填料箱盖设计说明书

《机械制造工程学》课程设计说明书填料箱盖零件的机械加工工艺规程及机床夹具总体方案设计专业工业工程班级T1113-6组号6姓名周鹏学号20110130627姓名刘信学号20110130629姓名丁锐学号20110130602姓名朱玺亚学号20110130631指导教师成绩教研室机械制造2013～2014学年第2学期2014年02月24日～2014年03月07日一.填料箱盖零件的工艺分析1.填料箱盖零件填料零件所用的材料是HT200，质量3.00kg,产量为10000台/年。零件图见附图一。2.填料箱盖的功用分析填料箱盖的主要作用是保证填料箱体连接后的密封性，对箱盖内表面的加工精度要求高，对外表面需要配合的表面加工粗糙度要求也高。3.填料箱盖的结构技术参数和工艺分析填料箱盖主要有端面，外圆，内孔，曹等组成。其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度一般要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求．其结构主要由回转面组成，由零件图可知，该零件的结构比较简单，但零件的加工精度要求高，零件选用的材料是HT200，该材料铸造性能和减震性能好，题目所给填料箱盖有两处加工表面，其间有一定位置要求。具体分述如下：（1）以ф65H5（0013.0）轴为中心的加工表面。包括：尺寸为ф65H5（0013.0）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为ф80的与ф65H5（0013.0）相接的肩面,尺寸为ф100f8(036.0090.0)与ф65H5（0013.0）同轴度为0.025的面.尺寸为ф60h5(046.00)与ф65H5（0013.0）同轴度为0.025的孔。（2）以ф60h5(046.00)孔为中心的加工表面。尺寸为78与ф60H8(046.00)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须磨削.（3）以ф60H8(046.00)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。4.确定零件生产类型产量为10000/年，由表2.2可查，该零件属于轻型零件，再由表2.3可知，该零件的生产类型为成批生产中的大批生产。【机械制造技术基础课程设计指导/哈工大出版社】。二.拟定加工工艺方案工艺路线方案一工序Ⅰ铣削左右两端面。工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155,ф100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（)046.00孔。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磨削ф60孔底面。工序Ⅺ去毛刺，终检。工艺路线方案二工序Ⅰ车削左右两端面。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精车ф65外圆及与ф80相接的端面.工序Ⅴ粗、精、细镗ф60H8（)046.00孔以及镗ф60孔底面沟槽。工序Ⅵ粗铣铣ф60孔底面工序Ⅶ精铣ф60孔底面。工序Ⅷ磨削ф60孔底面。工序Ⅸ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅹ去毛刺，终检。工艺路线方案三工序Ⅰ粗车ф65端面，ф65，ф85，ф75,ф100外圆及倒角及切槽工序Ⅱ粗车ф155端面，ф155及倒角。粗镗ф60H8（)046.00孔。工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。工序Ⅳ半精车ф65外圆及与ф80相接的端面。工序Ⅴ精车ф65外圆及与ф80相接的端面。工序Ⅵ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。工序Ⅶ半精镗ф60H8（)046.00孔及越程槽。工序Ⅷ精镗ф60H8（)046.00孔。工序Ⅸ粗铣ф60孔底面。工序Ⅹ精铣ф60孔底面。工序Ⅺ磨削ф60孔底面。工序Ⅻ去毛刺，终检。三.方案比较上述三个方案比较，首先，方案一，二均是先加工两个端面，再加工外圆面，这样一来增加了零件的装夹次数，而方案三比方案一二比较而言，少装夹了一次。其次，方案一二在加工ф65外圆时只有粗加工，半精加工，不易保证此外圆处的加工精度，同时，通过半精加工的过程还有利于缩短本工序时间。再者，钻孔及加工螺纹孔的顺序方案一，三均是放在精加工重要表面前面，方案二放在最后加工，相比较而言，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。所以应该将加工孔以及螺纹的工序放在精加工前面。综合考虑上述方案优缺点，选择工艺方案三。四.任务分配周鹏:工序Ⅰ工序Ⅱ刘信：工序Ⅲ工序Ⅳ工序Ⅴ丁锐:工序Ⅵ工序Ⅶ工序Ⅷ朱玺亚:工序Ⅸ工序Ⅹ工序Ⅺ四.机械加工余量及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200，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三个阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra6.3um,只要粗车就可满足。选定铸件的机械加工余量，其基本尺寸按有加工要求的表面最大基本尺寸和它距离加工基准尺寸中的最大尺寸确定。本零件的最大尺寸为ф155.故按其确定。有表2.2-5知，灰铸铁在砂型机器造型中，工艺方法尺寸公差加工余量为8—10/G，在由表2.2-4查得每侧加工余量数值为3，故确定其三个阶梯轴的直径为ф86、ф106、ф161。（2）有表2.2-6查得砂型铸造的最小孔径为ф30，加上留有加工余量，拔模斜度的影响，此孔不能铸出，应为实心。由倒推的方法求得ф60孔的毛坯尺寸。工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm尺寸经济精度粗糙度精镗0.5H81.660半精镗1.0H960-0.5=59.5粗镗2.0H1059.5-10=58.5铸造58.5-2=56.5（3）由倒推的方法求得ф60底面孔的尺寸。工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm尺寸经济精度粗糙度磨削0.2H60.478精铣1.0H81.678-0.2=77.8粗铣1.5H96.377.8-1.0=76.8铸造76.8-1.5=75.3五.确定切削用量及基本时间1.工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定工序Ⅰ粗车ф65端面，ф65，ф80，ф75,ф100外圆及倒角和相关台阶面，切槽。1.1切削用量1.1.1确定粗车外圆ф100所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根据《切削用量简明手册》表1.1得，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选择刀杆尺寸为BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择平面带倒棱形车刀，前脚为10°，后角为6°，主偏角为90°，副偏角为10°，刃倾角为0°，刀尖圆弧半径为0.8mm。（1）确定切削深度ap，由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故：ap=2100106=3mm。（2）确定进给量f，根据表1.4，查得，f=0.8～1.2mm根据C620-1机床的进给量（表4.2-9）取f=0.8mm。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N.根据表1.21，当铸铁硬度〉212HBS，ap≤3mm，f≤0.8mm/r时，进给力F=1350NFf的修正系数（表1.29-2）为kkrf=1.17，krof=1.0Ksf=1.0故实际进给力为：Ff=1350*1.17=1579.5N＜Fmax，故f=0.8mm。（3）选择车刀磨顿标准及耐用度，根据表1.9，车刀后刀面的最大磨损极限为0.8～1.0，取1.0.车刀的寿命为60min。（4）确定切削速度v，现用查表法得：根据表1.11，当用YG6车刀加工灰铸铁时，ap≤3mm，f≤0.8mm/r，查得切削速度v=57m/s。根据表1.28查得切削速度的修正系数为:KTv=1.0kMv=0.89ksv=0.8～0.85取为0.83ktv=1.0kkrv=0.73故v=57*1.0*0.89*0.83*1.0*0.73=30.737m/s。n=dv*14.31000=92.349r/min按C620-1机床的转速选择n=96r/min=1.6r/s，则实际的切削速度为31.95m/s。（5）校核机床功率，由表1.25查得当HBS=160～245时,ap≤3.4mm，f≤0.96mm/rv≤35m/s时，Pc=1.7KW.切削功率的修正系数由1.28查得：KTpc=1.0kMpc=0.93kspc=0.83ktpc=1.0kkpc=1.0kopc=0.97kBpc=0.97。故实际的切削功率为Pc=1.7*0.93*0.83*0.97*0.97=1.234KW＜PE=5.9KW.最终确定切削用量为：ap=3mmf=0.8mm/rn=96r/min=1.6r/min。1.1.2确定粗车外圆￠80，,65端面及台阶面的切削用量采用如上所述的车刀加工这些表面。切削用量均与切削ф100的外圆一样。1.1.3确定粗车外圆￠75的切削用量A.用普通车刀根据表1.3，选择平面带倒棱形车刀，前脚为10°，后角为6°，主偏角为45°，副偏角为45°，刃倾角为-10°，刀尖圆弧半径为0.8mm。（1）确定切削深度ap，由于直径余量为5mm，可在一次走刀内完成，故：ap=27580=2.5mm。（2）确定进给量f，根据表1.4，查得，f=0.6～0.8mm根据C620-1机床的进给量（表4.2-9）取f=0.65mm。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N.根据表1.21，当铸铁硬度〉212HBS，ap≤2.5mm，f≤0.75mm/r时，进给力F=1140NFf的修正系数（表1.29-2）为kkrf=1.0，krof=1.0Ksf=1.5故实际进给力为：Ff=1350*1.5=1710N＜Fmax，故f=0.65mm。（3）选择车刀磨顿标准及耐用度，根据表1.9，车刀后刀面的最大磨损极限为0.8～1.0，取1.0.车刀的寿命为60min。（4）确定切削速度v，现用计算法得：VC=vyvxvpmvkfaTc.由表1.27，查得：Cv=158,xv=0.15，yv=0.40，m=0.2VC的修正系数，查表得：Kmv=0.89ktv=1.0kkrv=0.87ksv=0.83kTv=1.0kkv=1.0kv=0.89*0.87*0.83=0.642669将上述参数带入公式有：VC=vyvxvpmvkfaTc.=643.0*65.05.26015840.015.02.0=46.375m/sn=dv14.31000=80*14.3375.46*1000=184.6r/min按C620-1机床的转速选择n=184r/min=3.0r/s，则实际的切削速度为46m/s。（5）校核机床功率，由表1.25查得当HBS=160～245时,ap≤2.8mm，f≤0.75mm/rv≤49m/s时，Pc=1.4KW.切削功率的修正系数由1.28查得：KTpc=1.0kMpc=0.93kspc=0.83ktpc=1.0kkpc=1.0kopc=0.97kBpc=0.97krpc=0.87故实际的切削功率为Pc=1.4*0.93*0.83*0.97*0.97*0.87=0.9＜PE.最终确定切削用量为：ap=2.5mmf=0.65mm/rn=184r/min=3.0r/min。B用成型车刀车由表1.8查得f=0.025～0.055，取f=0.030速度VC=96r/min=1.6r/min（与车外圆速度相同）1.2基本时间