1、湖南師范大學 機 械 制 造 工 藝 學 課程設計說明書 設計題目：“填料箱蓋”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備 班級：15級機械設計制造及其自動化 姓名：黃哲 機械制造技術基礎課程設計書設計題目：“填料箱蓋”零件的機械加工及夾具設計 設計內容：1、產品零件圖 1張 2、產品毛坯圖 1張 3、機械加工工藝過程卡片 1份 4、機械加工工序卡片 1套 5、夾具設計零件圖 1張 6、夾具設計裝配圖 1張 7、課程設計說明書 1份 目錄 一 序言4二 零件分析4三 工藝規程設計4（1）確定毛坯的制造形式4（2）基面的選擇4（3）制定工藝路線5（4）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定6 （5）確定切

2、削用量及基本工時7四 夾具設計 16（1）設計主旨17（2）夾具設計17五 課程設計心得體會 17六 參考文獻 18 一、序言 機械制造工藝課程設計是我們完成了大學的全部基本課程，技術基礎課程以及部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對我自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。二、零件的分析（一

3、）零件的作用 題目所給定的零件是填料箱蓋，其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏（附圖一）（二）零件的工藝分析 填料箱蓋共有兩組加工表面1、47孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括一個中間孔以及倒角還有總長度為137mm的外圓面 2、孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：幾個倒角，尺寸為155的與的孔的垂直的平面，包括在平面上的6個13.5的孔，2個M10-6H的螺紋孔以及4個M10-6HT20孔T24的螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1）的外圓與其外端面的垂直度公差為0.015mm（2）與的孔中心線垂直的內端面與的外圓的垂直度誤差為0.01

4、2mm由以上分析可知，對于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。三、工藝規程設計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到零件要求加工后經水壓試驗不許滲漏，研磨表面不許有凹痕，條紋等缺陷，且年產量為5000件，已達到大批量生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生產率；保證加工質量也是有利的。（二）基面的選擇 基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確，合理，可以保證加工質量。提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。1、 粗基準

5、的選擇此零件加工起來類似于軸類零件；故以外圓作為粗基準來進行加工2、精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮基準重合問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定的大批生產的條件下，可以采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外還應考慮經濟效果，以降低生產成本。 1、工藝路線方案一工序1：粗車外圓155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm并車左右端面。工序2:半精車外圓155mm, 100mm, 91mm, 80

6、mm, 75mm, 65mm工序3：鉆擴孔47mm, 37mm,6x13.5mm工序4：以右端面為基準粗鏜半精鏜精鏜孔56mm工序5：粗磨，精磨，研磨孔56的右端面工序6：精車外圓100mm, 91mm, 65mm工序7：攻螺紋4Xm10-6HT20工序8：沖箭頭工序9：終檢2、 工藝路線方案二工序1：車鑄件的兩端面工序2：鉆擴孔47mm, 37mm,6x13.5mm工序3：粗鏜，半精鏜，精鏜左邊孔56mm工序4：粗磨，精磨，研磨孔56mm的右端面工序5：粗車，半精車，精車外圓155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm工序6：攻螺紋4XM10-6HT20工序：沖箭

7、頭工序：終檢3、 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是以鑄件外圓為粗基準，然后加工外圓、孔，而方案二則是以內孔為粗基準，先加工內孔，再加工外圓。經比較可見，以外圓為粗基準，孔的余量不均，但加工后壁厚均勻，而以內孔為粗基準，孔的余量均勻，但加工后壁厚不均勻。這時，根據要求，方案一的位置精度易保證，所以應選擇方案一，具體的加工路線如下：工序1：粗車端面及外圓155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm工序2：半精車外圓155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm工序3：以外圓155mm為粗基準，鉆擴孔47mm，37mm并忽

8、倒角45°，再鉆6X13.5mm孔，選用C365L轉塔車床工序4：以右端面及圓64為基準，選用T740型臥式金剛鏜床及專用夾具加工，粗鏜，半精鏜，精鏜56mm的孔工序5：磨孔56mm的右端面，為保證表面粗糙度0.4，應先粗磨，精磨，再研磨工序6：選用CA6140臥式車床和專用夾具精車外圓100mm，91mm，65mm工序7：攻螺紋4XM10-6HT20工序8：沖箭頭工序9：終檢 （四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、外圓表面 155的外圓面取加工余量為4mm，的外圓取加工余量為4.0m

9、m，考慮到鑄造的難易程度，的外圓在鑄造時直徑與的外圓直徑相同，同樣的80的外圓的加工余量為4.0mm，75的外圓鑄造時與80直徑相同，的外圓加工余量為3mm2、外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差 查機械加工工藝手冊表2.3-13；鍛件輪廓尺寸（長度方向）>120-260mm,寬度>150mm故長度方向偏差為長度方向的余量規定為3mm，故取為3mm3、內孔（1）毛坯鑄造了一個54的內孔，精度在IT7IT8之間，查表可知其加工余量為： 擴孔：55.7mm 2z=12mm 半精鏜：55.9mm 2z=0.2mm 精鏜：56mm 2z=0.1mm（2）47的內孔和中間孔在鑄造時為實心的

10、，查表可知兩孔工序尺寸和余量為：47的內孔： 鉆孔：25mm 鉆孔：37mm 2z=12mm 鉆孔：45mm 2z=12mm 擴孔：46.6mm 2z=1.6mm 粗鏜：46.9mm 2z=0.3mm 半粗鏜：47mm 2z=0.1mm中間孔沒有固定尺寸，故加工后保持IT8IT9就可以滿足要求了。4、左右兩端面的加工余量（1）按照工藝手冊，左右端面的單邊加工余量為2.0-3.0mm，取z=2mm（五）確定切削用量及基本工時 工序1：車削端面外圓 1、加工條件 工件材料：HT200并經過時效處理 加工要求：粗車端面及155mm, 100mm, 91mm, 80mm, 75mm, 65mm的外圓，

11、除65mm的外圓表面粗糙為1.6m，其余均為6.3m。 機床：CA6140臥式車床 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16mmX25mm，=90°，=15°，=8°，=0.5mm 2、計算切削用量（1）粗車右端面 1）毛坯長度方向的加工余量為mm，=3mm計 2）確定進給量f：根據機械加工工藝手冊表2.4-3，當刀桿尺寸為16mmX25mm，<=3mm，以及工件直徑為65mm時 f=0.60.8mm/r 按CA6140車床說明書f=0.61mm/r（參考機械制造工藝機床夾具課程設計指導中表3-9） 3）計算切削速度：按機械加工工藝手冊表2.4-20，切削速度的

12、計算公式為（壽命迭T=60min） V= =242 =0.35查表可知：=1.44mm =0.8 =1.04 =0.81 =0.97可得 =X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97m/min=102.1m/min4）確定機床主軸轉速 =500.2r/min 按機床說明書，與500.2r/min相近的機床轉速為500r/min及560r/min。現選取500r/min，所以實際切削速度為102m/min。5）計算切削工時：（2）車65的外圓，同時校驗機床功率及進給機構強度 1)背吃刀量：單邊余量z=1.5mm，可一次切除 2）進給量：根據機械加工藝手冊表2.4-20 4）確定主軸轉速：

13、= 按機床選取n=560r/min，所以實際切削速度為 5）檢驗機床功率：主切削力按機械加工工藝手冊表2.4-21所示公式計算 式中 切削是消耗功率為 由CA6140機床說明書可知，CA6140主電動機功率為7.8KW，當主軸轉速為560r/min時，主軸傳遞速度的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠，可以正常加工。 6)校驗機床進給系統強度:已知主切削力，徑向切削力按<機械加工工藝手冊表2.4-21所示公式計算：式中所以而軸向切削力式中：于是軸向切削力取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數=0.1.則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N，故

14、機床進給系統可正常工作。7）切削時：式中所以 （3）卷車155的外圓取查表可知分兩次加工切削速度式中:于是 按機床說明書取n=320r/min則此時：V=156m/min切削工時：式中： （4）車100的外圓 取查表可知分兩次加工切削速度式中:于是 按機床說明書取n=450r/min則此時：V=141m/min切削工時：式中： （5）車91的外圓取，分三次加工，查表可知式中:于是 按機床說明書取n=400r/min則此時：V=114m/min切削工時：式中： (6)車80的外圓取，查表切削速度式中:于是 按機床說明書取n=560r/min則此時：V=141m/min切削工時：式中： (7)車7

15、5的外圓取，查表切削速度式中:于是 按機床說明書取n=560r/min則此時：V=132m/min切削工時： (8)鉆擴32mm及43mm的孔。Z3025搖臂鉆床 1）鉆孔25mm選擇進給量f=0.41mm/r選擇切削速度v=12.25m/min 按機床選取：則實際切削速度為：2）鉆孔32mm根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為： 公式中為加工實心孔時的切削用量，查表得： 按機床取f=0.76mm/r 按照機床選取所以實際切削速度為：3）鉆孔47mm 根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴孔時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的

16、進給量與切削速度之關系為：公式中為加工實心孔時的切削用量，查表得： 按照機床選取所以實際切削速度為：4）確定粗鏜37mm，47mm孔的基本時間 選鏜刀的主偏角（9）鉆6-13.5,2-M10-6H,4-M10-6深孔深241）鉆6-13.5 f=0.35mm/r,v=17mm/min按照機床選取所以實際切削速度為：2）鉆2-M10-6H底孔8.5 f=0.35mm/r,v=13m/min按照機床選取所以實際切削速度為：3）4-M10-6H深20，孔深24，底孔 8.5 f=0.35mm/r,v=17mm/min按照機床選取所以實際切削速度為：4）攻螺紋孔2-M10-6H r=0.2m/s=12

17、m/min按照機床選取所以實際切削速度為：5)攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min按照機床選取所以實際切削速度為：6）基本時間的確定 鉆6個13.5的通孔時間約為90s （10）精、粗、細鏜60H8孔1）粗鏜孔至59.5mm 2z=4.5mm，則 Z=2.25mm 查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為V=35m/min,f=0.8mm/min,由于T740金剛鏜主軸轉數為無極調速，故以上轉數可以作為加工時使用的轉數。2）精鏜孔至59.9mm 2z=0.4mm,z=0.2mm,f=0.1mm/r,v=80m/min 3)細鏜孔至60H8mm 由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜

18、床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同。 （1）銑60孔底面 銑床：X63系列 銑刀：選用立銑刀d=10mm,L=115mm齒數z=4 切削速度：V=15m/min 當時，工作臺每分鐘進給量應為 查機床說明書，則=150m/min故直接選用 倒角1X45°，采用胡鉆（2）磨60孔底面 選擇磨床：選用MD1158（內圓磨床） 選擇砂輪：A36KV6P 20X6X8mm 切削用量選擇：砂輪轉速： 軸向進給量： 徑向進給量：（3）鏜60mm孔底溝槽 內孔車刀，保證t=0.5mm，d=2mm（4）研磨60mm孔底面 采用手工研具進行手工研磨：z=0.01mm四、夾具設計 為了提

19、高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與老師協商，決定設計第IX道工序鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐，以及4的高速鋼麻花鉆。（一） 問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設計1 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇20孔為基準，即以一面上一長銷（自由度限制數：5）配合以一擋銷（自由度限制數：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計算時可忽略。卡緊力為取系數 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節卡緊力調節裝置，即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位