“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装置设计.doc

目目 录录 设计任务书设计任务书.- 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 零件的工艺分析.- 2 - 2 2 工艺规程设计工艺规程设计.- 3 - 2.1 毛坯的制造形式.- 3 - 2.2 基准面的选择- 3 - 2.2.1 粗基准的选择- 3 - 2.2.2 精基准的选择- 3 - 2.3 制订工艺路线- 3 - 2.3.1 工艺线路方案一- 3 - 2.3.2 工艺路线方案二- 4 - 2.3.3 工艺方案的比较与分析.- 4 - 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定- 5 - 2.5 确定切削用量- 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 课程设计心得体会课程设计心得体会.- 16 - 参考文献参考文献- 17 - - 1 - 机械制造技术课程设计任务书 设计题目：设计题目：设计“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装置（生产纲 领：5000 件） 零件图：零件图：如图所示 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 设计内容设计内容 1 产品零件图 1 张（3 或 4 号） 2 产品毛坯图 1 张（3 或 4 号） 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 课程设计说明书 1 份 成绩评定成绩评定 得 分 指导教师 签名 日期 年 月 日 系主任 审核 日期 年 月 日 - 2 - 序序 言言 机械制造技术是我们机电学学生的一门重要的专业课程，机械制造是 我们机电专业大部分学生的就业方向。这次课程设计是我们在毕业前对机 械制造技术的一次系统复习，理论联系实际的一次实训，是我们三年的大 学中一个不可缺少的部分。 这次课程设计对我们以后的工作也是一次很好的练习，让我们为以后 的工作留下了宝贵经验。 由于初学能力有限，很多地反做的有误的地方，恳请老师给与指导。 1 零件的零件的分析分析 1.1 零件的作用 题目所给定的零件是填料箱盖（附图 1） ，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： （查表 1.4-28机械制造 工艺设计简明手册 ） 1.以 65H5（）轴为中心的加工表面。 0 013 . 0 包括：尺寸为 65H5（ 0 013 . 0 ）的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为 80 的与 65H5（）相接的肩面, 尺寸为 100f8( 036 . 0 090 . 0 )与 65H5（）同轴度 0 013 . 0 0 013 . 0 为 0.025 的面. 尺寸为 60h5( 046 . 0 0 )与 65H5（）同轴度为 0.025 的孔. 0 013 . 0 2.以 60h5()孔为中心的加工表面. 046 . 0 0 尺寸为 78 与 60H8()垂直度为 0.012 的孔底面,表面粗糙度为 0.4,须研 046 . 0 0 磨. 3. 以 60H8()孔为中心均匀分布的 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为 6.3,粗加工可满足要求 . - 3 - 2 工艺规程设计工艺规程设计 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。由于年产量为 1000 件，属于中批生产的水平， 而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。 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。 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： 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。 采用锥堵或锥套心轴。 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 2.3.1 工艺线路方案一 工序 铣削左右两端面。 工序 粗车 65，80，100，75，155 外圆及倒角。车 7.5 槽 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 - 4 - 纹 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 工序 粗、精、细镗 60H8（孔。) 046 . 0 0 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。 2.3.2 工艺路线方案二 工序 车削左右两端面。 工序 粗车 65，80，75，155 外圆及倒角。 工序 钻 30 孔、扩 32 孔，扩 47 孔。 工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面. 工序 粗、精、细镗 60H8（孔。) 046 . 0 0 工序 铣 60 孔底面 工序 孔底面 工序 镗 60 孔底面沟槽。 工序 研磨 60 孔底面。 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 终检。 2.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工 12 孔后精加工外圆面和 60H8（孔。 ；方案二是使用车削方式加工两端面，) 046 . 0 0 12 孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应 车削端面，在中批生产中，综合考虑，选择工艺路线二。 但是仔细考虑，在线路二中，工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端 面. 然后工序 钻 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹。 这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已 加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下： - 5 - 工序 车削左右两端面。 工序 粗车 65，80，75，155 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（孔。) 046 . 0 0 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 HBS190241，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、100、91、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 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 R 6.3 um,只 a 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 mm.长度方向的余量查表 2.2-4,其余量值规5 . 2 定为 3.03.5 mm.现取 3.0 mm。 （3）内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R4332、 为 a 6.3,钻扩即可满足要求。 （4）内孔 60H8()。要求以外圆面 65H5（）定位，铸出毛坯 046 . 0 0 0 013 . 0 孔 30。 - 6 - 查表 2.3-9, 粗镗 59.5 2Z=4.5 精镗 59.9 2Z=0.4 细镗 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.铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69 (6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. Z=0.5 (7) 6 5 . 13孔及 2M106H 孔、4M106H 深 20 孔。均为自由尺寸 精度要求。 16 5 . 13孔可一次性直接钻出。 2查工艺手册 表 2.320 得攻螺纹前用麻花钻直径为 8.5 的孔。 钻孔 8.5 攻螺纹 M10 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、100，155 外 圆，表面粗糙度值 R 为 6.3。 a 机床：C6201 卧式车床。 刀具：刀片材料为 YG6，刀杆尺寸为 16mmX25mm,k =90,r =15 r0 =12 r=0.5mm。 0 R 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 3mm，则毛坯25. 1 长度方向的最大加工余量为 4.25mm,分两次加工,a =2mm 计。长度加工方向取 p IT12 级，取mm。确定进给量 f:根据切削用量简明手册 （第三版）表04. 0 - 7 - 1.4,当刀杆 16mmX25mm, a =2mm 时,以及工件直径为 160 时。 p f=0.50.7mm/r 按 C6201 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 V =(m/min) cv yx p m v k faT c v v =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系数见切削手册表 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) 确定机床主轴转速 n = 8414 . 3 7 .661000 =253(r/min) s d VC1000 按机床说明书（见工艺手册表 4.28）与 253r/min 相近的机床转速 选取 305r/min。实际切削速度 V=80m/min （2） 粗车 160 端面 确定机床主轴转速: n =133(r/min) s d VC1000 16014 . 3 7 .661000 按机床说明书（见工艺手册表 4.28）与 133r/min 相近的机床 转速选取 150r/min。实际切削速度 V=75.4m/min 2.5.2 工序：粗车65,80,75,100 外圆以及槽和倒角 切削深度:先84 车至80 以及104 车至100。 进给量: 见切削手册表 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) 确定机床主轴转速: n =204(r/min) s d VC1000 10414 . 3 7 .661000 按机床选取 n =230 r/min。所以实际切削速度 V=75.1 m/min 1000 dn 1000 23010414 . 3 检验机床功率: 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 切削时消耗功率 P = c )(665 . 0 106 7 . 66598 106 44 KW VF cc 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= 1000 wwn d min/ 3 . 62 1000 6530514 . 3 m - 9 - （3) 车75 外圆 取 n =305r/min w 实际切削速度 V= 1000 wwn d min/ 9 . 71 1000 7530514 . 3 m （4） 粗车100 外圆 取 n =305r/min w 实际切削速度 V=min/78.95 1000 10030514 . 3 m 1000 wwn d （5）车槽 7.5 采用切槽刀，r =0.2mm R 根据机械加工工艺师手册表 27-8 取 f=0.25mm/r n =305r/min w 2.5.3 工序 钻扩mm、及孔。Z3025 摇臂钻床 32mm43 （1）钻孔mm25 选择进给量 f=0.41mm/r 选择切削速度（见切削手册表 2.7） V=12.25m/min （见切削手册表 2.13 及表 2.14，按 5 类加工性考虑） min)/(130 30 25.1210001000 r d v n w s 按机床选取： =136r/min（按工艺手册表 4.2-2） w n 则实际切削速度 min/68.10 1000 13625 1000 m nd v （2） 钻孔mm32 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 f=（1.21.3） 钻 f - 10 - v=（） 3 1 2 1 钻 v 公式中、为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 钻 f 钻 v 得 =0.56mm/r（表 2.7） 钻 f =19.25m/min（表 2.13） 钻 v 并令： f=1.35 =0.76mm/r 钻 f 按机床取 f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 钻 v min/ 6 . 76 32 7 . 710001000 r d v ns 按照机床选取 min/97rnw 所以实际切削速度： min/84 . 7 1000 9732 1000 m nd v ww (3)钻孔mm47 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 f=（1.21.3） 钻 f v=（） 3 1 2 1 钻 v 公式中、为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 钻 f 钻 v 得 =0.56mm/r（表 2.7） 钻 f =19.25m/min（表 2.13） 钻 v 并令： f=1.35 =0.76mm/r 钻 f 按机床取 f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 钻 v min/ 6 . 52 47 7 . 710001000 r d v ns 按照机床选取 - 11 - min/97rnw 所以实际切削速度： min/13.14 1000 9747 1000 m nd v ww 2.5.4 工序 钻 613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深 24 （1） 钻 6-13.5 f=0.35mm/r V=17mm/min 所以 n=401(r/min) 5 . 13 1000 V 按机床选取： min/400rnw 所以实际切削速度为： min/95.16 1000 400 5 . 13 1000 m nd v ww （2） 钻 2底孔 8.5HM610 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n=487r/min 5 . 8 1000 v 按机床选取 min/500rnw 实际切削速度 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 按机床选取 min/500rnw 实际切削速度 min/35.13 1000 5005 . 8 1000 m nd v ww (4)攻螺纹孔 2HM610 - 12 - r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382rns 按机床选取 则min/315rnw 实际切削速度 min/9 . 9 1000 31510 1000 m nd v ww （5）攻螺纹 4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 min/382rns 按机床选取 则min/315rnw 实际切削速度 min/9 . 9 1000 31510 1000 m nd v ww 2.5.5 工序：精车 65mm 的外圆及与 80mm 相接的端面 车床：C620-1 （1）精车端面 Z=0.4mm mmap2 . 0 rmmf/1 . 0 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） min)/(mk fyxaT c v v vvpm v c 式中， ， 修正系数见切削手册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 min/301 1000 801200 mv （1）精车 65 外圆 2Z=0.3 f=0.1mm/r min)/(mk fyxaT c v v vvpm v c 式中， ， 修正系数见切削手册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 所以实际切削速度 min/245 1000 651200 mv （3） 精车外圆 100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r min/257mvc 取 min/1200rnw 实际切削速度 min/ 8 . 376 1000 1001200 mv - 14 - 2.5.6 工序：精、粗、细镗mm 孔 )(860 046. 0 0 H （1）粗镗孔至 59.5mm 2Z=4.5mm 则 Z=2.25mm min/185 60 3510001000 r d v nw 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 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 59.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min min/425 6014 . 3 8010001000 r d v nw （3）细镗孔至mm)(860 046 . 0 0 H 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。 mmap05 . 0 f=0.1mm/r =425r/min w n V=80m/min 2.5.7 工序：铣 60 孔底面 铣床：X63 系列 铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数 Z=4 切削速度：参照有关手册，确定 v=15m/min mmaw7 =477.7r/min 10 1510001000 w s d v n 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 =475r/min w n - 15 - 故实际切削速度为： min/9 .14 1000 47510 1000 m nd v ww 当时，工作台的每分钟进给量应为min/475rnw m f min/150475408 . 0 mmznff wzm 查机床说明书，刚好有故直接选用该值。min/150mfm 倒角 1x45采用 90锪钻 2.5.8 工序：磨 60 孔底面 选择磨床： 选用 MD1158（内圆磨床） 选择砂轮： 见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为 A36KV6P 20 x6x8mm 切削用量的选择： 砂轮转速 ，m/smin/1500rn 砂 5 .27 砂 v 轴向进给量 mmfa3 径向进给量 mmfr015 . 0 2.5.9 工序： 镗 60mm 孔底沟槽 内孔车刀 保证 t=0.5mm，d=2mm 2.5.10 工序： 研磨 60mm 孔底面 采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm - 16 - 课程设计心得体会课程设计心得体会 参考文献参考文献 （1） 吴拓，方琼珊.机械制造工艺于机床夹具课程设计指导.大连：机械工 业出版社，2005 （2） 鲁国强，黄宏伟.机械制造技术.（第二版）.大连：大连理工出版社， 2005 - 17 - （3） 罗玉福.机械设计基础.（第二版）.大连：大连工业出版社.2008 （4） 刘少年.程婷，机械制图.北京：机械工业出版社，2008 （5） 宫成立.金属工艺学.北京：机械工业出版社，2007 （6） 邹吉权.公差配合与技术测量.重庆：重庆大学出版社，2007