填料箱盖的工艺规程及夹具设计

学号;3533090225

山西煤炭职业技术学院计算机信息系

毕业设计

题 目 填料箱盖的工艺规程及夹具设计

学生姓名： 胡国胜

班 级： 机制330902

专 业： 机械制造与自动化（矿山机械制造与维修）

指导教师： 夏静文

论文报告提交日期： 2012年6月 成绩评定日期：

填料箱盖的工艺规程及夹具设计

摘 要

填料箱盖，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。对内表面的加工精度要求比较高,对配合面的表面粗糙度要求也较高。

本次设计旨在提高填料箱盖的加工效率，设计正确的加工工艺路线，由此我们首先对填料箱盖的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。填料箱盖的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。

在设计中采用四大步骤进行，分别是[1]填料箱盖零件的分析[2]工艺规程设计[3]数控机床的选择与加工方案[4]专用夹具设计

关键词：填料箱盖，零件，毛坯，夹具

目 录

第一章 填料箱盖零件的分析 ............................................. 4

1.1 零件的作用 ....................................................... 4

1.2 填料箱盖的技术要求分析 ........................................... 5

1.3 本章小结 ........................................................ 5

第二章 工艺规程设计 ................................................... 6

2.1 零件机械加工工艺规程的制定 ...................................... 6

2.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理 ................................... 12

2.3 基准面的选择 ................................................... 12

2.4 制订工艺路线 ................................................... 13

2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ......................... 17

2.6 本章小结 ....................................................... 18

第三章 机床的选择与加工方案 .......................................... 19

3.1 选择机床 ....................................................... 19

3.2 选择夹具 ....................................................... 21

3.3 选择刀具 ....................................................... 21

3.4 确定工序尺寸 .................................................... 22

3.5 确定切削用量 ................................................... 23

3.6 本章小结 ........................................................ 33

第四章 专用夹具设计 .................................................. 34

4.1 问题的指出 ...................................................... 34

4.2 夹具设计 ........................................................ 34

4.3 定位误差的分析 .................................................. 35

4.4 夹具设计及操作的简要说明 ........................................ 35

4.5 本章小结 ........................................................ 36

结 论 ................................................................ 37

致 谢 ................................................................ 38

参考文献 .............................................................. 39

第一章 填料箱盖零件的分析

1.1 零件的作用

题目所给定的零件是填料箱盖（图1-1），其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。

a实体图

b.零件图

图1-1 填料箱盖

1.2 填料箱盖的技术要求分析

填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求： （查表1.4-28《机械制造工艺设计简明手册》）

1、以Φ65H5（0

-0.013）轴为中心的表面进行加工

包括：尺Φ寸为Φ65h5（0

-0.013）的轴，表面粗糙度为1.6，尺寸为Φ80的与Φ65h5

0.036（0

-0.013）相接的肩面, 尺寸为Φ100f8(-（0

-0.013）同轴度为0.025的面，-0.090)与Φ65h5

尺寸为Φ60H8 (0+0.046)与Φ65h5（0

-0.013）同轴度为0.025的孔。

2、以Φ60H8(0+0.046)孔为中心的表面进行加工

尺寸为78与Φ60H8(0+0.046)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨。

3、以Φ60H8(0+0.046)孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24

及2-M10-6H的孔进行加工

1.3 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。

第二章 工艺规程设计

2.1 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。

2.1.1 机械加工工艺规程的内容及作用

工艺规程的内容，一般有零件的加工工艺路线、各工序基本加工内容、切削用量、工时定额及采用的机床和工艺装备（刀具、夹具、量具、模具）等。

工艺规程的主要作用如下：

1、工艺规程是指导生产的主要技术文件。合理的工艺规程是建立在正确的工艺原理和实践基础上的，是科学技术和实践经验的结晶。因此，它是获得合格产品的技术保证，一切生产和管理人员必须严格遵守。

2、工艺规程是生产组织管理工作、计划工作的依据。原材料的准备、毛坯的制造、设备和工具的购置、专用工艺装备的设计制造、劳动力的组织、生产进度计划的安排等工作都是依据工艺规程来进行的。

3、工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。在新建扩建或改造工厂或车间时，需依据产品的生产类型及工艺规程来确定机床和设备的数量及种类，工人工种、数量及技术等级，车间面积及机床的布置等。

2.1.2 制定工艺规程的原则、原始资料

1、制定工艺规程的原则

制定工艺规程的原则是：在保证产品质量的前提下，以最快的速度、最少的劳动消耗和最低的费用，可靠加工出符合设计图纸要求的零件。同时，还应在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能保证技术上先进、经济上合理、并且有良好的劳动条件。

2、制定工艺规程的原始资料

⑴ 产品零件图样及装配图样。零件图样标明了零件的尺寸和形位精度以及其他技术要求，产品的装配图有助于了解零件在产品中的位置、作用，所以，它们是制定工艺规程的基础。

⑵ 产品的生产纲领。

⑶ 产品验收的质量标准。

⑷ 现有生产条件，如机床设备、工艺装备、工人技术水平及毛坯的制造生产能力等。

⑸ 同类产品的生产工艺资料。

2.1.3 制定工艺规程的步骤

1、零件图样分析

零件图样分析的目的在于：

⑴ 分析零件的技术要求，主要了解各加工表面的精度要求、热处理要求，找出主要表面并分析它与次要表面的位置关系，明确加工的难点及保证零件加工质量的关键，以便在加工时重点加以关注。

⑵ 审查零件的结构工艺性是否合理，分析零件材料的选取是否合理。

2、毛坯选择

毛坯的选择主要依据以下几方面的因素：

⑴ 零件的材料及机械性能 零件的材料一旦确定，毛坯的种类就大致确定了。例如材料为铸铁，就应选铸造毛坯；钢质材料的零件，一般可用型材；当零件的机械性能要求较高时要用锻造；有色金属常用型材或铸造毛坯。

⑵ 零件的结构形状及尺寸 例如，直径相差不大的阶梯轴零件可选用棒料作毛坯，直径相差较大时，为节省材料，减少机械加工量，可采用锻造毛坯；尺寸较大的

零件可采用自由锻，形状复杂的钢质零件则不宜用自由锻。对于箱体、支架等零件一般采用铸造毛坯，大型设备的支架可采用焊接结构。

⑶ 生产类型 大量生产时，应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法，如机器造型、熔模铸造、冷轧、冷拔、冲压加工等。单件小批生产则采用木模手工造型、焊接、自由锻等。

⑷ 现有生产条件及技术水平以及通过外协获得各种毛坯的可能性。

3、拟订工艺路线

⑴ 定位基准的选择 正确选择定位基准，特别是主要的精基准，对保证零件加工精度、合理安排加工顺序起决定性的作用。所以，在拟定工艺路线时首先应考虑选择合适的定位基准。基准的选择方法见第一章。

⑵ 零件表面加工工艺方案的选择 由于表面的要求（尺寸、形状、表面质量、机械性能等）不同，往往同一表面的加工需采用多种加工方法完成。某种表面采用各种加工方法所组成的加工顺序称为表面加工工艺方案。

⑶ 加工阶段的划分 对于那些加工质量要求高或比较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：

① 粗加工阶段 主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，并制出精基准。该阶段最关键的问题是怎样提高生产率。

② 半精加工阶段 主要任务是减小粗加工时造成的误差，为主要表面的精加工做好准备，同时完成零件上各次要表面的加工。

③ 精加工阶段 主要任务是保证各主要表面达到图样规定要求。这一阶段的问题是如何保证加工质量。

④ 光整加工阶段 主要任务是减小表面粗糙度值和进一步提高精度。

划分加工阶段的好处是按先粗后精的顺序进行加工，可以分配合理的加工余量以及选择合理的切削用量，使加工机床冲分发挥其效率，并且能长期保持精加工机床的精度；减少工件在加工过程中的变形，避免精加工表面受到损伤；粗精加工分开，还便于及时发现毛坯缺陷，同时有利于安排热处理工序。

4、加工顺序的安排

加工顺序的安排对保证加工质量，提高生产率和降低成本都有重要作用，是拟定工艺路线的关键之一。可按下列原则进行。

⑴ 切削加工顺序的安排

① 先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工。

② 先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。

③ 先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，其主要表面的加工顺序是先加工用作定位的平面和孔的端面的加工，然后再加工孔。

④ 先基准面后其它面 即选作精基准的表面应在一开始的工序中就加工出来，以便为后续工序的加工提供定位精基准。

⑵ 热处理工序的安排

零件加工过程中的热处理按应用目的，大致可分为预备热处理和最终热处理。 预备热处理 预备热处理的目的是改善机械性能、消除内应力、为最终热处理作准备，它包括退火、正火、调质和时效处理。铸件和锻件，为了消除毛坯制造过程中产生的内应力，改善机械加工性能，在机械加工前应进行退火或正火处理；对大而复杂的铸造毛坯件（如机架、床身等）及刚度较差的精密零件（如精密丝杠），需在粗加工之前及粗加工与半精加工之间安排多次时效处理；调质处理的目的是获得均匀细致的索氏体组织，为零件的最终热处理作好组织准备，同时它也可以作为最终热处理，使零件获得良好的综合机械性能，一般安排在粗加工之后进行。

最终热处理 最终热处理的目的主要是为了提高零件材料的硬度及耐磨性，它包括淬火、渗碳及氮化等。淬火及渗碳淬火通常安排在半精加工之后、精加工之前进行；氮化处理由于变形较小，通常安排在精加工之后。

⑶ 辅助工序的安排

辅助工序包括：检验、清洗、去毛刺、防锈、去磁及平衡去重等。其中检验是最主要的、也是必不可少的辅助工序，零件加工过程中除了安排工序自检之外，还应在

下列场合安排检验工序：

① 粗加工全部结束之后、精加工之前；

② 工件转入、转出车间前后；

③ 重要工序加工前后；

④ 全部加工工序完成后。

2.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理

箱体材料一般选用HT200~400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。

2.3 基准面的选择

2.3.1 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。

2.3.2 精基准的选择。

主要要考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

2.4 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:

2.4.1 工艺路线方案一

工序1：铣小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序2：铣大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟

槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序3：扩孔φ32、锪孔φ47。

工序4：钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序5：半精车φ65外圆及台阶面。

工序6：半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序7：精细车φ65外圆。

工序8：精、细镗φ60内孔。

工序9：研磨孔φ60内端面、倒角。

工序10：去毛刺。

工序11：终检。

2.4.2 工艺路线方案二

工序I：粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序II：粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及

沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序III：扩孔φ32、锪孔φ47。

工序IV：半精车φ65外圆及台阶面。

工序V：半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序VI：精细车φ65外圆。

工序VII：精、细镗φ60内孔。

工序VIII：研磨孔φ60内端面、倒角。

工序IX：钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序X：去毛刺。

工序XI：终检。

2.4.3 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Φ60H8（-0+0.048）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，是先精车Φ65外圆及台阶面然后再钻12个孔及攻螺纹。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I：粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角；粗镗孔φ32、φ47。 工序II：粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及

沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序III：钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序IV：半精车φ65外圆及台阶面。

工序V：精、细镗φ60内孔。

工序VI：研磨孔φ60内端面、倒角。

工序VII：去毛刺。

工序VIII：终检。

3.4.4 最后的加工工艺路线确定如下

工序I：以φ155mm外圆及端面定位，粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序II：以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车

左端台阶面。

工序III：以φ155mm外圆及端面定位，粗镗孔φ32、φ47。

工序IV：以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗镗φ60内孔、底面及沟槽。

工序V：以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒

角。

工序VI：以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车环槽。

工序VII：钻6-φ13.5小孔。

工序VIII：钻M10螺纹孔及攻丝。

工序IX：以粗车后的φ155mm外圆及端面定位，半精车φ65外圆及台阶面。 工序X：以φ65mm外圆定位，半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序XI：以φ155mm外圆及端面定位，精车、精细车φ65mm外圆。

工序XII：以φ65mm外圆及端面定位，精、细镗φ60内孔。

工序XIII：研磨孔φ60内端面、倒角。

工序XIV：去毛刺。

工序XV：终检。

2.5 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，硬度190～210HB，生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。

1.根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》的规定：

除非另有规定，否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只规定值。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》书中表2-1、2-5取毛坯铸件的公差等级为10级，机械加工余量等级G级

2.根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》的规定，查书中表2-4，取毛坯铸件的机械加工余量为2mm，根据毛坯铸件各个尺寸所在的范围，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》书中表2-3得各个尺寸的公差，再根据公式R=F+2RMA+CT/2(3-1)与公式R=F-2RMA-CT/2 (3-2)即可计算出毛坯的基本尺寸。

3.根据所确定的毛坯尺寸画出毛坯图(如图

2-1)

图2-1 毛坯图

2.6 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

第三章 机床的选择与加工方案

3.1 选择机床

1、工序I - X是粗车粗镗和半精车。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CA6140型卧式车床（如图3-1）。

图3-1 CA6140型卧式车床

2、工序XI、XII是精细车精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床才能满足要求。故选用C616A型车床（如图3-2）。

图3-2 C616A型车床

3、工序XII、 VIII是钻孔。可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选用Z3040型摇臂钻床（如图3-3）。

图3-3 Z3040型摇臂钻床

4、工序XIII是研磨内孔，精度较高，选用M7232B型立轴矩台磨床（如图3-4）。

图3-4 M7232B型立轴矩台磨床

3.2 选择夹具

本零件除外圆及两端面加工用三爪自定心卡盘外，其他的工序都用专用夹具。

3.3 选择刀具

1、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，磨削用砂轮。

2、钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。

3.4 确定工序尺寸(见表3-1)

表3-1 工序尺寸

3.5 确定切削用量

3.5.1 工序I粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角

1、切削用量

本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。已知加工材料为HT200，铸件。机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。

⑴ 确定φ650-0.013mm外圆的切削用量 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，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm根据《切削用量简明手册》书中,表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃倾角λs=0°、刀尖圆弧半径rε=0.8mm。 ⑵ 确定切削深度ap 由于粗车单边余量仅为1mm,可一次走刀完成，故

67-65

apmm=1mm

2

⑶ 确定进给量f 根据《切削用量简明手册》书中,表1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直径为100 mm ——400 mm时，f=0.6-1.2 mm/r 按C620-1机床的进给量选择f=0.65 mm/r。

确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。

根据《切削用量简明手册》书中,表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力

Fmax=3530N。

根据《切削用量简明手册》书中,表1.23，当灰铸铁170—212HBS，ap≤2 mm，f≤0.75 mm/r，Kr=45°，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=950N.

kλFf=1.17Ff的修正系数为k，k,故实际进给力为Ff=950×r0F0=0.1λsFF=1.0，k

1.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的f=0.65 mm/r可用。

⑷ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明手册》书中,表4-1，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。

⑸ 确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。

根据《切削用量简明手册》书中,表1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap≤1.8 mm，f≤0.75 mm/r时，切削速度v=71m/min。

切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,k,KMV=0.85,故 Krv=0.73V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min

1000v1000⨯33.55

n=68r/min

d⨯157

按CA6140机床的转速选择n=90r/min=1.5r/s 则实际切削速度v=44.4m/min。 最后确定切削用量为：

，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min ap=1mm

确定车端面及台阶面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主轴转速与车φ650-0.013mm外圆相同。

3.5.2 工序II：粗镗孔φ32、φ47

1、确定粗镗孔φ32mm和φ47mm的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。 ⑴ 确定切削深度ap

Φ47mm: ap=（47-43）/2=2mm φ32mm: ap=（32-28）/2=2mm ⑵ 确定进给量f

根据表1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为20mm,镗刀伸出长度为100 mm 时按CA6140机床的进给量，选择f=0.20 mm/r。 ⑶ 确定切削速度v

v=

Cv

kv

mxvyvTapf

式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468, 则

189.8

⨯0.468m/min=48.68m/min0.20.150.2

60⨯2.5⨯0.2

1000v=⨯.32π=444r/min对φ32mm内孔：

D

对φ47mm内孔：

1000v1000⨯46.68=329r/min

D⨯47

3.5.3 工序III-VI : 粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角

1、加工条件：

工件材料：HT200, σb =0.16GPa HBS=200-217,铸造。

+1.8

加工要求：粗车端面保证尺寸1370、车台阶保证15和30、车环槽保证尺寸+0.30+0.16+0.46+0.46

、粗车外圆保证750和800。 7.5⨯4、粗车外圆保证尺寸15500

机床与刀具与工序１相同

2、切削用量的选择与计算方法与工序１基本相同，如表3-2所示：

表3-2 切削用量

3.5.4 工序VII：钻6-φ13.5小孔 1、选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度 2° ϕ=120

α0=45° β=30°

2、确定切削用 ⑴ 确定进给量

查《切削用量简明手册》 f =0.18~022mm/r

按钻头强度选择f= 按机床强度选择f= 0.50mm/r0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f= 经校验校验成功。 0.22mm/r

(2) 钻头切削速度

查《切削用量简明手册》 v18mm/r 修正系数 K1.0 K1.0 Ktv=1.0 c=TV=MV=Kxv=1.0 K1v=1.0 Kapv=10 故vc=

18mm/r。 ns

1000v

d=1432r/min0

查《切削用量简明手册》,机床实际转速为nc=

1360r/min 故实际的切削速度vc

πd0ns

1000=17.1mm/r

(3) 校验扭矩功率

Mc

3.5.5 工序VIII：钻M10螺纹孔及攻丝（装配时钻铰锥孔）

以φ37孔为精基准，钻一个φ4孔，攻M10螺纹。 1、选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度α0=45° β=30°

2、确定切削用 ⑴ 确定进给量

2ϕ=120

°

查《切削用量简明手册》 f =0.18~022mm/r

按钻头强度选择f= 按机床强度选择f= 0.50mm/r0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f= 经校验校验成功。． 0.22mm/r(2) 确定切削速度

查《切削用量简明手册》 v18mm/r 修正系数 K1.0 K1.0 c=TV=MV=

Ktv=1.0

K 故v.0 Kapv=1018mm/r。 Kxv=1.01v=1c=

1000v

n=1432r/mins

d0

查《切削用量简明手册》机床实际转速为n 1360r/minc=

πdn0s

故实际的切削速度v=17.1mm/r c

1000

(3) 校验扭矩功率

Mc

3.5.6 工序IX：半精车φ65外圆及台阶面

65h5此序为半精车外圆Φ65，保证尺寸：Φ，已知条件与粗加工工序相同， 确-0.013

定半精车外圆的Φ65的切削用量。 所选用的刀具为YG6硬质合金刀，车刀形状、刀

杆尺寸及刀片厚度为：B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm根据《切削用量简明手册》表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃倾角λs=0°、刀尖圆弧半径rε=0.8mm。

⑴ 确定切削深度ap ＝0.75mm。

⑵ 确定进给量f 根据《切削用量简明手册》书中,表1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直径为d

量选择f=0.３ mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核机床进给机构强度。

⑶ 确定车刀磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明手册》书中,表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm，可转位车刀耐用度T=30min。

⑷ 确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中查出。采用查表法确定切削速度。

根据《切削用量简明手册》书中,表1.11，用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap≤0.8 mmf≤0.5 6mm/r时，切削速度v=128m/min。

切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,k,KMV=0.85,故 Krv=0.73

V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min

1000v1000⨯33.55=141.6r/mind⨯65

按CA6140机床的转速选择n=380r/min=6.3r/s

所以实际切削速度v=41.6m/min。

3.5.7 工序X：以φ65mm外圆定位，半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角

3.5.8 工序XI：以φ155mm外圆及端面定位，精车、精细车φ65mm外圆

3.5.9 工序XII：精、细镗φ60内孔

1、确定精、细镗φ60mm孔的切削用量

所选刀具为YG10硬质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。

⑴ 确定切削深度ap

Φ60mm: ap=（60-49）/2=0.5mm

⑵ 确定进给量f

根据《切削用量简明手册》书中,表1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为20mm,镗刀伸出长度为100 mm

时按C620-1机床的进给量，选择f=0.20 mm/r。

⑶ 确定切削速度v

按计算公式:

v CvkvmxvyvTapf

式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,

则

189.8⨯0.468m/min=48.68m/min0.20.150.260⨯2.5⨯0.2

对φ60mm内孔：

1000v1000⨯48.68=502.8r/minD⨯60

3.5.10 工序XIII：磨Φ60孔底面、倒角

1、选择磨床：

选用M7232B型立轴矩台磨床。

2、选择砂轮：

查《机械加工工艺师手册》中磨料选择各表，选用I-30x10x10-A60P6V

3、切削用量的选择：

砂轮转速 n砂=970r/min，

轴向进给量 fr=0.017mm/r

mm径向进给量 fa=3

3.6 本章小结

本章内容根据已经确定的工艺，通过计算和查阅书籍资料，确定每道工序的工序尺寸、切削用量。

第四章 专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。在这里只设计了工序VI ：磨φ60内孔底面的专用夹具。本夹具将用于立轴矩台平面磨床，刀具为砂轮。

4.1 问题的指出

本夹具主要用来加工φ60内孔底面，由于工艺要求不高，因此，在本道工 序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.2 夹具设计

4.2.1定位基准的选择

由零件图可知，要加工φ60内孔底面，原本只需限制工件的3.个自由度，但由于在孔内加工，为了不使加工影响其他表面，需要限制工件的5个自由度，且φ60内孔底面对φ60内孔有垂直度要求，要求的加工精度较高，因此，应选择φ65外圆和与φ80外圆相连的台阶面作为基准进行加工。

4.2.2切削力和夹紧力计算

本步加工可按磨削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。

MfyM1.00.8轴向力 F =Cdfk=420⨯0.006⨯1.0⨯1.0=2.52NiF0F

zMyM2.00.8-6扭矩M =Cdfk=0.206⨯0.006⨯1.0⨯1.0=7.416⨯10N∙McM0M

由于扭矩很小，计算时可忽略。 F夹紧力为F=f .04Nμ=5

取系数 S1=1.5 S2=S3.=S4=1.1

则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3.*S4*F=10.06N

4.3 定位误差的分析-4）

工件以台阶面和外圆面定位，工件的设计基准为其轴线，故不存在基准不重合误差，误差即为φ65外圆面公差的一半。即0.0065mm，此误差在允许的范围内，因此符合要求。

4.4 夹具设计及操作的简要说明

该夹具是以端面和外圆定位基准加工φ60内孔底面，可以用一带端面的定位套来定位，由于磨削时的夹紧较大，因此加了四根柱以加强其强度，本夹具通过楔块的

移动使铰链轴带动螺栓下移从而带动压板下移压紧工件。铰链机构能迅速夹紧和松开，达到了提高生产力和降低劳动强度的目的，因此能满足要求。

4.5 本章小结

在前文中提到了，填料箱盖的加工中，除外圆及两端面加工用三爪自定心卡盘外，其余工序全用专用夹具。本章主要说明了为什么要设计专用的夹具来加工，专用夹具定位基准的选择，切削力、夹紧力的计算，定位误差的分析。

结 论

本次设计CA6140车床填料箱盖，主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封，对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高。基于对箱体零件的调查、了解。从毛坯的选择到工艺规程的设计、工艺路线的安排、每道工序的安排和夹具的设计,一切都保证了该零件在加工完成后具有较高的精度。经过大量的计算和在书籍上查阅的资料，计算出每道工序刀具的切削用量、切削速度和切削深度.最后,通过分析零件的材料、形状、尺寸、精度以及毛坯的形

状和热处理的要求等等,来确定正确的加工方法、加工顺序、所用刀具和切削用量。

致 谢

毕业论文暂告收尾，这也意味着我在山西煤炭职业技术学院三年的学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的

论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。在老师的谆谆诱导、同学的出谋划策和朋友的支持鼓励，是我坚持完成论文的动力源泉。在此，我特别要感谢我的指导老师老师。从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从内容到格式，从标题到标点，他都费尽心血。没有夏静文老师的辛勤栽培、孜孜教诲，就没有我论文的顺利完成。

感谢机械制造与自动化专业的各位同学，与他们的交流使我受益颇多。最后要感谢我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助，正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正是因为有了他们，我才有了追求进步的勇气和信心。

时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感激！

参考文献

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[2]李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京.机械工业出版社．2011.6

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[4]何富贤.侯克青．机械设计基础．北京.煤炭工业出版社．2005

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[7]艾兴，肖诗纲. 切削用量简明手册. 机械工业出版社.1994.7