填料箱盖工艺设计及夹具设计Word文档格式.docx

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第一章新余学院机械制造工艺学课程设计任务书

指导老师

李玉平

学生姓名

陈小军

专业

机械设计制造及其自动化

课程设计

题目

填料箱盖机械加工工艺规程制订及钻孔夹具设计

完成日期：

2013年1月4日

课

程

设

计

容

一、课程设计内容

图一

图一所示是填料箱盖简图。

毛坯材料为HT200。

中批量生产，采用通用机床进行加工。

试完成该零件的机械加工工艺设计及法兰盘端面12孔钻床专用夹具设计。

设

要

求

二、设计要求:

1、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果,不允许雷同，凡找他人代做，一经核实，取消答辩资格。

积极主动与指导教师交流，每一进展阶段至少与指导教师交流一次。

2、设计成果：

（1）、设计说明书一份；

（2）、机械加工工艺卡片一套；

（3）、夹具装配图一张（A1或A2图纸，用CAD画）及必要的零件图若干张。

设计说明书应包括下列内容：

封面，目录、设计任务书、正文、注释、参考文献等。

设计说明书的题目及各级标题为四号以上楷体并加黑，正文采用小4号楷体，注释采用尾注形式。

3、设计说明书的正文部分内容参考《机械制造工艺学课程设计指导书》。

4、设计完成后，将课程设计说明书、机械加工工艺卡片、夹具装配图打印并装订好一并交给指导教师，并准备答辩。

1

进

度

一）、设计准备工作（2012年11月24日-25日）

1、熟悉任务书，明确设计的内容和要求；

2、准备参考资料和手册。

二）、机械加工工艺规程制定（2012年11月26-12月2日）

1、零件的分析；

2、毛坯的确定；

3、定位基准的选择；

4、加工方法的选择；

5、工艺路线的制定；

6、确定加工余量及毛坯尺寸；

7、工序设计；

8、确定切削用量和基本时间。

三）、填写机械加工工艺卡片（2012年12月3-12月4日）

四）、夹具的设计（12月5日-20日）

1、确定定位方案、选择定位元件；

2、确定夹紧方案、设计夹紧机构；

3、确定分度方案、设计分度装置；

4、确定导向、对刀方案，设计导向、对刀装置；

5、设计其他装置；

6、设计夹具体；

7、夹具精度分析；

8、绘制夹具装配图及必要的零件图。

五）、撰写计算说明书（12月21日-12月28日）

六）、准备答辩（12月29日-2013年1月4日）

主

要

参

考

资

料

1、《金属切削加工手册》；

2、《机床夹具设计手册》；

3、《机械制造工艺学》；

4、《机械制造工艺学课程设计指导书》。

2

第二章机械加工工艺规程制定

2、1零件的分析

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。

技术要求分析：

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》）

1.以ф65H5（

）轴为中心的加工表面。

包括：

尺寸为ф65H5（

）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为ф80的与ф65H5（

）相接的肩面,尺寸为ф100f8（

）与ф65H5（

）同轴度为0.025的面.尺寸为ф60h5（

）同轴度为0.025的孔.

2.以ф60h5（

）孔为中心的加工表面.尺寸为78与ф60H8（

）垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.

3.以ф60H8（

）孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深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.

2、2毛坯的确定

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、3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。

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。

）

2、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，以支承轴颈本身找正.

2、4加工方法的选择

1.车削左右两端面,车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

精车65外圆及与80相接的端面.

2.钻孔：

钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹.用钻床钻孔。

粗、精、细镗ф60H8（

孔。

镗ф60孔底面沟槽在车床上镗孔，比较经济。

3.铣床：

铣ф60孔底面

4.磨床：

磨ф60孔底面。

最后研磨ф60孔底面。

2、5工艺路线的制定

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。

1、工艺线路方案一

工序Ⅰ铣削左右两端面。

工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹

工序Ⅴ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8（

工序Ⅶ铣ф60孔底面

工序Ⅷ磨ф60孔底面。

工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ去毛刺，终检。

2、工艺路线方案二

工序Ⅰ车削左右两端面。

工序Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

工序Ⅴ粗、精、细镗ф60H8（

工序Ⅵ铣ф60孔底面

工序Ⅶ磨ф60孔底面。

工序Ⅷ镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅸ研磨ф60孔底面。

工序Ⅹ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹

3、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ф60H8（

；

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Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

然后工序Ⅹ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深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Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹

工序Ⅴ精车65外圆及与80相接的端面.

2、6确定加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸

“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，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（ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155）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ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构，除ф65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ф155为例,2Z=5mm已能满足加工要求.

（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（长度方向>

100~160mm,故长度方向偏差为

mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.0~3.5mm.现取3.0mm。

（3）

内孔。

毛坯为实心。

两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R

为6.3,钻——扩即可满足要求。

（4）内孔ф60H8（

）。

要求以外圆面ф65H5（

）定位，铸出毛坯孔ф30。

查表2.3-9,粗镗ф59.52Z=4.5精镗ф59.92Z=0.4细镗ф60H8（

）2Z=0.1

（5）ф60H8（

）孔底面加工.

按照<

<

工艺手册>

>

表2.3-21及2.3-23

1.研磨余量Z=0.010~0.014取Z=0.010

2.磨削余量Z=0.2~0.3取Z=0.3

3.铣削余量Z=3.0—0.3—0.01=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2—M10—6H孔、4—M10—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2.3—20得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。

钻孔ф8.5，攻螺纹M10

（8）零件毛坯图附图二

2、7工序设计

（一）选择加工设备与工艺装备

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C