填料箱盖设计.docx

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1、填料箱盖设计 湖南师范高校 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目：“填料箱盖”零件的机械加工工 艺规程及工艺装备 班级：15级机械设计制造及其自动化 姓名：黄哲 机械制造技术基础课程设计书 设计题目：“填料箱盖”零件的机械加工 及夹具设计 设计内容： 1、产品零件图 1张 2、产品毛坯图 1张 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、夹具设计零件图 1张 6、夹具设计装配图 1张 7、课程设计说明书 1份 书目 一序言4 二零件分析4 三工艺规程设计4 （1）确定毛坯的制造形式4 （2）基面的选择4 （3）制定工艺路途5 （4）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

2、6 （5）确定切削用量及基本工时7 四夹具设计16 （1）设计主旨17 （2）夹具设计17 五课程设计心得体会17 六参考文献18 一、序言 3 机械制造工艺课程设计是我们完成了高校的全部基本课程，技术基础课程以及部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深化的综合性链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的高校学习生活中占有非常重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对我自己将来将从事的工作进行一次适应性训练，从中熬炼自己分析问题，解决问题的实力，为今后参与祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于实力所限，设计尚有很多不足之处，恳请各位老师赐予指

3、教。 二、零件的分析 （一）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密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏（附图一） （二）零件的工艺分析 填料箱盖共有两组加工表面 1、f47孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括一个中间孔以及倒角还有总长度为137mm的外圆面 2、f60+0.0480孔为中心的加工表面 +0.0480 这一组加工表面包括：几个倒角，尺寸为f155的与f60的孔的垂直的平面，包括在平面上的6个f13.5的孔，2个M10-6H的螺纹孔以及4个M10-6HT20孔T24的螺纹孔。这两组加工表面之间有着肯定的位置要求，主要是： （1）f650-0.013的外

4、圆与其外端面的垂直度公差为0.015mm 的孔中心线垂直的内端面与f650-0.013（2）与f60+0.0480的外圆的垂直度误差为0.012mm 由以上分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 三、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，考虑到零件要求加工后经水压试验不许渗漏，研磨表面不许有凹痕，条纹等缺陷，且年产量为5000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采纳模锻成型。这对于提高生产率；保证加工质量也是有利的。 （二）基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工

5、作之一。基面选择的正确，合理，可以保证加工质量。提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严峻的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 1、粗基准的选择 此零件加工起来类似于轴类零件；故以外圆作为粗基准来进行加工 2、精基准的选择 精基准的选择主要应当考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应当进 4 行尺寸换算。 （三）制定工艺路途 制定工艺路途的动身点，应当是使零件的几何形态，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的大批生产的条件下，可以采纳万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外还应考虑经济效果，以降低生产成本。 1、工艺路途方

6、案一 工序1：粗车外圆f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm并车左右端面。 工序2:半精车外圆f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm 工序3：钻扩孔f47mm,f37mm,6xf13.5mm 工序4：以右端面为基准粗镗半精镗精镗孔f56mm 工序5：粗磨，精磨，研磨孔f56的右端面 工序6：精车外圆f100mm,f91mm,f65mm 工序7：攻螺纹4Xm10-6HT20 工序8：冲箭头 工序9：终检 2、工艺路途方案二 工序1：车铸件的两端面 工序2：钻扩孔f47mm,f37mm,6xf13.5mm 工序3：粗镗，半精镗

7、，精镗左边孔f56mm 工序4：粗磨，精磨，研磨孔f56mm的右端面 工序5：粗车，半精车，精车外圆f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm 工序6：攻螺纹4XM10-6HT20 工序：冲箭头 工序：终检 3、工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是以铸件外圆为粗基准，然后加工外圆、孔，而方案二则是以内孔为粗基准，先加工内孔，再加工外圆。经比较可见，以外圆为粗基准，孔的余量不均，但加工后壁厚匀称，而以内孔为粗基准，孔的余量匀称，但加工后壁厚不匀称。这时，依据要求，方案一的位置精度易保证，所以应选择方案一，详细的加工路途如下： 工序1：粗车端面

8、及外圆f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm 工序2：半精车外圆f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm 工序3：以外圆f155mm为粗基准，钻扩孔f47mm，f37mm并忽倒角45，再钻6X 5 f13.5mm孔，选用C365L转塔车床 工序4：以右端面及圆f64为基准，选用T740型卧式金刚镗床及专用夹具加工，粗镗，半精镗，精镗f56mm的孔 工序5：磨孔f56mm的右端面，为保证表面粗糙度0.4，应先粗磨，精磨，再研磨 工序6：选用CA6140卧式车床和专用夹具精车外圆f100mm，f91mm，f65mm 工序7：攻螺

9、纹4XM10-6HT20 工序8：冲箭头 工序9：终检 （四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 依据上述原始资料及加工工艺，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 f155的外圆面取加工余量为4mm，f100-0.036的外圆取加工余量为4.0mm，考虑到铸造的难易程度，的外圆在铸造时直径与的外圆直径相同，同样的f80的外圆的 加工余量为4.0mm，f75的外圆铸造时与f80直径相同，f650-0.013-0.009的外圆加工余量为3mm 2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差 查机械加工工艺手册表2.3-13；锻件轮廓尺寸（长度方向）120-260

10、mm,宽度150mm1.8故长度方向偏差为+-0.9 长度方向的余量规定为3mm，故取为3mm 3、内孔 （1）毛坯铸造了一个f54的内孔，精度在IT7IT8之间，查表可知其加工余量为： 扩孔：f55.7mm 2z=12mm 半精镗：f55.9mm 2z=0.2mm 精镗：f56mm 2z=0.1mm （2）f47的内孔和中间孔在铸造时为实心的，查表可知两孔工序尺寸和余量为： f47的内孔： 钻孔：f25mm 钻孔：f37mm 2z=12mm 6 钻孔：f45mm 2z=12mm 扩孔：f46.6mm 2z=1.6mm 粗镗：f46.9mm 2z=0.3mm 半粗镗：f47mm 2z=0.1m

11、m 中间孔没有固定尺寸，故加工后保持IT8IT9就可以满意要求了。 4、左右两端面的加工余量 （1）根据工艺手册，左右端面的单边加工余量为2.0-3.0mm，取z=2mm （五）确定切削用量及基本工时 工序1：车削端面外圆 1、加工条件 工件材料：HT200并经过时效处理 加工要求：粗车端面及f155mm,f100mm,f91mm,f80mm,f75mm,f65mm的外圆，除f65mm的外圆表面粗糙为1.6m，其余均为6.3m。 机床：CA6140卧式车床 刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mmX25mm，kr=90， 2、计算切削用量 （1）粗车右端面 1）毛坯长度方向的加工余量为 ro=

12、15，o=8， rx=0.5mm 2+1.8-0.9mm， p=3mm计 2）确定进给量f：依据机械加工工艺手册表2.4-3，当刀杆尺寸为16mmX25mm，p f=0.60.8mm/r 按CA6140车床说明书f=0.61mm/r（参考机械制造工艺机床夹具课程设计指导中表3-9） 3）计算切削速度：按机械加工工艺手册表2.4-20，切削速度的计算公式为（寿命迭T=60min） V= 0.2cTpf查表可知： v0.15yvkvcv=242 yv=0.35 KMV=1.44mmKSV=0.8 KkV=1.04 KkrV=0.81 KBV=0.97 2420.20.15可得V=C60X3=X0.

13、610.35X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97m/min=102.1m/min 4）确定机床主轴转速 n =s1000VCpdw1000X102.1r/min=500.2r/min px657 按机床说明书，与500.2r/min相近的机床转速为500r/min及560r/min。现选取500r/min，所以实际切削速度为102m/min。 65mm=32.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=025）计算切削工时： l+l1+l2+l332.5+2tm=nwfv=500X0.6X2min=0.23minl=（2）车f65的外圆，同时校验机床功率及进给机构强度 1)背吃刀量：单边

14、余量z=1.5mm，可一次切除 2）进给量：依据机械加工艺手册表2.4-20 VC=cTlpnvXVfyvkv=242X1.44X0.8X0.81X0.9760X1.50.20.15X0.60.35m/min=121m/min 4）确定主轴转速： n=s1000VCpdw=1000X121r/min=593r/min pX65按机床选取n=560r/min，所以实际切削速度为 V=pdn1000=pX65X5601000=114.35m/min 5）检验机床功率：主切削力 FC按机械加工工艺手册表2.4-21所示公式计算 CFC=C式中FCPXFCfyFCVCFC=2795,XnF=FCKF

15、=1.0,y=0.75,nFFCCnFC=-0.15 Ckmp=db6506006500.75=0.94Kk=0.89 rFC=2795X1.5X0.50.75X114.35-0.15X0.94X0.89N=1024.5N 切削是消耗功率pC为 =1024.5X114.356X104FVpC=6X10CC4KW=1.95KW 由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8KW，当主轴转速为560r/min时，主轴传递速度的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。 6)校验机床进给系统强度:已知主切削力 FC径向切削力Fp按 Fp=C式中 vKF CF=1940,X

16、F=0.9,yF=0.6,hFcPpPpFPPXFPfyFPhFp=-0.3p 600)=()=0.897,KK=0.05K=(650650所以F=1940X1.5X0.5X114.35X0.897X0.5N=199.5N dbnF1.35mpr0.90.60.3p而轴向切削力ff=CFfXFfPfyFfVnFfCKF fCF式中：f=2880,X=(Ff=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4 650于是轴向切削力F=2880X1.5X0.5fKMdb)nf=0.923,Kk=1.170.5X114.35-0.4X0.923X1.17=499.5N 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1.

17、则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+m(Fc+Fp)=499.5N+0.1X(1004.5+199.5)N=622N l+l1+l2nf而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可正常工作。 7）切削时：t=式中l=17,所以t= l1=4,l2=0 17+4=0.063min 560X0.6（3）卷车f155的外圆 取p=1mm,f=0.61mm/r,查表可知分两次加工 切削速度V=CCTmVxpVfyVKV 式中:于是CV=242,m=0.2T=60,xV=0.15,y=0.35,KM=1.44,Kk=0.81 VVC=pd242X1.44X0.81m

18、/min=150m/min 600.2X10.05X0.610.35n=1000VC=1000X150=308r/min pX155 9 按机床说明书取n=320r/min 则此时：V=156m/min 切削工时：t=l+l1+l2nfi 式中：l=15,l1=4,l2=0,i=2 t=15+4320X0.6X2min=0.2min （4）车f100的外圆 取p=1mm,f=0.8mm/r查表可知分两次加工 切削速度VVC=CTmxV VKpVfy式中:CV=242,m=0.2T=60,xV=0.15,yV=0.35,KM=1.44,Kk=0.81于是V242C=600.2X10.05X0.8

19、0.35X1.44X0.81m/min=137m/min n=1000VC1000X137pd=pX100=436r/min 按机床说明书取n=450r/min 则此时：V=141m/min 切削工时：t=l+l1+l2nfi 式中：l=15,l1=4,l2=0,i=2 t=19320X0.8X2min=0.11min （5）车f91的外圆 取p=1.5mm,f=0.8mm/r，分三次加工，查表可知 VC=CVTmxpVfyV VK式中:CV=242,m=0.2T=60,xV=0.15,yV=0.35,KM=1.44,Kk=0.81于是V242C=600.2X1.50.15X0.80.35X1

20、.44X0.81m/min=105m/min 10 n=1000VCX105pd=1000pX91=367r/min 按机床说明书取n=400r/min 则此时：V=114m/min 切削工时：t=l+l1+l2nfi 式中：l=7,l1=0,l2=0,i=3 t=7400X0.8X3min=0.066min (6)车f80的外圆 取p=1mm,f=0.7mm/r，查表 切削速度VVC=CTmxV VKpVfy式中:CV=242,m=0.2T=60,xV=0.15,yV=0.35,KM=1.44,Kk=0.81于是V242C=600.2X10.15X0.70.35X1.44X0.81m/min

21、=167m/min n=1000VCpd=1000X167pX80=664r/min 按机床说明书取n=560r/min 则此时：V=141m/min 切削工时：t=l+l1+l2nfi 式中：l=90,l1=4,l2=0,i=2 t=90+4+0560X0.7X2min=0.48min (7)车f75的外圆 取p=1.25mm,f=0.7mm/r，查表 切削速度VCVC=TmxVyVKV pf式中:CV=242,m=0.2T=60,xV=0.15,yV=0.35,KM=1.44,Kk=0.81 11 于是VC=pd242X1.44X0.81m/min=137m/min 600.2X1.250

22、.15X0.70.35n=1000VC=1000X137=589r/min pX75按机床说明书取n=560r/min 则此时：V=132m/min 切削工时：t=l+l1+l2nfi l=89.5,l1=0,l2=0,i=2 t=89.5+0+0X2min=0.46min 560X0.7(8)钻扩f32mm及f43mm的孔。Z3025摇臂钻床 1）钻孔f25mm 选择进给量f=0.41mm/r 选择切削速度v=12.25m/min ns=1000V1000X12.25=130(r/min) pdwpX30按机床选取：nw=136r/min pdnw1000=则实际切削速度为：V=2）钻孔f3

23、2mm pX25X1361000=10.68m/min 依据有关资料介绍，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=(1.2-1.3)f钻11V=(-)V钻23公式中 f,V钻钻为加工实心孔时的切削用量，查表得： fV钻钻=0.56mm/r 钻=19.25m/min=0.76mm/r并令：f=1.35,f按机床取f=0.76mm/r 12 V=0.4V钻=7.7m/min 1000V1000X7.7ns=pd=pX32=76.6r/min根据机床选取nw=97r/min 所以实际切削速度为：V=3）钻孔f47mm pdwhw1000=pX32X

24、971000=7.84m/min 依据有关资料介绍，利用钻头进行扩孔时，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=(1.2-1.3)f钻11V=(-)V钻23公式中 f,V钻钻为加工实心孔时的切削用量，查表得： f钻=0.56mm/r,V钻=19.25m/min钻并令：f=1.35,f=0.76mm/r V=0.4V钻=7.7m/min 1000V1000X7.7ns=pd=pX47=52.6r/min根据机床选取nw=97r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhw1000=pX47X971000=14.13m/min 4）确定粗镗j37mm，j47mm孔的基

25、本时间 选镗刀的主偏角 Xr=45,则l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r 对j37mm的孔n=5.48r/s,对j47mm的孔n=6.98r/s,i=1 22+3.5+4对j37mm孔T=21s0.2X6.9817+3.5+2.5对j47mm孔T=21S0.2X5.48 13 （9）钻6-f13.5,2-M10-6H,4-M10-6深孔深24 1）钻6-f13.5 f=0.35mm/r,v=17mm/min n=1000Vpd=1000X17pX13.5=401（r/min） 根据机床选取nw=400r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhw10

26、00=pX13.5X4001000=16.95m/min2）钻2- M10-6H底孔f8.5 f=0.35mm/r,v=13m/min n=1000Vpd=1000X13pX8.5=487（r/min） 根据机床选取nw=500r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhwpX8.5X5001000=1000=13.35m/min 3）4-M10-6H深20，孔深24，底孔f8.5 f=0.35mm/r,v=17mm/min n=1000Vpd=1000X17pX13.5=401（r/min） 根据机床选取nw=315r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhwpX13.5X3151000=

27、1000=9.9m/min 4）攻螺纹孔2-M10-6H r=0.2m/s=12m/min ns=382r/min 根据机床选取nw=315r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhwX3151000=pX101000=9.9m/min 5)攻螺纹4-M10 r=0.2m/s=12m/min ns=382r/min 14 根据机床选取nw=315r/min 所以实际切削速度为：V=pdwhw1000=pX10X3151000=9.9m/min 6）基本时间的确定钻6个f13.5的通孔时间约为90s +0.048（10）精、粗、细镗f60H8(0)mm孔 1）粗镗孔至f59.5mm 2z=4.

28、5mm，则 Z=2.25mm nw=1000V1000X35=185r/min pdpX60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极调速，故以上转数可以作为加工时运用的转数。 2）精镗孔至f59.9mm 2z=0.4mm,z=0.2mm,f=0.1mm/r,v=80m/min nw=1000V1000X80=425r/min pdpX60+0.0483)细镗孔至f60H8(0)mm 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镗相同。 np=0.05mm=425r/min f=0

29、.1mm/rwV=80m/min（1）铣f60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： V=15m/min ns=1000Vpdw=1000X15=477.7r/minpX10 取nw=475r/min实际切削速度：V=pdwnw1000=pX10X4741000=14.9m/min 15 当nmw=475r/min时，工作台每分钟进给量 fm应为 f=fZnzw=0.08X4X475=150mm/min 查机床说明书，则 fm=150m/min故干脆选用 倒角1X45，采纳胡钻 （2）磨f60孔底面 选择磨床：选用MD1158（内圆磨床）

30、选择砂轮：A36KV6P 20X6X8mm 切削用量选择：砂轮转速：轴向进给量：径向进给量： n砂=1500r/min,V砂=27.5m/s ffa=3mm =0.015mm r（3）镗60mm孔底沟槽 内孔车刀，保证t=0.5mm，d=2mm （4）研磨f60mm孔底面 采纳手工研具进行手工研磨：z=0.01mm 四、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，须要设计专用夹具。经过与老师协商，确定设计第IX道工序钻M6孔的钻床卡具。本卡具将用于Z525立式钻床。刀具为M6丝锥，以及4的高速钢麻花钻。 （一） 问题的提出 在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出详细的要求，是自

31、由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的便利与快速性上。 （二） 卡具设计 1 定位基准的选择 出于定位简洁和快速的考虑，选择20孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：5）协作以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再运用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 切削力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证牢靠的卡紧。 Mf轴向力Fi=CFd0fyMkF=4200.0061.01.00.81.0=2.52N zM扭矩Mc=CMd0fyMkM=0.2060.0062.01.00.81.0=7.41610-6NM 16 由于扭矩很小，计算时可忽视。 卡紧力为F=Ff2m=5.

32、04N 取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 运用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调整卡紧力调整装置，即可指定牢靠的卡紧力。 3. 定位误差分析 本工序采纳肯定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来肯定的平行于卡详细底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有肯定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满意定位 五、课程设计体会心得 通过这次机械制造工艺课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论学问及详细运用了这些学问。 这次课程设计，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身

33、的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的学问，结合生产实践中学到的学问，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的实力。 依据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备了设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的实力。 通过这次课程设计，也进一步使自己的识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能有了更大的提高。通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后

34、的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。 六、主要参考文献 机床夹具设计手册上海科学技术出版社王光斗主编 机床专用夹具图册哈尔滨工业高校出版社李旦邵东向王杰主编 切削用量简明手册机械工业出版社艾兴肖诗纲主编 好用机械制造工艺设计手册机械工业出版社王凡主编 机械制造工艺学机械工业出版社陈明主编 互换性与技术测量中国计量出版社廖念钊等主编 填料箱盖设计 填料箱盖设计 填料箱压盖课程设计(解放牌汽车) 填料箱压盖课程设计(解放牌汽车) 工具箱盖注塑模设计说明书 填料塔课程设计 牙科填料 微电解填料 化工废水填料举荐 箱变设计 填料塔脱硫系统课程设计优秀 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第25页 共25页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页