填料箱蓋加工工藝及鏜φ60孔夾具設(shè)計

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金陵科技學(xué)院 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 零件號 零 件 名 稱 填料箱蓋 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 010 020 030 040 050 050 060 070 080 090 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 機器砂型鑄造 人工時效處理 涂漆 粗車左端面及ф155外圓 粗車右端面 粗車?65，?80，?75, ?100外圓 車槽 鉆ф30孔、擴ф32孔，鏜ф47孔。 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H的孔 鉆4-M10-6H深20孔深24的孔 攻2-M10,4-M10螺紋 粗鏜ф60H8（孔 精鏜ф60H8（孔 精車ф65、 ф100外圓及與ф80相接的端面. 磨ф65的外圓及與ф80相接的端面. 銑Φ60孔底面 鏜溝槽° 研磨Φ60孔底面 清洗、去毛、倒角 檢驗 入庫 臥式車床 臥式車床 臥式車床 臥式車床 轉(zhuǎn)塔車床 搖臂鉆床 搖臂鉆床 搖臂鉆床 金剛鏜床 金剛鏜床 臥式車床 磨床 臥式銑床 鏜銑床 研磨機 C620-1 C620-1 C620-1 C620-1 365L Z3025 Z3025 Z3025 三爪卡盤 三爪卡盤 三爪卡盤 三爪卡盤 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 三爪卡盤 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 外圓車刀 外圓車刀 外圓車刀 切槽刀 麻花鉆 擴孔鉆 鏜刀 麻花鉆 麻花鉆 麻花鉆 絲錐刀 鏜刀 鏜刀 金剛石車刀鉆 端面銑刀 內(nèi)孔車刀 YG6 YG6 YG6 ?25 ?32 ?47 ? 25 ?8.5 ?8.5 M10 YG30 YG30 Φ8 卡板 卡板 卡板 卡板 卡板 卡板 卡板 螺紋量規(guī) 卡板 卡板 卡尺 卡尺 卡尺 表面粗糙儀 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅰ型 目 錄 1 零件的分析 ………………………………………………………………1 2 工藝設(shè)計………………………………………………………………… 1 2.1 毛坯的制造形式……………………………………………………… 1 2.2 基準(zhǔn)面的選擇………………………………………………………… 1 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 1 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 1 2.3 制訂工藝路線………………………………………………………… 2 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………… 2 2.5 確定切削用量………………………………………………………… 3 3專用夾具設(shè)計………………………………………………………………13 3.1 夾具設(shè)計……………………………………………………………… 13 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………13 3.2.2 切削力及夾緊力的計算…………………………………………… 13 3.3 定位誤差的分析 …………………………………………………… 13 3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明……………………………………………13 參考資料………………………………………………………………………14 1 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是填料箱蓋（附圖1），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。 1.2 零件的工藝分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求： 1． 以ф65H5（）軸為中心的加工表面。 包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.025的孔. 2.以ф60h5()孔為中心的加工表面. 尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨. 3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的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為6.3,粗加工可滿足要求 . 2 工藝設(shè)計 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。 2.2 基準(zhǔn)面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。） 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法： 當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。 采用錐堵或錐套心軸。 精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。 2.3 制訂工藝路線 通過比較和討論，最終確定工藝路線： 工序101 車削左端面及ф155外圓。 工序020 粗車右端面 工序030 粗車ф80，ф100.3，ф65.3,75外圓 工序040 切槽 工序050 鉆ф30孔、擴ф32孔，擴ф47孔。 工序060 鉆6-ф13.5孔 工序070 鉆2-M10-6H,4-M10-6H深20孔 工序080 攻2-M10-6H,4-M10-6H深20孔螺紋 工序090 粗鏜ф59.5孔 工序100 精鏜ф60H8（孔 工序110 精車65外圓80相接的端面. 工序120 磨端面 工序130 銑ф60孔底面 工序140 鏜ф60孔底面溝槽。 工序150 研磨ф60孔底面。 工序Ⅺ 終檢 以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “填料箱蓋”零件材料為HT200鋼，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。 根據(jù)上述材料及加工工藝，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(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且 相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求。 （2） 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機械制造工藝設(shè)計簡明 手冊》（以下簡稱〈〈工藝手冊〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。 （3）內(nèi)孔。毛坯為實心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為 6.3,鉆——擴即可滿足要求。 （4）內(nèi)孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5（）定位，鑄出毛坯孔ф30。 查表2.3-9, 粗鏜ф59.5 2Z=4.5 精鏜 ф59.9 2Z=0.4 細鏜ф60H8() 2Z=0.1 (5) ф60H8()孔底面加工. 按照<<工藝手冊>>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. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69 (6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過底面研磨后鏜可保證其精度. Z=0.5 (7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。 1．6—孔可一次性直接鉆出。 2．查〈〈工藝手冊〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔。 鉆孔 ф8.5 攻螺紋 M10 2.5 確定切削用量 2.5.1 車削端面、外圓 本工序采用計算法確定切削用量 加工條件 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：粗車ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。 機床：C620—1臥式車床。 刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。 計算切削用量 （1） 粗車ф65、ф155兩端面 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為ф160時。 f=0.5～0.7mm/r 按C620—1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按《切削手冊》表1.27,切削速度的 計算公式為 V=(m/min) =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97 所以 V= =66.7(m/min) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n===253(r/min) 按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與253r/min相近的機床轉(zhuǎn)速 選取305r/min。實際切削速度 V=80m/min （2） 粗車ф160端面 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: n===133(r/min) 按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與133r/min相近的機床 轉(zhuǎn)速選取150r/min。實際切削速度 V=75.4m/min 2.5.2 粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角 切削深度:先84車至80以及104車至100。 進給量: 見《切削手冊》表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: n===204(r/min) 按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度 V===75.1 m/min 檢驗機床功率: 主切削力 F=CFafvk CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15 k=( k=0.73 所以 F=900 切削時消耗功率 P= 由《切削手冊》表1.30中C630-1機床說明書可知, C630-1主電動機功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機床功率足夠,可以正常加工。 （2） 粗車65外圓 實際切削速度 V== （3) 車75外圓 取 n=305r/min 實際切削速度 V== （4） 粗車100外圓 取 n=305r/min 實際切削速度 V== （5）車槽7.5 采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表27-8 取 f=0.25mm/r n=305r/min 2.5.3 鉆擴mm、及孔。Z3025搖臂鉆床 （1） 鉆孔 選擇進給量 f=0.41mm/r 選擇切削速度（見《切削手冊》表2.7） V=12.25m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） 按機床選?。? =136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 則實際切削速度 （2） 鉆孔mm 根據(jù)有關(guān)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(guān)系為 f=（1.2~1.3） v=（） 公式中、為加工實心孔時的切削用量，查《切削手冊》 得 =0.56mm/r（表2.7） =19.25m/min（表2.13） 并令： f=1.35 =0.76mm/r 按機床取f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 按照機床選取 所以實際切削速度： （3） 鉆孔 根據(jù)有關(guān)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(guān)系為 f=（1.2~1.3） v=（） 公式中、為加工實心孔時的切削用量，查《切削手冊》 得 =0.56mm/r（表2.7） =19.25m/min（表2.13） 并令： f=1.35 =0.76mm/r 按機床取f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 按照機床選取 所以實際切削速度： 2.5.4 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 （1） 鉆6-13.5 f=0.35mm/r V=17mm/min 所以 n==401(r/min) 按機床選取： 所以實際切削速度為： （2） 鉆2底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以n==487r/min 按機床選取 實際切削速度 （3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n==487r/min 按機床選取 實際切削速度 （4） 攻螺紋孔2 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機床選取 則 實際切削速度 （5） 攻螺紋4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機床選取 則 實際切削速度 2.5.5 精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面 車床：C620-1 （1） 精車端面 Z=0.4mm 計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min） 式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28 所以 按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8）選擇1200r/min 所以實際切削速度 （2） 精車Φ65外圓 2Z=0.3 f=0.1mm/r 式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28 所以 所以實際切削速度 （3） 精車外圓Φ100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r 取 實際切削速度 2.5.6精、粗、細鏜mm孔 （1） 粗鏜孔至Φ59.5mm 2Z=4.5mm則 Z=2.25mm 查有關(guān)資料，確定鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740鏜床主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。 （2） 精鏜孔至Φ59.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min （3） 細鏜孔至mm 由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min V=80m/min 2.5.7 銑Φ60孔底面 銑床：X63系列 銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4 切削速度：參照有關(guān)手冊，確定v=15m/min =477.7r/min 采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39） 取 =475r/min 故實際切削速度為： 當(dāng)時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為 查機床說明書，剛好有故直接選用該值。 2.5.8 鏜Φ60mm孔底溝槽 內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm 2.5.9 研磨Φ60mm孔底面 采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm ①．選擇磨床： 選用M7232B型立軸矩臺磨床。 ②．選擇砂輪： 查《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V ③．切削用量的選擇： 砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min， 軸向進給量 fr=0.017mm/r 徑向進給量 ④．切削工時基本時間計算： 當(dāng)加工一個表面時 Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊》表6.2-8） 式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單面加工余量 =0.5mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進給量 ： 工作臺往返一次砂輪徑向進給量 則： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017) =1.94min ⑤輔助時間的計算： 輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時間為： tf=0.15*1.94=17.46s ⑥其他時間的計算: 其他時間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計算 則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s ⑦單間時間 tdj=116.4+17.46+8=141.86s 3專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)力，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。需設(shè)計專用夾具。這里，我設(shè)計的是鏜孔夾具，這個夾具用于立式鏜床，刀具為硬質(zhì)合金，完成對工件的鏜削加工。 3.1鏜Φ60mm孔 3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，這里采用V型塊定位，采用壓緊手柄進行手動加緊，以此來限制工件的五個自由度，外加一個端面限制一個自由度，屬于完全定位。 3.1.2 切削力及夾緊力的計算 式中 d=60.0mm f=0.2mm/r =650Mpa 代入得：F=9613.63N 夾緊力的計算： Q=160N L=200mm D=23mm a=2.850 代入公式得：=17414.4N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 式中：—基本安全系數(shù)；取1.5 —加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1 —刀具鈍化系數(shù)；取1.1 —斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1 則F =9433.6N 3.1.3 定位誤差分析 由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： ΔDw=1/2(δD+δd+Δmin) =1/2(0.021+0.030+0.030) =0.0405 ΔDw－－垂直方向的定位誤差 δD――工件孔的直徑公差 δd――塑料液性心軸的直徑公差 Δmin――孔和塑料液性心軸配合間隙 此項中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。 參考資料 1.《機床夾具設(shè)計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4. 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社社 6. 《機床夾具設(shè)計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上海科技出版社 7. 《機床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社 8. 《機械原理課程設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11．《機械制造工藝水學(xué)》、《機床夾具設(shè)計》 （教材） 12．《機械零件設(shè)計手冊》 13．《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》， 機械工業(yè)出版社 14．《機床夾具設(shè)計》 王啟平主編 哈工大出版社 15