填料箱盖.工艺设计及夹具设计1001210318机制本3班

目录
第一章机械制造工艺学课程设计任务书 1 第二章机械加工工艺规程制定 3 2、1零件的分析 3 2、2毛坯的确定 3 2、3定位基准的选择 3 2、4加工方法的选择 4 2、5工艺路线的制定 4 2、6确定加工余量及毛坯尺寸 5 2、7工序设计 6 2、8确定切削用量和基本时间7
第三章夹具的设计21 3、1确定定位方案、选择定位元件21
3、2确定夹紧方案、设计夹紧机构21 3、3确定分度方案、设计分度装置22 3、4确定导向、对刀方案，设计导向、对刀装置22 3、5设计其他装置23 3、6设计夹具体23 3、7夹具精度分析23 3、8附图：毛坯图25
结论26 参考资料26
第一章新余学院机械制造工艺学课程设计任务书
课程设计内容一、课程设计内容
图一
图一所示是填料箱盖简图。

毛坯材料为HT200。

中批量生产，采用通用机床进行加工。

试完成该零件的机械加工工艺设计及法兰盘端面12孔钻床专用夹具设计。

设计要求二、设计要求:
1、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果,不允许雷同，凡找他人代做，一经核实，取消答辩资格。

积极主动与指导教师交流，每一进展阶段至少与指导教师交流一次。

2、设计成果：
(1)、设计说明书一份；
(2)、机械加工工艺卡片一套；
(3)、夹具装配图一张（A1或A2图纸，用CAD画）及必要的零件图若干张。

设计说明书应包括下列内容：封面，目录、设计任务书、正文、注释、参考文献等。

设计说明书的题目及各级标题为四号以上楷体并加黑，正文采用小4号楷体，注释采用尾注形式。

3、设计说明书的正文部分内容参考《机械制造工艺学课程设计指导书》。

4、设计完成后，将课程设计说明书、机械加工工艺卡片、夹具装配图打印并装订好一并交给指导教师，并准备答辩。

2
第二章 机械加工工艺规程制定
2、1零件的分析
题目所给定的零件是填料箱盖，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。

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ф65H5（0013.0-）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65H5（0013.0-）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为ф80的与ф65H5（0013.0-）相接的肩面, 尺寸为ф100f8(036.0090.0--)与ф
65H5（0013.0-）同轴度为0.025的面. 尺寸为ф60h5(046.00+)与ф65H5（0013.0-）同轴度为
0.025的孔.
2.以ф60h5(046.00+)孔为中心的加工表面.尺寸为78与ф60H8(046.00+)垂直度为0.012的孔
底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.
3. 以ф60H8(046.00+)孔为中心均匀分布的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为6.3,粗加工可满足要求.
2、2毛坯的确定
零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。

由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

2、3定位基准的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1、 粗基准的选择
对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。

按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。

若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。

）
2、精基准的选择
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 .
2、4加工方法的选择
1.车削左右两端面,车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

精车65外圆及与80相接的端面.
2.钻孔：钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

钻6-ф1
3.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔及攻螺纹.用钻床钻孔。

粗、精、细镗ф60H8（)
-孔。

镗ф60孔
046
.0
底面沟槽在车床上镗孔，比较经济。

3.铣床：铣ф60孔底面
4.磨床：磨ф60孔底面。

最后研磨ф60孔底面。

2、5工艺路线的制定
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。

部分采用专用刀具和专一量具。

并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、工艺线路方案一
工序Ⅰ铣削左右两端面。

工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.
工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8（)
-孔。

.0
046
工序Ⅶ铣ф60孔底面
工序Ⅷ磨ф60孔底面。

工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ去毛刺，终检。

2、工艺路线方案二
工序Ⅰ车削左右两端面。

工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.
工序Ⅴ粗、精、细镗ф60H8（)
-孔。

.0
046
工序Ⅵ铣ф60孔底面
工序Ⅶ磨ф60孔底面。

工序Ⅷ镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅸ研磨ф60孔底面。

工序Ⅹ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅺ去毛刺，终检。

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孔后精加工外圆面和ф60H8（)
-孔。

；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工
046
.0
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，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。

但是仔细考虑，在线路二中，工序Ⅳ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.
然后工序Ⅹ钻6-ф13.5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，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。

因此，最后的加工工艺路线确定如下：
工序Ⅰ车削左右两端面。

工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。

工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹工序Ⅴ精车65外圆及与80相接的端面.
工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8（)
.0
-孔。

046
工序Ⅶ铣ф60孔底面
工序Ⅷ磨ф60孔底面。

工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ去毛刺，终检。

2、6确定加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸
“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，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(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差
不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R a 6.3um,只要粗车就可满足加工要求,以ф155为例,2Z=5mm 已能满足加工要求. （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>100~160mm,故长度方向偏差为5.2± mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.0~3.5 mm.现取3.0 mm 。

（3）4332φφ、内孔。

毛坯为实心。

两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R a 为6.3,钻——扩即可满足要求。

（4）内孔ф60H8(046.00+)。

要求以外圆面ф65H5（0013.0-）定位，铸出毛坯孔 ф30。

查表2.3-9,粗镗ф59.5 2Z=4.5精镗 ф59.9 2Z=0.4细镗ф 60H8(046.00+)
2Z=0.1
(5) ф60H8(046.00+)孔底面加工.
按照<<工艺手册>>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. 铣削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. Z=0.5
(7) 6—5.13φ孔及2—M10—6H 孔、4—M10—6H 深20孔。

均为自由尺寸精度要求。

1．6—5.13φ孔可一次性直接钻出。

2．查〈〈工艺手册〉〉表2.3—20得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。

钻孔 ф8.5，攻螺纹 M10 (8)零件毛坯图附图二
2、7工序设计
(一）选择加工设备与工艺装备
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。

2、工序XI、X II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。

3、工序X II、V III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。

4、工序X III是研磨内孔，精度较高，选用M7232B型立轴矩台磨床。

5.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。

6. 选择刀具
6.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。

7.钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥
(二）工序尺寸
2、8确定切削用量和基本时间
1 工序Ⅰ：车削端面、外圆
本工序采用计算法确定切削用量
加工条件
工件材料：HT200，铸造。

加工要求：粗车ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圆，表面粗糙度值R
a
为6.3。

机床：C620—1卧式车床。

刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,k
r =90°,r
=15°α
=12
·
r
R
=0.5mm。

计算切削用量
（1）粗车ф65、ф155两端面
确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为325.1±mm，则毛坯长度
方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a
p
=2mm计。

长度加工方向取IT12级，取04.0±mm。

确定进给量f:根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手
册》表1.4,当刀杆16mmX25mm, a
p
<=2mm时,以及工件直径为ф160时。

f=0.5~0.7mm/r
按C620—1车床说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.5 mm/r计算切削速度: 按《切削手册》表1.27,切削速度的
计算公式为
V c =
v y x p m
v
k f
a T c v
v
(m/min)…………………………2.1
式中, v c =1.58, x v =0.15, y v =0.4,m=0.2。

修正系数k v 见《切削手册》表1.28,即 k mv =1.44, k sv =0.8, k kv =1.04, k krv =0.81, k BV =0.97 所以 V c =
97.081.004.18.044.15
.026058
.14
.015.02.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =66.7(m/min) 确定机床主轴转速 n s =
ωπd V C 1000=84
14.37
.661000⨯⨯=253(r/min) 按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与253r/min 相近的机床 转速有230r/min 及305r/min 。

现选取305r/min 。

如果选230m/min ， 则速度损失较大。

所以实际切削速度 V=80m/min 计算切削工时，按《工艺手册》表6.2-1,取
L=84/2=42mm, L 1=3mm, L 2=0mm, L 3=0mm t m =
25
.03053
42⨯⨯+=0.59(min)
（2） 粗车ф160端面
确定机床主轴转速: n s =
ωπd V C 1000=160
14.37
.661000⨯⨯=133(r/min) 按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与133r/min 相近的机床 转速有120r/min 及150r/min 。

现选取150r/min 。

如果选120m/min ， 则速度损失较大。

所以实际切削速度 V=75.4m/min 计算切削工时，按《工艺手册》表6.2-1,取 L=
2
160
=80mm, L 1=3mm, L 2=0mm, L 3=0mm
t m =
25
.01503
80⨯⨯+=2.21(min)
（3） 粗车160与104连接之端面
L=
2
104
160-=28mm, L 1=3mm, L 2=0mm, L 3=0mm t m =
25
.01503
28⨯⨯+=0.82(min)
2 工序Ⅱ：粗车φ65,φ80,φ75,φ100外圆以及槽和倒角
切削深度:先φ84车至φ80以及φ104车至φ100。

进给量: 见《切削手册》表1.4
V c =
v y x p m
v
k f
a T c v
v
(m/min)
=97.081.004.18.044.15.026058
.14.015.02
.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =66.7(m/min)
确定机床主轴转速: n s =
ωπd V C 1000=104
14.37
.661000⨯⨯=204(r/min) 按机床选取n ω=230 r/min 。

所以实际切削速度 V=
1000dn
π=
1000
230
10414.3⨯⨯=75.1 m/min
检验机床功率: 主切削力 F c =CF c a p
C
F x f
C
F y v c
FC
n k C
F …………………………………2.2
式中：CF C =900, x C F =1.0 , y C F =0.75 , n C F =-0.15 k MF =(
02.1)190
200()1904
.0==F n HB k kr =0.73 所以
F C =900)(59873.002.17.665.05.115.075.0N =⨯⨯⨯⨯⨯-
切削时消耗功率 P c =
)(665.01067
.665981064
4KW V F c c =⨯⨯=⨯
由《切削手册》表1.30中C630-1机床说明书可知, C630-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230r/min 时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。

检验机床进给系统强度:已知主切削力F C =598N,径向切削力F p 按《切削手册》表1.29所示公式计算 F p =CF p a p
FP
x f FP y V c
FP
n k FP ………………………………2.3
式中: CF p 530, x FP =0.9, y FP =0.75, n FP =0 k MP =(
052.1)190
200()1900.1==F n HB k kr =0.5
所以
F p =530)(1525.0052.17.665.05.1075.09.0N =⨯⨯⨯⨯⨯ 而轴向切削力 F f =CF f a p
Ff
x f
Ff
y v c
Ff
n k Ff
式中: CF f =450, x Ff =1.0, y Ff =0.4, n Ff =0 k M =(
041.1)190
200()1902008
.0==F n k k =1.17 轴向切削力
F f =450)(62317.1041.17.605.05.104.0N =⨯⨯⨯⨯⨯
取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为3550N(见<<切削手册>>表1.30),故机床进给系统可正常工作。

切削工时： t=nf
l l l 2
1++
式中： L=105mm, L 1=4mm, L 2=0 所以 t=
(min)27.35
.07.664
105=⨯+
（2） 粗车φ65外圆 实际切削速度 V=
1000
w
w n d π=
min /3.621000
65
30514.3m =⨯⨯
计算切削工时： 按<<切削手册>>表6.2-1，取 L=17mm, L 1=3mm, L 2=0mm
t=
min 262.025
.03053
1721=⨯⨯+=⨯++i nf l l l （2） 粗车φ75外圆 取 n w =305r/min 实际切削速度 V=
1000
w
w n d π=
min /9.711000
75
30514.3m =⨯⨯
计算切削工时： 按<<切削手册>>表6.2-1，取 L=83mm, L 1=3mm, L 2=0mm t=
min 564.05
.03053
8321=⨯+=⨯++i nf l l l （3） 粗车φ100外圆 取 n w =305r/min 实际切削速度 V=
1000
w
w n d π=
min /78.951000
100
30514.3m =⨯⨯
计算切削工时： 按<<切削手册>>表6.2-1，取 L=15mm, L 1=3mm, L 2=0mm t=
min 104.05
.03053
1521=⨯+=++nf l l l
（4） 车槽.采用切槽刀，r R =0.2mm 根据《机械加工工艺师手册》表27-8
取 f=0.25mm/r n w =305r/min
计算切削工时
L=9mm, L 1=3mm, L 2=0mm
t=
min 08.05
.03053
921=⨯+=++nf l l l 3工序Ⅲ 钻扩32Φmm 、及锪mm 43Φ孔。

转塔机床C365L （1） 钻孔mm 25Φ
f=0.41mm/r
（见《切削手册》表2.7）
r=12.25m/min
（见《切削手册》表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）
min)/(13030
25
.1210001000r d v n w s =⨯⨯==
ππ 按机床选取：
w n =136r/min （按《工艺手册》表4.2-2）
所以实际切削速度
min /68.101000
136
251000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时计算：
mm l 65=， 1l =10mm ， 2l =4mm
f
n l l l t w 2
1++=
=
min 41.141
.01364
1065=⨯++
（2） 钻孔32Φmm
根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为
f=（1.2~1.3）钻f v=（
3
1
~21）钻v
公式中钻f 、钻v 为加工实心孔时的切削用量，查《切削手册》
得 钻f =0.56mm/r （表2.7）
钻v =19.25m/min （表2.13）
并令： f=1.35 钻f =0.76mm/r
按机床取f=0.76mm/r
v=0.4钻v =7.7m/min
min /6.7632
7
.710001000r d v n s =⨯⨯==
ππ 按照机床选取
min /78r n w =
所以实际切削速度：
min /84.71000
78
321000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时计算：
mm l 71=， mm l 22=， mm l 65=
f n l l l t w ++=
21=min 22.178
76.065
27=⨯++ （3） 锪圆柱式沉头孔mm 43Φ
根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2~1/3，故
f=
r mm f /2.06.03
1
31=⨯=钻 按机床取f=0.21mm/r
r=min /33.82531
31m r =⨯=钻 min /7.614314.333
.810001000r d v n s =⨯⨯==
π 按机床选取：
min /58r n w =
所以实际切削速度为：
min /83.71000
58
431000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时计算：
mm l 21=， mm l 02=， mm l 17=
f n l l l t w ++=
21=min 56.121
.05817
2=⨯+ 4 工序Ⅳ 钻6—Φ13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H 深孔深24 （1） 钻6-Φ13.5
f=0.35mm/r V=17mm/min
所以 n=
5
.131000⨯πV
=401(r/min)
按机床选取：
min /400r n w =
所以实际切削速度为：
min /95.161000
400
5.131000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时
mm l 41=， mm l 32=， mm l 15=则：
f
n l l l t w ++=
21=
min 157.035.040015
34=⨯++ t=6t=6⨯0.157=0.942min
（2） 钻2H M 610--底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min
所以n=
5
.81000⨯πv
=487r/min
按机床选取
min /500r n w =
实际切削速度
min /35.131000
500
5.81000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时
mm l 15=， mm l 41=， mm l 32=则：
f
n l l l t w ++=
21=
min 126.035.050015
34=⨯++ min 252.0126.0222=⨯==t t
（3） 4H M 610--深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以 n=
5
.81000⨯πv
=487r/min
按机床选取
min /500r n w =
实际切削速度
min /35.131000
500
5.81000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
切削工时
mm l 24=， mm l 41=， mm l 02=则：
f n l l l t w ++=
21=min 16.035
.050024
04=⨯++ min 64.016.044.3=⨯==t t
（4） 攻螺纹孔2H M 610--
r=0.2m/s=12m/min 所以 min /382r n s =
按机床选取
min /315r n w =则
实际切削速度
min /9.91000
315
101000
m n d v w
w =⨯⨯=
=
ππ
计算工时
mm l 15=， mm l 31=， mm l 32=则：
f n l l l t w ++=21=min 067.01
3153315=⨯++ min 134.0067.022.4=⨯==t t
（5） 攻螺纹4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以 min /382r n s =
按机床选取
min /315r n w =则
实际切削速度
min /9.91000315
101000m n d v w
w =⨯⨯==ππ
计算工时
mm l 20=， mm l 31=， mm l 02=则：
f n l l l t w ++=21=min 083.01
3150320=⨯++ min 33.0083.044.5=⨯==t t
5 工序Ⅴ：精车Φ65mm 的外圆及与Φ80mm 相接的端面
车床：C616
（1） 精车端面
Z=0.4mm
mm a p 2.0=
r mm f /1.0=
计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=90min ）
min)/(m k fy x a T c v v v
v p m v c = 式中158=v c ， ,15.0=v x 4.0=v y ， 15.0=m 修正系数v k 见《切削手册》表1.28 所以
min /25797.081.004.18.044.11
.02.0601584.015.015.0m k f a T c v v y x p m v
c v v =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==
min /102380
25710001000r d v n w c s =⨯⨯==ππ 按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）与1023r/min 。

如果选995r/min ，则速度损失较大。

所以实际切削速度
min /3011000
801200m v =⨯⨯=π 计算切削工时
按《工艺手册》表6.2-1取
mm l 5.122
6580=-=， mm l 21=， mm l 02=， 0=s l 则： i f
n l l l l t w s ⨯+++=21=min 48.021.012000025.12=⨯⨯+++ （2） 精车Φ65外圆
2Z=0.3 f=0.1mm/r min)/(m k fy x a T c v v v
v p m v c = 式中158=v c ， ,15.0=v x 4.0=v y ， 15.0=m 修正系数v k 见《切削手册》表1.28 所以
min /25797.081.004.18.044.11.02.0601584
.015.015.0m k f a T c v v y x p m v
c v v =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯== min /1200r n w =
所以实际切削速度
min /2451000
651200m v =⨯⨯=π 计算切削工时
mm l 17=， mm l 31=， mm l 02=则：
i f
n l l l t w ⨯++=21=min 33.021.012000317=⨯⨯++
（3） 精车外圆Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
min /257m v c =
取 min /1200r n w =
实际切削速度
min /8.37610001001200m v =⨯⨯=
π 计算切削工时
mm l 30=， mm l 31=， mm l 02=则：
i f
n l l l t w ⨯++=21=min 6.021.012000330=⨯⨯++ 6工序Ⅵ：精、粗、细镗)(860046.00-ΦH mm 孔
（1） 粗镗孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm 则 Z=2.25mm
min /18560
3510001000r d v n w =⨯⨯==ππ 查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min ，f=0.8mm/min 由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。

mm l 78=， mm l 31=， mm l 02=则：
i f
n l l l t w ⨯++=21=min 64.138.01850378=⨯⨯++ （2） 精镗孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm ， Z=0.2mm
f=0.1mm/r v=80m/min
min /42560
14.38010001000r d v n w =⨯⨯==π
计算切削工时
mm l 78=， mm l 31=， mm l 02=则：
i f
n l l l t w ⨯++=21=min 81.321.04250378=⨯⨯++ （3） 细镗孔至)(860046.00-ΦH mm
由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。

mm a p 05.0=
f=0.1mm/r
w n =425r/min
V=80m/min
7 工序Ⅶ：铣Φ60孔底面
铣床：X63
铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数Z=4
切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min
mm a w 7=
10
1510001000⨯⨯==ππw s d v n =477.7r/min 采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见《工艺手册》表4.2-39）
取 w n =475r/min 故实际切削速度为：
min /9.141000475
101000m n d v w
w =⨯⨯==ππ
当min /475r n w =时，工作台的每分钟进给量m f 应为
min /150475408.0mm zn f f w z m =⨯⨯==
查机床说明书，刚好有min /150m f m =故直接选用该值。

计算切削工时
L=（60mm-30mm ）=30mm
min 2.0150
30==m t
倒角1x45°采用90°锪钻
8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面
①．选择磨床：
选用MD1158（内圆磨床）
②．选择砂轮：
见《工艺手册》第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20x6x8mm
③．切削用量的选择：
砂轮转速 min /1500r n =砂，5.27=砂v m/s
轴向进给量 mm f a 3=
径向进给量 mm f r 015.0=
④．切削工时计算：
当加工一个表面时
r
a b f rf k lbz t 1000021=（见《工艺手册》表6.2-8） 式中 L ：加工长度 L=30mm
b ：加工宽度 b=30mm
b z ：单位加工余量 b z =0.2mm
K ： 系数 K=1.1
r ： 工作台移动速度（m/min ）
a f ：工作台往返一次砂轮轴向进给量
v f ： 工作台往返一次砂轮径向进给量
则 min 4.4015
.031010001.130302=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=t 9工序Ⅸ： 镗Φ60mm 孔底沟槽
内孔车刀 保证t=0.5mm ，d=2mm
10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm 孔底面
采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm
第三章 夹具的设计
3、1确定定位方案、选择定位元件
1.定位方案：此道工序为加工孔，只要固定相对位置，钻孔时位置不偏差，不旋转就可以达到要求。

，将零件固定到底板上，零件的φ100处与底板的内孔配合，再将底板和零件一起固定在底板，并用圆柱销固定。

2.选择定位元件
定位元件如图所示
3、2确定夹紧方案、设计夹紧机构
1.确定夹紧方案
用螺栓将零件和底板预紧，达到要求即可，如图
2.设计夹紧机构
由零件图可知，12孔中，6—φ13.5在圆周上均匀分布,2—M10，4—M1也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。

其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以φ65外圆面作为定位基准。

为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对12孔进行加工。

同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧机构。

3、3确定分度方案、设计分度装置
本工序所加工的ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔，6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔都是在一个平面内，不需要采用分度式钻模，可以完成孔的加工。

3、4确定导向、对刀方案，设计导向、对刀装置
在钻模中，钻套作为刀具导向元件。

因为是中批量，且加工孔直径不变化，故选用固定钻套。

固定选套是直接压入钻模板或夹具体的孔中，过盈配合，位置精度高，结构简单。

钻套设计时，要注意钻套的高度H 和钻套底端与工件间的距离h 。

钻套高度是指钻套与钻头接触部分的长度。

太短不能起到导向作用，降低了位置精度，太长则增加了摩擦和钻套的磨损。

一般H=（1-2）d ，此处钻孔直径为13.5，故H=13.5
3、5设计其他装置
钻套，气缸上盖，密封圈，可卸钻模板，加紧气缸，定位板等的设计如图所示。

3、6设计夹具体
在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。

本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。

因此，应设法降低切削力。

目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.5M a P 增至0.6 M a P ）以增加气缸推力。

结果，本夹具结构比较紧凑。

3、7夹具精度分析
1.切削力及夹紧力的计算
刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为φ13.5。

则轴向力：见《工艺师手册》表28.4
F=C F d 0F z f F y k F ……………………………………3.1
式中： C F =420， Z F =1.0, y F =0.8, f=0.35 k F =(07.1)190
200()1903.1==F n HB F=420)(212307.135.05.138.00.1N =⨯⨯⨯
转矩
T=C T d 0T Z f T y k T
式中: C T =0.206, Z T =2.0, y T =0.8
T=0.206)(34.1707.135.05.138.00.2M N •=⨯⨯⨯
功率 P m =KW d T V 726.05
.133095.1634.17300=⨯⨯= 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数
K=K 1K 2K 3K 4
式中 K 1—基本安全系数，1.5;
K 2—加工性质系数，1.1;
K 3—刀具钝化系数, 1.1;
K 4—断续切削系数, 1.1
则 F /=KF=1.5)(4239
21231.11.11.1N =⨯⨯⨯⨯ 气缸选用mm 100φ。

当压缩空气单位压力P=0.6MP a ,夹紧拉杆mm D 25φ=。

N=)(441646
.0)25100(22N =⨯-π
N>F
钻削时 T=17.34 N M •
切向方向所受力:
F 1=N L T 267106534.173
=⨯=- 取1.0=f
F f =4416)(6.4411.0N =⨯
F f > F 1
所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。

2.定位误差分析
1 根据圆柱销直径确定公差：
圆柱销与孔的配合采用基孔制配合，配合选用76/H g 。

查表得（互换性测量表3-3）IT7=12, IT6=8 对于基孔制H7的EI=O 其ES 为：
ES=EI+IT7=12
对销IT6,由表的es=-4
起ei 为：ei=es-IT6=-4-8=-12
由此得：孔：0.0120
575H mm φφ+= 销：0.0040.012565H mm φφ-
-=
2 确定销的直径2D ,宽度1b 及公差
根据直径2D 查表得宽度1b 得：
2D =5mm, 1b =2mm,B=4.5mm
2min 122()/LX LG b T T D ∆=+
其中LX T ：夹具上两销心距公差
LG T ：工件上两孔中心距公差
取LG T =16m μ.则LX T =13--1516取LX T =14
*16=4m μ 所以LG T =16m μ，LX T =4m μ
代入公式2min 122()/LX LG b T T D ∆=+=16m μ 2d =2D -2min ∆=4.984mm
确定菱形销的公差：
销公差等级高于孔德一级定，采用/H g 配合。

以采用与圆柱销同样的配合76/H g 。

来确定菱形销的公差配合
一面两销引起的定位误差公式计算如下： 12
min tan 222a
a
L σσδδ+==
1111
2222x g x g δδδδδδ=∆++=∆++
1111x g δδδ=∆++=4+12+8=24m μ
2222x g δδδ=∆++=16+12+8=36m μ
min 1700.002169.998L mm =-=
所以将上面数据代入公式：
12
min 0.0240.036tan 0.35222169.998
a
a
m L σσδδμ++====
所以定位误差满足要求。

3、8附图：毛坯图
图二毛坯
结论
本次设计填料箱盖，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。

经计算和对资料的查阅，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。

参考资料
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第二版，清华大学，机械工业出版社,2011.12.
[2]王栋，机械制造工艺学课程设计指导书。

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[6]马丽华,马力立克.数控编程与加工技术.第2版.大连.大连理工大学出版社.2006.7。