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）

目 录设计任务书 .- 1 -序 言 .- 2 -1 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 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 课程设计心得体会 .- 16 -参考文献 - 17 -附录：机械工艺过程卡片、填料箱盖零件图、填料箱盖工序卡等 CAD 图纸如需联系 QQ 401339828- 1 -机械制造技术课程设计任务书设计题目：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：如图所示 1305 3247758065h(0-.3)6H8(-.4)91h8(0-.54)f360.5X47.5+030.2B0.25A0.15AB0.25A 1.616 0.0.4研磨I713778454071R5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 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 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，是我们四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。013.包括：尺寸为 65H5（ 013.）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( 036.9)与 65H5（ ）同轴度013. 013.为 0.025 的面. 尺寸为 60h5( 046.)与 65H5（ ）同轴度为 0.025 的孔.1.2.以 60h5( )孔为中心的加工表面.046.尺寸为 78 与 60H8( )垂直度为 0.012 的孔底面,表面粗糙度为 0.4,须研磨.3. 以 60H8( )孔为中心均匀分布的 12 孔,6-13.5,4-M10-6H 深 20046.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，)046.12 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 65，85，75，155 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.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，R432、为a6.3,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. 013.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=0.1046.(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.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 .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 M102.5 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：C620 1 卧式车床。刀具：刀片材料为 YG6，刀杆尺寸为 16mmX25mm,k =90,r =15r0=12 r =0.5mm。0R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 3 mm，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pIT12 级，取 mm。确定进给量 f:根据切削用量简明手册 （第三版）表04.- 7 -1.4,当刀杆 16mmX25mm, a =2mm 时,以及工件直径为 160 时。pf=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)cvyxpmvkfaT=1.58, =0.15, y =0.4,m=0.2。修正系数 见 切削手册 表 1.28,即vvvkvk =1.44, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97ms rvBV所以V =c 97.0814.0.15.0268140 =66.7(m/min)确定机床主轴转速n = = 841.37.60=253(r/min)sdVC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)sdVC101604.37.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)cvyxpmvkfaT- 8 -= 97.0814.0.15.0268140 =66.7(m/min)确定机床主轴转速:n = = =204(r/min)sdVC10104.37.6按机床选取 n =230 r/min。所以实际切削速度V= = =75.1 m/min10023.检验机床功率: 主切削力F =CF a f v kcpCFxycFCnCF =900, x =1.0 , y =0.75 , n =-0.15CCCCFk =(MF02.1)9()104.FnHBk =0.73r所以 F =900C )(59873.0217.65.0150N切削时消耗功率P =c )(65.0175980644KWVc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= =10wndmin/3.620534.- 9 -（3) 车 75 外圆 取 n =305r/minw实际切削速度 V= =10wdmin/9.710534.（4） 粗车 100 外圆取 n =305r/minw实际切削速度 V= = min/78.951034.10wd（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/minw2.5.3 工序 钻扩 mm、及 孔。Z3025 摇臂钻床32m43（1）钻孔 5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)/(1302.10rdvnws 按机床选取：=136r/min（按工艺手册表 4.2-2）wn则实际切削速度 min/68.1032510ndv（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=（ ）312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/rv=0.4 =7.7m/min钻vmin/6.732.10rdns 按照机床选取 i/9rw所以实际切削速度： min/84.71032ndv(3)钻孔 m47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fv=（ ）312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/rv=0.4 =7.7m/min钻vmin/6.5247.10rdns 按照机床选取- 11 -min/97rw所以实际切削速度： i/13.410ndvw2.5.4 工序 钻 6 13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深 24（1） 钻 6- 13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以 n= =401(r/min)5.130V按机床选取： min/4rnw所以实际切削速度为： in/95.1605.31dv（2） 钻 2 底孔 8.5HM60f=0.35mm/r v=13m/min所以 n= =487r/min5.810v按机床选取 min/rnw实际切削速度 in/35.105.81dv（3） 4 深 20，孔深 24，底孔 8.5HM60f=0.35mm/r v=13m/min所以 n= =487r/min5.810v按机床选取 min/rnw实际切削速度 in/35.105.81dv(4)攻螺纹孔 2 HM60- 12 -r=0.2m/s=12m/min所以 min/382rns按机床选取则i/15w实际切削速度 in/9.103mndv（5）攻螺纹 4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 in/382rns按机床选取则mi/15w实际切削速度 in/9.103ndv2.5.5 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=0.4mmmap2.0rf/1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） in)/(mkfyxaTcvvpmvc式中 ， ， 修正系数 见切削手册158vc,15.0vx4.v15.0vk表 1.28所以 min/2579.0814.0.1.02.601584.kfaTcvvyxpmvc - 13 -min/102385710rdvnwcs 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 in/3011820mv（1）精车 65 外圆2Z=0.3f=0.1mm/r min)/(kfyxaTcvvpmvc式中 ， ， 修正系数 见切削手册158vc,15.0vx4.v15.0vk表 1.28所以 min/2579.0814.0.1.02.601584.kfaTcvvyxpmvc min/rnw所以实际切削速度 i/2451062v（3） 精车外圆 100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r min/257vc取 10rw实际切削速度 in/8.376102v- 14 -2.5.6 工序：精、粗、细镗 mm 孔)(86046.H（1）粗镗孔至 59.5mm2Z=4.5mm 则Z=2.25mm min/18560310rdvnw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 59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min min/425601.380rdvnw（3）细镗孔至 mm)(86046.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。 map05.f=0.1mm/r=425r/minwnV=80m/min2.5.7 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/minmaw7=477.7r/min10510sdvn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/minwn- 15 -故实际切削速度为： min/9.140751ndvw当 时，工作台的每分钟进给量 应为mi/475rnwfi/578.znfw查机床说明书，刚好有 故直接选用该值。in/150m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 20x6x8mm切削用量的选择：砂轮转速 ， m/smin/150rn砂 5.27砂v轴向进给量 fa3径向进给量 r.2.5.9 工序： 镗 60mm 孔底沟槽内孔车刀 保证 t=0.5mm，d=2mm2.5.10 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- 17 -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（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- 18 -