填料箱盖课程设计计算说明书

湖州师范学院工学院机械制造工艺学课程设计

设计题目填料箱盖零件机械加工工艺规程

姓名熊智军

学号2011283601

班级20112836班

专业机械设计制造及其自动化

指导教师贾玉景、黄东鑫

完成日期2014-5-9

前言

机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

机械制造工艺学课程设计是在我们学习完了机械制造技术、机械制造装备设计等课程的基础上，在进行了生产实习之后，进行的一个重要的实践性教学环节。其主要目的是让学生把所学的工艺理论和实践知识，在实际的的工艺设计中综合地加以运用，进而得到巩固、加深和发展，提高我们分析问题和解决生产实际问题的能力，为以后搞好毕业设计和从事相关的技术工作奠定扎实的基础。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。

由于时间比较紧，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。

目录

第1章零件的分析 (4)

1.1 零件的用途 (4)

1.2 零件的工艺分析 (4)

第2章毛坯的选择 (5)

2.1 确定毛坯的制造形式 (5)

2.2 确定毛坯的基本尺寸和加工余量 (6)

第3章工艺规程设计 (6)

3.1 基准的选择 (6)

3.2 制定工艺路线 (9)

3.3 选择加工设备和工艺装备 (10)

第4章机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11)

4.1外圆表面（Φ65、Φ80、Φ75、Φ100、Φ91、Φ155） (11)

4.2 外圆表面沿周线长度方向的加工余量及公差 (12)

4.3 Φ32、Φ47内孔 (12)

4.4内孔Φ60H8(

046

.0

+

) (12)

4.5 Φ60H8(

046

.0

+

)孔底面加工 (13)

4.6 底面沟槽 (13)

4.7 其他 (13)

第5章确定切削用量和时间定额 (14)

5.1 切削用量 (14)

5.2 基本时间一 (17)

5.3 基本时间二 (20)

总结 (24)

第1章零件的分析

1.1 零件的用途

题目所给的零件是填料箱盖，主要作用是保证其与填料箱体联接后的密封性，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。

1.2 零件的工艺分析

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个整体，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。因此，箱体零件的加工质量直接影响着机器的性能、精度和寿命。箱体类零件结构一般比较复杂，箱壁薄，表面和孔比较多。

套类零件的主要加工表面有孔、外圆和端面。其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度一般要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。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。另外，在箱体类零件加工安排时，工艺顺序一般遵行先面后孔，先粗后精等原则，并在各个工序间安排时效处理。

该填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求，分析如下：

（1）以φ65h5（0013.0-）轴为中心的加工表面。

尺寸为φ65h5（0013.0-）的外圆面及小端端面，其表面粗糙度为1.6。

尺寸为φ80的轴与φ65h5（0013.0-）相接的端面。

尺寸为φ100f8(036.0090.0--)与φ65h5（0013.0-）同轴度为0.025的端面。

尺寸为φ60H8(046.00+)与φ65h5（0013.0-）同轴度为0.025的孔。

7.5的密封环槽。

（2）以φ60H8(046.0

+)孔为中心的加工表面。

包括：尺寸为78与φ60H8(046.0

+)垂直度为0.012的孔底

面，表面粗糙度为0.4，须研磨。

（3）以φ60H8(046.0

+)孔为中心均匀分布的12个孔。

6个φ13的孔。

4个M10-6H螺纹深20，深24的孔。

2个M10-6H的孔。

（4）其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求

第2章毛坯的选择

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能、材料成

本、加工成本和保证零件工作的可靠性，且零件属于中批生产的水平，轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。而且从提高生产率、保证加工精度上考虑，采用铸造形式最合适。2.2 确定毛坯的基本尺寸和加工余量

填料箱盖的材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，毛坯质量约为5kg，采用机器造型铸造毛坯。

查参考文献表5-2可知，该铸件材料公差等级CT为8~12，取尺寸公差等级为CT9。查参考文献表5-3可知，铸件材料的机械加工余量等级为E~G。从而确定毛坯的加工余量如下表1 表1毛坯图的基本尺寸和加工余量

第3章工艺规程设计

3.1 基准的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，正确选择定位基准，对保证零件的加工精度、合理安排加工顺序有着

至关重要的意义。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

1粗基准的选择

选择粗基准的出发点是合理分配加工余量，注重保证加工面与非加工面的相互位置精度。具体应注意以下几个原则：（1）为保证工件上不加工表面与加工表面之间的位置精度要求，应选择不加工表面作为粗基准。如果工件上有多个不需要加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。

（2）为保证工件上某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。

（3）粗基准应尽量避免重复使用，在同一尺寸方向上一般只允许使用一次。

（4）应尽量选择凭证、光滑、尺寸较大。无飞边、无冒口或者浇口的表面作为粗基准，确定定位准确、夹紧可靠。

对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于该零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则和在设计过程中所考虑的要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证各加工面均

有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀同时还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性减少辅助时间，所以选择左右两端面为粗基准。

2精基准的选择

选择精基准的出发点是保证加工精度要求，同时考虑使工件装夹方便、夹具结构简单。具体应遵行以下几个原则：（1）基准重合。尽可能选用设计基准为精基准，以避免由于基准不重合而引起的加工误差，尤其是在最后的精加工时，更应该遵行这一原则。

（2）基准统一。尽可能选择统一的精基准加工工件各个表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的加工误差，有利于简化工艺规程的制定。

（3）互为基准。当两个表面相互位置精度要求很高时，可以互为精基准，反复多次进行加工。

（4）自为基准。当某些精加工表面要求余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作为精基准。

按照以上的精基准选择原则，因为该零件有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随着孔的加工、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。

3.2 制定工艺路线

按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线如下：

工艺路线方案:

工序Ⅰ：以φ155的外圆面及端面定位，粗车右边小端面、φ65外圆面及台阶端面，粗镗孔φ37和φ47。

工序Ⅱ：以粗车后的φ65外圆及端面定位，粗车左边大端面、φ155外圆面、右端台阶面、φ100外圆面、环槽、φ75外圆面、φ80外圆面。倒角1×45°，粗镗φ60H8。（粗车后表面粗糙度为25—6.3，粗镗后为12.5—6.3）

工序Ⅲ：以粗车后的φ155外圆面及端面定位，半精车右边小端面、φ65外圆面及台阶端面，半精镗孔φ37和φ47。

工序Ⅳ：以半精车后的φ65外圆及端面定位，半精车左边大端面、φ155外圆面、右端台阶面、φ100外圆面、环槽、

φ75外圆面、φ80外圆面，半精镗φ60H8。（半精车后表面粗糙度为6.3—3.2，半精镗后为3.2-1.6）

工序Ⅴ：以φ155外圆面及端面定位，精车φ65外圆面及与 80mm相接的端面。（精车后表面粗糙度为1.6-0.8）工序Ⅵ：以精车后的φ65 外圆面及端面定位，精车φ100外圆面、精镗φ60。

工序Ⅶ：钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹

工序Ⅷ：研磨内端面，镗Φ60mm孔底沟槽。

工序Ⅸ：终检。

工序Ⅹ：入库。

3.3 选择加工设备和工艺装备

1选择车床

（1）查参考文献表5-42可知，工序I~Ⅳ中的粗车、半精车、粗镗、半精镗、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。

（2）查参考文献表5-42可知，工序Ⅴ~Ⅵ中的精车、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能满足要求。故选用C616A型车床。

（3）查参考文献表5-51可知，工序Ⅶ中的钻孔可以采

用Z3025型摇臂钻床。

2选择夹具

本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用家具即可，车床上用三爪自定心卡盘。

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。

（2）钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。

第4章机械加工余量、工序尺寸及毛坯

尺寸的确定

填料箱盖零件材料为HT200，硬度为HBS190~241，毛坯质量为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：

4.1外圆表面（Φ65、Φ80、Φ75、Φ100、Φ91、Φ155）

考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，

除φ65以外，其他尺寸外圆表面粗糙度值为Ra=6.3um，只要粗车就可以满足加工要求。

4.2 外圆表面沿周线长度方向的加工余量及公差

查参考文献[]1表2.2-1可知有关铸件轮廓尺寸，长度方向为100~160mm，故长度偏差为+2.5mm，长度方向余量查表2.2-4，其余量值规定为3.0~3.5mm，现取3.0mm。

4.3 Φ32、Φ47内孔

两个内孔的粗糙度Ra=6.3um，扩孔即可满足要求。

4.4内孔Φ60H8(046.00+)

）定位，铸出毛坯孔Φ30。查要求以外圆面Φ65H5（0

-

.0

013

表2.3-9, 粗镗Φ59.5（2Z=4.5），精镗Φ59.9（2Z=0.4），细镗Φ60H8(046.00+)（2Z=0.1）。

4.5 Φ60H8(046.00+)孔底面加工

4.6按照参考文献[]1表2.3-21及2.3-23

4.7A、粗镗余量Z=0.010~0.014 取Z=0.010。

4.8B、半精镗余量Z=0.2~0.3 取Z=0.3。

4.9C、精镗余量Z=3.0-0.3-0.01=2.69。

4.10 底面沟槽

采用镗削，经过底面研磨后镗可保证其精度，取Z=0.5。

4.11 其他

孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔，均为自由尺寸精度要求。1.6~φ13.5孔可一次性直接钻出。

根据前面的资料，确定各个加工工序的加工余量如下表2：

表2各个加工工序的加工余量

第5章 确定切削用量和时间定额

工序Ⅰ：粗车φ65及其相关面、粗镗φ32φ47孔

5.1 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C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。

1确定Φφ65 mm 外圆的切削用量

所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根据参考文献[]3表1.1，由于C620-1机床的中心高为mm 200，故选用刀杆尺寸

mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为mm 5.4。选择车刀几何形状为卷

槽带倒棱型前刀面，根据参考文献[]1表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得到刀具参数为前角ο12=o γ，后角ο6=o α、主偏角ο90=r K 、,副偏角ο10'

=r K 、刃倾角ο0=S λ、刀尖圆弧半径mm r S 8.0=。

（1）确定切削深度p a

因粗车单边余量为mm 1,可一次完成，故背吃刀量

mm mm a p 12

65

67=-=

（2）确定进给量f 根据参考文献

[]

2表 1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为

mm mm 116?、mm a p 3≤，工件直径为mm mm 400~100时，

r mm f /2.1~6.0=，按C620-1机床的进给量选择r mm f /71.0=。

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。

根据参考文献[]2表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力N F 3530max =。根据参考文献

[]

2表 1.23，当灰铸铁

170~212HBS ，mm a p 2≤，r mm f /75.0≤，ο45=r K ，min /65m v =时，进给力N F f 950=。f F 的修正系数为1.00

=F r k ，0.1=F

s F k λ，17.1=f

F k k λ，

故实际进给力为N F f 5.111117.1950=?=，由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的r mm f /71.0=可用。

（3）选择车刀磨钝标准及耐用度

根据参考文献[]1表5-40，车刀后刀面最大磨损限度为0.8~1.0，后刀面最大磨损量取为mm 1，可转位车刀耐用度

min 30=T 。

（4）确定切削速度v

根据参考文献[]2表 1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，mm a p 8.1≤， r mm f /75.0≤时，切削速度min /71m v =。切削速度的修正系数为8.0≤sv K ,0.1=tv K ，12.1=TV K ，73.0=Krv K ，

85.0=MV K ，

故min /553.3385.085.012.173.00.18.071m v =??????=

min /41.15967

553

.3310001000r d v n =??==

ππ 查参考文献表5-44按C620-1机床的转速选择min /150r n = 则实际切削速度min /57.311000

67

1501000m d n v =??==

ππ 最后确定切削用量为：

mm a p 1=，r mm f /71.0=，s r r n /5.2min /150==，min /57.31r v =。

确定车端面及台阶面的mm a p 25.1=，mm f 52.0=。

2确定粗镗Φ37mm 和Φ47mm 孔的切削用量

所选刀具为YG6硬质合金、直径为20 mm 的圆形镗刀。 （1）确定切削深度p a

对于Φ47mm ，背吃刀量mm a p 2243

47=-=

对于φ37mm ，被吃刀量mm a p 22

28

32=-=

（2）确定进给量f

根据参考文献[]2表 1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为

mm 20,镗刀伸出长度为mm 100时按C620-1机床的进给量，选择

r mm f /20.0=。

（3）选择车刀磨钝标准及耐用度

根据参考文献表5-40，车刀后刀面最大磨损限度为0.8~1.0，后刀面最大磨损量取为mm 1，可转位车刀耐用度

min 60=T 。

（4）确定切削速度v

按参考文献表5-43的计算公式

v yv

xv

p m v k f

a T C v =

式中468.065.08.09.0=??=v k ，8.189=v C ，20.0=m ,15.0=v x ，

20.0=v y ，min 60=T 。

则min /10.47min /468.02

.05.2608

.1892

.015.02.0m m v =???=

对于内孔φ37mm ，转速min /512.4683210

.4710001000r D v n =??==

ππ 对于内孔φ47mm ，转速min /987.31847

10

.4710001000r D v n =??==ππ

5.2 基本时间一

1确定粗车外圆Φ65mm 的基本时间

根据参考文献表

5-47车外圆基本时间为

i fn

l l l l i fn L T j 3

211+++==

式中mm l 17=，)3~2(1+=

r

p

tgk a l （ο90=r k ），mm l 31=，mm l 02=，mm l 03=，r mm f /71.0=，s r n /5.2=，1=i ，则s T j 27.115

.271.03

171=?+=

2确定粗车端面的基本时间

根据参考文献表5-47车端面基本时间为

3

21132

l l l d d L i fn

L T j +++-==

式中mm d 65=，mm d 431=， mm l 31=[mm l )3~2(1=]，

mm l 42=[mm l )5~3(2=]，mm l 03=，r mm f /52.0=，s r n /2.1=，1=i ，

则

s l l l d d L 1843243

6523211=++-=+++-=

s T j 85.282.152.018

3=?=

3确定粗镗φ37mm 、φ47mm 孔的基本时间

选镗刀的主偏角ο

45=r x ，根据参考文献表5-47车外圆基本时间为

i fn l l l l i fn L T j 3

211+++==

式中mm l 21=[mm l )3~2(1=]，mm l 17=，mm l 42=[mm l )5~3(2=]，

mm l 03=，r mm f /20.0=。

对于内孔φ37mm ，转速min /512.468r n =，

,

57.2468.420.04

217s T =?++=

对于内孔φ47mm ，转速min /987.318r n =，

s

T 27.2519.320.04

217=?++=

工序Ⅱ：粗车φ155及其相关面、φ75、φ80外圆面和环槽

(1)、加工条件

工件材料：HT200,GPa b 16.0=σ，241~190=HBS ，铸造。 加工要求（参照表2）：粗车端面保证尺寸30

.00

137+、车台阶保证17和32、

车环槽保证尺寸45.730.00?+、粗车外圆保证尺寸16

.00155+、粗车外圆保证046.0075+和046

.0080+。

(2)、切削用量

机床和刀具与工序Ⅰ基本相同。

2.1确定φ155 mm 、φ75mm 、φ80mm 外圆的切削用量 以φ155 mm 为例：

①确定切削深度p a

由于粗车单边余量仅为mm 1,可一次走刀完成，故背吃刀量p a

mm mm a p 12

155

157=-=

②确定进给量f

r mm f /71.0=

③选择车刀磨钝标准及耐用度

根据参考文献[]1表5-40，车刀后刀面最大磨损限度为0.8~1.0，后刀面最大磨损量取为mm 1，可转位车刀耐用度min 30=T 。

④确定切削速度v

根据参考文献

[]

2表 1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，

mm a p 8.1≤， r mm f /75.0≤时，切削速度min /71m v =。切削速度的修正系数

为8.0≤sv K ,0.1=tv K ，12.1=TV K ，73.0=Krv K ，85.0=MV K ，

故min /553.3385.085.012.173.00.18.071m v =??????=

min /027.68157

553

.3310001000r d v n =??==

ππ 查参考文献表5-44按C620-1机床的转速选择min /76r n = 则实际切削速度

min /48.371000157

761000m d n v =??==

ππ

最后确定切削用量为：

mm a p 1=，r mm f /71.0=，s r r n /27.1min /76==，min /48.37r v =。

确定车端面及台阶面的mm a p 25.1=，mm f 52.0=，主轴转速与车φ65

013

.0-mm 外圆相同。

φ75mm 、φ80mm 的切削用量与φ155mm 一样。

5.3基本时间二

1确定粗车外圆Φ155mm 的基本时间

根据参考文献[]1表5-47车外圆基本时间为

i fn

l l l l i fn L T j 3

211+++==

式中mm l 15=，)3~2(1+=

r

p

tgk a l （ο90=r k ），mm l 31=，mm l 02=，mm l 03=，r mm f /71.0=，s r n /27.1=，1=i ，则s T j 96.1927

.171.03

151=?+=

2确定粗车外圆Φ80mm 的基本时间

根据参考文献[]1表5-47车外圆基本时间为

i fn

l l l l i fn L T j 3

211+++==

式中mm l 10=，)3~2(1+=

r

p

tgk a l （ο90=r k ），mm l 31=，mm l 02=，mm l 03=，r mm f /71.0=，s r n /27.1=，1=i ，则s T j 42.1427

.171.03

101=?+=

工序Ⅲ：半精车φ65及其相关面、半精镗φ32φ47孔 (1)、确定半精车外圆的65Φ的切削用量

所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度为：mm mm H B 2516?=?，刀片厚度为mm 5.4。选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，根据参考文献表

5-35、表5-36、表5-37、表5-38得到刀具参数为前角ο

12=o γ，

后角ο6=o α、主偏角ο90=r K 、,副偏角ο10'

=r K 、刃倾角ο

0=S λ、刀