箱体零件的加工工艺及装备设计.docx

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1、生产，采用在铸磨中铸造毛坯。根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸如下:轴孔17q021 mm o毛坯为实心。参照切削加工简要实用手册表8-21确定工序尺寸和余量为:钻孔：15根机22=15/71/71扩孔：016. 5 mm2Z=1. 5 mm2Z=0. 5 mm为:(2)轴孔 22q021 mm。毛坯为实心。参照切削加工简要实用手册表8-21确定工序尺寸和余量钻孔:2Z =20 mm扩孔:021. 7 mm2Z=1. 7 mm钱孔:n n0-021 220 mm2Z=o. 3 mm(3) 2-锥销孔中4根机。毛坯为实心。参照实用机械加工工艺手册表6

2、-20得加工余量为:2Z=3.9 mm钻孔：0 3.9 mm精锐：4 mm2Z=0.1 mm(4)粗铳表面粗糙度为12. 5根的上结合加工平面。参照切削加工简要实用手册表8-30确定加工余量为：z=i. om/n o粗铳表面粗糙度为3. 6 2 H勺轴孔端面。参照切削加工简要实用手册表8-30确定加工余量为: z=i. omm o磨表面粗糙度为3.6根的轴孔端面。参照切削加工简要实用手册表8-21确定加工余量为:由以上分析得出毛坯图如下:齿轮泵盖毛坯图确定切削用量和基本定期工序1:粗铳箱盖上结合面以和两轴孔端面。本工序采用计算法确定切削用量。(1)加工条件工件材料：HT200,硬度HBS为18

3、7255,铸造。加工规定：粗铳上结合平面，保持尺寸厚度，表面粗糙值为12. 5WW；粗铳两轴孔端面，保持 尺寸厚度，表面粗糙值为3. 2 um o机床：XA6132型万能铳床。刀具：硬质合金端铳刀，材料为YG6,铳刀直径与被加工面的大小、夹具与工件日勺 位置关系等有关，铳刀直径可根据下式计算确定 =(1.41.6)。卬其中为铳刀直径；铳削宽度一一aw o由机械加工工艺师手册表21-2,再根据铳削宽度卬二6根根，确定铳刀直径4=80根根，齿数Z=5。(2)计算切削用量,=O24mm/齿(参照实用机械加工工艺手册表11-92)铳削速度：参照实用机械加工工艺手册表11-94,确定U二L0m/s即 6

4、0m/ minlOOOv 1000x60,.、因此n, = 239(r / mm)兀d()%x 80现采用XA6132型万能铳床，根据机床阐明书，取吗, = 235r/min,7idr.n)x80x235 ,、故实际铳削速度为v = = 59(m/min)；10001000进给量：当%, = 235r/min 时，fm= fzznw= 0.24x 5 x 235 = 282(mm/ min)I + L + /9 铳削工时：晨=一!一-J in其中4工作铳削部分长度 切入行程长度12一切出行程长度因此671 + 3 + 2282=2.40(min)工序2：钻、扩、钱17加根和22相机两孔。对于孔

5、中17根加：1、钻孔中15根2(1)钻头和机床：采用高速钢麻花钻，直径4=15相机，机床采用Z525立式钻床。(2)计算切削用量进给量：根据切削加工简要实用手册表8-69查得进给量/ = 0.37045 加/r，根据Z525 机床阐明书，现取了 = 0.36，%/%/r。切削速度：根据切削加工简要实用手册表8-71查得切削速度u = 0.35m/s,即 21 ml min。则根据机床阐明书，取%.=392r/min,故实际切削速度为钻削力：轴向力尸=CFd fFKf= 08 x 1.2 = 4679(N)扭矩用=/工必 Km x 10一3 = 225.63 x 159 x 0.36.8 x 1

6、.2 x 10一3 = 232(N 机)切削功率：Pm = 2/rMnx 10-3 = 2xx23.2x392*60x107 =0.95(KW)由以上计算成果与机床容许值相比，均容许，确定采用切削用量:(3)切削工时：I”, = 16mm, I】=3mm, /9 = 2mm；则 r r12、扩孔 016. 5 mm(1)采用刀具：采用16. 5相机原则高速钢扩孔钻。(2)计算切削用量进给量：查机械加工工艺师手册表28-30 ,修正系数0.7 , f= (0.60.7) x 0.7 = 0.420.49加%/ r ,则按机床阐明书取f = 0.482 / r。切削速度：由机械加工工艺师手册表28

7、-32得u = 27m/min,再乘以修正系数口,=0.88,k =1.04 (根据生:(16515) + 2=q75),则 口 = 27x0.88x1.04 = 24.7m/min。因分 斯 1此根据机床阐明书取停=545/min ,故实际切削速度为(3)切削工时：lv= 16mm , L =5mm, /9 = 2mm ；则 rr143、钱17 ”孔(1)钱刀和机床：17根机原则高速钢钱刀。(2)确定切削用量进给量：由机械加工工艺师手册表28-35得/ = 1.020皿%/，按该表注4取小值。再根据机床阐明书取了 =0.812m/八切削速度：由机械加工工艺师手册表28-38 V = 12.8

8、m/min ,再乘以修正系数kMv= 0.88,k=0.93得u = 12.8x0.88x0.93 = 10.5w/min。因此根据机床阐明书取. = 195/min ,故实际切削速度为切削工时：= 16mm , I】=9mm, L = 2mm ；则 vv1Z对于孔中22根21、钻孔：20 mm(1)钻头和机床：采用高速钢麻花钻，直径4=20机机，机床采用Z525立式钻。(2)计算切削用量进给量：根据切削加工简要实用手册表8-69查得了 = 0.430.53 mm/r。根据Z525机床闸 明书，现取f =0.482z / r o切削速度：根据切削加工简要实用手册表8-71查得切削速度u = 0

9、.35m/s,即21m/min。 则根据机床阐明书，取卬= 272r/min,故实际切削速度为钻削力：轴向力尸=CFdFfYFKf= 0-8 xl.2 = 7853(N)扭矩M尸WK,” x 10-3 = 225.63x2019 x0.488 x 1.2x 10-3 = 44.6(N- m)切削功率：Pm = ZjiMnx 10-3 = 2x x 44.6x 272 *60x10-3 = 1.3(AW)由以上计算成果与机床容许值相比，均容许，确定采用切削用量：(3)切削工时： =T6mm , l= 6mm , /2 = 2mm；贝ij2、扩孔 021. 7 mm(1)采用刀具：采用中21. 7

10、根机原则高速钢扩孔钻。(2)计算切削用量进给量：查 机械加工工艺师手册表28-30 ,修正系数0.7 , f= (0.7 0.8) x 0.7 = 0.49 0.56mm/ r,按机床阐明书取 f =0.48mm / r。切削速度：由机械加工工艺师手册表28-32 u = 28.6z/min,再乘以修正系数修正系数,.1 八 ca pR(21.7 20) + 2k= o. 88 ， k= 1.02(根 据=0.85)， 则7ap1v = 28.6x0.88x1.02 = 25.7m/ min o因此根据机床阐明书取卬= 392/min，故实际切削速度为(3)切削工时：lw= 16mm , lx

11、= 1mm , I? = 2mm ；贝1J3、钱22根根孔(1)皎刀和机床：22根机原则高速钢钱刀；Z525型立式钻床。(2)确定切削用量进给量：由机械加工工艺师手册表28-35得/ = 1.32.6加/，按该表注4取小值。根据机床阐明书取/ =0.81/77/77/ro切削速度：由机械加工工艺师手册表28-38得U = 12.5根/min,再乘以修正系数kMv= 0.88 ， ku =0.99(根 据 氾=3-21.7)+2=12) 得工ap 0.125v =12.5x0.88x0.99 = 10.89m/ min o因此根据机床阐明书取卬= 140r/min ,故实际切削速度为(3)切削工

12、时：/“, = 16mm , I】=9mm, /9 = 2mm；则 vvIN工序3：磨17 7n根和22根根两孔端面，保持尺寸不变。(1)选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料选择各表，成果为：WA46KV6P350 X 40 X 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为 350x40 xl27(Z)xBxd)。(2)切削用量的选择。砂轮转速砂=1500/min (见机床阐明书)，u砂=27.5%/s。轴向进给量力=0.55 = 20w加(双行程)工件速度匕I，=10771/ min径向进给量fr= 0.015根根/双行程(3)切削工时

13、。当加工一种表面时2LbZhktx=-(见工艺手册表6.2-8)1。火力式中L加工长度，L =107 mm；b加工宽度，6 mm；Zb单边加工余量，0.k系数，1. io；v工作台移动速度(加/min )fa工作台来回一次砂轮轴向进给量mm)fr 工作台来回一次砂轮径向进给量(mm),2x107x6x1.1x0.5o/ .、则A = 0.28(min)11000x10x20x0.015当加工两端面时工序4：钻上结合平面五个5-M6螺纹底孔以和2 -锥销孔。1、钻螺纹底孔(1)刀具和机床：采用原则高速钢麻花钻5%和Z525立式钻床。(2)确定切削用量进给量：查机械加工工艺师手册表28-10得：/

14、 = 0.18 0.22mm/r，再乘以修正系数0.5得/ = (0.180.22)x0.5 = 0.09人 按机床阐明书，取fr。切削速度：根据机械加工工艺师手册表28-15： v = 26m/min,修正系数%的 = 0.88 ,klv =1.0,得u = 26x0.88xl.0 = 23m/min ,则按机床取&, = 1360r/min,故实际切削速度为轴向力/：根据机械加工工艺师手册表28-15,得F =449 N ,修正系数勺=。.94,则尸= 0.94x449 = 422M转矩7：根据机械加工工艺师手册表28-15,得7 = 0.83N，修正系数=0.94, 则 T = 0.83

15、 x 0.94 = 0.78N m。切削功率办：根据机械加工工艺师手册表28-15,得力=0.14ZW o校验机床功率： P,“ = 2(% )=0.14x(136%46, x 0.94 = 0.12kW X0.81 = 2.8X0.81 = 2.23W ,故切削用量可用。确定切削用量如下：(3)切削工时(5个孔) 4=18相机，I、= 3mm,。=0,贝I VV1L2、钻2 -锥销孔(1)刀具：采用原则高速钢麻花钻3. 9根相。(2)确定切削量进给量：查机械加工工艺师手册表28-10得/=0. 1广0.13僧/，再乘以修正系数0.5并按机床阐明书取f = QA0mm/ro切削速度：查机械加工

16、工艺师手册表28-15得：v = 24m/min,则按机床阐明书取=1360 r/min,故实际切削速度为轴向力/：根据机械加工工艺师手册表28T5,得月二357 N,修正系数=。94,则 尸= 0.94x357 = 335.6M转矩T：根据机械加工工艺师手册表28-15,得T = 0.53Nm，修正系数7 =。.94, 则 T= 0.53 x 0.94 = 0.50N - m。切削功率匕；根据机械加工工艺师手册表28 15,得只；二。.10攵卬。校验机床功率：Pm=2mm =0.10x(136%960)x0.94 = O.OlkW X0.81 = 2.8X0.81 = 2.23W ,故切削用

17、量可用。确定切削用量如下:(3)切削工时： =22mm, lx= 3mm, /2 =0,则工序5：精较2-锥销孔。(1)刀具：采用原则高速钢麻花钻4相机。(2)确定切削用量进给量：由机械加工工艺师手册表28-35注1得/ = 0205加加/，再根据注3以和机床阐明书得了 = 0.36mm/ r o切削速度：由机械加工工艺师手册表28-38u = 4m/min,因此根据机床阐明书取, = 272z7min ,故实际切削速度为切削工时：lw= 22mm, L = 3mm, L = 0,则工序6：攻螺纹5-M6。(1)刀具:M6丝锥。(2)确定切削用量进给量：/ = 1mm / r(参照工艺手册)。

18、切削速度：v = 0.1m/s = 6m/min ,则按机床阐明书选用nw= 272r/min ,故实际切削速度为切削工时：/, = 5mm , L = 3mm, L = 0,则 VV14工序7：终检。重要检查以上各工序加工后的尺寸，重点检测各相对位置公差。最终，将以上各工序切削用量、工时定额日勺计算成果，连同其他加工数据，一起填入机械加工工艺过 程综合卡片中，见附录2。3专用夹具设计加工时刀具进给方向有与之垂直日勺刚性卡爪阻挡固定，夹紧力重要为卡爪日勺切应力，其他分力可忽视，此 时，茨紧力N = F,可以使之略不小于/，取其值为iooon。定位基准的J选择此夹具为三爪自定心夹具，对工件的定位

19、没有特殊规定。但考虑到工件为非圆形回转零件，因此需 设计一种辅助定位块来协助工件日勺定位夹紧。该定位块可与夹详细连接为一体，其两面形成日勺夹角与工件 一端夹角一致，在装夹工件时，只需将工件两端靠向定位块，此时转动回转夹紧块，三块卡爪同步向心运 动，将工件夹紧。同步定位挡块支撑工件底面使工件水平，因此在此选择定位挡块和辅助定位块为定位基 准。3. 2. 5定位误差分析本次设计的夹具为自定心夹具，定位误差非常小，重要出现欧I误差为辅助定位块的自身形状位置误 差引起W、J,因此只需分析辅助定位块的定位误差即可满足误差规定。对辅助定位块U勺误差规定为其相对于 零件中心线的对称度和其在回转面内H勺位置度

20、。现设其误差值为0.5,辅助定位块内表面与回转中心的距 离为57.24,则两者实际距离在此误差值下工件仍能精确装夹，因此误差满足精度规定。3. 2. 6夹具设计和操作的简要阐明如前所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产率，本工序三爪自定心夹具，在加工时丁三爪自定心 夹具运用定心夹紧元件的均匀弹性变形的方式，来消除定位尺寸偏差对工件定心的不利影响。夹具装配图和有关零件图件附图。4设计总结本次毕业设计以齿轮泵箱盖为设计对象，重要设计任务有两项：第一项箱盖零件加工工艺规程日勺设计;第二项是箱盖零件的工装夹具的设计。在箱盖零件加工工艺规程口勺设计中，首先对零件进行分析，根据零 件的材料，生产大纲和其他来

21、确定毛坯的制造形式，另一方面进行加工基面W、J选择与工艺路线的制定，最 终进行加工余量、工序尺寸和切削用量等的计算与确定。在工装夹具部分的设计中，首先是定位基准的选 择，根据各自工序日勺不一样特点来进行定位基准的选择，另一方面进行切削力和夹紧力的计算，最终进行 误差分。此毕业设计让我学到了许多知识，在设计过程中也碰到了诸多困难。通过不懈的在图书馆以和在网上 查找搜集资料r诸多问题我都克服了。本次毕业设计让我意识到了团体合作日勺重要性，学会了怎样使工件 愈加美观，精度更高，当然，更重要H勺是产品H勺实用性，在此基础上使其愈加富有创意才是我们的目的。通过本次毕业设计，使我在大学四年里的知识有了更深

22、入的巩固与提高，同步，也增强了自己分析问 题的能力，从而为此后更好地工作与学习打下坚实了基础。因此我很感谢学校和院里的领导给了我这样个 机会，我坚信我会很努力日勺做好，不辜负学校领导的期望。参照文献1郑本修.机械制造工艺学.机械工业出版社，2023白成轩.机床夹具设计新原理.北京：机械工业出版社，20233齐世恩.机械制造工艺.哈工大出版社，19894任家隆.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2023张进生.机械制造工艺与夹具设计指导.机械工业出版社，19956荆长生.机械制造工艺学.西安：西北工业大学出版社，19967徐发仁.机床夹具设计.重庆：重庆大学出版社，19968刘朝儒、彭福荫、高

23、政.机械制图.北京：高等教育出版社，2023 9庞怀玉.机械制造工程学.机械工业出版社，202310刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.机械工业出版社，199411陈宏钧.实用机械加工工艺手册.机械工艺出版社，202312杨叔子.机械加工工艺师手册,机械工艺出版社，202313孙丽媛.机械制造工艺与专用夹具设计指导.冶金工业出版社，202314曾志新、吕明、张福润.机械制造技术基础.武汉理工大学出版社，2023H勺切削力和工艺系统H勺弹性变形也就比较均匀，不易发生振动，同步能保留毛坯制造时获得H勺很好的表面力学性能，有助于获得规定的形状精度和表面粗糙度。在开始加工时就应当选择这些规定加工余量均匀H

24、勺 重要表面为粗基准，以保证加工面与定位基准面之间有一对日勺日勺位置，在后来加工该表面时，余量就能均 匀。保证不加工面位置对时的原则工件上若有某些不加工的表面，它们与加工面之间也规定有一种对时日勺位置关系，这些位置关系有时 并不直接标注在图样上，不过通过度析从图面上可以看出来，假如不注意它们，将会影响到零件的J美观甚 至零件口勺使用性能。例如零件外形上口勺对称、孔口勺壁厚均匀、箱体零件内腔尺寸等都是这方面常见的例子。 用不加工面作为粗基准，就是保证不加工面与加工面之间的位置比较对日勺。粗基准只能有效使用一次日勺原则由于粗基准自身都是未经机械加工日勺毛坯表面，其精度和表面粗糙度都较差，假如在某一

25、种或几种自 由度上反复使用粗基准，则不能保证两次装夹的工件与机床、刀具的相对位置一致，因而使得两次装夹加 工出来的表面之间位置度减少。2 .精基准日勺选择 基准重叠原则应当尽量使定位基准与设计基准重叠，以防止基准不重叠而引起的定位误差。必须注意，基准重叠原 则是针对一种工序的重要加工规定而言的。当工序中加工规定较多时，对于其他附加工规定并不一定都要 基准重叠的，这时应当根据保证这些加工规定必须限制的自由度，找出对应日勺定位基准，并对基准不重叠 误差进行进行分析和计算，使之符合加工规定才行。 基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽量采用同一种定位基准来定位，称为基准统 一

26、原则。采用基准统一原则，可以简化夹具的设计和制造工作，减少工件在加工过程中的翻转次数，在流 水作业和自动化生产中应用十分广泛。应当指出，基准统一原则是针对整个工艺过程或几道工序而言日勺， 对于其中某些工序或某些加工规定，常会带来基准不重叠的问题，必须针对详细状况认真分析。 便于装夹原则所选择的精基准应能保证定位精确可靠，夹紧机构简朴，操作以便。注：上述定位基准选择原则在详细使用时常常有互相矛盾日勺地方，必须结合详细日勺生产条件进行分析, 抓住重要矛盾，兼顾其他规定，灵活运用这些原则。在箱盖零件加工工艺过程中，箱盖时下表面是不加工欧I,以此表面为粗基准，满足加工条件。制定工艺路线由于生产类型为大

27、批量，故采用万能机床配以专用夹具，并且尽量使工序集中起来提高生产率。除此 之外，还应减少生产成本。(1)工艺路线方案一：工序1：粗铳箱盖上结合面，保证尺寸42；3。工序2：粗铳17机加以和中22根加二孔端面。工序3：钻、扩17根机和22根根两孔。工序4：较17根加利22根根两孔。工序5：磨和中两孔端面，保持尺寸不变。工序6：钻上结合平面五个5-M6螺纹底孔。工序7：钻上结合平面2-锥销孔。工序8：精较2-锥销孔。工序9：攻螺纹5-M6。工序10：终检。(2)工艺路线方案二：工序1：钻、扩中17 和中22相机两孔。工序2：钱17根根和中22根根两孔。工序3：粗铳17根加以和中22根根二孔端面。工

28、序4：磨17根根和22根加两孔端面，保持尺寸不变。工序5：钻上结合平面五个5-M6螺纹底孔。工序6：钻上结合平面2-锥销孔。工序7：精较2-锥销孔。工序8：攻螺纹5-M6。工序9：粗铳箱盖上结合面，保证尺寸42732。工序10：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：发案一是先加工箱盖的上结合平面以和两轴孔端面，然后再先后加工 轴孔和螺纹孔以和两锥销孔；方案二则与其相反，先加工两轴孔，然后再以此两孔定位加工5716螺纹孔以 和锥销孔，最终再加工箱盖的上结合平面和两轴孔端面。经比较可见，先加工上结合平面再先后加工轴孔 和螺纹孔，这时H勺各尺寸精度较易保证，并且方案一中H勺工序

29、1、2比方案2中的工序3、9减少了装夹次 数，因此本设计选择方案一很好，确定加工工艺路线如下：工序1：粗铳箱盖上结合面，保证尺寸42廿32根2,以箱盖W、J不加工底面为粗基准，选用XA6132 型万能铳床和专用夹具加工。工序2：粗铳17根加以和22根根二孔端面，选用XA6132型万能铳床。工序3：钻、扩17根根和22根根两孔，选用Z525立式钻床加工。工序4：钱17根根和22根根两孔，选用Z525立式钻床和专用夹具加工。工序5：磨和中22根加两孔端面，保持尺寸不变，以中17/%加和cD22九两孔定位，选用 M7130平面磨床和通用夹具。工序6：钻上结合平面五个5-M6螺纹底孔，以17根根和22

30、相机两孔定位，选用Z525立式钻床和通用夹具加工。具加工。工序8：精较2-锥销孔。工序9：攻螺纹5-M6。工序10：终检。由以上工艺路线可知，详细加工内容如工序1、2可以集中为一种工序，工序3、4可以集中为一种工序，工序6、7也可以集中为一种工序因此最终的加工工艺路线确定如下：工序1：粗铳箱盖上结合面以和两轴孔端面，保持尺寸42；032,选用XA6132型万能铳床和专用夹具 加工。工序2：钻、扩、钱17 7n根和22相机两孔，选用Z525立式钻床。工序3：磨17根根和22根根两孔端面，保持尺寸分别以17根根和22根根两孔定 位，选用M7130平面磨床和通用夹具加工。工序4：钻上结合平面五个5-M6螺纹底孔以和2 -锥销孔，以cD 1 7 mm和中22 mm两孔 定位，选用Z525立式钻床和通用夹具加工。工序5：精较2 -锥销孔。工序6：攻螺纹5-M6o工序7：终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。机械加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸确实定箱盖零件材料为灰铸铁，型号为HT200,硬度HBS为187255,毛坯重量约为6kg,生产类型为大批