解放牌汽车的填料箱压盖课程设计说明书

1 解放牌汽车的填料箱压盖课程设计 目录 前 言 . 2 零件的作用 . 2 零件的工艺分析 . 3 2 工艺规程设计 . 3 毛坯的制造形式 . 3 基准面的选择 . 4 粗基准的选择 . 4 精基准的选择 . 4 制订工艺路线 . 4 工艺线路方案一 . 4 工艺路线方案二 . 5 工艺方案的比较 与分析 . 5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 确定切削用量及基本工时 . 7 工序：车削端面、外圆 . 7 工序：粗车 65,80,75,100 外圆以及槽和倒角 . 8 工序 钻扩 锪孔。转塔机床 . 11 工序 钻 6 24孔深 24 . 13 工序：精车 65外圆及与 80接的端面 . 16 工序：精、粗、细镗 . 17 工序：铣 60 孔底面 . 18 工序：磨 60 孔底面 . 19 工序： 镗 60底沟槽 . 20 工序： 研磨 60底面 . 20 3 专用夹具设计 . 20 问题的指出 . 20 夹具设计 . 21 定位基准的选择 . 21 切削力及夹紧力的计算 . 21 定位误差的分析 . 22 夹具设计及操作的简要说明 . 22 4 参考资料 . 22 5 全文总结 . . . . 2 . . . . 言 毕业设计是高等工业学校教学中的一个主要组成部分 ,是专业学习过程是最后的一个主要的实践性的教学环节 ,是完成工程师基本训练的重要环节，是培养学生独立思考和科学工作方法重要的实践性的过程。 设计的目的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决机械工程实际问题的能力 培养学生树立工程技术必备的全局观点 ,生产观点和经济观点。树立正确 的设计思想和严肃认真的工作态度 ,培养学生调查研究 ,查阅技术文献资料 ,手册进行工程运筹 ,图样的绘制及编写技术文件的独立工作能力 . 毕业设计 ,通过到工厂的实际调研 ,对设计内容有了基本的了解 ,并仔细观察和了解各加工工序的加工过程 ,查阅了大量的资料 ,在同学的帮助和老师的指导下完成了设计任务 ,并编写了设计说明书。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。 由于能力和经验的有限，设计尚有许多不足 之处，恳请各位老师给予指教。 1 零件的分析 零件的作用 题目所给定的零件是解放牌汽车的填料箱压盖（附图 1），其主要作用是与轴配合使用 3 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 械制造工艺设计简明手册） 1 以 65轴为中心的加工表面。 包括：尺寸为 65的轴，表面粗糙度为 尺寸为 80的与 65相接的介面 , 尺寸为 100)与 65同轴度为 尺寸为 60与 65同轴度为 0孔为中心的加工表面 . 尺寸为 78与 60垂直度为 孔底面 ,表面粗糙度为 研磨 . 3. 以 60孔为中心均匀分布的 12 孔 ,6 20 孔深 24及 2加工可满足要求 . 2 工艺规程设计 毛坯的制造形式 零件材料为 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，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 4 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，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 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。若每个工件表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的表面为粗基准）。 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 2的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。 采用锥或锥套心轴。 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。 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺线路方案一 工序 铣削左右两端面。 工序 粗车 65， 85， 75， 155 外圆及倒 角。 工序 钻 30 孔、扩 32孔，锪 47孔。 工序 钻 620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 60)。 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。 5 工序 去毛刺，终检。 工艺路线方案二 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，锪 43 孔。 工序 精车 65外圆及与 80相接的端面 . 工序 粗、精、细镗 60)。 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 钻 620孔深 24的孔及攻螺纹 工序 去毛 刺，终检。 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 60)。；方案二是使用车削方式加工两端面， 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，我们选择工艺路线二。 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 ,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： 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，锪 43 孔。 工序 钻 620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 60)。 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 去毛刺，终检。 6 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”。 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 ，硬度为 41，毛坯质量约为 5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 .3 要粗车就可满足加工要求 ,以 155 为例 ,2Z=5 （ 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 件轮廓尺寸 (长度方 向 100 160长度方向偏差为 余量值规定为 3.5 （ 3） 4332 、 内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求， 扩即可满足要求。 （ 4）内孔 60。要求以外圆面 65 定位，铸出毛坯孔 30。 查表 粗镗 2Z=镗 2Z=镗 60 2Z=5) 60孔底面加工 . 按照 表 . 研磨余量 Z=取 Z=. 磨削余量 Z= 取 Z=. 铣削余量 Z=6)底面沟 槽 经过底面研磨后镗可保证其精度 . Z=7) 6 孔及 2 6H 孔、 4 6H 深 20 孔。均为自由尺寸精度要求。 1 6 孔可一次性直接钻出。 2查工艺手册表 20得攻螺纹前用麻花钻直径为 孔。 钻孔 攻螺纹 7 确定切削用量及基本工时 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： 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 机床： 1卧式车床。 刀具：刀片材料为 杆尺寸为 160 ,5， 0=12 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 毛坯长度方向的最大加工余量为 两次加工 ,。长度加工方向取 ，定进给量 f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册表 刀杆 16以及工件直径为 160 时。 f=r 按 1 车床说明书（见切削手册表 取 f=0.5 mm/r 计算切削速度 : 按切削手册表 削速度的 计算公式为 Vc=m/ 中 , x v=m=正系数 切削手册 以 =66.7(m/确定机床主轴转速 =253(r/ 8 按机床说明书（见工艺手册表 8） 与 253r/转速有 230r/ 305r/选取 305r/果选 230m/ 则速度损失较大。所以实际切削速度 V=80m/计算切削工时，按工艺手册表 L=284=42 3 42 =（ 2） 粗车 160端面 确定机床主轴转速 : =133(r/按机床说明书（见工艺手册表 8） 与 133r/转速有 120r/ 150r/选取 150r/果选 120m/ 则速度损失较大。所以实际切削速度 V=计算切削工时，按工艺手册表 L=2160=80 3 80 =（ 3） 粗车 160与 104 连接之端面 L=2104160 =28 3 28 =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 Vc=m/= 9 =66.7(m/确定机床主轴转速 : =204(r/按机床选取 n=230 r/以实际切削速度 V=10001000 =75.1 m/验机床功率 : 主切削力 f Cn 中： 00, ( 9 020 0()19 0 以 00 )( 切削时消耗功率 )(6 6 8106 44 由切削手 册表 床说明书可知 , 电动机功率为 主轴转速为 230r/ ,主轴传递的最大功率为 以机床功率足够 ,可以正常加工。 检验机床进给系统强度 :已知主切削力 98N,径向切削力 削手册Px c 中 : 0 ( 05 9 020 0()19 0 以 10 30 )( 而轴向切削力 fn 50, ( 04 9 020 0()19 020 0 向切削力 50 )(6 2 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 u=切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3550N(见 表 故机床进给系统可正常工作。 切削工时： t=1 式中： L=105 4 0 所以 t= ( m 1 0 5 （ 2） 粗车 65外圆 实际切削速度 V=1000 m 0 0 653 0514.3 m计算切削工时： 按 表 L=17 3 0 t= m 1721 （ 2） 粗车 75外圆 取 05r/际切削速度 11 V=1000 m 0 0 753 0514.3 m计算切削工时： 按 表 L=8330 t= m 8321 （ 3） 粗车 100外圆 取 05r/际切削速度 V=1000 m 0030514.3 m计算切削工时： 按 表 L=153 0mm t= m 5 31521 （ 4） 车槽 据机械加工工艺师手册表 27 f=r 05r/算切削工时 L=93 0 t= m 5 3921 工序 钻扩 32 锪 孔。转塔机床 1） 钻孔 f=r （见切削手册表 r=见切削手册表 5类加工性考虑） m (1 3 030 0 01 0 0 0 rd 12 按机床选取： 36r/工艺手册表 所以实际切削速度 m 0 0 1 3 6251 0 0 0 切削工时计算： 5 ， 1l =10 2l =4mm = m 1065 （ 2） 钻孔 32 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=（ 3121）钻切削手册 得 钻f=r（表 钻v= 并令： f=f=r 按机床取 f=r v=m 001 0 00 rd vn s 按照机床选取 8 rn w 所以实际切削速度： m 0 0 78321 0 0 0 切削工时计算： 1 ， 2 ， 5 13 21 = m 527 （ 3） 锪圆柱式沉头孔 根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的 1/21/3，故 f= 钻按机床取 f=r r= m 钻m rd vn s 按机床选取： 8 rn w 所以实际切削速度为： m 8431000 切削工时计算： 1 ， 2 ， 7 21 = m 72 工序 钻 6 244 （ 1） 钻 6- 13.5 f=r V=17mm/以 n= V=401(r/按机床选取： 00 rn w 所以实际切削速度为： m 14 切削工时 1 ， 2 ， 5 则： 21 = m 534 t=6t=6 2） 钻 2 10 底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/机床选取 00 rn w 实际切削速度 m 切削工时 5 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0 1534 m （ 3） 4 10 深 20，孔深 24，底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/机床选取 00 rn w 实际切削速度 m 15 切削工时 4 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0 2404 m 3 （ 4） 攻螺纹孔 2 10 r=s=12m/以 82 按机床选取 15 rn w 则 实际切削速度 m 0 0 315101 0 0 0 计算工时 5 ， 1 ， 2 则： 21 = m 5 3315 m 4 （ 5） 攻螺纹 4r=s=12m/以 82 按机床选取 15 rn w 则 实际切削速度 m 0 0 315101 0 0 0 计算工时 0 ， 1 ， 2 则： 21 = m 320 m 5 16 工序：精车 65外圆及与 80接的端面 车床： 1） 精车端面 Z= 计算切削速度：按切削手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T=90 m ( cv 式中 158 ,15.0 15.0m 修正系数削手册表 以 m i n/58 cv m 0 2 380 2 5 71 0 0 01 0 0 0 rd 按机床说明书（见工艺手册表 1023r/果选 995r/速度损失较大。 所以实际切削速度 m 011000 801200 计算切削工时 按工艺手册 表 580 ， 1 ， 2 ， 0： 21 = m （ 2） 精车 65外圆 2Z=0.3 f=r m ( cv 17 式中 158 ,15.0 15.0m 修正系数削手册表 以 m i n/58 cv 200 rn w 所以实际切削速度 m 451 00 0 651 20 0 计算切削工时 7 ， 1 ， 2 则 ： 21 = m 0 0317 （ 3） 精车外圆 1002Z=Z=f=r 57 mv c 取 200 实际切削速度 m 61 00 0 1 001 20 0 计算切削工时 0 ， 1 ， 2 则： 21 = m 330 工序：精、粗、细镗 )(860 （ 1） 粗镗孔至 Z= Z=m 8560 351 0 001 0 00 rd vn w 18 查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为 v=35m/f=于 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。 8 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0378 （ 2） 精镗孔至 Z= Z=f=r v=80m/m 010001000 rd vn w 计算切削工时 8 ， 1 ， 2 则： 21 = m 0378 （ 3） 细镗孔至 )(860 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。 p f=r 25r/=80m/ 工序：铣 60 孔底面 铣床： 刀：选用立铣刀 d=10L=115齿数 Z=4 切削速度：参照有关手册，确定 v=15m/ 10 1510001000 ws d 用 据机床使用说明书（见工艺手册表 取 75r/19 故实际切削速度为： m 0 0 475101 0 0 0 当 75 时，工作台的每分钟进给量m 5 04 7 5408.0 查机床说明书，刚好有 50 故直接选用该值。 计算切削工时 L=（ 60=30mm m 30 倒角 1用 90锪钻 工序：磨 60 孔底面 选择磨床： 选用 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 0切削用量的选择： 砂轮转速 500 砂， vm/s 轴向进给量 径向进给量 r 切削工时计算： 当加工一个表面时 000021 （见工艺手册表 式中 L：加工长度 L=30mm b：加工宽度 b=30mm 位加工余量 ： 系数 K=1.1 r： 工作台移动速度（ m/ 作台往返一次砂轮轴向进给量 工作台往返一次砂轮径向进给量 20 则 m 0 0 工序： 镗 60底沟槽 内孔车刀 保证 t=d=20 工序： 研磨 60底面 采用手工研具进行手工研磨： Z= 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第 6道工序 钻 12孔的钻床专用夹具。 本夹具将用于 具为麻花钻。 问题的指出 本夹具主要用来钻 12 孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 21 夹具设计 定位基准的选择 由零件图可知， 12孔中， 6 2 4 为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以 65 外圆面作为定位基准。 为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对 12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。 切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为 则轴向力：见工艺师手册表 =CF 中： 420， f=( 90200()190 20 )(2 1 2 N 转矩 T=CT 式中 : =( 功率 7 2 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 气缸选用 。当压 缩空气单位压力 P=紧拉杆 5 。 N= )(4 4 1 64 51 0 0(22 N 22 NF 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 416 )( 所以 ,钻削时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为 而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具 ，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由 增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。 钻床夹具的装配图及零件图分别见附图 3 及附图 4。 4 参考资 料 1.机床夹具设计 第 2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社 2.机械制造工艺及专用夹具设