毕业论文填料箱盖零件的机械加工工艺规程30205.doc
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1、课 程 设 计 说 明 书课题名称: 填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计姓 名: 周瑞维 专 业: 机电一体化 班 级: 大专1206 指导教师: 纪汉民 二0一二年五月机械制造技术课程设计任务书设计题目:设计“填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装置零件图:如图所示设计内容: 1 产品零件图 1张 2 产品毛坯图 1张 3 零件夹具装配图 1张 4 机械加工工序卡片 1套 5 机械加工工艺过程卡片 1份成绩评定: 得 分_ 指导教师_签名 日期_年_月_日 系主任 _审核 日期_年_月_日前言在机械制造的机械加工,检验,装配,焊接和热处理等冷热工艺过程中,使用着大量的夹具,用以安
2、装加工对象,使之占有正确的位置,以保证零件和工件的质量。本次设计主要是进行填料箱盖零件的专用夹具的设计,是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。根据零件本身的特点,生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面:确定生产类型,综合考虑其准确度高,生产效率高,消耗经济少等方面,选择一个最优方案;在夹具设计方面,因为是盖体类零件,加工13孔,选择钻床加工,考虑诸多因素拟订最优方案,最终完成本次设计。 由于初学能力有限,很多地反做的有误的地方,恳请老师给与指导。目 录绪 论1第一章 课题提出的背景和意义1 本章小结
3、1第二章 零件的分析1 2.1 零件的作用1 2.2 填料箱盖的技术要求分析1 本章小结1 第三章 工艺规程设计1 3.1 零件机械加工工艺规程的制定1 3.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理1 3.3 基准面的选择2 3.3.1 粗基准的选择2 3.3.2 精基准的选择2 3.4 制订工艺路线3 3.4.1 工艺路线方案一4 3.4.2 工艺路线方案二4 3.4.3 工艺方案的比较与分析5 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7 本章小结8 第四章 数控机床的选择与加工方案9 4.1 选择机床11 4.2 选择夹具12 4.3 选择刀具12 4.4 确定工序尺寸12 4.5确立切削用
4、量及基本工时13 工序I切削用量及基本时间的确定13 工序II切削用量及基本时间的确定13 工序III切削用量及基本时间的确定13 工序IV工序VI的切削用量及基本时间的确定13 工序的切削用量及基本时间的确定14 本章小结14 第五章 数控程序编制的车削加工15 5.1 右端加工过程15 5.2 左端加工过程15 本章小结15 第六章 专用夹具设计15 6.1 问题的指出15 6.2 夹具设计15 6.3定位误差的分析15 6.4 夹具设计及操作的简要说明15 本章小结15 全文总结14 致谢14 参考文献14 绪 论机械制造技术是我们机电学学生的一门重要的专业课程,机械制造是我们机电专业大
5、部分学生的就业方向。这次课程设计是我们在毕业前对机械制造技术的一次系统复习,理论联系实际的一次实训,是我们三年的大学中一个不可缺少的部分。这次课程设计综述了制造技术及其装配的主要问题重点分析工艺流程、工艺装配的关键作用,变形对工件加工的影响检测技术配套及填料箱盖的工作环境和受力情况等关键问题设计说明。对我们以后的工作也是一次很好的练习,让我们为以后的工作留下了宝贵经验。第一章 课题提出的背景和意义 箱体类零件是机器和部件的基础零件,它把机器和部件中的所有零件连接成一整体, 并使机器和部件中的零件相互保持正确位置, 完成必需的运动。 箱体零件的加工质量直接影响着机器的性能、精度和寿命。箱体类零件
6、结构一般比较复杂, 箱壁薄, 表面和孔比较多。但箱体零件主要加工的对象是一些平面和孔。对于平面大多采用铣削和磨削, 对于轴承孔多采用镗削, 对于连接孔多采用钻、扩、铰等。箱体类零件有:机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同,可分为整体式箱体和分离式箱体。箱体类零件加工安排时, 工艺顺序一般为先面后孔, 先粗后精, 并在各个工序间安排时效处理,通过对箱体零件的研究,自动编程能够优化箱体零件加工工艺,提高箱体零件质量,缩短了加工时间,减少了工人的劳动强度,提高企业生产效率就是本次研究的目的。箱体类零件的主要结构特点:1、形状较复杂2、体积较大3、
7、壁薄比较容易变形4、孔和平面的精度要求较高 总而言之,箱体类零件在整个机械制造业当中占有相当重要的地位,它的精度高低直接影响到机器性能的好坏。因此讨论研究箱体零件的加工工艺和自动编程是很有现实意义。本章小结本章介绍了箱体类零件的主要作用以及结构特点。第二章 零件的分析2.1 零件的作用 图2-1填料箱盖 题目所给的零件是CA6140车床填料箱盖(如图2-1),主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封。对平面要求有较高的平面度和较小的粗糙度值;对孔的尺寸精度、形状精度、和表面粗糙度都要求较高;对同一轴线的孔应有一定的同轴度要求和各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求。 2.2 填料箱盖的
8、技术要求分析箱体类零件是机器及其部件的基础零件。它将机器及其部件中的轴、轴承套和齿轮等零件按一定的相互关系装配成一整体,并按预定的传动关系协调运动。因此,箱体的加工质量,直接影响着机器的性能,精度和寿命。箱体的结构形式虽然多种多样,但仍有共同的主要特点:形状复杂、壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔。因此,一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。1、以65()轴为中心的表面进行加工包括:尺寸为65()的轴,表面粗糙度为1.6,尺寸为80的与65()相接的肩面, 尺寸为100()与6
9、5()同轴度为0.025的面,尺寸为60()与65()同轴度为0.025的孔。2、以60()孔为中心的表面进行加工尺寸为78与60()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨。3、以60()孔为中心均匀分布的12孔,6-13,4-M10-6H深20孔深24及 2-M10-6H的孔进行加工。4、其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求本章小结在本章节中对题目所给的零件进行了简要的工艺分析,注明了各个孔的同轴度、面的粗糙度。第三章 工艺规程设计3.1 零件机械加工工艺规程的制定零件机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和方法等的工艺文件。它是在具体的生产条件下,将最合理
10、或者比较合理的工艺过程,用图表(或文字)的形式制成用来指导生产、管理生产的文件。 3.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理箱体材料一般选用HT200400的各种牌号的灰铸铁,而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低,而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性(减震性)。在单件生产或某些简易机床的箱体,为了缩短生产周期和降低成本,可采用钢材焊接结构。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力,应使箱体壁厚箱体浇铸后应安排时效或退火工序。某些单件、小批量生产的箱体零
11、件,为了缩短毛坯制造的周期和降低成本,可采用钢板焊接结构普通精度的箱体零件,一般在铸造之后安排一次人工时效处理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件,在粗加工之后还要安排一次人工时效处理,以消除粗加工时所造成的残余应力。3.3 基准面的选择3.3.1 粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对于有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。 3.3.2 精基准的选择。 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度,并使夹具结构简单,工件装夹方便。按照有关的精基准选择原则(基准重合原则;基准统一原则;可靠方便原则),对于本零
12、件,有中心孔,可以以中心孔作为统一的基准,但是随便着孔的加工,大端的中心孔消失,必须重新建立外圆的加工基面,一般有如下三种方法:1.当中心孔直径较小时,可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大,就用小端孔口和大端外圆作为定位基面,来保证定位精度。2.采用锥堵或锥套心轴。3.精加工外圆亦可用该外圆本身来定位,即安装工件时,以支承轴颈本身找正。3.4 制订工艺路线按照先基准面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则。布置工艺路线如下:3.4.1 工艺路线方案一工序I:铣小端端面,粗车65外圆及台阶端面及各倒角。工序II:铣大端面、粗车155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗60
13、内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车75、100、80外圆面及各倒角。工序III:扩孔32、锪孔47。工序IV:钻6-13小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。工序V:半精车65外圆及台阶面。工序VI:半精车155、75、100、80、环槽及各倒角。工序VII:精细车65外圆。工序VIII:精、细镗60内孔。工序IX:研磨孔60内端面、倒角。工序X:去毛刺。工序XI:终检。3.4.2 工艺路线方案二工序I:粗车小端端面,粗车65外圆及台阶端面及各倒角。工序II:粗车大端面、粗车155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗60内孔、底面及沟槽,粗车环槽、粗车75、100、80外圆面及各倒角。工序III:扩孔32、锪孔4
14、7。工序IV:半精车65外圆及台阶面。工序V:半精车155、75、100、80、环槽及各倒角。工序VI:精细车65外圆。工序VII:精、细镗60内孔。工序VIII:研磨孔60内端面、倒角。工序IX:钻6-13小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。工序X:去毛刺。工序XI:终检。 3.4.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案一是采用铣削方式加工端面,且是先加工12个孔后再精加工外圆面和60()孔。方案二是使用车削方式加工两端面,12个孔的加工放在最后。两相比较起来可以看出,由于零件的端面尺寸不大,端面用车削较好。在大批生产中,综合考虑,我们选择工艺路线二。但是仔细考虑,在工艺路线二中,是先
15、精车65外圆及台阶面,然后工序 钻6-13孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。这样由于钻孔属于粗加工,精度要求不高,而且切削力较大,也可能造成已加工表面变形,表面粗糙度值增大。 因此,最后的加工工艺路线确定如下: 工序:以155mm外圆及端面定位,粗车小端端面,粗车65mm外圆及台阶端面,粗镗孔32mm和47mm工序:以粗车后的65mm外圆及端面定位,粗车大端面、粗车155mm外圆面、粗车左端台阶面、粗车环槽、粗车75mm、80mm外圆面。粗镗60、倒角145.工序:以粗车后的155mm外圆及端面定位半精车65mm外圆及台阶面。工序:以65mm外圆定位,半精车15
16、5mm、75mm、80mm环槽,半精镗60内孔。工序:以155mm外圆及端面定位,精车65mm外圆。工序:以155mm外圆及端面定位精细车65mm外圆。工序:以65mm外圆及端面定位,精镗60内孔、研磨内端面、倒角。工序:钻床钻6-13小孔、钻M10螺纹孔。工序:丝锥攻丝。工序:终检。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢,硬度为190240HBW,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(65、80、75、100、91、155)考虑到
17、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84、104、160的阶梯轴式结构,除65以外,其它尺寸外圆表面粗糙度值为R6.3um,只要粗车就可满足加工要求。(2)外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册(以下简称工艺手册表2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm。(3)内孔。毛坯为空心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求,R为6.3,钻扩即可满足要求。(4)内孔60()。要求以外圆面65()定位,铸出毛坯孔26。查表2.3-9,粗镗59.
18、5 2Z=4.5精镗 59.9 2Z=0.4细镗60() 2Z=0.1(5) 60()孔底面加工.按照表2.3-21及2.3-231.研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102.磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33.铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6) 613 孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔。钻孔 8.5 攻螺纹 M10本章小结 本章介绍了机械加工工艺规程的内容及作用,制定工艺规程的原则、原始资料、步骤.然后对于本课题“填料箱盖”加工的工艺规程进行
19、了说明,如毛皮的选择、热处理和基准面的选择。又制定了两种工艺路线,并进行对比,选出了最佳的工艺路线。最后根据书本资料确定了毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸第四章 数控机床的选择与加工方案4.1 选择机床工序I 、 II 、 III、VI是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大,精度要求不高,选用最常用的C620-1型卧式车床即可。工序V、VI是精车和精细车还有精镗。由于要求的精度较高,表面粗糙度较小选用精密的车床能满足要求。故选用C616A型车床。工序VII钻孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工,可选用Z3025型摇臂钻床。4.2、选择夹具本零件除钻削加工需设计专用夹具,其
20、他工序使用通用家具即可,车床上用三爪自定心卡盘。4.3、选择刀具在车床上加工的工序,一般都用硬质合金车刀和镗刀,加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金,粗加工用YG6,半精加工用YG8,精加工和精细加工用YG10,切槽宜用高速钢。钻孔用麻花钻,攻螺纹用丝锥。4.4 确定工序尺寸(见表4-1)表4-1 工序尺寸加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圆2155+0.166.3210.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.31.6437+0.0396.3447+0.0396.3275+0.0466.3280+0.0466.321164+0.3062+0
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