填料箱盖机加工工艺规程设计

1、机机械械制制造造工工艺艺学学课课程程设设计计填料箱盖机加工工艺规程设计填料箱盖机加工工艺规程设计学学 院：院： 机电工程学院 班班 级：级： 姓姓 名：名： 2学学 号号： 目录目录第第 1 章章 零件分析零件分析.11.11.1 零件功用分析零件功用分析.11.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析.11.31.3 确定零件的生产类型确定零件的生产类型.1第第 2 章章 确定毛坯类型，绘制毛坯简图确定毛坯类型，绘制毛坯简图.22.12.1 选择毛坯选择毛坯.22.22.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.22.32.3 绘制毛坯简图绘制毛坯简图.3第第 3

2、章章 工艺规程设计工艺规程设计.43.13.1 定位基准的选择定位基准的选择.43.1.13.1.1 精基准的选择精基准的选择.43.1.3.1. 2 2 粗基准的选择粗基准的选择.43.23.2 拟订工艺路线拟订工艺路线.43.2.13.2.1 表面加工方法的确定表面加工方法的确定.53.2.23.2.2 加工阶段的划分加工阶段的划分.53.2.33.2.3 工序的集中与分散工序的集中与分散.53.2.43.2.4 加工顺序的安排加工顺序的安排.63.2.53.2.5 确定工艺路线确定工艺路线.63.33.3 加工设备及工艺装备的选用加工设备及工艺装备的选用.73.43.4 加工余量、工序尺

3、寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定.83.53.5 切削用量的计算切削用量的计算.93.5.13.5.1 工序工序 I I 粗车小端端面，粗车粗车小端端面，粗车 6565 外圆及台阶端面及各倒角外圆及台阶端面及各倒角.93.5.23.5.2 工序工序 IIII：粗镗孔：粗镗孔 3232、4747.103.5.43.5.4 工序工序 VIIVII：钻：钻 6-13.56-13.5 小孔小孔.123.5.63.5.6 工序工序 IXIX：半精车：半精车 6565 外圆及台阶面外圆及台阶面.143.5.73.5.7 工序工序 X X：以：以 65MM65MM 外圆定位，半精车外圆定位，半精

4、车 155155、7575、100100、8080、环槽及各倒角、环槽及各倒角.143.5.83.5.8 工序工序 XIXI：以：以 155MM155MM 外圆及端面定位，精车、精细车外圆及端面定位，精车、精细车 65MM65MM 外圆外圆.153.5.93.5.9 工序工序 XIIXII：精、细镗：精、细镗 6060 内孔内孔.153.5.103.5.10 工序工序 XIIIXIII：磨：磨 6060 孔底面、倒角孔底面、倒角.15参考文献参考文献.17填料箱盖加工工艺课程设计第第 1 1 章章 零件分析零件分析1.1 零件功用分析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

5、。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却。保持水泵的正常运行。1.2 零件的工艺分析 1.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以 65H5（）轴为中心的加工表面。0013. 0包括：尺寸为 65H5（）的轴，表面粗糙度为 1.6, 尺寸为 80 的与0013. 065H5（）相接的肩面, 尺寸为 100f8()与 65H5（）同轴度为0013.

6、0036. 0090. 00013. 00.025 的面. 尺寸为 60h5()与 65H5（）同轴度为 0.025 的孔。046. 000013. 02.以 60h5()孔为中心的加工表面。046. 00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. 00磨。3. 以 60H8()孔为中心均匀分布的 12 孔，6-13.5,4-M10-6H 深 20 孔046. 00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。1.3 确定零件的生产类型 “填料箱盖”零件材料为 HT200，硬度为 HBS19024

7、1，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。填料箱盖加工工艺课程设计2第第 2 2 章章 确定毛坯类型，绘制毛坯简图确定毛坯类型，绘制毛坯简图2.1 选择毛坯 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，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 （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

8、、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,只要粗车就可满足加工要求,以 155 为例,2Z=5mm 已能满足a加工要求。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差4。铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm，其余量值规定为 3.03.5 mm.现5 . 2取 3.0 mm4。（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. 000013. 0孔 30。粗镗 59.5 2Z=4.5精镗 59.9 2Z=

9、0.4 细镗 60H8() 2Z=0.1046. 00(5) 60H8()孔底面加工.046. 00按照4填料箱盖加工工艺课程设计31.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孔及 2M106H 孔、4M106H 深 20 孔。均为自由尺寸精5 .13度要求。16孔可一次性直接钻出。5 .132攻螺纹前用麻花钻直径为 8.5 的孔14。钻孔 8.5 ，攻螺纹 M10。2.3 绘制毛坯简图2-3-1 2-3-2 2

10、-3-3填料箱盖加工工艺课程设计4第第 3 3 章章 工艺规程设计工艺规程设计3.1 定位基准的选择 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。3.1.1 精基准的选择 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。 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

11、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。3.1. 2 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。3.2 拟订工艺路线 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集

12、中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等） 。它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人填料箱盖加工工艺课程设计5的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。3.2.1 表面加工方法的确定 （1）外圆表面(， )考虑到尺寸较多65807515591100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 = ,只要粗车就可满足加工要求。(2）.外圆

13、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5 . 2规定为 3.03.5 mm.现取 3.0 mm。3.2.2 加工阶段的划分 粗加工阶段-切除大部分加工余量 半精加工阶段-完成次要表面的加工和为主要表面的精加工做准备 精加工阶段-使各主要表面达到规定的质量要求 光整加工和超精密加工-达到所要求的表面质量和加工精度 划分加工阶段的目的：保证加工质量；合理使用设备；便于安排热处理工序，使冷热加工配合的更好；便于及时发现毛坯的缺陷。3.2

14、.3 工序的集中与分散 (1) 工序集中 就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是：可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。(2) 工序分散 工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是：填料箱盖加工工艺课程设计6设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；对工人的技术要求较低；可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；所需设备和工

15、艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。3.2.4 加工顺序的安排（l)先粗后精（2)先主后次（3)基面先加工（4)先面后孔。3.2.5 确定工艺路线工艺路线确定如下：工序 车削左右两端面。工序 粗车，外圆及倒角。65807515591100工序 钻孔、扩孔，扩孔。303247工序 钻 6-孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹.5 .13工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面.工序 粗、精、细镗（孔。860H)046. 00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。工艺路线方案二工序 车削

16、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。填料箱盖加工工艺课程设计7工序 精车 65 外圆及与 80 相接的端面.工序 粗、精、细镗 60H8（孔。)046. 00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 6-13.5 孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24 的孔及攻螺纹工序 去毛刺，终检。3.3 加工设备及工艺装备的选用 1、工序 I - X 是粗车粗镗和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的 CA

17、6140 型卧式车床（如图 3-1） 。图 3-1 CA6140 型卧式车床2、工序 XI、XII 是精细车精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床才能满足要求。故选用 C616A 型车床（如图 3-2） 。填料箱盖加工工艺课程设计8图 3-2 C616A 型车床3、工序 XII、 VIII 是钻孔。可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选用Z3040 型摇臂钻床（如图 3-3） 。图 3-3 Z3040 型摇臂钻床4、工序 XIII 是研磨内孔，精度较高，选用 M7232B 型立轴矩台磨床（如图3-4） 。填料箱盖加工工艺课程设计9图 3-4 M7232B 型立轴矩台磨床3.4 加

18、工余量、工序尺寸和公差的确定 填料箱盖零件材料为 HT200，硬度 190210HB，生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。1.根据机械制造技术基础课程设计指导教程的规定：除非另有规定，否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只规定值。查机械制造技术基础课程设计指导教程书中表 2-1、2-5 取毛坯铸件的公差等级为 10 级，机械加工余量等级 G 级2.根据机械制造技术基础课程设计指导教程的规定，查书中表 2-4，取毛坯铸件的机械加工余量为 2mm，根据毛坯铸件各个尺寸所在的范围，查机械制造技术基础课程设计指导教程书中表 2-3 得各个尺寸的公差，再根据公式 R

19、=F+2RMA+CT/2(3-1)与公式 R=F-2RMA-CT/2 (3-2)即可计算出毛坯的基本尺寸。3.5 切削用量的计算 3.5.1 工序 I 粗车小端端面，粗车 65 外圆及台阶端面及各倒角1、切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔） 。已知加工材料为 HT200，铸件。机床为 CA6140 型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。 确定 65mm 外圆的切削用量 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位0013. 0填料箱盖加工工艺课程设计10车刀，根据切削用量简明手册表 1.1，由于 CA6140 机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸 BH=16mm25mm，刀片厚度为 4.5m

20、m 根据切削用量简明手册书中,表 1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角o=12，后角 o6、主偏角 Kr=90、,副偏角 Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.8mm。r 确定切削深度 ap 由于粗车单边余量仅为 1mm,可一次走刀完成，故mmmmap126567 确定进给量 f 根据切削用量简明手册书中,表 1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为 16 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为 100 mm 400 mm时，f=0.6-1.2 mm/r按 C620-1 机床的进给量选择 f=0.65 mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据切削用量简

21、明手册书中,表 1.30，C620-1 机床进给机构允许的进给力 Fmax=3530N。根据切削用量简明手册书中,表 1.23，当灰铸铁 170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(预计)时，进给力 Ff=950N.Ff 的修正系数为，,故实际进给力为1 . 000Frk0 . 1FsFk17. 1fFkkFf=9501.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的 f=0.65 mm/r 可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册书中,表 4-1，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm，可转位车刀耐用度 T=30m

22、in。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手册书中,表 1.11，当用 YG6 硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap1.8 mm，f0.75 mm/r 时，切削速度 v=71m/min。切削速度的修正系数为 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,73. 0rvKk故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/minmin/6815755.3310001000rdvn填料箱盖加工工艺课程设计11按 CA6140 机床的转速选择 n=90r/min=1.5r/s则实际切削速度

23、 v=44.4m/min。最后确定切削用量为：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/minmmap1确定车端面及台阶面的 ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主轴转速与车65mm 外圆相同。0013. 03.5.23.5.2 工序工序 IIII：粗镗孔：粗镗孔 3232、47471、确定粗镗孔 32mm 和 47mm 的切削用量 所选刀具为 YG6 硬质合金、直径为 20 mm 的圆形镗刀。 确定切削深度 ap47mm: ap=（47-43）/2=2mm 32mm: ap=（32-28）/2=2mm 确定进给量 f根据表 1.5，当粗镗灰铸铁时、镗

24、刀直径为 20mm,镗刀伸出长度为 100 mm时按 CA6140 机床的进给量，选择 f=0.20 mm/r。 确定切削速度 vvyvxvpmvkfaTCv 式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,则min/68.48min/468. 02 . 05 . 2608 .1892 . 015. 02 . 0mmv对 32mm 内孔： min/4443268.461001000rDvn对 47mm 内孔：min/3294768.4610001000rDvn3.5.3 工序 III-VI : 粗车大端面、粗车 155

25、 外圆面、粗车左端台阶面、粗镗 60 内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车填料箱盖加工工艺课程设计1275、100、80 外圆面及各倒角1、加工条件：工件材料：HT200, b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。加工要求：粗车端面保证尺寸、车台阶保证 15 和 30、车环槽保证尺8 . 10137寸、粗车外圆保证尺寸、粗车外圆保证和。45 . 730. 0016. 0015546. 007546. 0080机床与刀具与工序相同2、切削用量的选择与计算方法与工序基本相同，如表 3-2 所示：表 3-2 切削用量 工 步主轴转速F/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度 mm进给

26、次数工时粗车大端面12035.40.651.25122s粗车外圆16. 0015512045.60.651.5118s车台阶车环槽480150.70.22130s和46. 007546. 008012035.40.651122s3.5.43.5.4 工序工序 VIIVII：钻：钻 6-13.56-13.5 小孔小孔1、选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=4mm，后角 o16，二重刃长度 1202450302、确定切削用 确定进给量查切削用量简明手册 rmmf/02218. 0填料箱盖加工工艺课程设计13 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf/50. 0rmmf/53. 0最终决定选

27、择机床已有的进给量 经校验校验成功。rmmf/22. 0(2) 钻头切削速度查切削用量简明手册 修正系数 rmmvc/180 . 1TVK0 . 1MVK0 . 1tvK 故。0 . 1Kxv0 . 11vK10apvKrmmvc/18min/143210000rdvns查切削用量简明手册,机床实际转速为min/1360rnc故实际的切削速度rmmndvsc/1 .1710000(3) 校验扭矩功率 mcMM EcPP 故满足条件。3.5.5 工序 VIII：钻 M10 螺纹孔及攻丝（装配时钻铰锥孔）以 37 孔为精基准，钻一个 4 孔，攻 M10 螺纹。1、选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗

28、钻时 do=4mm，后角 o16，二重刃长度 1202450302、确定切削用 确定进给量查切削用量简明手册 rmmf/02218. 0按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf/50. 0rmmf/53. 0最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 rmmf/22. 0(2) 确定切削速度查切削用量简明手册 修正系数 rmmvc/180 . 1TVK0 . 1MVK填料箱盖加工工艺课程设计140 . 1tvK 故。0 . 1Kxv0 . 11vK10apvKrmmvc/18min/143210000rdvns查切削用量简明手册机床实际转速为min/1360rnc故实际的切削速度 rmmnd

29、vsc/1 .1710000(3) 校验扭矩功率 mcMM EcPP 故满足条件。3.5.6 工序 IX：半精车 65 外圆及台阶面此序为半精车外圆，保证尺寸：，已知条件与粗加工工序650013. 0565h相同， 确定半精车外圆的的切削用量。所选用的刀具为 YG6 硬质合金刀，65车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度为：BH=16mm25mm，刀片厚度为 4.5mm 根据切削用量简明手册表 1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角 o=12，后角 o6、主偏角 Kr=90、,副偏角 Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.8mm。r 确定切削深度 ap0.75mm。 确定进给量 f根据

30、切削用量简明手册书中,表 1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为 16 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为 d100 mm 时及按CA6140 机床的进给量选择 f=0. mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核机床进给机构强度。 确定车刀磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册书中,表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为 0.4mm，可转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可直接由表中查出。采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手册书中,表 1.11，用 YG6 硬质合金车刀加工灰铸填料箱盖加工工艺课程设计15铁时，ap0.8 mmf0.5 6mm/r 时，切削速度 v=128m/min。切削速度的修正系数为 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,73. 0rvKk故V=710.81.00.731.120.8