . 2 定為 3.03.5 mm.現(xiàn)取 3.0 mm。 （3）內(nèi)孔。毛坯為實心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R4332、 為 a 6.3,鉆擴即可滿足要求。 （4）內(nèi)孔 60H8()。要求以外圓面 65H5（）定位，鑄出毛坯 046 . 0 0 0 013 . 0 孔 30。 - 6 - 查表 2.3-9, 粗鏜 59.5 2Z=4.5 精鏜 59.9 2Z=0.4 細鏜 60H8() 2Z=0.1 046 . 0 0 (5) 60H8()孔底面加工. 046 . 0 0 按照表 2.3-21 及 2.3-23 1.研磨余量 Z=0.0100.014 取 Z=0.010 2.磨削余量 Z=0.20.3 取 Z=0.3 3.銑削余量 Z=3.00.30.01=2.69 (6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5 (7) 6 5 . 13孔及 2M106H 孔、4M106H 深 20 孔。均為自由尺寸 精度要求。 16 5 . 13孔可一次性直接鉆出。 2查工藝手冊 表 2.320 得攻螺紋前用麻花鉆直徑為 8.5 的孔。 鉆孔 8.5 攻螺紋 M10 2.5 確定切削用量 2.5.1 工序：車削端面、外圓 本工序采用計算法確定切削用量 加工條件 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：粗車 65、155 端面及 65、80、75、100，155 外 圓，表面粗糙度值 R 為 6.3。 a 機床：C6201 臥式車床。 刀具：刀片材料為 YG6，刀桿尺寸為 16mmX25mm,k =90,r =15 r0 =12 r=0.5mm。 0 R 計算切削用量 （1）粗車 65、155 兩端面 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為 3mm，則毛坯25. 1 長度方向的最大加工余量為 4.25mm,分兩次加工,a =2mm 計。長度加工方向取 p IT12 級，取mm。確定進給量 f:根據(jù)切削用量簡明手冊 （第三版）表04. 0 - 7 - 1.4,當(dāng)?shù)稐U 16mmX25mm, a =2mm 時,以及工件直徑為 160 時。 p f=0.50.7mm/r 按 C6201 車床說明書（見切削手冊表 1.30）取 f=0.5 mm/r 計算切 削速度: 按切削手冊表 1.27,切削速度的 計算公式為 V =(m/min) cv yx p m v k faT c v v =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)見切削手冊表 1.28,即 v cx v v k k v k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97 mvsvkvkrvBV 所以 V = c 97 . 0 81 . 0 04 . 1 8 . 044 . 1 5 . 0260 58. 1 4 . 015 . 0 2 . 0 =66.7(m/min) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n = 8414 . 3 7 .661000 =253(r/min) s d VC1000 按機床說明書（見工藝手冊表 4.28）與 253r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速 選取 305r/min。實際切削速度 V=80m/min （2） 粗車 160 端面 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: n =133(r/min) s d VC1000 16014 . 3 7 .661000 按機床說明書（見工藝手冊表 4.28）與 133r/min 相近的機床 轉(zhuǎn)速選取 150r/min。實際切削速度 V=75.4m/min 2.5.2 工序：粗車65,80,75,100 外圓以及槽和倒角 切削深度:先84 車至80 以及104 車至100。 進給量: 見切削手冊表 1.4 V =(m/min) cv yx p m v k faT c v v - 8 - =97 . 0 81 . 0 04 . 1 8 . 044 . 1 5 . 0260 58 . 1 4 . 015. 02 . 0 =66.7(m/min) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: n =204(r/min) s d VC1000 10414 . 3 7 .661000 按機床選取 n =230 r/min。所以實際切削速度 V=75.1 m/min 1000 dn 1000 23010414 . 3 檢驗機床功率: 主切削力 F =CF afvk ccp C F x C F y c FC n C F CF =900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15 C C F C F C F k=( MF 02 . 1 ) 190 200 () 190 4 . 0 F n HB k=0.73 kr 所以 F =900 C )(59873 . 0 02 . 1 7 . 665 . 05 . 1 15 . 0 75 . 0 N 切削時消耗功率 P = c )(665 . 0 106 7 . 66598 106 44 KW VF cc 由切削手冊表 1.30 中 C630-1 機床說明書可知, C630-1 主電動機功率 為 7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 230r/min 時,主軸傳遞的最大功率為 2.4KW,所以機床功 率足夠,可以正常加工。 （2） 粗車65 外圓 實際切削速度 V= 1000 wwn d min/ 3 . 62 1000 6530514 . 3 m - 9 - （3) 車75 外圓 取 n =305r/min w 實際切削速度 V= 1000 wwn d min/ 9 . 71 1000 7530514 . 3 m （4） 粗車100 外圓 取 n =305r/min w 實際切削速度 V=min/78.95 1000 10030514 . 3 m 1000 wwn d （5）車槽 7.5 采用切槽刀，r =0.2mm R 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 27-8 取 f=0.25mm/r n =305r/min w 2.5.3 工序 鉆擴mm、及孔。Z3025 搖臂鉆床 32mm43 （1）鉆孔mm25 選擇進給量 f=0.41mm/r 選擇切削速度（見切削手冊表 2.7） V=12.25m/min （見切削手冊表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮） min)/(130 30 25.1210001000 r d v n w s 按機床選取： =136r/min（按工藝手冊表 4.2-2） w n 則實際切削速度 min/68.10 1000 13625 1000 m nd v （2） 鉆孔mm32 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣 尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為 f=（1.21.3） 鉆 f - 10 - v=（） 3 1 2 1 鉆 v 公式中、為加工實心孔時的切削用量，查切削手冊 鉆 f 鉆 v 得 =0.56mm/r（表 2.7） 鉆 f =19.25m/min（表 2.13） 鉆 v 并令： f=1.35 =0.76mm/r 鉆 f 按機床取 f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 鉆 v min/ 6 . 76 32 7 . 710001000 r d v ns 按照機床選取 min/97rnw 所以實際切削速度： min/84 . 7 1000 9732 1000 m nd v ww (3)鉆孔mm47 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣 尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關(guān)系為 f=（1.21.3） 鉆 f v=（） 3 1 2 1 鉆 v 公式中、為加工實心孔時的切削用量，查切削手冊 鉆 f 鉆 v 得 =0.56mm/r（表 2.7） 鉆 f =19.25m/min（表 2.13） 鉆 v 并令： f=1.35 =0.76mm/r 鉆 f 按機床取 f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 鉆 v min/ 6 . 52 47 7 . 710001000 r d v ns 按照機床選取 - 11 - min/97rnw 所以實際切削速度： min/13.14 1000 9747 1000 m nd v ww 2.5.4 工序 鉆 613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深 24 （1） 鉆 6-13.5 f=0.35mm/r V=17mm/min 所以 n=401(r/min) 5 . 13 1000 V 按機床選?。?min/400rnw 所以實際切削速度為： min/95.16 1000 400 5 . 13 1000 m nd v ww （2） 鉆 2底孔 8.5HM610 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n=487r/min 5 . 8 1000 v 按機床選取 min/500rnw 實際切削速度 min/35.13 1000 5005 . 8 1000 m nd v ww （3） 4深 20，孔深 24，底孔 8.5HM610 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n=487r/min 5 . 8 1000 v 按機床選取 min/500rnw 實際切削速度 min/35.13 1000 5005 . 8 1000 m nd v ww (4)攻螺紋孔 2HM610 - 12 - r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382rns 按機床選取 則min/315rnw 實際切削速度 min/9 . 9 1000 31510 1000 m nd v ww （5）攻螺紋 4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382rns 按機床選取 則min/315rnw 實際切削速度 min/9 . 9 1000 31510 1000 m nd v ww 2.5.5 工序：精車 65mm 的外圓及與 80mm 相接的端面 車床：C620-1 （1）精車端面 Z=0.4mm mmap2 . 0 rmmf/1 . 0 計算切削速度：按切削手冊表 1.27，切削速度的計算公式為（壽命選 T=90min） min)/(mk fyxaT c v v vvpm v c 式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊158 v c,15 . 0 v x4 . 0 v y15 . 0 m v k 表 1.28 所以 min/25797 . 0 81 . 0 04 . 1 8 . 044 . 1 1 . 02 . 060 158 4 . 015 . 0 15 . 0 mk faT c v v yx p m v c v v - 13 - min/1023 80 25710001000 r d v n w c s 按機床說明書（見工藝手冊表 4.2-8）選擇 1200r/min 所以實際切削速度 min/301 1000 801200 mv （1）精車 65 外圓 2Z=0.3 f=0.1mm/r min)/(mk fyxaT c v v vvpm v c 式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊158 v c,15 . 0 v x4 . 0 v y15 . 0 m v k 表 1.28 所以 min/25797 . 0 81 . 0 04 . 1 8 . 044 . 1 1 . 02 . 060 158 4 . 015 . 0 15 . 0 mk faT c v v yx p m v c v v min/1200rnw 所以實際切削速度 min/245 1000 651200 mv （3） 精車外圓 100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r min/257mvc 取 min/1200rnw 實際切削速度 min/ 8 . 376 1000 1001200 mv - 14 - 2.5.6 工序：精、粗、細鏜mm 孔 )(860 046. 0 0 H （1）粗鏜孔至 59.5mm 2Z=4.5mm 則 Z=2.25mm min/185 60 3510001000 r d v nw 查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為 v=35m/min，f=0.8mm/min 由于 T740 金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。 （2）精鏜孔至 59.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min min/425 6014 . 3 8010001000 r d v nw （3）細鏜孔至mm)(860 046 . 0 0 H 由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔， 故切削用量及工時均與精樘相同。 mmap05 . 0 f=0.1mm/r =425r/min w n V=80m/min 2.5.7 工序：銑 60 孔底面 銑床：X63 系列 銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù) Z=4 切削速度：參照有關(guān)手冊，確定 v=15m/min mmaw7 =477.7r/min 10 1510001000 w s d v n 采用 X63 臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表 4.2-39） 取 =475r/min w n - 15 - 故實際切削速度為： min/9 .14 1000 47510 1000 m nd v ww 當(dāng)時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為min/475rnw m f min/150475408 . 0 mmznff wzm 查機床說明書，剛好有故直接選用該值。min/150mfm 倒角 1x45采用 90锪鉆 2.5.8 工序：磨 60 孔底面 選擇磨床： 選用 MD1158（內(nèi)圓磨床） 選擇砂輪： 見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 A36KV6P 20 x6x8mm 切削用量的選擇： 砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/smin/1500rn 砂 5 .27 砂 v 軸向進給量 mmfa3 徑向進給量 mmfr015 . 0 2.5.9 工序： 鏜 60mm 孔底溝槽 內(nèi)孔車刀 保證 t=0.5mm，d=2mm 2.5.10 工序： 研磨 60mm 孔底面 采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm - 16 - 課程設(shè)計心得體會課程設(shè)計心得體會 參考文獻參考文獻 （1） 吳拓，方瓊珊.機械制造工藝于機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo).大連：機械工 業(yè)出版社，2005 （2） 魯國強，黃宏偉.機械制造技術(shù).（第二版）.大連：大連理工出版社， 2005 - 17 - （3） 羅玉福.機械設(shè)計基礎(chǔ).（第二版）.大連：大連工業(yè)出版社.2008 （4） 劉少年.程婷，機械制圖.北京：機械工業(yè)出版社，2008 （5） 宮成立.金屬工藝學(xué).北京：機械工業(yè)出版社，2007 （6） 鄒吉權(quán).公差配合與技術(shù)測量.重慶：重慶大學(xué)出版社，2007