設施規(guī)劃課程設計-填料箱蓋

1、南京理工大學泰州科技學院設施規(guī)劃課程設計學 生 姓 名：吳鵬學 號：1001020146專 業(yè)：工業(yè)工程設計題目：填料箱蓋的生產工藝路線及物流設施規(guī)劃指 導 教 師:張少文2013年 06月 24 日目 錄1 HYPERLINK l _Toc232574472 引言 1 HYPERLINK l _Toc232574473 2 零件的分析 1 HYPERLINK l _Toc232574474 2.1 零件的作用 1 HYPERLINK l _Toc232574475 2.2 零件的工藝分析 1 HYPERLINK l _Toc232574476 3 工藝規(guī)程設計 2 HYPERLINK l _

2、Toc232574477 3.1 毛坯的制造形式 2 HYPERLINK l _Toc232574478 3.2 基準面的選擇 2 HYPERLINK l _Toc232574481 3.3 制訂工藝路線 3 HYPERLINK l _Toc232574485 4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4 HYPERLINK l _Toc232574486 5 確定切削用量 5 HYPERLINK l _Toc232574487 5.1 工序 5 HYPERLINK l _Toc232574488 5.2 工序 75.3 工序 8 HYPERLINK l _Toc232574490 5.4

3、工序 9 HYPERLINK l _Toc232574491 5.5 工序 11 HYPERLINK l _Toc232574492 5.6 工序 12 HYPERLINK l _Toc232574493 5.7 工序 12 HYPERLINK l _Toc232574494 5.8 工序 13 HYPERLINK l _Toc232574495 5.9 工序 13 HYPERLINK l _Toc232574496 5.10 工序 136 加工時間計算 146.1 切削工時基本時間 146.2 輔助時間 146.3 其他時間 146.4 單間時間 147 物流設施規(guī)劃設計 147.1 生產過

4、程分析 147.2 作業(yè)單位的物流相關因素分析 157.3 作業(yè)單位的非物流相關因素分析 197.4 最終效果圖 22結束語 23參考文獻 241 引言 TOC o 1-3 h z u 這次的機械制造與物流設施規(guī)劃的課程設計是我們畢業(yè)設計前進行的一次鍛煉，第一次結合機械制造技術和物流設施規(guī)劃方案。就我個人而言，我希望能在這次課程設計中，鍛煉自己找出問題，解決問題的能力。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。2 零件的分析2.1 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箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。圖 12.2 零件的工藝分析填料箱蓋的零

5、件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表1.4-28機械制造工藝設計簡明手冊）1.以65H5軸為中心的加工表面。包括：尺寸為65H5的軸，表面粗糙度為1.6,尺寸為80的與65H5相接的肩面,尺寸為100f8與65H5同軸度為0.025的面。尺寸為60h5與65H5同軸度為0.025的孔。2.以60h5孔為中心的加工表面。 尺寸為78與60H8垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。3.以60H8孔為中心均勻分布的12孔,6-13.5,4-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。3 工藝規(guī)程設計3.1 毛坯的制造形式 零件

6、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，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。3.2 基準面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關鍵。3.2.1 粗基準的選擇對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選擇加工余量最小的表面為粗基準。）3.2.2 精基準的選擇按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統一原則；），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統一的基準，但

7、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：當中心孔直徑較小時，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，以支承軸頸本身找正。3.3 制訂工藝路線3.3.1 工藝線路方案一工序：銑削左右兩端面。工序：粗車65，80，100，75，155外圓及倒角，車7.5槽。工序：鉆30孔、擴32孔，擴47孔。工序：鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序：精車65外圓及與80相接的

8、端面。工序：粗、精、細鏜60H8孔。工序：銑60孔底面。工序：磨60孔底面。工序：鏜60孔底面溝槽。工序：研磨60孔底面。工序：終檢。3.3.2 工藝路線方案二工序：車削左右兩端面。工序：粗車65，80，75，155外圓及倒角。工序：鉆30孔，擴32孔，擴47孔。工序：精車65外圓及與80相接的端面。工序：粗、精、細鏜60H8孔。工序：銑60孔底面。工序：磨60孔底面。工序：鏜60孔底面溝槽。工序：研磨60孔底面。工序：鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序：終檢。3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端

9、面，且是先加工12孔后精加工外圓面和60H8孔；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應車削端面，在中批生產中，綜合考慮，選擇工藝路線二。 但是仔細考慮，在線路二中，工序精車65外圓及與80相接的端面。然后工序鉆6-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：工序：車削左右兩端面工序：粗車65，85，75，155外圓及倒角。工序：鉆30孔、擴32孔，擴47孔。工序：鉆6

10、-13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。工序：精車65外圓及與80相接的端面。工序：粗、精、細鏜60H8孔。工序：銑60孔底面。工序：磨60孔底面。工序：鏜60孔底面溝槽。工序：研磨60孔底面。工序：終檢。以上工藝過程詳見機械工藝過程卡片。4 機械加工余量、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HBS190241，毛坯質量約為5kg，生產類型為中批生產，采用機器造型鑄造毛坯。 根據上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圓表面(65、80、75、100、91、155)考慮到尺寸較多且相差不

11、大，為簡化鑄造毛坯的外形，現直接按零件結構取為84、104、160的階梯軸式結構，除65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3 EMBED Equation.3 um,只要粗車就可滿足加工要求。外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長度方向100160mm,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3.03.5mm.現取3.0mm。 32、43 EMBED Equation.3 內孔。毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求，R為6.3,鉆擴即可滿足要求。內孔60H8。要求以外圓面65H5定

12、位，鑄出毛坯孔30。查表2.3-9,粗鏜59.5，2Z=4.5，精鏜59.9，2Z=0.4，細鏜60H8，2Z=0.1。60H8孔底面加工。按照工藝手冊表2.3-21及2.3-231.研磨余量Z=0.0100.014 取Z=0.010。2.磨削余量Z=0.20.3取Z=0.3。3.銑削余量Z=3.00.30.01=2.69。底面溝槽.采用鏜削,經過底面研磨后鏜可保證其精度，Z=0.5。613.5孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均為自由尺寸精度要求。1.613.5 EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT 孔可一次性直接鉆出。2查工藝手冊表2.320得攻螺紋

13、前用麻花鉆直徑為8.5的孔。鉆孔8.5攻螺紋M105 確定切削用量5.1 工序：車削端面、外圓 本工序采用計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65、155端面及65、80、75、100，155外圓，表面粗糙度值R為6.3。機床：C6201臥式車床。刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mm25mm,k=90,r=15=12，r=0.5mm。計算切削用量 粗車65、155兩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, EMBED Equation.3 =2mm計。長度加工方向取IT12級，取0

14、.04mm。確定進給量f:根據切削用量簡明手冊（第三版）表1.4,當刀桿16mm25mm, EMBED Equation.3 2mm時,以及工件直徑為160時。f=0.50.7mm/r按C6201車床說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.5mm/r計算切削速度:按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為V=(m/min) =1.58,=0.15,=0.4，m=0.2，修正系數見切削手冊表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)確定機床主軸轉速 n=253(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與253r/m

15、in相近的機床轉選取305r/min。實際切削速度 V=80m/min 粗車160端面確定機床主軸轉速:n=133(r/min) 按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與133r/min相近的機床轉速選取150r/min。實際切削速度 V=75.4m/min。5.2 工序：粗車 EMBED Equation.3 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。進給量:切削手冊表1.4 EMBED Equation.3 =(m/min)=66.7(m/min)確定機床主軸轉速:n=204(r/min)按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速V=75.

16、1 m/min檢驗機床功率: 主切削力F=CFafvkCF=900,x=1.0,y=0.75 ,n=-0.15k=(k=0.73所以F=900切削時消耗功率P=由切削手冊表1.30中C630-1機床說明書可知, C630-1主電動機功率為7.8KW,當主軸轉速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機床功率足夠,可以正常加工。 粗車65外圓 實際切削速度 V= 車75外圓 取n=305r/min 實際切削速度 V=粗車100外圓取n=305r/min實際切削速度 V=車槽7.5 采用切槽刀，r=0.2mm 根據機械加工工藝師手冊表27-8取f=0.25mm/r,n=305r/

17、min。5.3 工序鉆擴 EMBED Equation.3 32mm、及 EMBED Equation.3 43mm孔。Z3025搖臂鉆床鉆孔選擇進給量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） 按機床選取：=136r/min（按工藝手冊表4.2-2）則實際切削速度 。鉆孔mm根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為f=（1.21.3），v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，查切削手冊得=0.56mm/r（表2.7），=19.25m/

18、min（表2.13） 并令：f=1.35 =0.76mm/r 按機床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min，按照機床選取 所以實際切削速度：鉆孔根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為f=（1.21.3）v=（）公式中、為加工實心孔時的切削用量，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按機床取f=0.76mm/rv=0.4=7.7m/min，按照機床選?。核詫嶋H切削速度：5.4 工序 鉆613.5,2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深2

19、4鉆6-13.5f=0.35mm/r，V=17mm/min，所以 n=401(r/min)按機床選?。核詫嶋H切削速度為：鉆2底孔8.5f=0.35mm/r， v=13m/min，所以n=487r/min按機床選取 實際切削速度4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/r，v=13m/min所以n=487r/min按機床選取實際切削速度 EMBED Equation.3 攻螺紋孔2r=0.2m/s=12m/min所以按機床選取則實際切削速度 攻螺紋4-M10r=0.2m/s=12m/min所以按機床選取則實際切削速度5.5 工序：精車65mm的外圓及與80mm相接的端面 車床：C620-

20、1精車端面Z=0.4mm，計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min）式中， ， 修正系數見切削手冊表1.28所以 EMBED Equation.3 按機床說明書（見工藝手冊表4.2-8）選擇1200r/min所以實際切削速度 精車65外圓2Z=0.3，f=0.1mm/r，式中， ， 修正系數見切削手冊表1.28所以 所以實際切削速度 精車外圓100mm 2Z=0.3mm，Z=0.15mm，f=0.1mm/r，取實際切削速度5.6工序：精、粗、細鏜mm孔 粗鏜孔至59.5mm，2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/

21、min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數為無級調數，故以上轉數可以作為加工時使用的轉數。精鏜孔至59.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mm，f=0.1mm/r，v=80m/min細鏜孔至mm由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。，f=0.1mm/r，=425r/min，V=80m/min5.7 工序：銑60孔底面銑床：X63系列 銑刀：選用立銑刀d=10mm，L=115mm，齒數Z=4切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min，=477.7r/min采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39

22、）取=475r/min故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為查機床說明書，剛好有故直接選用該值。倒角1x45采用90锪鉆5.8 工序：磨60孔底面選擇磨床：選用MD1158（內圓磨床）選擇砂輪：見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結果為A36KV6P 2068mm切削用量的選擇：砂輪轉速，m/s軸向進給量，徑向進給量， 5.9 工序：鏜60mm孔底溝槽 內孔車刀，保證t=0.5mm，d=2mm5.10 工序：研磨60mm孔底面采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm6 加工時間計算6.1 切削工時基本時 當加工一個表面時Tj=(2bLk)/(1000rfafr)（見工藝手冊表6.2-8

23、）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K=1.1，r：工作臺移動速度（m/min）：工作臺往返一次砂輪軸向進給量：工作臺往返一次砂輪徑向進給量則：Tj=(230300.51.1)/(10001030.017)=1.94min6.2 輔助時間輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=（0.150.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時間為：tf=0.151.94=17.46s6.3 其他時間 其他時間可按關系式tb+tx=6%(tj+tf)計算則tb+tx=6%（116.4+17.46）=8s6.4 單間時間 tjd=116.4+17

24、.46+8=141.86s7 物流設施規(guī)劃設計7.1 生產過程分析 對填料箱蓋的加工路線進行調查，得出如下流程圖。圖1 設備流程圖由上面的生產流程圖可以看出臥式車床是整個流程的第一臺加工設備，而且也是關鍵設備，它使用的次數也最多，并且臥式車床所加工的多是基準面，起到了關鍵作用，其他機床的加工都是以基準面為基礎的。7.2 作業(yè)單位的物流相關因素分析 將零件制造過程所需的加工時間，制成表格。表1 設備工序及所需時間設備工序名稱所需工時臥式車床粗車65、155兩端面，粗車外圓及倒角9.15min轉塔車床鉆孔及擴孔4.19min搖臂鉆床鉆12孔2.06min臥式車床精車65外圓1.38min金剛鏜床鏜

25、孔605.93min臥式銑床銑孔底面0.2min鏜銑床鏜溝槽0.524min磨床磨孔底面4.4min研磨機研磨孔底面1.8min 按上表得出的數據，推算每小時產量：表2 設備臺數及產量設備產量（臺/時）臺數（臺）臥式車床72轉塔車床141搖臂鉆床301臥式車床431金剛鏜床101臥式銑床3001鏜銑床1141磨床141 滿足條件的生產過程如下圖所示：圖2 生產過程 通過工藝過程路線，編制從至表。（件/時）表3 車間機床從至表從至12345678臥式車床1臥式車床2轉塔車床3搖臂鉆床4金剛鏜床5臥式銑床6鏜銑床7磨床8匯總（流出）1臥式車床14482臥式車床266123轉塔車床310104搖臂鉆

26、床446105金剛鏜床510106臥式銑床610107鏜銑床710108磨床8匯總（流入）4610101010101070 根據表3，得出物流強度分析：表4 物流強度及物流比重序號作業(yè)單位對物流量（個/小時）物流強度比重13-41017%25-61017%36-71017%47-81017%52-3610%62-5610%71-346%81-546%匯總60100%表5 物流強度等級劃分物流強度等級符號物流量比例重要物流A11%-25%較強物流E7%-10%一般物流I1%-6%忽略搬運O0% 根據物流強度及物流量比例劃分物流等級：表6 物流強度分析圖作業(yè)單位對物流強度物流強度等級3-45-66

27、-77-82-32-51-31-5-AAAAEEII 綜合表5及表6，得出物流強度分析圖，并對物流強度等級進行劃分。得出物流相關關系表：表7 物流相關關系表7.3 作業(yè)單位的非物流相關因素分析 根據加工特點，確定非物流影響因素，對非物流關系進行編碼。表8 非物流因素表編碼非物流因素1安全措施2能源供應3工序的連續(xù)性4人員管理5搬運質量 確定各作業(yè)單位對之間影響相互關系的因素，并初步確定相互關系等級，如表10所示：表10 非物流相關關系表 由于該作業(yè)單位的物流關系和非物流關系之間沒有很明顯的重要性區(qū)別，因此取物流關系和非物流關系的加權值比M:N=1:2。根據生產設備物流相關關系圖3.2.4和非物

28、流的相關系關系圖4.3可以得出各生產設備之間的綜合相互關系計算表。表11 綜合物流相關關系表序號作業(yè)單位對關 系 密 切 程 度綜合關系物流關系加權值：1非物流關系加權值：2等 級分 數等 級分 數分 數等 級11-2U0A48E21-3I2E38E31-4U0O12O41-5I2UO2O O51-6U0 OE36I61-7U0I24I71-8U0U00U82-3E3 3E39E92-4U0O12O102-5E3E39E112-6U0A48 8E E122-7U0 0E36I132-8U0U00U143-4A4U04I153-5U0O12O163-6U0E36I173-7U0U00U183-8

29、U0A48E194-5U0E36I204-6U0A48E214-7U0E36I224-8U0E36I235-6A4U04I245-7U0A48E255-8U0U00U266-7A4E3 10A276-8A4I28E287-8A4A4 12A 我們假設： 當分值為10-12，綜合相互關系為A；當分值為7-9，綜合相互關系為E；當分值為4-6，綜合相互關系為I；當分值為1-3，綜合相互關系為O；當分值為-2-0，綜合相互關系為U。根據表可得到該生產車間各臺設備間的綜合相關關系如圖所示：表12 綜合物流相關關系表 綜合分析圖綜合相關關系圖和綜合相關等級評分表，可以繪制出該生產車間各生產設備的綜合接近

30、程度，并作出排序表如下表所示：表13 生產設備綜合接近程度排序表作業(yè)單位序號123456781E/3E/3O/1O/1I/2I/2U/02E/3E/3O/1E/3E/3I/2U/03E/3E/3I/2O/1I/2U/0E/34O/1O/1I/2I/2E/3I/2I/25O/1E/3O/1I/2I/2E/3U/06I/2E/3I/2E/3I/2A/4E/37I/2I/2U/0I/2E/3A/4A/48U/0U/0E/3I/2U/0E/3A/4綜合接近程度1215141/312191712排序73456128 根據綜合接近程度，進行排序，得出機床加工設備面積相關圖。圖3 機床加工設備面積相關圖7.4 最終效果圖 布局的思路：由于產量不大，所以按工藝布置原則布置。考慮灰塵、震動等影響加工精度因素，將個機器分隔布置。按工藝路線的整體布置根據物流搬運，盡量使機器就