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目 錄
1 零件的分析 ………………………………………………………………1
2 工藝設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 1
2.1 毛坯的制造形式……………………………………………………… 1
2.2 基準(zhǔn)面的選擇………………………………………………………… 1
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 1
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 1
2.3 制訂工藝路線………………………………………………………… 2
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………… 2
2.5 確定切削用量………………………………………………………… 3
3專用夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………13
3.1 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 13
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………13
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算…………………………………………… 13
3.3 定位誤差的分析 …………………………………………………… 13
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明……………………………………………13
參考資料………………………………………………………………………14
1 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（附圖1），其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。
1.2 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(shù)要求：
1． 以ф65H5（）軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.025的孔.
2.以ф60h5()孔為中心的加工表面.
尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨.
3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的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為6.3,粗加工可滿足要求
.
2 工藝設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考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(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，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(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來(lái)保證定位精度。
采用錐堵或錐套心軸。
精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。
2.3 制訂工藝路線
通過(guò)比較和討論，最終確定工藝路線：
工序101 車削左端面及ф155外圓。
工序020 粗車右端面
工序030 粗車ф80，ф100.3，ф65.3,75外圓
工序040 切槽
工序050 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，擴(kuò)ф47孔。
工序060 鉆6-ф13.5孔
工序070 鉆2-M10-6H,4-M10-6H深20孔
工序080 攻2-M10-6H,4-M10-6H深20孔螺紋
工序090 粗鏜ф59.5孔
工序100 精鏜ф60H8（孔
工序110 精車65外圓80相接的端面.
工序120 磨端面
工序130 銑ф60孔底面
工序140 鏜ф60孔底面溝槽。
工序150 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 終檢
以上工藝過(guò)程詳見械加工工藝過(guò)程卡片
2.4 機(jī)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鋼，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(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(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且
相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求。
（2） 外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明
手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱〈〈工藝手冊(cè)〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100~160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm.長(zhǎng)度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
（3）內(nèi)孔。毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為
6.3,鉆——擴(kuò)即可滿足要求。
（4）內(nèi)孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5（）定位，鑄出毛坯孔ф30。
查表2.3-9,
粗鏜ф59.5 2Z=4.5
精鏜 ф59.9 2Z=0.4
細(xì)鏜ф60H8() 2Z=0.1
(5) ф60H8()孔底面加工.
按照<<工藝手冊(cè)>>表2.3-21及2.3-23
1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010
2. 磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3
3. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度.
Z=0.5
(7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—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(cè)〉〉表2.3—20得攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔。
鉆孔 ф8.5
攻螺紋 M10
2.5 確定切削用量
2.5.1 車削端面、外圓
本工序采用計(jì)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ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。
機(jī)床：C620—1臥式車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。
計(jì)算切削用量
（1） 粗車ф65、ф155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時(shí),以及工件直徑為ф160時(shí)。
f=0.5～0.7mm/r
按C620—1車床說(shuō)明書（見《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的
計(jì)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(cè)》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===253(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2—8）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ф160端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===133(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2—8）與133r/min相近的機(jī)床
轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
2.5.2 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(jìn)給量: 見《切削手冊(cè)》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=CFafvk
CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時(shí)消耗功率
P=
由《切削手冊(cè)》表1.30中C630-1機(jī)床說(shuō)明書可知, C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),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
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
（4） 粗車100外圓
取 n=305r/min
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(cè)》表27-8
取 f=0.25mm/r n=305r/min
2.5.3 鉆擴(kuò)mm、及孔。Z3025搖臂鉆床
（1） 鉆孔
選擇進(jìn)給量 f=0.41mm/r
選擇切削速度（見《切削手冊(cè)》表2.7）
V=12.25m/min
（見《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
按機(jī)床選?。?
=136r/min（按《工藝手冊(cè)》表4.2-2）
則實(shí)際切削速度
（2） 鉆孔mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，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=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
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/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度：
（3） 鉆孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，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=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
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/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度：
2.5.4 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24
（1） 鉆6-13.5
f=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底孔Φ8.5
f=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深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=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2
r=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-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
2.5.5 精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面
車床：C620-1
（1） 精車端面
Z=0.4mm
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28
所以
按機(jī)床說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2-8）選擇1200r/min
所以實(shí)際切削速度
（2） 精車Φ65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28
所以
所以實(shí)際切削速度
（3） 精車外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實(shí)際切削速度
2.5.6精、粗、細(xì)鏜mm孔
（1） 粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關(guān)資料，確定鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740鏜床主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
（2） 精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
（3） 細(xì)鏜孔至mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
2.5.7 銑Φ60孔底面
銑床：X63系列
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2-39）
取 =475r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書，剛好有故直接選用該值。
2.5.8 鏜Φ60mm孔底溝槽
內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm
2.5.9 研磨Φ60mm孔底面
采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm
①．選擇磨床：
選用M7232B型立軸矩臺(tái)磨床。
②．選擇砂輪：
查《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V
③．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min，
軸向進(jìn)給量 fr=0.017mm/r
徑向進(jìn)給量
④．切削工時(shí)基本時(shí)間計(jì)算：
當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí)
Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊(cè)》表6.2-8）
式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：?jiǎn)蚊婕庸び嗔? =0.5mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
： 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
則：
Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)
=1.94min
⑤輔助時(shí)間的計(jì)算：
輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時(shí)間為：
tf=0.15*1.94=17.46s
⑥其他時(shí)間的計(jì)算:
其他時(shí)間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算
則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s
⑦單間時(shí)間 tdj=116.4+17.46+8=141.86s
3專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。需設(shè)計(jì)專用夾具。這里，我設(shè)計(jì)的是鏜孔夾具，這個(gè)夾具用于立式鏜床，刀具為硬質(zhì)合金，完成對(duì)工件的鏜削加工。
3.1鏜Φ60mm孔
3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，這里采用V型塊定位，采用壓緊手柄進(jìn)行手動(dòng)加緊，以此來(lái)限制工件的五個(gè)自由度，外加一個(gè)端面限制一個(gè)自由度，屬于完全定位。
3.1.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
式中 d=60.0mm f=0.2mm/r
=650Mpa
代入得：F=9613.63N
夾緊力的計(jì)算：
Q=160N L=200mm D=23mm a=2.850
代入公式得：=17414.4N
在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。
安全系數(shù)
式中：—基本安全系數(shù)；取1.5
—加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1
—刀具鈍化系數(shù)；取1.1
—斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1
則F
=9433.6N
3.1.3 定位誤差分析
由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：
ΔDw=1/2(δD+δd+Δmin)
=1/2(0.021+0.030+0.030)
=0.0405
ΔDw－－垂直方向的定位誤差
δD――工件孔的直徑公差
δd――塑料液性心軸的直徑公差
Δmin――孔和塑料液性心軸配合間隙
此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過(guò)程中能夠保證加工精度要求。
參考資料
1.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社
2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社
3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社
4. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社社
6. 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?
7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
8. 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社
9.《金屬切削手冊(cè)》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上海科學(xué)技術(shù)出版社
10.《幾何量公差與檢測(cè)》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
11．《機(jī)械制造工藝水學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 （教材）
12．《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》
13．《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》， 機(jī)械工業(yè)出版社
14．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社
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