. . 煤炭煤炭职业职业技技术术学院学院计计算机信息系算机信息系毕业设计毕业设计题题 目目 填料箱盖的工填料箱盖的工艺规艺规程与程与夹夹具具设计设计 学生： 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： . . 1 / 40填料箱盖的工艺规程与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 . . 2 / 40目录第一章 填料箱盖零件的分析41.1 零件的作用41.2 填料箱盖的技术要求分析51.3 本章小结5第二章 工艺规程设计62.1 零件机械加工工艺规程的制定62.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理122.3 基准面的选择122.4 制订工艺路线132.5 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定172.6 本章小结18第三章 机床的选择与加工方案193.1 选择机床193.2 选择夹具213.3 选择刀具213.4 确定工序尺寸22 . . 3 / 403.5 确定切削用量233.6 本章小结33第四章 专用夹具设计344.1 问题的指出344.2 夹具设计344.3 定位误差的分析354.4 夹具设计与操作的简要说明354.5 本章小结36结 论37致 38参考文献39 . . 4 / 40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 . . 5 / 401.2 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65H5（）轴为中心的表面进行加工0013. 0包括：尺寸为65h5（）的轴，表面粗糙度为1.6，尺寸为80的与65h5（0013. 00013. 0）相接的肩面, 尺寸为100f8()与65h5（）同轴度为0.025的面，尺寸为60H8 036. 0090. 00013. 0()与65h5（）同轴度为0.025的孔。046. 000013. 02、以60H8()孔为中心的表面进行加工046. 00尺寸为78与60H8()垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨。046. 003、以60H8()孔为中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24与2-046. 00M10-6H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。 . . 6 / 40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容与作用工艺规程的容，一般有零件的加工工艺路线、各工序基本加工容、切削用量、工时定额与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。 . . 7 / 402、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与工艺规程来确定机床和设备的数量与种类，工人工种、数量与技术等级，车间面积与机床的布置等。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 产品零件图样与装配图样。零件图样标明了零件的尺寸和形位精度以与其他技术要求，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。 . . 8 / 40 产品的生产纲领。 产品验收的质量标准。 现有生产条件，如机床设备、工艺装备、工人技术水平与毛坯的制造生产能力等。 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： 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，明确加工的难点与保证零件加工质量的关键，以便在加工时重点加以关注。 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： 零件的材料与机械性能 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； . . 9 / 40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。 零件的结构形状与尺寸 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。 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。 现有生产条件与技术水平以与通过外协获得各种毛坯的可能性。3、拟订工艺路线 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。 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 . . 10 / 40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。 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： 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。 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。 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。 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与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，还便于与时发现毛坯缺陷，同时有利于安排热处理工序。 . . 11 / 404、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。 切削加工顺序的安排 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。 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。 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。 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。 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应力，改善机 . . 12 / 40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）与刚度较差的精密零件（如精密丝杠），需在粗加工之前与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与耐磨性，它包括淬火、渗碳与氮化等。淬火与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。 辅助工序的安排 辅助工序包括：检验、清洗、去毛刺、防锈、去磁与平衡去重等。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： 粗加工全部结束之后、精加工之前； 工件转入、转出车间前后； 重要工序加工前后； 全部加工工序完成后。 . . 13 / 402.2 箱体零件的材料、毛坯和热处理箱体材料一般选用HT200400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与根据具体情况决定。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 . . 14 / 40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65外圆与台阶端面与各倒角。工序2：铣大端面、粗车155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗60孔、底面与沟槽，粗车环槽、粗车75、100、80外圆面与各倒角。工序3：扩孔32、锪孔47。工序4：钻6-13.5小孔、钻M10螺纹孔与攻丝。 . . 15 / 40工序5：半精车65外圆与台阶面。工序6：半精车155、75、100、80、环槽与各倒角。工序7：精细车65外圆。工序8：精、细镗60孔。工序9：研磨孔60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65外圆与台阶端面与各倒角。工序II：粗车大端面、粗车155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗60孔、底面与沟槽，粗车环槽、粗车75、100、80外圆面与