填料箱盖课程设计说明书要点

1、辽宁科技大学课程设计题目:填料箱盖班级：机制09姓名： 白鹏飞指导教师： 王更柱完成日期： 2012-3-11、设计题目（学生空出，由指导教师填写）二、原始资料被加工零件的零件图1张生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）绘制零件图1张毛坯图1张机械加工工艺过程综合卡片（参附表1）1张与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张夹具装配图1张夹具体零件图1张课程设计说明书（50008000字）1份四、进度安排（参考）熟悉零件，画零件图2天选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片5天工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天编写说明书3天准备及答辩2天五、指导教师评语成绩：指导教师日 期

2、摘要在机械制造的机械 加工，检验，装配，焊接和热处理等 冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象， 使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。本次设计主要是进 行填料箱盖零件的专用夹具的设计， 是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩 展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。 根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作 用选择工艺规 程和夹具。在工艺规程方面：确定生产类型， 综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选 择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加 工13.5孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案, 最终完成本次

3、设计。1零件的分析 11.1零件的作用 11.2 零件的工艺分析 12机械加工工艺规程设计 12.1毛坯的制造形式 12.2基准面的选择 1221粗基准的诜择 22.2.2精基准的选择 22.3制订工艺路线 22.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 32.5确定切削用量 42.5.1工序I:车削端面、外圆 42.5.2 工序H : 粗 65, 80, 75, 100外圆以及槽和倒角52.5.3工序皿 钻T32 mm及43mm孑L。Z3025摇臂钻床72.5.4 工序W 钻613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6I深孔深24 .82.5.5 工序V:精车65mr的外圆及与80m相接

4、的端面92.5.6 工序精、粗、细镗门 60H8(46)mrSL 112.5.7工序町铣60孑L底面 122.5.8 工序忸：磨60孑L底面 122.5.9工序区：镗60m孑底沟槽 132.5.10 工序X:研磨60mnL底面 133指定工序的专用机床夹具设计 133.1问题的指出 133.2夹具设计 133.2.1定位基准的选择 133.2.2切削力及夹紧力的计算 133.3 定位误差的分析 143.4夹具设计及操作的简要说明 154. 方案综合评介与结论 155. 本次课程设计体会与展望 15参考资料 161 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，其主要作用是保证对箱体起

5、 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：01. 以巾65h5 (皿13)轴为中心的加工表面。0包括：尺寸为巾65h5 (卫.013)的轴，表面粗糙度为1.6, 尺0寸为巾80的轴与巾65h5 ( q013 )相接的肩面，尺寸为 q0360巾100f8( q090 )与 巾65h5 (皿3)同轴度为0.025 的面.尺寸为 -0.0460巾60H8( 0)与巾65h5 (皿3)同轴度为0.025 的孔.2. 以巾60H8(+0.046 0)孑L为中心的加工表面.尺寸为78与巾60H8(+0.0460)垂直度为0.012的孔底面,表面

6、粗糙度为0.4,须研磨.3. 以巾60H8(+0.0460)孔为中心均匀分布的 12孔，6-巾 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为6.3,粗加工可满足要求2机械加工工艺规程设计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。生产类型：中批或 大批大量生产。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

7、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。） 222 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原贝 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：1. 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。2. 采用锥堵或锥套心轴。3. 精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，

8、以 支承轴颈本身找正。2.3 制订工艺路线工艺路线确定如下：工序I车削左右两端面。工序U 粗车巾65，巾80，巾75，巾155，巾100，巾91 外圆及倒角。工序川 钻巾30孔、扩巾32孔，扩巾47孔。工序 W 钻 6-巾 13.5 孑L ,2-M10-6H,4-M10-6H深 20 孑L 深24的孔及攻螺纹.工序V 精车65外圆及与80相接的端面.七046、工序切粗、精、细镗巾60H8 （ 0）孔。工序铣巾60孔底面工序毗磨巾60孔底面。工序区 镗巾60孔底面沟槽。工序X研磨巾60孔底面。工序幻终检。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”

9、零件材料为HT200钢，硬度为HBW190241,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(巾65、巾80、巾75、巾100、巾91、巾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 件结构取为巾84、巾104、巾160的阶梯轴式结构，除巾65以外， 其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra6.3 um,只要粗车就可满足加 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

10、向100160mm,故长度方向偏差为- 25 mm. 长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.03.5 mm.现取 3.0 mm。3) .毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra为 6.3,钻孔再扩孔即可满足要求。-0.04604) .内孔巾60H8( 0)。要 求以外圆面巾65h5 (013)定位，铸出毛坯孔巾59。43.0465) 巾60H8( 0)孔底面加工.按照 工艺手册 表2.3-21 及2.3-23研磨余量 Z=0.0100.014 取 Z=0.010磨削余量 Z=0.20.3取Z=0.3铣削余量 Z=3.0 0.3 0.01=2.696) .底面沟槽.采用镗削,经

11、过底面研磨后镗可保证其精度.Z=0.57） 6 X 巾 13.5 孔及 2 M10 6H 孔、4 M10 6H 深 20 孔。 均为自由尺寸精度要求。2.5 确定切削用量2.5.1 工序I: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：粗车巾65、巾155端面及巾65、巾80、巾75、巾 100 ,巾155外圆，表面粗糙度值为6.3。机床：C620 1卧式车床。刀具：刀片材料为 YG6 , 刀杆尺寸为r16mmX25mm,k =90 ,r 0=15。：计算切削用量：1）粗车巾65、巾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 32

12、5mm则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加p工,a =2mm计。长度加工方向取IT12级，取004mm确 定进给 量f:根据切削用量简明手册（第三版）表1.4,当刀杆p16mmX25mm, a =2mm时，以及工件直径为巾160时。f=0.5 0.7mm/r按C620 1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V为 kT ma X, f yv vVc= 1 ap T（m/min）Cv=1.58,x v=0.15,y v=0.4,m=0.2 。修 正系数 kv 见切削手册表1.28,即mvk =1.44, k

13、 sv=0.8, k kv=1.04, k krv =0.81, k BV =0.97所以1 58Vc= 乔 静-1.44 0.8 1.04 0.81 0.9760 汉 25 乂 0.5=66.7(m/mi n)确定机床主轴转速OOWc100066 .7ns=d. = 3.1484 =253(r/mi n)按机床说明书(见工艺手册表4.2 8)与253r/min 相 近的机床转速选取305r/min 。实际切 削速度 V=80m/min2)粗车巾160端面确定1 机0床c主轴觥速56.7ns= d.= 3.14 160 =i33(r/mi n)转速选取150r/min 。实际切削速度 V=75

14、.4m/min2.5.2 工序U:粗车 65,80,75,100外圆以及槽和倒角1)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_Cv_kT m a Xv f yv vVc= 1 ap f(m/min)1.58600220.150.5041.44 0.8 1.04 0.81 0.97=66.7(m/mi n)确定机床主轴转速：1000VC1000 66.7ns=二d，= 3.14 104 =204(r/min)按机床选取n =230 r/min 。所以实际切削速度二 dn 3.14 104 230V=1000 =1000=75.1 m/min检验机床功率：主

15、切削力FC=CFCap XFCf yFCvcAF： kFcCFC=900,Fcx =1.0 ,y Fc =0.75 ,n Fc =-0.15所以k MF =( 190190kkr =0.73F C =900 1.5 0.5075 66.7 亠15 1.02 0.73 = 598(N)切削时消耗功率6 104 6 104Pc= FcVc598 6(4.0.665(KW)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=62.

16、3m/ minV=Ldw2w = 3.14 305 6510001 000 10003)车 75外圆实际切削速度V=二 d wnw = 3.14305751 000 1000100071 .9 m/ min粗车 100外圆实际切削速度3.14305100V二二dwn1000-95.78m / min10005)车槽7.5 采用切槽刀，r R=0.2mm根据机械加工工艺师手册表27-8取 f=0.25mm/rn w =305r/min2.5.3工序川 钻扩32 mm及43mm孔。Z3025摇臂钻床1) 钻孔叮j32 mm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

17、孔的进给量与切削速度之关系为f= ( 1.21.3 ) f 钻1 1v= ( 23 ) V钻公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量，查切削手册 得f钻=0.56mm/r (表 2.7 )v钻=19.25m/min(表 2.13 )并令： f=1.35存占=0.76mm/r按 机床取f=0.76mm/rv=0.4 v钻=7.7m/min1000v1000 7.7ns76.6r/min兀dn x 32按照机床选取nw = 97r/m in所以实际切削速度：二 d w nw1000二 32 971000=7.84m/ min2)钻孔叮47mm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

18、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 ) f 钻1 1v= ( 23 ) v钻公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得f钻=0.56mm/r （表 2.7 ）v钻=19.25m/min（表 2.13 ）并令： f=1.35f 钻=0.76mm/r按 机床取f=0.76mm/rv=0.4 v钻=7.7m/minns1000v二 d1000 7.7：. : 47=52.6r /min按照机床选取nw = 97r/m in所以实际切削速度:dwnw1000二 47 971000=14.13m/ min2.5.4 工序 W 钻 6门 13.5, 2-M10

19、-6H, 4-M10-6H 深孔深 24钻6-门13.5f=0.35mm/rV=17mm/min1000V所以 n=二 13.5 =401（r/mi n）按机床选取:nw = 400r/min所以实际切削速度为：dwnw二 13.5 400v =10001000=16.95m/ min2）钻 2 - M 10 -6H 底孔 8.5f=0.35mm/rv=13m/min1000v所以n=二 8.5 =487r/mi n按机床选取nw 二 500r / min实际切削速度v6% J 8.5 500 =13.35m/min3)4-M10-6H 深 20 ,孔深 24 ,底孔 8.5f=0.35mm/

20、rv=13m/m inlOOOv所以 n=二 8.5 =487r/mi n按机床选取nw = 500r / min实际切削速度二dw nw1000： : 8.5 5001000二 13.35m/ min4)攻螺纹孔2 -M10-6Hr=0.2m/s=12m/min所以n s = 3 8 2/ m in按机床选取实际切削速度nw =315r/min 则1000二 10 3151000=9.9m/ min5)攻螺纹4-M10按机床选取实际切削速度r=0.2m/s=12m/mi n所以ns = 3 8 2/ m innw-315r/min 则:10 315*, v -9.9m/ min1000100

21、02.5.5 工序V:精车 65mnt勺外圆及与 80mm相接的端面车床：C620-11) 精车端面Z=0.4mmap = 0.2mmf = 0.1mm/ r10001000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 )kv(m/ min)CvvcJapXvfyv式中Cv=158Xv15，yv=0.4， m = 0.15修正系数kv见切削手册表1.28所以cv158vcx厂 kv0T50i50-4 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 = 257 m / minT ap v f yv60 . X0.2 . x0.1 .ns1000vc二dw10

22、00 257兀x 80=1023r / min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1200 ： : 60H 8( 00.046)mnfL 1) 粗镗孔至59.5mm2Z=4.5mm 则Z=2.25mm1000v二 d1000 35二 60二 185r /min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/min1000v1000 汉 80_,.n

23、w425r/mi n叱 3.14汇603)细镗孔至哄tOHBGUmm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ap =0.05mm f=0.1mm/r% =425r/mi nV=80m/mi n2.5.7 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/minaw =7mm1000v1000 05ns皐dwmo =477.7r/mi 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 nw =475r/mi n故实际切削速度为:二 dw

24、 %1000二 10 4751000二 14.9m/ min当 =475r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm = fzZru = 0.08 汽 4 汽 475 = 150mm/min查机床说明书，刚好有fm50n/mir故直接选用该值 倒角1x45。采用90。锪钻2.5.8 工序毗：磨60孔底面1 ）选择磨床：选用MD1158 （内圆磨床）2）选择砂轮：见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20x6x8mm 3）切削用量的选择：砂轮转速门砂=1 500/min, v砂二275m/s轴向进给量 fa =3mm径向进给量fr =0.015mm2.5.9 工序区： 镗60m

25、nfL底沟槽内孔车刀 保证t=0.5mm , d=2mm2.5.10 工序X: 研磨60mn孔底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm3指定工序的专用机床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，决定设计巾13.5钻孔的钻床专用夹具。 本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。3.1问题的指出本夹具主要用来钻13.5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。3.2 夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，12孔中，6 13.5在圆周上均匀分布,2 M10, 4 M10也为对称

26、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。3.2.2切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为13.5。 则轴向力：见工艺师手册表28.4F=C f d0 ZF f yF k f3.1式中：C F =420， ZF =1.0,y F =0.8,f=0.35HB nF200 13)nF = ()= 1.07kF=(190190F=420 13.51.0 0.3508 1.07 = 21

27、23(N)转矩式中:T=Ct d 0 Zt f yT kTCT =0.206, ZT =2.0, y T =0.8功率Tv P m = 30d017.34 16.9530 13.5-0.726KW在计算切削力时，必须考虑安全系数,安全系数K=K1K2 K3 K4式中K1 基本安全系数，1.5;K2 加工性质系数，1.1;K3 刀具钝化系数,1.1;K4 断续切削系数,1.1F/=KF=1 5 汉1.1 X1.1X1.1 X2123 = 4239(N)则气缸选用100mmD = 25mm。当压缩空气单位压力 P=0.6MP a夹紧拉杆2 2二(100 -25 ) 0.6N=4 416N)NF切向方向所受力:钻削时T=17.34 N*MTF1= L17.3465 10= 267NT=0 206 3.52.0xO.3508 x1.07 = 17.34(N M)取f巾1Ff=4416 7.1=441.6(N)F f F 1所以，钻削时工件不会转动，故本夹具可安全工作3.3 定位误差