填料箱蓋說明書概述.doc

第1章 設(shè)計任務(wù)概述1.1設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)械加工畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計）和所有專業(yè)課之后進(jìn)行的，是對所學(xué)課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)所給定的零件圖，以零件圖為設(shè)計依據(jù)對零件進(jìn)行工藝分析，繪制出零件圖，依據(jù)零件圖確定加工余量，設(shè)計并繪制出毛坯圖。通過對零件的整體把握設(shè)計出相應(yīng)的工藝方案，以達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的要求，依照所設(shè)計的工藝路線，填寫相應(yīng)的工藝文件（工藝過程卡、工序卡）選擇合適的機(jī)床、刀具、量具和切削用量，編寫出零件的加工順序，并對加工順序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、檢查、修改，以利于工件的順利加工，從而編寫出一套內(nèi)容精簡、說服力強(qiáng)的設(shè)計說明。要求我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜零件的工藝程度零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定加工方案。同時也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等 技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為今后從事的工作打下良好基礎(chǔ)。1.2設(shè)計的指導(dǎo)思想1） 保證零件加工質(zhì)量2） 適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率3） 降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)性強(qiáng)4） 工藝合理，工藝資料齊全，說服力強(qiáng)5） 結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的工藝裝夾設(shè)備，便于提高精度和生產(chǎn)效率。第二章 零件的結(jié)構(gòu)分析2.1零件的功能題目所給定的零件是填料箱蓋如下圖所示，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。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來也可阻止外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵的正常運(yùn)行。2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝分析箱體零件是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件，它把機(jī)器和部件中的所有零件連接成一個整體，并使機(jī)器和部件中的零件相互保持正確的位置，完成必需的運(yùn)動。因此，箱體零件的加工質(zhì)量直接影響著機(jī)器的的性能、精度和壽命。箱體零件結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，箱壁薄，表面和空較多。套類零件的主要加工表面有空、外圓和端面。其中孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，加工精度和表面粗糙度一般要求較高，內(nèi)外圓之間的同軸度及端面與孔的垂直度也有一定的技術(shù)要求。對于平面大多采用銑削和磨削，對于軸承孔多采用鏜削，對于連接孔多采用鉆、擴(kuò)、鉸等。另外，在箱體零件加工安排時，工藝順序一般遵循先面后孔，先粗后精等原則。并在各個工序間安排時效處理。填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：1.以65h5（）軸為中心的加工表面。尺寸為65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為80的軸與65h5（）相接的肩面, 尺寸為100f8()與65h5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為60H8()與65h5（）同軸度為0.025的孔.2.以60H8(+0.046 0)孔為中心的加工表面.尺寸為78與60H8(+0.046 0)垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.3. 以60H8(+0.046 0)孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20，孔深24及2-M10-6H.4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求通過分析該零件，其布局合理，方便加工。次零件在精度和表面粗糙度方面要求合理，易于達(dá)到加工要求，且總的技術(shù)要求不高，采用一般的加工方法即能達(dá)到，零件的結(jié)構(gòu)形狀相對有一定復(fù)雜，在裝夾時就需要考慮如何選用夾具，以便保證其順利加工，整個圖面清晰，尺寸完整、合理，能夠完全表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求，工藝性良好。2.3零件的技術(shù)條件分析2.3.1尺寸精度形位公差及表面粗糙度65外圓的上偏差為0， 下偏差為-0.013 ，其表面粗糙度為1.691外圓的上偏差為0， 下偏差為-0.054 100外圓的上偏差為-0.035， 下偏差為-0.09060內(nèi)孔的上偏差為+0.048， 下偏差為080左端面粗糙度為1.6，91環(huán)槽左右端面表面粗糙度為3.2其余的表面粗糙度均為6.3；80左端面對65h5（0-0.015）軸線的垂直度為0.01560孔內(nèi)端面對60H8（+0.0484 0）軸線的垂直度為0.01291外圓柱面對65h5（0-0.015）軸線的同軸度為0.02560內(nèi)孔對65h5（0-0.015）軸線的同軸度為0.025第三章毛坯的確定毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度、精度、金相組織等）對機(jī)械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。3.1確定毛坯類型與制造方法毛坯種類的選擇決定了零件的實(shí)際作用，材料、形狀、產(chǎn)生性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。該零件的材料為HT200，考慮到零件的主要功用是證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。對材料的力學(xué)性能要求較高，所以選擇鑄件。3.2毛坯形狀尺寸“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)類型為大批生產(chǎn)，采用機(jī)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(jī)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、9190、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(jié)構(gòu)取為84、104、160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為Ra6.3um,只要粗車就可滿足加工要求。2）.毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra為6.3,鉆孔再擴(kuò)孔即可滿足要求。3）.內(nèi)孔60H8()。要求以外圓面65h5（）定位，鑄出毛坯孔59。第4章 工藝路線的擬定4.1定位基準(zhǔn)的選擇制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時，正確選擇定位基準(zhǔn)對保證零件表面的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工順序都有很大的影響。用夾具裝夾時，定位基準(zhǔn)的選擇還會影響到夾具的結(jié)構(gòu)。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的工藝問題。4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇用未加工的毛坯表面作定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)；用加工過的表面作定位基準(zhǔn)，則稱為精加工基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則1） 基準(zhǔn)重合原則2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3） 自為基準(zhǔn)原則4） 互為基準(zhǔn)原則5） 保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則粗基準(zhǔn)的選擇原則1） 為了保證加工表面與非加工表面之間的位置要求，應(yīng)選非加工表面為粗基準(zhǔn)2） 合理分配各加工表面的余量3） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向，通常只允許使用一次4） 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保證定位基準(zhǔn)、夾緊可靠5） 4.2加工方法的確定6） 在市場經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能夠創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，提高工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和人工的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。同樣在該零件加工方法的選擇中，我們根據(jù)工件的具體情況和現(xiàn)有的加工設(shè)備，確定方案如下4.3加工順序的安排4.3.1加工順序安排原則1） 基面先行2） 先主后次3） 先面后孔4） 先粗后精4.4加工工序的劃分與確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工把集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每到工序加工內(nèi)容較多，使總工序數(shù)減少，這樣就減少了機(jī)床數(shù)量，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目， 并且利用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每到工序的內(nèi)容很少，最少時間段每到工序只包括一簡單步工，工序分?jǐn)?shù)可使用分?jǐn)?shù)每個工序使用的設(shè)備、刀具等比較簡單，機(jī)床設(shè)備及工藝裝備簡單，調(diào)整和維修方便，工人掌握容易，生產(chǎn)準(zhǔn)備簡單，易于產(chǎn)品更換。輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒菱角，清洗，涂漆，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。4.5 熱處理工序、輔助工序的安排熱處理，可以提高材料的力學(xué)性能改善金屬的切削性能及消除內(nèi)應(yīng)力，而熱處理工序的安排，常根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理的安排，熱處理工序安排得是否恰當(dāng)，對保證零件的精度、保證零件加工的順利進(jìn)行、保證零件機(jī)械性能有著重要影響。常用的熱處理工序有：退貨、正火、調(diào)質(zhì)、時效、淬火、回火、滲碳、碳氮共滲等。按熱處理的目的，可分為預(yù)備熱處理、消除殘余應(yīng)力熱處理、最終熱處理。預(yù)備熱處理是為了改善材料的切削性能，消除毛坯制造時的殘余應(yīng)力，改善組織；最終熱處理是提高零件的強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。通過分析零件圖，鑄件都應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，用以消除鑄造應(yīng)力，減小變形開裂的傾向。對于灰鑄鐵來說常進(jìn)行表面淬火，提高表面的硬度及耐磨性。4.6擬定工藝路線根據(jù)以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下：1、 下料： 毛坯鑄件2、 熱處理: 去應(yīng)力退火3、 普車： 車軸右端車平即可 粗車65、155端面及65、80、75、100，155外圓, 4、 普車： 半精車65外圓及臺階面 半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角、 精車65外圓至圖樣要求5、 熱處理： 表面淬火6、 鏜： 粗鏜60內(nèi)孔、底面 精、細(xì)鏜60內(nèi)孔及溝槽至圖樣要求7、 鉆： 鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲至圖樣要求8、 鉗： 去毛刺9、 磨削： 研磨孔60內(nèi)端面、倒角至圖樣要求10、 檢驗(yàn)入庫5、零件加工工序設(shè)計 5.1 10號工序設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：毛坯鍛造采用自由鍛造。5.2 20號工序設(shè)計設(shè)計內(nèi)容：熱處理工件進(jìn)行正火處理。5.3 30號工序設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：車右端面，粗車65外圓及臺階端面、粗車75、100、80外圓面粗車大端面、粗車155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜60內(nèi)孔、擴(kuò)孔32、擴(kuò)孔47、半精車65外圓及臺階面、半精車155、75、100、80、環(huán)槽及各倒角、精車65外圓、精、細(xì)鏜60內(nèi)孔底面及溝槽。鉆6-13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲、研磨孔60內(nèi)端面、倒角5.3.1 加工設(shè)備的選擇因?yàn)楸竟ば蛑恍柢囅髑壹庸ぞ炔桓?，為?jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇CA6140臥式車床，該臥式車床參數(shù)如下：CA6140臥式車床參數(shù)主軸最大通過直徑（mm）48孔錐度莫氏6號正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù)24正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍（r/min）101400反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù)12反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍（r/min）141580進(jìn)給量縱向級數(shù)64縱向范圍（min/r）0.081.59橫向級數(shù)64橫向范圍（min/r）0.040.79溜板行程橫向（mm）320縱向（mm）650、900、1400、1900刀架最大行程（mm）140最大回轉(zhuǎn)角90刀桿支承面至中心高距離（mm）26刀桿截面BH（mm）2525尾座頂尖套最大移動量（mm）150橫向最大移動量（mm）10頂尖套莫氏錐度號5電動機(jī)功率主電動機(jī)（kW）7.5總功率（kW）7.84 CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）進(jìn)給量/ (mm/r)正轉(zhuǎn)10、12.5、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200、320、400、450、500、560、710、900、1120、1400縱向0.028、0.032、0.036、0.039、0.043、0.046、0.050、0.054、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20、0.24、0.28、0.30、0.33、0.36、0.41、0.46、0.48、0.51、0.56、0.61、0.66、0.71、0.81、0.91、0.96、1.02、1.09、1.15、1.22、1.29、1.47、1.59、1.71、1.87、2.05、2.28、2.57、2.93、3.16、3.42反轉(zhuǎn)14、22、36、56、90、141、226、362、565、633、1018、1580橫向0.014、0.016、0.018、0.019、0.021、0.023、0.025、0.027、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.10、0.12、0.14、0.15、0.17、0.20、0.23、0.25、0.28、0.30、0.33、0.35、0.40、0.43、0.45、0.50、0.56、0.61、0.73、0.86、0.94、1.08、1.28、1.46、1.585.3.2 工藝裝備的選擇 1）工裝夾具：三爪卡盤2）刀具： YG6外圓車刀，切槽刀，25、1305、8.5麻花鉆，32擴(kuò)孔鉆，43忽孔鉆，10絲錐，金剛石車刀，YG30、YG10鏜刀，內(nèi)孔車刀，砂輪G36 YA6N 20X6X8,金剛玉微分。3）量具： 游標(biāo)卡尺 0150 規(guī)格（0.02） 游標(biāo)卡尺 0300 規(guī)格（0.04）5.4.1 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：HT200，鑄造。加工要求：粗車機(jī)床：C6201臥式車床。刀具:刀片材料為YG6,刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90,r=15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(jìn)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160時。f=0.50.7mm/r按C6201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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=8414.37.661000 =253(r/min)按機(jī)床說明書（見工藝手冊表4.28）與253r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速選取305r/min。實(shí)際切削速度 V=80m/min 2） 粗車160端面確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=133(r/min)轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min 5.4.2 工序：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角1）切削深度:先84車至80以及104車至100。進(jìn)給量: 見切削手冊表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:n=204(r/min)按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度V=75.1 m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力F=CFafvkCF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(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(jī)床說明書可知, C630-1主電動機(jī)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(jī)床功率足夠,可以正常加工。 2） 粗車65外圓 實(shí)際切削速度 V=3) 車75外圓 實(shí)際切削速度 V=4） 粗車100外圓實(shí)際切削速度 V=5）車槽7.5 采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表27-8取 f=0.25mm/r n=305r/min5.4.3工序 鉆擴(kuò)37mm、及47孔。Z3025搖臂鉆床1） 鉆孔32mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實(shí)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(jī)床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度：2）鉆孔47根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實(shí)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(jī)床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min按照機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度： 5.4.4 工序 鉆613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深241） 鉆6-13.5f=0.35mm/r V=17mm/min所以 n=401(r/min)按機(jī)床選?。?所以實(shí)際切削速度為：2） 鉆2-M10-6H底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以n=487r/min按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度3） 4-M10-6H深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/r v=13m/min所以 n=487r/min按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度4）攻螺紋孔22-M10-6Hr=0.2m/s=12m/min所以 按機(jī)床選取則實(shí)際切削速度5）攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按機(jī)床選取則實(shí)際切削速度5.4.5 工序：精車65mm的外圓及與80mm相接的端面車床：C620-11） 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(jī)床說明書（見工藝手冊表4.2-8）選擇1200r/min所以實(shí)際切削速度 2）精車65外圓2Z=0.3f=0.1mm/r式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以所以實(shí)際切削速度3） 精車外圓100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r取 實(shí)際切削速度5.4.6工序：精、粗、細(xì)鏜mm孔1） 粗鏜孔至59.5mm2Z=4.5mm則Z=2