填料箱壓蓋夾具課程設計
填料箱壓蓋夾具課程設計,填料,壓蓋,夾具,課程設計
解放牌汽車的填料箱壓蓋課程設計目錄前 言21.1 零件的作用31.2 零件的工藝分析32 工藝規(guī)程設計42.1 毛坯的制造形式42.2 基準面的選擇42.2.1 粗基準的選擇42.2.2 精基準的選擇42.3 制訂工藝路線42.3.1 工藝線路方案一42.3.2 工藝路線方案二52.3.3 工藝方案的比較與分析52.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量及基本工時72.5.1 工序：車削端面、外圓72.5.2 工序：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角92.5.3 工序 鉆擴mm、及锪孔。轉塔機床C365L122.5.4 工序 鉆613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24132.5.5 工序：精車65mm的外圓及與80mm相接的端面162.5.6 工序：精、粗、細鏜mm孔182.5.7 工序：銑60孔底面192.5.8 工序：磨60孔底面192.5.9 工序： 鏜60mm孔底溝槽202.5.10 工序： 研磨60mm孔底面203專用夾具設計213.1 問題的指出213.2 夾具設計213.2.1 定位基準的選擇213.2.2 切削力及夾緊力的計算213.3 定位誤差的分析223.4 夾具設計及操作的簡要說明224參考資料235全文總結. . . . . . .24前 言 畢業(yè)設計是高等工業(yè)學校教學中的一個主要組成部分,是專業(yè)學習過程是最后的一個主要的實踐性的教學環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生獨立思考和科學工作方法重要的實踐性的過程。 設計的目的和要求在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能去分析和解決機械工程實際問題的能力.熟練生產技術的工作的一般方法,培養(yǎng)學生樹立工程技術必備的全局觀點,生產觀點和經濟觀點。樹立正確的設計思想和嚴肅認真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學生調查研究,查閱技術文獻資料,手冊進行工程運籌,圖樣的繪制及編寫技術文件的獨立工作能力. 畢業(yè)設計,通過到工廠的實際調研,對設計內容有了基本的了解,并仔細觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在同學的幫助和老師的指導下完成了設計任務,并編寫了設計說明書。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術工作打下一個良好的基礎。 由于能力和經驗的有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。1 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是解放牌汽車的填料箱壓蓋（附圖1），其主要作用是與軸配合使用.達到應有作用.1.2 零件的工藝分析填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表1.4-28機械制造工藝設計簡明手冊）1 以65H5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為80的與65H5（）相接的介面, 尺寸為100f8()與65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為60h5()與65H5（）同軸度為0.025的孔.2.以60h5()孔為中心的加工表面.尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3. 以60H8()孔為中心均勻分布的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為6.3,粗加工可滿足要求. 2 工藝規(guī)程設計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。由于年產量為1000件，屬于中批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。2.2 基準面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。2.2.1 粗基準的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若每個工件表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的表面為粗基準）。2.2.2 精基準的選擇按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(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，但是隨著孔的加工，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：當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。采用錐或錐套心軸。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 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。2.3.1 工藝線路方案一工序 銑削左右兩端面。工序 粗車65，85，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴32孔，锪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。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 去毛刺，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65，85，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴32孔，锪43孔。工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細鏜60H8（孔。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 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序 去毛刺，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，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，應車削端面，在中批生產中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。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：工序 車削左右兩端面。工序 粗車65，85，75，155外圓及倒角。工序 鉆30孔、擴32孔，锪43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。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 去毛刺，終檢。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。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，毛坯質量約為5kg，生產類型為中批生產，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)直接按零件結構取為84、104、160的階梯軸式結構，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R=6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求.（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)定為3.03.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。（3）內孔。毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為6.3,鉆擴即可滿足要求。（4）內孔60H8()。要求以外圓面65H5（）定位，鑄出毛坯孔30。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(5) 60H8()孔底面加工.按照表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 銑削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面溝槽.采用鏜削,經過底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5(7) 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。16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 M102.5 確定切削用量及基本工時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。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，=12 r=0.5mm。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IT12級，取mm。確定進給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表1.4,當?shù)稐U16mmX25mm, a小于等于2mm時,以及工件直徑為160時。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)2.1式中, =1.58,=0.15,y=0.4，m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V= =66.7(m/min)確定機床主軸轉速 n=253(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與253r/min相近的機床轉速有230r/min及305r/min。現(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 V=80m/min 計算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.59(min)（2） 粗車160端面確定機床主軸轉速:n=133(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與133r/min相近的機床轉速有120r/min及150r/min。現(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 V=75.4m/min 計算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=2.21(min)（3） 粗車160與104連接之端面L=28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.82(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) = =66.7(m/min)確定機床主軸轉速:n=204(r/min)按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度V=75.1 m/min檢驗機床功率: 主切削力F=CFafvk2.2式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(k=0.73所以 F=900切削時消耗功率P=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,當主軸轉速為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。 檢驗機床進給系統(tǒng)強度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F按切削手冊表1.29所示公式計算F=CFafVk2.3式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0k=(k=0.5所以 F=530而軸向切削力F=CFafvk式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0k=(k=1.17軸向切削力F=450取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給機構可承受的最大縱向力為3550N(見表1.30),故機床進給系統(tǒng)可正常工作。切削工時： t=式中： L=105mm, L=4mm, L=0所以t=（2） 粗車65外圓 實際切削速度 V= 計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=17mm， L=3mm, L=0mm。t=（2） 粗車75外圓取 n=305r/min 實際切削速度 V=計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=83mm, L=3mm, L=0mm。t=（3） 粗車100外圓取 n=305r/min實際切削速度 V=計算切削工時： 按表6.2-1，取L=15mm, L=3mm, L=0mmt=（4） 車槽.采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機械加工工藝師手冊表27-8取 f=0.25mm/rn=305r/min計算切削工時L=9mm, L=3mm, L=0mm。t=2.5.3 工序 鉆擴mm、及锪孔。轉塔機床C365L（1） 鉆孔f=0.41mm/r（見切削手冊表2.7）r=12.25m/min（見切削手冊表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）按機床選?。?136r/min（按工藝手冊表4.2-2）所以實際切削速度切削工時計算：， =10mm， =4mm=（2） 鉆孔mm根據(jù)有關資料介紹，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系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，查切削手冊得 =0.56mm/r（表2.7）=19.25m/min（表2.13）并令： f=1.35 =0.76mm/r按機床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機床選取所以實際切削速度：切削工時計算：， ， =（3） 锪圓柱式沉頭孔根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/21/3，故f=按機床取f=0.21mm/rr=按機床選取：所以實際切削速度為：切削工時計算：， ， =2.5.4 工序 鉆613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24（1） 鉆6-13.5f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n=401(r/min)按機床選?。核詫嶋H切削速度為：切削工時， ， 則：=t=6t=60.157=0.942min（2） 鉆2底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按機床選取實際切削速度切削工時， ， 則：=（3） 4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=487r/min按機床選取實際切削速度切削工時， ， 則：=（4） 攻螺紋孔2r=0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度計算工時， ， 則：=（5） 攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度計算工時， ， 則：=2.5.5 工序：精車65mm的外圓及與80mm相接的端面車床：C616（1） 精車端面Z=0.4mm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）式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以按機床說明書（見工藝手冊表4.2-8）與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 計算切削工時按工藝手冊表6.2-1取， ， ， 則：=（2） 精車65外圓2Z=0.3f=0.1mm/r式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以所以實際切削速度計算切削工時， ， 則：=（3） 精車外圓100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r取 實際切削速度計算切削工時， ， 則：=2.5.6 工序：精、粗、細鏜mm孔（1） 粗鏜孔至59.5mm2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。， ， 則：=（2） 精鏜孔至59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min計算切削工時， ， 則：=（3） 細鏜孔至mm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。f=0.1mm/r=425r/minV=80m/min2.5.7 工序：銑60孔底面銑床：X63銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min=477.7r/min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故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為查機床說明書，剛好有故直接選用該值。計算切削工時L=（60mm-30mm）=30mm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（內圓磨床）選擇砂輪：見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結果為A36KV6P 20x6x8mm切削用量的選擇：砂輪轉速 ，m/s軸向進給量 徑向進給量 切削工時計算： 當加工一個表面時（見工藝手冊表6.2-8）式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單位加工余量 =0.2mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進給量 ： 工作臺往返一次砂輪徑向進給量則 2.5.9 工序： 鏜60mm孔底溝槽內孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm2.5.10 工序： 研磨60mm孔底面采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm3專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第6道工序鉆12孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆12孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。3.2 夾具設計3.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，12孔中，613.5在圓周上均勻分布,2M10，4M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。N= NF鉆削時 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。3.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。3.4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，應首先著眼于機動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖3及附圖4。4參考資料1.機床夾具設計 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社2.機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.機械制造工藝學 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社4. 機械制造工藝設計簡明手冊李益民 主編 機械工業(yè)出版社5. 工藝師手冊 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社6. 機床夾具設計手冊王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 機床專用夾具設計圖冊南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社8. 機械原理課程設計手冊 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社9.金屬切削手冊第三版 上海市金屬切削技術協(xié)會 上?？茖W技術出版社10.幾何量公差與檢測第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術出版社 11機械設計基礎 第三版 陳立德主編 高等教育出版社12工程材料 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社13機械制造工藝學課程設計指導書， 機械工業(yè)出版社14機床夾具設計 王啟平主編 哈工大出版社15.現(xiàn)代機械制圖 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社 5 全文總結 本文是針對如何提高填料箱蓋的加工質量以及如何縮短產品生產周期提出的基于UG的填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設計。本文的重點是對填料箱蓋加工路線的確定，制定工序卡片，然后對工序4中的鉆12孔進行專用夾具設計。在本次設計中，我主要從以下方面得到了收獲：（1） 在工藝規(guī)程設計的方面，對基準面的選擇是十分重要的，正確合理的基準面對加工質量的保證，生產率的提高有很大的作用。最終經過多方面的比較最終確定零件的粗基準和精基準，在工藝路線的確定方面，我設計出了兩個不同的方案，兩個方案的不同之處在于對零件加工的順序不一樣，經過多方面的分析，我最終選擇了工藝路線方案二，并對其進行了改進。（2） 在確定工藝路線后，對工件的加工余量以及工時的確定也是十分重要的，我查閱了工藝手冊及切削手冊，對切削力進行計算，對工件的強度進行校核，最終確定零件的切削用量以及各工序的工時。（3） 在進行對工序4的加工12孔進行專業(yè)夾具設計，由于12孔中6-13.5，2-M10,4-M10,為平均分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，選擇以65外圓面作為定位基準。在選定定位基準后，夾緊方式的選擇成了重點，考慮到夾具的體積和夾緊裝卸的方便性，所以采用氣動夾緊。最終確定夾具的結構。24填料箱壓蓋課程設計目錄設計任務書。1序 言21.1 零件的作用31.2 零件的工藝分析32 工藝規(guī)程設計42.1 毛坯的制造形式42.2 基準面的選擇42.2.1 粗基準的選擇42.2.2 精基準的選擇42.3 制訂工藝路線42.3.1 工藝線路方案一42.3.2 工藝路線方案二52.3.3 工藝方案的比較與分析52.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量72.5.1 工序：72.5.2 工序：92.5.3 工序122.5.4 工序132.5.5 工序162.5.6 工序：182.5.7 工序：192.5.8 工序：192.5.9 工序：202.5.10 工序：203課程設計心得體會214參考文獻23加上那張圖機械制造技術課程設計任務書序 言 畢業(yè)設計是高等工業(yè)學校教學中的一個主要組成部分,是專業(yè)學習過程是最后的一個主要的實踐性的教學環(huán)節(jié),是完成工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生獨立思考和科學工作方法重要的實踐性的過程。 設計的目的和要求在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能去分析和解決機械工程實際問題的能力.熟練生產技術的工作的一般方法,培養(yǎng)學生樹立工程技術必備的全局觀點,生產觀點和經濟觀點。樹立正確的設計思想和嚴肅認真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學生調查研究,查閱技術文獻資料,手冊進行工程運籌,圖樣的繪制及編寫技術文件的獨立工作能力. 畢業(yè)設計,通過到工廠的實際調研,對設計內容有了基本的了解,并仔細觀察和了解各加工工序的加工過程,查閱了大量的資料,在同學的幫助和老師的指導下完成了設計任務,并編寫了設計說明書。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術工作打下一個良好的基礎。 由于能力和經驗的有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。1 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是填料箱壓蓋（附圖1），其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不至于讓油液泄漏。1.2 零件的工藝分析填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表1.4-28機械制造工藝設計簡明手冊）1 以65H5（）軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65H5（）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()與65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為60h5()與65H5（）同軸度為0.025的孔.2.以60h5()孔為中心的加工表面.尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3. 以60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H.4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求. 2 工藝規(guī)程設計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。由于年產量為5000件，屬于中批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。2.2 基準面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。2.2.1 粗基準的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若每個工件表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的表面為粗基準）。2.2.2 精基準的選擇按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(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，但是隨著孔的加工，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：當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。采用錐或錐套心軸。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 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。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的孔及攻螺紋工序 精車65外圓及與80相接的端面.工序 粗、精、細鏜60H8（孔。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 去毛刺，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。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 鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋工序 去毛刺，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，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，應車削端面，在中批生產中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。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：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。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 去毛刺，終檢。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。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，毛坯質量約為5kg，生產類型為中批生產，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)直接按零件結構取為84、104、160的階梯軸式結構，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R=6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求.（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)定為3.03.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。（3）內孔。毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為6.3,鉆擴即可滿足要求。（4）內孔60H8()。要求以外圓面65H5（）定位，鑄出毛坯孔30。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(5) 60H8()孔底面加工.按照表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 銑削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面溝槽.采用鏜削,經過底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5(7) 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。16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 M102.5 確定切削用量及基本工時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。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，=12 r=0.5mm。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IT12級，取mm。確定進給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表1.4,當?shù)稐U16mmX25mm, a小于等于2mm時,以及工件直徑為160時。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)2.1式中, =1.58,=0.15,y=0.4，m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V= =66.7(m/min)確定機床主軸轉速 n=253(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與253r/min相近的機床轉速有230r/min及305r/min?，F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 V=80m/min （2） 粗車160端面確定機床主軸轉速:n=133(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與133r/min相近的機床轉速有120r/min及150r/min?，F(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 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) = =66.7(m/min)確定機床主軸轉速:n=204(r/min)按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度V=75.1 m/min檢驗機床功率: 主切削力F=CFafvk2.2式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(k=0.73所以 F=900切削時消耗功率P=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,當主軸轉速為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=（2） 粗車75外圓取 n=305r/min 實際切削速度 V=計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=83mm, L=3mm, L=0mm。t=（3） 粗車100外圓取 n=305r/min實際切削速度 V=(4)粗車100外圓取N=305r/min實際切削速度 V=-DwNw-（5） 車槽7.5.采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機械加工工藝師手冊表27-8取 f=0.25mm/rn=305r/min2.5.3 工序 鉆擴mm、及孔。Z3025搖臂鉆床（1） 鉆孔f=0.41mm/r（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）按機床選?。?136r/min（按工藝手冊表4.2-2）所以實際切削速度（2） 鉆孔mm根據(jù)有關資料介紹，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系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，查切削手冊得 =0.56mm/r（表2.7）=19.25m/min（表2.13）并令： f=1.35 =0.76mm/r按機床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機床選取所以實際切削速度：（3） 鉆孔根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/21/3，故f=按機床取f=0.76mm/rV=按機床選?。核詫嶋H切削速度為：2.5.4 工序 鉆613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24（1） 鉆6-13.5f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n=401(r/min)按機床選?。核詫嶋H切削速度為：（2） 鉆2底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按機床選取實際切削速度（3） 4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=487r/min按機床選取實際切削速度（4） 攻螺紋孔2r=0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度（5） 攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按機床選取則實際切削速度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）式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以按機床說明書（見工藝手冊表4.2-8）與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 （2） 精車65外圓2Z=0.3f=0.1mm/r式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以所以實際切削速度（3） 精車外圓100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r取 實際切削速度2.5.6 工序：精、粗、細鏜mm孔（1） 粗鏜孔至59.5mm2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。（2） 精鏜孔至59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min（3） 細鏜孔至mm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。f=0.1mm/r=425r/minV=80m/min2.5.7 工序：銑60孔底面銑床：X63銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min=477.7r/min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故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為查機床說明書，剛好有故直接選用該值。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（內圓磨床）選擇砂輪：見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結果為A36KV6P 20x6x8mm切削用量的選擇：砂輪轉速 ，m/s軸向進給量 徑向進給量 2.5.9 工序： 鏜60mm孔底溝槽內孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm2.5.10 工序： 研磨60mm孔底面采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mmYIYIJINGDAOCI 結束了3專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第6道工序鉆12孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆12孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。3.2 夾具設計3.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，12孔中，613.5在圓周上均勻分布,2M10，4M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。N= NF鉆削時 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。3.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。3.4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，應首先著眼于機動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖3及附圖4。課程設計心得體會參考文獻1.機床夾具設計 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社2.機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.機械制造工藝學 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社4. 機械制造工藝設計簡明手冊李益民 主編 機械工業(yè)出版社5. 工藝師手冊 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社6. 機床夾具設計手冊王光斗、王春福主編 上海科技出版社7. 機床專用夾具設計圖冊南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社8. 機械原理課程設計手冊 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社9.金屬切削手冊第三版 上海市金屬切削技術協(xié)會 上?？茖W技術出版社10.幾何量公差與檢測第五版 甘永立 主編 上海科學技術出版社 11機械設計基礎 第三版 陳立德主編 高等教育出版社12工程材料 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社13機械制造工藝學課程設計指導書， 機械工業(yè)出版社14機床夾具設計 王啟平主編 哈工大出版社15.現(xiàn)代機械制圖 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社 5 全文總結 本文是針對如何提高填料箱蓋的加工質量以及如何縮短產品生產周期提出的基于UG的填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設計。本文的重點是對填料箱蓋加工路線的確定，制定工序卡片，然后對工序4中的鉆12孔進行專用夾具設計。在本次設計中，我主要從以下方面得到了收獲：（1） 在工藝規(guī)程設計的方面，對基準面的選擇是十分重要的，正確合理的基準面對加工質量的保證，生產率的提高有很大的作用。最終經過多方面的比較最終確定零件的粗基準和精基準，在工藝路線的確定方面，我設計出了兩個不同的方案，兩個方案的不同之處在于對零件加工的順序不一樣，經過多方面的分析，我最終選擇了工藝路線方案二，并對其進行了改進。（2） 在確定工藝路線后，對工件的加工余量以及工時的確定也是十分重要的，我查閱了工藝手冊及切削手冊，對切削力進行計算，對工件的強度進行校核，最終確定零件的切削用量以及各工序的工時。（3） 在進行對工序4的加工12孔進行專業(yè)夾具設計，由于12孔中6-13.5，2-M10,4-M10,為平均分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，選擇以65外圓面作為定位基準。在選定定位基準后，夾緊方式的選擇成了重點，考慮到夾具的體積和夾緊裝卸的方便性，所以采用氣動夾緊。最終確定夾具的結構。20
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