填料箱蓋

目 錄1 零件的分析 .12 工藝設(shè)計22.1 毛坯的制造形式32.2 基準(zhǔn)面的選擇32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇42.2.2 精基準(zhǔn)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73專用夾具設(shè)計203.1 問題的指出213.2 夾具設(shè)計213.2.1 定位基準(zhǔn)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(shè)計及操作的簡要說明22參考資料 22致謝 23附 錄 241 零件的分析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。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 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 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，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：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，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 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)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，R 為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<<工藝手冊>>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(jīng)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3 mm，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）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a <=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)=1.58, =0.15, y =0.4,m=0.2。修正系數(shù) 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(zhuǎn)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(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)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)= =66.7(m/min)確定機床主軸轉(zhuǎn)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 =CF a f v k 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(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= = （3) 車 75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= = （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/r n =305r/min2.5.3工序 鉆擴 mm、及 孔。Z3025搖臂鉆床（1） 鉆孔 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）按機床選?。?136r/min（按工藝手冊表4.2-2）則實際切削速度（2） 鉆孔 mm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） 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(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） 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：2.5.4 工序 鉆6 13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24（1） 鉆6- 13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以 n= =401(r/min)按機床選?。?所以實際切削速度為：（2） 鉆2 底孔8.5f=0.35mm/r v=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/r v=13m/min所以 n= =487r/min按機床選取 實際切削速度（4） 攻螺紋孔2 r=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）選擇1200r/min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(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59.9mm2Z=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=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(dāng) 時，工作臺的每分鐘進給量 應(yīng)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(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 20x6x8mm切削用量的選擇：砂輪轉(zhuǎn)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(nèi)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(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)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(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。3.2 夾具設(shè)計3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，12孔中，6 13.5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(shè)計基準(zhǔn)為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以 65外圓面作為定位基準(zhǔn)。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(zhǔn)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=C d f k 3.1式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35k =( F=420 轉(zhuǎn)矩T=C d f k 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=K K K K 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5;K 加工性質(zhì)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(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP ,夾緊拉桿 。N= N>F鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F = 取 F =4416 F > F 所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)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(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)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(yīng)設(shè)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(dāng)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(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)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。參考資料1.機床夾具設(shè)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(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.機械制造工藝學(xué)周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊李益民 主編 機械工業(yè)出版社社6. 機床夾具設(shè)計手冊王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 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