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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)及操作的簡要說明……………………………………………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
以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片
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） 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明
手冊》（以下簡稱〈〈工藝手冊〉〉表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm.長度方向的余量查表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>>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〉〉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(jì)。長度加工方向取IT12級(jí)，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（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車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊》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》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)床說明書（見《工藝手冊》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)床說明書（見《工藝手冊》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》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》表1.30中C630-1機(jī)床說明書可知, 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》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》表2.7）
V=12.25m/min
（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
按機(jī)床選取：
=136r/min（按《工藝手冊》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》
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》
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》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》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Φ65外圓
2Z=0.3
f=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，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》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》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》表6.2-8）
式中 L：加工長度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：單面加工余量 =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,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。
參考資料
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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)簡明手冊》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》 王光斗、王春福主編 上海科技出版社
7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊》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》 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社
9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
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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》
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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