1 解放牌汽車的填料箱壓蓋課程設計 目錄 前 言 . 2 零件的作用 . 2 零件的工藝分析 . 3 2 工藝規(guī)程設計 . 3 毛坯的制造形式 . 3 基準面的選擇 . 4 粗基準的選擇 . 4 精基準的選擇 . 4 制訂工藝路線 . 4 工藝線路方案一 . 4 工藝路線方案二 . 5 工藝方案的比較 與分析 . 5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 6 確定切削用量及基本工時 . 7 工序：車削端面、外圓 . 7 工序：粗車 65,80,75,100 外圓以及槽和倒角 . 8 工序 鉆擴 锪孔。轉塔機床 . 11 工序 鉆 6 24孔深 24 . 13 工序：精車 65外圓及與 80接的端面 . 16 工序：精、粗、細鏜 . 17 工序：銑 60 孔底面 . 18 工序：磨 60 孔底面 . 19 工序： 鏜 60底溝槽 . 20 工序： 研磨 60底面 . 20 3 專用夾具設計 . 20 問題的指出 . 20 夾具設計 . 21 定位基準的選擇 . 21 切削力及夾緊力的計算 . 21 定位誤差的分析 . 22 夾具設計及操作的簡要說明 . 22 4 參考資料 . 22 5 全文總結 . . . . 2 . . . . 言 畢業(yè)設計是高等工業(yè)學校教學中的一個主要組成部分 ,是專業(yè)學習過程是最后的一個主要的實踐性的教學環(huán)節(jié) ,是完成工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生獨立思考和科學工作方法重要的實踐性的過程。 設計的目的和要求在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能去分析和解決機械工程實際問題的能力 培養(yǎng)學生樹立工程技術必備的全局觀點 ,生產觀點和經濟觀點。樹立正確 的設計思想和嚴肅認真的工作態(tài)度 ,培養(yǎng)學生調查研究 ,查閱技術文獻資料 ,手冊進行工程運籌 ,圖樣的繪制及編寫技術文件的獨立工作能力 . 畢業(yè)設計 ,通過到工廠的實際調研 ,對設計內容有了基本的了解 ,并仔細觀察和了解各加工工序的加工過程 ,查閱了大量的資料 ,在同學的幫助和老師的指導下完成了設計任務 ,并編寫了設計說明書。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的技術工作打下一個良好的基礎。 由于能力和經驗的有限，設計尚有許多不足 之處，懇請各位老師給予指教。 1 零件的分析 零件的作用 題目所給定的零件是解放牌汽車的填料箱壓蓋（附圖 1），其主要作用是與軸配合使用 3 零件的工藝分析 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求： （查表 械制造工藝設計簡明手冊） 1 以 65軸為中心的加工表面。 包括：尺寸為 65的軸，表面粗糙度為 尺寸為 80的與 65相接的介面 , 尺寸為 100)與 65同軸度為 尺寸為 60與 65同軸度為 0孔為中心的加工表面 . 尺寸為 78與 60垂直度為 孔底面 ,表面粗糙度為 研磨 . 3. 以 60孔為中心均勻分布的 12 孔 ,6 20 孔深 24及 2加工可滿足要求 . 2 工藝規(guī)程設計 毛坯的制造形式 零件材料為 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。由于年產量為 1000 件，屬于中批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。 4 基準面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為 粗基準。若每個工件表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的表面為粗基準）。 精基準的選擇 按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(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，但是隨著孔的加工，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： 當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于 2的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。 采用錐或錐套心軸。 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。 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝線路方案一 工序 銑削左右兩端面。 工序 粗車 65， 85， 75， 155 外圓及倒 角。 工序 鉆 30 孔、擴 32孔，锪 47孔。 工序 鉆 620孔深 24的孔及攻螺紋 工序 精車 65外圓及與 80相接的端面 . 工序 粗、精、細鏜 60)。 工序 銑 60 孔底面。 工序 磨 60 孔底面。 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60孔底面。 5 工序 去毛刺，終檢。 工藝路線方案二 工序 車削左右 兩端面。 工序 粗車 65， 85， 75， 155 外圓及倒角。 工序 鉆 30 孔、擴 32孔，锪 43 孔。 工序 精車 65外圓及與 80相接的端面 . 工序 粗、精、細鏜 60)。 工序 銑 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60孔底面。 工序 鉆 620孔深 24的孔及攻螺紋 工序 去毛 刺，終檢。 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孔后精加工外圓面和 60)。；方案二是使用車削方式加工兩端面， 12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，應車削端面，在中批生產中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 但是仔細考慮，在線路二中，工序 精車 65外圓及與 80相接的端面 . 然后工序 鉆 6 ,20孔深 24的孔及攻螺紋。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下： 工序 車削左右兩端面。 工序 粗車 65， 85， 75， 155 外圓及倒角。 工序 鉆 30 孔、擴 32孔，锪 43 孔。 工序 鉆 620孔深 24的孔及攻螺紋 工序 精車 65 外圓及與 80相接的端面 . 工序 粗、精、細鏜 60)。 工序 銑 60 孔底面 工序 磨 60 孔底面。 工序 鏜 60 孔底面溝槽。 工序 研磨 60孔底面。 工序 去毛刺，終檢。 6 以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片”。 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 ，硬度為 41，毛坯質量約為 5產類型為中批生產，采用機器造型鑄造毛坯。 根據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 ( 65、 80、 75、 100、 91、 155)考慮到尺寸較多且 相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結構取為 84、 104、 160的階梯軸式結構，除 65 以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為 .3 要粗車就可滿足加工要求 ,以 155 為例 ,2Z=5 （ 2） 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機械制造工藝設計簡明 手冊（以下簡稱工藝手冊表 件輪廓尺寸 (長度方 向 100 160長度方向偏差為 余量值規(guī)定為 3.5 （ 3） 4332 、 內孔。毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求， 擴即可滿足要求。 （ 4）內孔 60。要求以外圓面 65 定位，鑄出毛坯孔 30。 查表 粗鏜 2Z=鏜 2Z=鏜 60 2Z=5) 60孔底面加工 . 按照 表 . 研磨余量 Z=取 Z=. 磨削余量 Z= 取 Z=. 銑削余量 Z=6)底面溝 槽 經過底面研磨后鏜可保證其精度 . Z=7) 6 孔及 2 6H 孔、 4 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 20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為 孔。 鉆孔 攻螺紋 7 確定切削用量及基本工時 工序：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： 造。 加工要求：粗車 65、 155端面及 65、 80、 75、 100， 155外圓，表面粗糙度值 機床： 1臥式車床。 刀具：刀片材料為 桿尺寸為 160 ,5， 0=12 計算切削用量 （ 1） 粗車 65、 155 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 3 毛坯長度方向的最大加工余量為 兩次加工 ,。長度加工方向取 ，定進給量 f:根據切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表 刀桿 16以及工件直徑為 160 時。 f=r 按 1 車床說明書（見切削手冊表 取 f=0.5 mm/r 計算切削速度 : 按切削手冊表 削速度的 計算公式為 Vc=m/ 中 , x v=m=正系數(shù) 切削手冊 以 =66.7(m/確定機床主軸轉速 =253(r/ 8 按機床說明書（見工藝手冊表 8） 與 253r/轉速有 230r/ 305r/選取 305r/果選 230m/ 則速度損失較大。所以實際切削速度 V=80m/計算切削工時，按工藝手冊表 L=284=42 3 42 =（ 2） 粗車 160端面 確定機床主軸轉速 : =133(r/按機床說明書（見工藝手冊表 8） 與 133r/轉速有 120r/ 150r/選取 150r/果選 120m/ 則速度損失較大。所以實際切削速度 V=計算切削工時，按工藝手冊表 L=2160=80 3 80 =（ 3） 粗車 160與 104 連接之端面 L=2104160 =28 3 28 =工序：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 Vc=m/= 9 =66.7(m/確定機床主軸轉速 : =204(r/按機床選取 n=230 r/以實際切削速度 V=10001000 =75.1 m/驗機床功率 : 主切削力 f Cn 中： 00, ( 9 020 0()19 0 以 00 )( 切削時消耗功率 )(6 6 8106 44 由切削手 冊表 床說明書可知 , 電動機功率為 主軸轉速為 230r/ ,主軸傳遞的最大功率為 以機床功率足夠 ,可以正常加工。 檢驗機床進給系統(tǒng)強度 :已知主切削力 98N,徑向切削力 削手冊Px c 中 : 0 ( 05 9 020 0()19 0 以 10 30 )( 而軸向切削力 fn 50, ( 04 9 020 0()19 020 0 向切削力 50 )(6 2 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) u=切削力在縱向進給機構可承受的最大縱向力為 3550N(見 表 故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時： t=1 式中： L=105 4 0 所以 t= ( m 1 0 5 （ 2） 粗車 65外圓 實際切削速度 V=1000 m 0 0 653 0514.3 m計算切削工時： 按 表 L=17 3 0 t= m 1721 （ 2） 粗車 75外圓 取 05r/際切削速度 11 V=1000 m 0 0 753 0514.3 m計算切削工時： 按 表 L=8330 t= m 8321 （ 3） 粗車 100外圓 取 05r/際切削速度 V=1000 m 0030514.3 m計算切削工時： 按 表 L=153 0mm t= m 5 31521 （ 4） 車槽 據機械加工工藝師手冊表 27 f=r 05r/算切削工時 L=93 0 t= m 5 3921 工序 鉆擴 32 锪 孔。轉塔機床 1） 鉆孔 f=r （見切削手冊表 r=見切削手冊表 5類加工性考慮） m (1 3 030 0 01 0 0 0 rd 12 按機床選?。?36r/工藝手冊表 所以實際切削速度 m 0 0 1 3 6251 0 0 0 切削工時計算： 5 ， 1l =10 2l =4mm = m 1065 （ 2） 鉆孔 32 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 f=（ 3121）鉆切削手冊 得 鉆f=r（表 鉆v= 并令： f=f=r 按機床取 f=r v=m 001 0 00 rd vn s 按照機床選取 8 rn w 所以實際切削速度： m 0 0 78321 0 0 0 切削工時計算： 1 ， 2 ， 5 13 21 = m 527 （ 3） 锪圓柱式沉頭孔 根據有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的 1/21/3，故 f= 鉆按機床取 f=r r= m 鉆m rd vn s 按機床選?。?8 rn w 所以實際切削速度為： m 8431000 切削工時計算： 1 ， 2 ， 7 21 = m 72 工序 鉆 6 244 （ 1） 鉆 6- 13.5 f=r V=17mm/以 n= V=401(r/按機床選?。?00 rn w 所以實際切削速度為： m 14 切削工時 1 ， 2 ， 5 則： 21 = m 534 t=6t=6 2） 鉆 2 10 底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/機床選取 00 rn w 實際切削速度 m 切削工時 5 ， 1 ， 2 則： 21 = m 0 1534 m （ 3） 4 10 深 20，孔深 24，底孔 8.5 f=r v=13m/以 n= v=487r/機床選取 00 rn w 實際切削速度 m 15 切削工時 4 ， 1 ， 2 則： 21 = m 0 2404 m 3 （ 4） 攻螺紋孔 2 10 r=s=12m/以 82 按機床選取 15 rn w 則 實際切削速度 m 0 0 315101 0 0 0 計算工時 5 ， 1 ， 2 則： 21 = m 5 3315 m 4 （ 5） 攻螺紋 4r=s=12m/以 82 按機床選取 15 rn w 則 實際切削速度 m 0 0 315101 0 0 0 計算工時 0 ， 1 ， 2 則： 21 = m 320 m 5 16 工序：精車 65外圓及與 80接的端面 車床： 1） 精車端面 Z= 計算切削速度：按切削手冊表 削速度的計算公式為（壽命選 T=90 m ( cv 式中 158 ,15.0 15.0m 修正系數(shù)削手冊表 以 m i n/58 cv m 0 2 380 2 5 71 0 0 01 0 0 0 rd 按機床說明書（見工藝手冊表 1023r/果選 995r/速度損失較大。 所以實際切削速度 m 011000 801200 計算切削工時 按工藝手冊 表 580 ， 1 ， 2 ， 0： 21 = m （ 2） 精車 65外圓 2Z=0.3 f=r m ( cv 17 式中 158 ,15.0 15.0m 修正系數(shù)削手冊表 以 m i n/58 cv 200 rn w 所以實際切削速度 m 451 00 0 651 20 0 計算切削工時 7 ， 1 ， 2 則 ： 21 = m 0 0317 （ 3） 精車外圓 1002Z=Z=f=r 57 mv c 取 200 實際切削速度 m 61 00 0 1 001 20 0 計算切削工時 0 ， 1 ， 2 則： 21 = m 330 工序：精、粗、細鏜 )(860 （ 1） 粗鏜孔至 Z= Z=m 8560 351 0 001 0 00 rd vn w 18 查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為 v=35m/f=于 剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。 8 ， 1 ， 2 則： 21 = m 0378 （ 2） 精鏜孔至 Z= Z=f=r v=80m/m 010001000 rd vn w 計算切削工時 8 ， 1 ， 2 則： 21 = m 0378 （ 3） 細鏜孔至 )(860 于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。 p f=r 25r/=80m/ 工序：銑 60 孔底面 銑床： 刀：選用立銑刀 d=10L=115齒數(shù) Z=4 切削速度：參照有關手冊，確定 v=15m/ 10 1510001000 ws d 用 據機床使用說明書（見工藝手冊表 取 75r/19 故實際切削速度為： m 0 0 475101 0 0 0 當 75 時，工作臺的每分鐘進給量m 5 04 7 5408.0 查機床說明書，剛好有 50 故直接選用該值。 計算切削工時 L=（ 60=30mm m 30 倒角 1用 90锪鉆 工序：磨 60 孔底面 選擇磨床： 選用 圓磨床） 選擇砂輪： 見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結果為 0切削用量的選擇： 砂輪轉速 500 砂， vm/s 軸向進給量 徑向進給量 r 切削工時計算： 當加工一個表面時 000021 （見工藝手冊表 式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm 位加工余量 ： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（ m/ 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 20 則 m 0 0 工序： 鏜 60底溝槽 內孔車刀 保證 t=d=20 工序： 研磨 60底面 采用手工研具進行手工研磨： Z= 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過與指導老師協(xié)商，決定設計第 6道工序 鉆 12孔的鉆床專用夾具。 本夾具將用于 具為麻花鉆。 問題的指出 本夾具主要用來鉆 12 孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 21 夾具設計 定位基準的選擇 由零件圖可知， 12孔中， 6 2 4 為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，只能以 65 外圓面作為定位基準。 為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對 12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為 則軸向力：見工藝師手冊表 =CF 中： 420， f=( 90200()190 20 )(2 1 2 N 轉矩 T=CT 式中 : =( 功率 7 2 在計算切削力時 ,必須考慮安全系數(shù) ,安全系數(shù) K=2 式中 基本安全系數(shù)， 加工性質系數(shù)， 刀具鈍化系數(shù) , 斷續(xù)切削系數(shù) , F/ =( 氣缸選用 。當壓 縮空氣單位壓力 P=緊拉桿 5 。 N= )(4 4 1 64 51 0 0(22 N 22 NF 鉆削時 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 416 )( 所以 ,鉆削時工件不會轉動 ,故本夾具可安全工作。 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為 而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，應首先著眼于機動夾具 ，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由 增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖 3 及附圖 4。 4 參考資 料 1.機床夾具設計 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