山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機信息系山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機信息系 畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 題題 目目 填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名： 胡國勝 班 級： 機制 專 業(yè)： 機械制造與自動化（礦山機械制造與維修） 指導(dǎo)教師： 夏靜文 論文報告提交日期： 2012年6月 成績評定日期： 填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 摘 要 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。對內(nèi)表面的加工精度要求比較高,對配合面的表面粗 糙度要求也較高。 本次設(shè)計旨在提高填料箱蓋的加工效率，設(shè)計正確的加工工藝路線 ，由此我們首先對填料箱蓋的結(jié)構(gòu)特征和工藝進行了仔細的分析，然后 確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡單，操作方便，并能保證 零件的加工質(zhì)量。填料箱蓋的加工質(zhì)量將直接影響機器的性能和使用壽 命。 在設(shè)計中采用四大步驟進行，分別是1填料箱蓋零件的分析2工 藝規(guī)程設(shè)計3數(shù)控機床的選擇與加工方案4專用夾具設(shè)計 關(guān)鍵詞：填料箱蓋，零件，毛坯，夾具 目 錄 第一章 填料箱蓋零件的分析4 1.1 零件的作用.4 1.2 填料箱蓋的技術(shù)要求分析 .5 1.3 本章小結(jié).5 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計6 2.1 零件機械加工工藝規(guī)程的制定.6 2.2 箱體零件的材料、毛坯和熱處理12 2.3 基準(zhǔn)面的選擇12 2.4 制訂工藝路線13 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定17 2.6 本章小結(jié)18 第三章 機床的選擇與加工方案.19 3.1 選擇機床19 3.2 選擇夾具21 3.3 選擇刀具21 3.4 確定工序尺寸 22 3.5 確定切削用量23 3.6 本章小結(jié) 33 第四章 專用夾具設(shè)計.34 4.1 問題的指出 34 4.2 夾具設(shè)計 34 4.3 定位誤差的分析 35 4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 35 4.5 本章小結(jié) 36 結(jié) 論.37 致 謝.38 參考文獻.39 第一章 填料箱蓋零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是填料箱蓋（圖1- 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。 a實體圖 b.零件圖 圖1-1 填料箱蓋 1.2 填料箱蓋的技術(shù)要求分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求： （查表1.4- 28機械制造工藝設(shè)計簡明手冊） 1、以65H5（）軸為中心的表面進行加工 0 013 . 0 包括：尺寸為65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為80的與65 0 013 . 0 h5（）相接的肩面, 0 013 . 0 尺寸為100f8()與65h5（）同軸度為0.025的面，尺寸為60H8 036 . 0 090 . 0 0 013 . 0 ()與65h5（）同軸度為0.025的孔。 046 . 0 0 0 013 . 0 2、以60H8()孔為中心的表面進行加工 046 . 0 0 尺寸為78與60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。 046 . 0 0 3、以60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,4-M10- 046 . 0 0 6H深20孔深24及2-M10-6H的孔進行加工 1.3 本章小結(jié) 在本章節(jié)中對題目所給的零件進行了簡要的工藝分析，注明了各個孔的同軸度 、面的粗糙度。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件機械加工工藝規(guī)程的制定 零件機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和方法等的工藝文件。它 是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或者比較合理的工藝過程，用圖表（或文字）的 形式制成用來指導(dǎo)生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的文件。 2.1.1 機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用 工藝規(guī)程的內(nèi)容，一般有零件的加工工藝路線、各工序基本加工內(nèi)容、切削用 量、工時定額及采用的機床和工藝裝備（刀具、夾具、量具、模具）等。 工藝規(guī)程的主要作用如下： 1、工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。合理的工藝規(guī)程是建立在正確的工藝原理 和實踐基礎(chǔ)上的，是科學(xué)技術(shù)和實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。因此，它是獲得合格產(chǎn)品的技術(shù) 保證，一切生產(chǎn)和管理人員必須嚴格遵守。 2、工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理工作、計劃工作的依據(jù)。原材料的準(zhǔn)備、毛坯的制 造、設(shè)備和工具的購置、專用工藝裝備的設(shè)計制造、勞動力的組織、生產(chǎn)進度計劃 的安排等工作都是依據(jù)工藝規(guī)程來進行的。 3、工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料。在新建擴建或改造工廠或車 間時，需依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)類型及工藝規(guī)程來確定機床和設(shè)備的數(shù)量及種類，工人工 種、數(shù)量及技術(shù)等級，車間面積及機床的布置等。 2.1.2 制定工藝規(guī)程的原則、原始資料 1、制定工藝規(guī)程的原則 制定工藝規(guī)程的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最快的速度、最少的勞 動消耗和最低的費用，可靠加工出符合設(shè)計圖紙要求的零件。同時，還應(yīng)在充分利 用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能保證技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、并且有良好的勞 動條件。 2、制定工藝規(guī)程的原始資料 產(chǎn)品零件圖樣及裝配圖樣。零件圖樣標(biāo)明了零件的尺寸和形位精度以及其他技術(shù)要 求，產(chǎn)品的裝配圖有助于了解零件在產(chǎn)品中的位置、作用，所以，它們是制定工藝 規(guī)程的基礎(chǔ)。 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。 產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如機床設(shè)備、工藝裝備、工人技術(shù)水平及毛坯的制造生產(chǎn)能力等。 同類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝資料。 2.1.3 制定工藝規(guī)程的步驟 1、零件圖樣分析 零件圖樣分析的目的在于： 分析零件的技術(shù)要求，主要了解各加工表面的精度要求、熱處理要求，找出主要表 面并分析它與次要表面的位置關(guān)系，明確加工的難點及保證零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵， 以便在加工時重點加以關(guān)注。 審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，分析零件材料的選取是否合理。 2、毛坯選擇 毛坯的選擇主要依據(jù)以下幾方面的因素： 零件的材料及機械性能 零件的材料一旦確定，毛坯的種類就大致確定了。例如材料為鑄鐵，就應(yīng)選鑄造毛 坯；鋼質(zhì)材料的零件，一般可用型材；當(dāng)零件的機械性能要求較高時要用鍛造；有 色金屬常用型材或鑄造毛坯。 零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸 例如，直徑相差不大的階梯軸零件可選用棒料作毛坯，直徑相差較大時，為節(jié)省材 料，減少機械加工量，可采用鍛造毛坯；尺寸較大的零件可采用自由鍛，形狀復(fù)雜 的鋼質(zhì)零件則不宜用自由鍛。對于箱體、支架等零件一般采用鑄造毛坯，大型設(shè)備 的支架可采用焊接結(jié)構(gòu)。 生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn)時，應(yīng)采用精度高、生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如機器造型、熔模鑄造、 冷軋、冷拔、沖壓加工等。單件小批生產(chǎn)則采用木模手工造型、焊接、自由鍛等。 現(xiàn)有生產(chǎn)條件及技術(shù)水平以及通過外協(xié)獲得各種毛坯的可能性。 3、擬訂工藝路線 定位基準(zhǔn)的選擇 正確選擇定位基準(zhǔn)，特別是主要的精基準(zhǔn)，對保證零件加工精度、合理安排加工順 序起決定性的作用。所以，在擬定工藝路線時首先應(yīng)考慮選擇合適的定位基準(zhǔn)?；?準(zhǔn)的選擇方法見第一章。 零件表面加工工藝方案的選擇 由于表面的要求（尺寸、形狀、表面質(zhì)量、機械性能等）不同，往往同一表面的加 工需采用多種加工方法完成。某種表面采用各種加工方法所組成的加工順序稱為表 面加工工藝方案。 加工階段的劃分 對于那些加工質(zhì)量要求高或比較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個 階段： 粗加工階段 主要任務(wù)是切除毛坯的大部分加工余量，并制出精基準(zhǔn)。該階段最關(guān)鍵的問題是怎 樣提高生產(chǎn)率。 半精加工階段 主要任務(wù)是減小粗加工時造成的誤差，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，同時完成零 件上各次要表面的加工。 精加工階段 主要任務(wù)是保證各主要表面達到圖樣規(guī)定要求。這一階段的問題是如何保證加工質(zhì) 量。 光整加工階段 主要任務(wù)是減小表面粗糙度值和進一步提高精度。 劃分加工階段的好處是按先粗后精的順序進行加工，可以分配合理的加工余量 以及選擇合理的切削用量，使加工機床沖分發(fā)揮其效率，并且能長期保持精加工機 床的精度；減少工件在加工過程中的變形，避免精加工表面受到損傷；粗精加工分 開，還便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，同時有利于安排熱處理工序。 4、加工順序的安排 加工順序的安排對保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要作用，是擬 定工藝路線的關(guān)鍵之一?？砂聪铝性瓌t進行。 切削加工順序的安排 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工。 先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光 孔和螺紋孔等次要表面的加工。 先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，其主要表面的加工順序是先加工用作定位的 平面和孔的端面的加工，然后再加工孔。 先基準(zhǔn)面后其它面 即選作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)在一開始的工序中就加工出來，以便為后續(xù)工序的加工提供 定位精基準(zhǔn)。 熱處理工序的安排 零件加工過程中的熱處理按應(yīng)用目的，大致可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。 預(yù)備熱處理 預(yù)備熱處理的目的是改善機械性能、消除內(nèi)應(yīng)力、為最終熱處理作準(zhǔn)備，它包括退 火、正火、調(diào)質(zhì)和時效處理。鑄件和鍛件，為了消除毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ，改善機械加工性能，在機械加工前應(yīng)進行退火或正火處理；對大而復(fù)雜的鑄造毛 坯件（如機架、床身等）及剛度較差的精密零件（如精密絲杠），需在粗加工之前 及粗加工與半精加工之間安排多次時效處理；調(diào)質(zhì)處理的目的是獲得均勻細致的索 氏體組織，為零件的最終熱處理作好組織準(zhǔn)備，同時它也可以作為最終熱處理，使 零件獲得良好的綜合機械性能，一般安排在粗加工之后進行。 最終熱處理 最終熱處理的目的主要是為了提高零件材料的硬度及耐磨性，它包括淬火、滲碳及 氮化等。淬火及滲碳淬火通常安排在半精加工之后、精加工之前進行；氮化處理由 于變形較小，通常安排在精加工之后。 輔助工序的安排 輔助工序包括：檢驗、清洗、去毛刺、防銹、去磁及平衡去重等。其中檢驗是 最主要的、也是必不可少的輔助工序，零件加工過程中除了安排工序自檢之外，還 應(yīng)在 下列場合安排檢驗工序： 粗加工全部結(jié)束之后、精加工之前； 工件轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出車間前后； 重要工序加工前后； 全部加工工序完成后。 2.2 箱體零件的材料、毛坯和熱處理 箱體材料一般選用HT200400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200?；诣T 鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性（減震性） 。在單件生產(chǎn)或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材 焊接結(jié)構(gòu)。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)。 有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力， 應(yīng)使箱體壁厚箱體澆鑄后應(yīng)安排時效或退火工序。 某些單件、小批量生產(chǎn)的箱體零件，為了縮短毛坯制造的周期和降低成本，可 采用鋼板焊接結(jié)構(gòu) 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排一次人工時效處理。對一些高精度 或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排一次人工時效處理，以消除粗 加工時所造成的殘余應(yīng)力。 2.3 基準(zhǔn)面的選擇 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇。 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個不加工表 面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇。 主要要考慮基準(zhǔn)重合的問題。 當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 2.4 制訂工藝路線 按照先基準(zhǔn)面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原則。 布置工藝路線如下: 2.4.1 工藝路線方案一 工序1：銑小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。 工序2：銑大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝 槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。 工序3：擴孔32、锪孔47。 工序4：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序5：半精車65外圓及臺階面。 工序6：半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。 工序7：精細車65外圓。 工序8：精、細鏜60內(nèi)孔。 工序9：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。 工序10：去毛刺。 工序11：終檢。 2.4.2 工藝路線方案二 工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角。 工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及 溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。 工序III：擴孔32、锪孔47。 工序IV：半精車65外圓及臺階面。 工序V：半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。 工序VI：精細車65外圓。 工序VII：精、細鏜60內(nèi)孔。 工序VIII：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。 工序IX：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序X：去毛刺。 工序XI：終檢。 2.4.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于： 方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12個孔后再精加工外圓面和60H 8（）孔。 +0.048 -0 方案二是使用車削方式加工兩端面，12個孔的加工放在最后。兩相比較起來可 以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用車削較好。 在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 但是仔細考慮，在工藝路線二中，是先精車65外圓及臺階面然后再鉆12個孔 及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，精度要求不高，而且切削力較大，也可能造 成已加工表面變形，表面粗糙度值增大。 因此，最后的加工工藝路線確定如下： 工序I：粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角；粗鏜孔32、47。 工序II：粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及 溝槽，粗車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角。 工序III：鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序IV：半精車65外圓及臺階面。 工序V：精、細鏜60內(nèi)孔。 工序VI：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。 工序VII：去毛刺。 工序VIII：終檢。 3.4.4 最后的加工工藝路線確定如下 工序I：以155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各 倒角。 工序II：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車155外圓面、粗車 左端臺階面。 工序III：以155mm外圓及端面定位，粗鏜孔32、47。 工序IV：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽。 工序V：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車75、100、80外圓面及各倒 角。 工序VI：以粗車后的65mm外圓及端面定位，粗車環(huán)槽。 工序VII：鉆6-13.5小孔。 工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序IX：以粗車后的155mm外圓及端面定位，半精車65外圓及臺階面。 工序X：以65mm外圓定位，半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角。 工序XI：以155mm外圓及端面定位，精車、精細車65mm外圓。 工序XII：以65mm外圓及端面定位，精、細鏜60內(nèi)孔。 工序XIII：研磨孔60內(nèi)端面、倒角。 工序XIV：去毛刺。 工序XV：終檢。 2.5 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，硬度190210HB，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用機器造型 鑄造毛坯。 1.根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程的規(guī)定： 除非另有規(guī)定，否則要求的機械加工余量適用于整個毛坯鑄件，即對所有需要機 械加工的表面只規(guī)定值。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程書中表2-1、2- 5取毛坯鑄件的公差等級為10級，機械加工余量等級G級 2.根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程的規(guī)定，查書中表2- 4，取毛坯鑄件的機械加工余量為2mm，根據(jù)毛坯鑄件各個尺寸所在的范圍，查 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程書中表2- 3得各個尺寸的公差，再根據(jù)公式R=F+2RMA+CT/2(3-1)與公式R=F-2RMA-CT/2 (3- 2)即可計算出毛坯的基本尺寸。 3.根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖(如圖2-1) 圖2-1 毛坯圖 2.6 本章小結(jié) 本章介紹了機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用,制定工藝規(guī)程的原則、原始資料、步驟.然后對于本 課題“填料箱蓋”加工的工藝規(guī)程進行了說明，如毛皮的選擇、熱處理和基準(zhǔn)面的選擇。又制 定了兩種工藝路線，并進行對比，選出了最佳的工藝路線。最后根據(jù)書本資料確定了毛坯尺寸 、機械加工余量及工序尺寸 第三章 機床的選擇與加工方案 3.1 選擇機床 1、工序I - X是粗車粗鏜和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求 不高，選用最常用的CA6140型臥式車床（如圖3-1）。 圖3-1 CA6140型臥式車床 2、工序XI、XII是精細車精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精 密的車床才能滿足要求。故選用C616A型車床（如圖3-2）。 圖3-2 C616A型車床 3、工序XII、 VIII是鉆孔。可采用專用夾具在立式鉆床上加工，可選用Z3040型搖臂鉆床（如圖3 -3）。 圖3-3 Z3040型搖臂鉆床 4、工序XIII是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺磨床（如圖3-4）。 圖3-4 M7232B型立軸矩臺磨床 3.2 選擇夾具 本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。 3.3 選擇刀具 1、在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型 硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細加工用YG10，切槽宜用高 速鋼，磨削用砂輪。 2、鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。 3.4 確定工序尺寸(見表3-1) 表3-1 工序尺寸 工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度 加工表面 粗 半 精 精粗半精精粗半精精 外圓155 2155+0.166.3 65 210.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.31.6 32 437+0.0396.3 47 447+0.0396.3 75 275+0.0466.3 80 280+0.0466.3 60 21164+0.3062+00.1560+0.0466.31.6 7.5417.5+1.306.3 1372137+0.306.3 78278+0.306.31.60.4 3.5 確定切削用量 3.5.1 工序I粗車小端端面，粗車65外圓及臺階端面及各倒角 1、切削用量 本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。已知加工材料為HT200，鑄件。機床為CA 6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤。 確定65mm外圓的切削用量 0 013 . 0 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于CA61 40機床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù) 切削用量簡明手冊書中,表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前 角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃傾角s=0、 刀尖圓弧半徑=0.8mm。r 確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1mm,可一次走刀完成，故 mmmmap1 2 6567 確定進給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap3 mm、工件直徑為100 mm 400 mm時，f=0.6-1.2 mm/r 按C620-1機床的進給量選擇f=0.65 mm/r。 確定的進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.30，C620- 1機床進給機構(gòu)允許的進給力Fmax=3530N。 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.23，當(dāng)灰鑄鐵170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(預(yù)計)時，進給力Ff=950N. Ff的修正系數(shù)為，,故實際進給力為Ff=9501.17=111 . 000Frk0 . 1FsFk17 . 1 fFkk 11.5N,由于切削時的進給力小于機床進給允許的進給力，所選的f=0.65 mm/r可用。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表4- 1，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap 1.8 mm，f0.75 mm/r時，切削速度v=71m/min。 切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故73 . 0 rvKk V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min min/68 157 55.3310001000 r d v n 按CA6140機床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s 則實際切削速度v=44.4m/min。 最后確定切削用量為： ，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/minmmap1 確定車端面及臺階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車65mm外圓相同。 0 013 . 0 3.5.2 工序II：粗鏜孔32、47 1、確定粗鏜孔32mm和47mm的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。 確定切削深度ap 47mm: ap=（47-43）/2=2mm 32mm: ap=（32-28）/2=2mm 確定進給量f 根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm 時按CA6140機床的進給量，選擇f=0.20 mm/r。 確定切削速度v v yvxv p m v k faT C v 式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468, 則 min/68.48min/468 . 0 2 . 05 . 260 8 . 189 2 . 015 . 0 2 . 0 mmv 對32mm內(nèi)孔： min/4443268.46100 1000 r D v n 對47mm內(nèi)孔： min/329 47 68.4610001000 r D v n 3.5.3 工序III-VI : 粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗 車環(huán)槽、粗車75、100、80外圓面及各倒角 1、加工條件： 工件材料：HT200, b =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。 加工要求：粗車端面保證尺寸、車臺階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸 8 . 1 0 137 、粗車外圓保證尺寸、粗車外圓保證和。45 . 7 30 . 0 0 16 . 0 0 155 46. 0 0 75 46 . 0 0 80 機床與刀具與工序相同 2、切削用量的選擇與計算方法與工序基本相同，如表3-2所示： 表3-2 切削用量 工 步 主軸轉(zhuǎn)速 F/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 切削深 度mm 進給次數(shù)工時 粗車大端面 12035.40.651.25122s 粗車外圓 16 . 0 0 155 12045.60.651.5118s 車臺階車環(huán)槽 480150.70.22130s 和 46. 0 0 75 46 . 0 0 80 12035.40.651122s 3.5.4 工序VII：鉆6-13.5小孔 1、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 1202 45 0 30 2、確定切削用 確定進給量 查切削用量簡明手冊 rmmf/02218 . 0 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rmmf/50 . 0 rmmf/53 . 0 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。rmmf/22 . 0 (2) 鉆頭切削速度 查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/1432 1000 0 r d v ns 查切削用量簡明手冊,機床實際轉(zhuǎn)速為min/1360rnc 故實際的切削速度 rmm nd v s c / 1 . 17 1000 0 (3) 校驗扭矩功率 mc MM Ec PP 故滿足條件。 3.5.5 工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時鉆鉸錐孔） 以37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個4孔，攻M10螺紋。 1、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 1202 45 0 30 2、確定切削用 確定進給量 查切削用量簡明手冊 rmmf/02218 . 0 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rmmf/50 . 0 rmmf/53 . 0 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。rmmf/22 . 0 (2) 確定切削速度 查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K 0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/1432 1000 0 r d v ns 查切削用量簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為min/1360rnc 故實際的切削速度 rmm nd v s c / 1 . 17 1000 0 (3) 校驗扭矩功率 mc MM Ec PP 故滿足條件。 3.5.6 工序IX：半精車65外圓及臺階面 此序為半精車外圓，保證尺寸：，已知條件與粗加工工序相同， 65 0 013 . 0 565 h 確定半精車外圓的的切削用量。 65 所選用的刀具為YG6硬質(zhì)合金刀，車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度為：BH=16mm2 5mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)切削用量簡明手冊表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽 帶倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10 、刃傾角s=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。r 確定切削深度ap 0.75mm。 確定進給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap3 mm、工件直徑為d100 mm時及按CA6140機床的進給量選擇f=0. mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核機床進給機構(gòu)強度。 確定車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，可轉(zhuǎn)位 車刀耐用度T=30min。 確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。采用查表法確定切削速度。 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.11，用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時，ap0 .8 mmf0.5 6mm/r時，切削速度v=128m/min。 切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故73 . 0 rvKk V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min min/ 6 . 141 65 55.3310001000 r d v n 按CA6140機床的轉(zhuǎn)速選擇n=380r/min=6.3r/s 所以實際切削速度v=41.6m/min。 3.5.7 工序X：以65mm外圓定位，半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角 3.5.8 工序XI：以155mm外圓及端面定位，精車、精細車65mm外圓 3.5.9 工序XII：精、細鏜60內(nèi)孔 1、確定精、細鏜60mm孔的切削用量 所選刀具為YG10硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。 確定切削深度ap 60mm: ap=（60-49）/2=0.5mm 確定進給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊書中,表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸 出長度為100 mm 時按C620-1機床的進給量，選擇f=0.20 mm/r。 確定切削速度v 按計算公式: v yvxv p m v k faT C v 式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468, 則 min/68.48min/468 . 0 2 . 05 . 260 8 . 189 2 . 015 . 0 2 . 0 mmv 對60mm內(nèi)孔： min/ 8 . 502 60 68.4810001000 r D v n 3.5.10 工序XIII：磨60孔底面、倒角 1、選擇磨床： 選用M7232B型立軸矩臺磨床。 2、選擇砂輪： 查機械加工工藝師手冊中磨料選擇各表，選用I-30 x10 x10-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 mmfa3 3.6 本章小結(jié) 本章內(nèi)容根據(jù)已經(jīng)確定的工藝，通過計算和查閱書籍資料，確定每道工序的工 序尺寸、切削用量。 第四章 專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。在 這里只設(shè)計了工序V VI I ： ：磨60內(nèi)孔底面的專用夾具。本夾具將用于立軸矩臺平面磨床，刀具為砂輪。 4.1 問題的指出 本夾具主要用來加工60內(nèi)孔底面，由于工藝要求不高，因此，在本道工 序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 4.2 夾具設(shè)計 4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，要加工60內(nèi)孔底面，原本只需限制工件的3.個自由度，但由 于在孔內(nèi)加工，為了不使加工影響其他表面，需要限制工件的5個自由度，且60內(nèi) 孔底面對60內(nèi)孔有垂直度要求，要求的加工精度較高，因此，應(yīng)選擇65外圓和 與80外圓相連的臺階面作為基準(zhǔn)進行加工。 4.2.2切削力和夾緊力計算 本步加工可按磨削估算夾緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 NkfdCF F yMMf Fi 52 . 2 0 . 10 . 1006 . 0 420 8 . 00 . 1 0 扭矩 MNkfdCM M yMzM Mc 68 . 00 . 2 0 10416 . 7 0 . 10 . 1006 . 0 206 . 0 由于扭矩很小，計算時可忽略。 夾緊力為 N F F f 04 . 5 2 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3.=S4=1.1 則實際卡緊力為 F=S1*S2*S3.*S4*F=10.06N 4.3 定位誤差的分析-4） 工件以臺階面和外圓面定位，工件的設(shè)計基準(zhǔn)為其軸線，故不存在基準(zhǔn)不重合 誤差，誤差即為65外圓面公差的一半。即0.0065mm，此誤差在允許的范圍內(nèi)，因 此符合要求。 4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 該夾具是以端面和外圓定位基準(zhǔn)加工60內(nèi)孔底面，可以用一帶端面的定位套 來定位，由于磨削時的夾緊較大，因此加了四根柱以加強其強度，本夾具通過楔塊 的移動使鉸鏈軸帶動螺栓下移從而帶動壓板下移壓緊工件。鉸鏈機構(gòu)能迅速夾緊和 松開，達到了提高生產(chǎn)力和降低勞動強度的目的，因此能滿足要求。 4.5 本章小結(jié) 在前文中提到了，填料箱蓋的加工中，除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外， 其余工序全用專用夾具。本章主要說明了為什么要設(shè)計專用的夾具來加工，專用夾 具定位基準(zhǔn)的選擇，切削力、夾緊力的計算，定位誤差的分析。 結(jié) 論 本次設(shè)計CA6140車床填料箱蓋，主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封，對內(nèi)表面的 加工精度要求比較高，對配合面的表面粗糙度要求也較高。基于對箱體零件的調(diào)查、了解。從 毛坯的選擇到工藝規(guī)程的設(shè)計、工藝路線的安排、每道工序的安排和夾具的設(shè)計,一切都保證了 該零件在加工完成后具有較高的精度。經(jīng)過大量的計算和在書籍上查閱的資料，計算出每道工 序刀具的切削用量、切削速度和切削深度.最后,通過分析零件的材料、形狀、尺寸、精度以及毛 坯的形狀和熱處理的要求等等,來確定正確的加工方法、加工順序、所用刀具和切削用量。 致 謝 畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院三年的學(xué)習(xí)生活既 將結(jié)束。回首既往，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五 車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這三年的時間里，我在學(xué) 習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、 支持和鼓勵是分不開的 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。在老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策 和朋友的支持鼓勵，是我堅持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感謝我的指導(dǎo) 老師老師。從論文的選題、文獻的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定 稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點，他都費盡心血。沒有夏靜文老師的辛勤栽培、 孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。 感謝機械制造與自動化專業(yè)的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。最后要 感謝我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因為有了他們，我所做的一 切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進步的勇氣和信心。 時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤 。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 參考文獻 1吳拓機械制造工藝及專用夾具北京.機械工業(yè)出版社2006 .8 2李益民機械制造工藝設(shè)計簡明手冊北京.機械工業(yè)出版社2011.6 3馬麗華,馬力立克.數(shù)控編程與加工技術(shù).第2版.大連.大連理工大學(xué)出版社.2006. 7 4何富賢.侯克青機械設(shè)計基礎(chǔ)北京.煤炭工業(yè)出版社2005 5鄒青機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書第版北京.機械工業(yè)出版社200.2 8-42 6楊叔子.機械加工工藝師手冊. 第2版.機械工業(yè)出版社.2011.1 7艾興，肖詩綱. 切削用量簡明手冊. 機械工業(yè)出版社.1994.7