2022年端盖零件机械加工工艺规程及Φ孔工艺装备方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用襄樊学院机械制造技术课程设计题目：设计 端盖 的机械加工工艺规程 院、系：襄樊学院机械工程系 班 级：机械 1012 班 姓名： 毕文浩 学 号： 10316201 指导老师：刘海生二零一三年六月三日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘个人资料整理仅限学习使用要机械制造工艺学课程设计是我们学完了高校的全部基础课、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化的综合性的总复习 , 也是一次理论联系实 际的训练 , 因此, 它在我们四年的高校生活中占有重要的位置；这次设计的是端盖,有零件图、毛坯图、装配图各一张,机械 加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一 张；第一我们要熟识零件,题目所给的零件是端盖；明白了端盖的 作用,接下来依据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯 的尺寸和机械加工余量；然后我们再依据定位基准先确定精基准,后确定粗基准,最终拟定端盖的工艺路线图,制定该工件的夹紧方 案,画出夹具装配图；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 端盖零件图1 个人资料整理仅限学习使用一. 端盖的分析1 端盖的工艺分析及生产类型的确定 1 1.1 端盖的用途 1 1.2 端盖的技术要求：2 1.3 审查端盖的工艺性 2 二. 端盖的工艺规程设计2. 确定毛胚、绘制毛胚简图3 7 3 2.1 挑选毛胚3 2.2 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量2.3 绘制端盖毛坯简图4 3. 拟定端盖工艺路线4 3.1 定位基准的挑选4 3.1.1精基准的挑选4 3.2.2粗基准的挑选4 3.2 表面加工方法的确定5 3.3 加工阶段的划分5 3.4 工序的集中与分散5 3.5 工序次序的支配5 3.6 确定工艺路线6 4. 加工余量、工序尺寸和工差的确定5. 切削用量、时间定额的运算8 6 时间定额的运算8 三. 机床夹具的设计名师归纳总结 7.1 提出问题11 12 第 3 页,共 17 页7.2 设计思想11 7.3 夹具设计11 7.3.1、定位分析11 7.3.2切削力及夹紧力的运算7.3 夹具操作说明12 7.4. 确定导向装置13 8. 参考文献13 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用端盖零件图1 端盖的工艺分析及生产类型的确定1.1 端盖的用途端盖主要用于零件的外部,起密封,阻挡灰尘的作用；故其在机器中只是起辅助作用,对机器的稳固运行影响不是很大,其在详细加工的时候,精度要求也不是很高,加工起来也非常简洁；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1.2 端盖的技术要求：该端盖的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差公差及精度等级表 面 粗 糙 度形位公差 mm><mm ）um>端盖左端面IT13 12.5 0.03B 58 端盖右端面58 IT13 3.2 0.03B 方形端面115X115 IT13 12.5 0.03B 端盖中心孔+0.03 250IT83.2 14 孔 14IT1012.5+0.03 100 10 孔IT96.3 9 孔 9IT1312.5 4 孔 4IT1312.5 75-0.04+0.O1 75 外表面IT93.2R33 R33 弧IT1312.51.3 审查端盖的工艺性该端盖结构简洁,外形一般,属一般的盘盖类零件；主要加工表面有端盖左、右端面,方形端面,要求其端面跳动度相对中心轴线满意0.03mm,其次就是 25 孔及 10 孔, 25 孔的加工端面为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度；另外 10 孔的加工表面虽然在圆周上,但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求；该零件除主要加工表面外,其余的表面加工 精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加 工要求；由此可见,该零件的加工工艺性较好；确定端盖的生产类型 依设计题目知： Q=5000 件/年, m=1 件/年,结合生产实际,备品率 a%和废品 率 b%分别取 3%和 0.5%；代入公式得：N=5000 台/年 X1 件/台 X<1+3%）X<1+0.5%）=5175.75 端盖重量为 0.5kg,由表 1-3 知,端盖属轻型零件；由表 类型为大批生产；1-4 知,该端盖的生产名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2. 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1 挑选毛胚端盖在工作过程中不承担冲击载荷,也没有各种应力,毛胚选用铸件即可满意 工作要求；该端盖的轮廓尺寸不大,外形亦不是很复杂,故采纳砂型铸造；确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表 2-1 至表 2-5 可知,可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量；1. 公差等级 由端盖的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为 CT=9；2.2 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量名师归纳总结 工程机 械 加 工 余 量尺寸工差 /mm 毛坯尺寸 /mm 备注第 6 页,共 17 页方形端面/mm 2.5 119.25-1.251.25 表 2-1 至表 2-5 1.5*2=3 115*115 0.5*2=1 2 1 60-10.8 16.3-0.8表 2-1 至表 2-5 厚度 58 方 形 断 面 厚 度0.5 1.6 表 2-1 至表 2-5 15 1*2=2 2.2 1.1 78.1-1.10.8 8.3-0.80.85 23.15-0.85表 2-1 至表 2-5 75 外圆面 75 外圆长度 7 0.5 1.6 表 2-1 至表 2-5 25 孔0.5*2=1 1.7 表 2-1 至表 2-5 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.3 绘制端盖毛坯简图3. 拟定端盖工艺路线3.1 定位基准的挑选3.1.1精基准的挑选依据该端盖零件的技术要求,挑选端盖左端面和 25 孔作为精基准,零件上的很多表面都可以采纳它们作基准进行加工,即遵循“ 基准统一” 原就； 25 孔的轴线是设计基准,选用其作竟基准定位端盖两端面,实现了设计 基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的端面跳动度要求；选用端盖左 端面作为精基准同样是遵循了“ 基准重合” 原就,由于该端盖在轴向方向上 的尺寸多以该端面作设计基准；3.2.2粗基准的挑选作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺；这里挑选端盖右端面和 60 外圆面作为粗基准；采纳 60 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚匀称；采纳端盖右端面作为粗基准加工左端面,可以为后续工序准 备好精基准；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用3.2 表面加工方法的确定依据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示：加工方案备注表 面 粗 糙 度加工表面尺寸精度等级 75 端面IT11 Ra/um 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 12.5 115x115 端面IT11 3.2 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 60 端面IT11 3.2 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 25 孔IT8 3.2 钻-扩-铰表 1-6 至表 1-8 10 孔IT9 6.3 钻-铰-精铰表 1-6 至表 1-8 4x 9 孔IT13 12.5 钻表 1-6 至表 1-8 4 孔IT13 12.5 钻表 1-6 至表 1-8 4x 14 孔IT13 12.5 钻-扩表 1-6 至表 1-8 75 外圆面IT9 3.2 粗车 -半精车表 1-6 至表 1-8 3.3 加工阶段的划分该端盖加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段；在粗加工阶段,第一将精基准<端盖左端面和 25 孔）预备好,使后续工序都可采纳精基准定位加工,保证其他表面的精度要求；然后粗铣端盖右端 面、方形端面、车 75 外圆、 3X.0.5 倒角；在半精加工阶段,完成端盖右 端面的精铣加工和 10 孔的钻 -铰-精铰加工及 14 孔等其他孔的加工；3.4 工序的集中与分散选用工序集中原就支配端盖的加工工序；该端盖的生产类型为大批生产,可以采纳万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率；而且运用工序集中 原就使工件的装夹次数少,不但可缩短帮助时间,而且由于在一次装夹中加 工了很多表面,有利于保证各加工表面的相对位置精度要求；3.5 工序次序的支配1机械加工工序名师归纳总结 <1）遵循“ 先基准后其他” 原就,第一加工精基准端盖左端面和第 8 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用250 +0.03mm 孔；<2）遵循“ 先粗后精” 原就,先支配粗加工工序,后支配精加工工序；<3）遵循“ 先面后孔” 原就,先加工端盖右端面,再加工 25 孔；2热处理工序 铸造成型后,对铸件进行退火处理,可排除铸造后产生的铸造应力,提高材料的综合力学性能；该端盖在工作过程中不承担冲击载荷,也没有各种应 力,故采纳退火处理即可满意零件的加工要求；3帮助工序 在半精加工后,支配去毛刺、清洗和终检工序；综上所述,该端盖工序的支配次序为：在、热处理基准加工粗加工精加工；3.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序次序支配原就的基础上,下表列出了端盖的工艺路线；工 序工序名称机床设备刀具量具号1 热处理退火立 式 铣 床端铣刀游标卡尺2 粗铣端盖左右端面、3 方形端面X51 端铣刀游标卡尺精铣端盖左右端面、立 式 铣 床4 方形端面X51 外圆车刀游标卡尺粗车、半精车 75 外CA6140 圆名师归纳总结 5 车 3X0.5 倒角CA6140 端面车刀卡尺、塞规第 9 页,共 17 页6 钻-扩-铰 25孔四 面 组 合 钻麻 花 钻 、 扩 孔7 钻 4 孔床钻、铰刀卡尺、塞规四 面 组 合 钻麻花钻8 床麻花钻、铰刀卡尺、塞规钻-铰-精铰 10 孔四 面 组 合 钻9 钻 9 孔床麻花钻卡尺、塞规四 面 组 合 钻10 钻-铰-精铰 14 孔床麻花钻、铰卡尺、塞规四 面 组 合 钻11 床立铣刀游标卡尺铣 R33 圆弧数控铣床12 去毛刺钳工台平锉塞 规 、 卡13 清洗清洗机14 终检- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用尺 、 百 分 表 等4. 加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定钻 -铰-精铰 14 孔的加工余量、工序尺寸和公差；由表 2-28 可查得,精铰余量Z 精铰=0.05mm；粗铰余量Z 粗铰=0.15mm；钻孔余量 Z 钻=13.0mm；查表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为,精铰： IT7；粗铰： IT10；钻： IT12；依据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰：0.18mm；0.018mm；粗铰： 0.070mm；钻：综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰： 140+0.018mm；粗铰 13.950 +0.070mm； 钻 13.00 +0.18mm,它们的相互关系如下图所示；加工方向13.00.150.050.0180.180.07013.95145.切削用量、时间定额的运算在这只运算钻 -铰-精铰 10 孔此工序的切削用量和时间定额；一、切削用量的运算名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用<1）钻孔工步1）背吃刀量的确定 取 ap=13.0mm.2> 进给量的确定 由表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r； 3）切削速度的运算 由表 5-22,按铸铁硬度为 200241HBS 运算,切削速度 v 选取为 12m/min,由公式 <5-1）n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速n=389.96 r/min ,参照 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=392 r/min ,再将此 转 速 代 入 公 式 <5-1 ） , 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 为v=3.14nd/1000=12.06 m/min；<2） 粗铰工步1）背吃刀量的确定 取 ap=0.98mm；2> 进给量的确定 由表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r；3）切削速度的运算 由表 5-31,切削速度 v 选取为 2m/min,由公式 <5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=63.95 r/min ,参照 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=97r/min ,再将此转速代入公式 <5-1）,可求出该工序的实际钻削速度为 <3）精铰工步v=3.14nd/1000=3.0 m/min；1）背吃刀量的确定 取 ap=0.02mm；2> 进给量的确定 由表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.3mm/r；3） 切削速度的运算由表 5-31,切削速度 v 选取为 4m/min,由公式 <5-1）n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速 n=127.4r/min ,参照 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 序的实际钻削速度为6 时间定额的运算1基本时间 tj 的运算<1）钻孔工步n=140r/min ,再将此转速代入公式 <5-1）,可求出该工 v=3.14nd/1000=4.4m/min；依据表 5-41,钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=l+l 1+l2>/fn 求得；式中l=20mm ；l2=1mm ； l1=D/2*cotk r+12>=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm ；f=0.1mm/r ； n=392mm/r.；将上述结果代入公式,就该工序的基本时间tj=12mm+5.3mm+1mm> /0.1mm/minx392r/min>=0.47min=28s；<2） 粗铰工步名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用依据表 5-41,铰圆柱孔的基本时间可由公式tj =L/fn=l+l 1+l 2>/fn 求得；式中 l 2、l 1 由表 5-42 按 kr=15、ap=<D-d）/2=<9.96-9.8）/2=0.08 的条件查得 l 1=0.37mm； l2=15mm；而 l=12mm； f=0.4mm/r；n=97r/min.；将上述结果代入公式,就该工序的基本时间 97r/min>=0.7min=42s；<3） 精铰工步tj=12mm+0.37mm+15mm> /0.4mm/min x 同上,依据表 5-41 可由公式 tj =L/fn=l+l 1+l2>/fn 求得该工步的基本时间；式中 l 2、l1由表 5-42 按 kr=15、ap=<D-d ）/2=<10-9.96）/2=0.02 的条件查得 l 1=0.19mm； l2=13mm； 而 l=12mm； f=0.3 mm/r； n=140 r/min.；将上述结 果 代 入 公 式 , 就 该 工 序 的 基 本 时 间 /0.4mm/min x 97r/min>=0.6min=36s；2帮助时间 ta的运算tj=12mm+0.19mm+13mm> 根 据 第 五 章 第 二 节 所 述 , 辅 助 时 间 ta 与 基 本 时 间 tj 之 间 的 关 系 为ta=0.150.2> tj,这里取 ta=0.15 tj ,就各工序的帮助时间分别为：钻孔工步的帮助时间为：ta=0.15x28s=4.2s；粗铰工步的帮助时间为：ta=0.15x42s=6.3s；精铰工步的帮助时间为：ta=0.15x36s=5.4s；3. 其他时间的运算除了作业时间 <基本时间和帮助时间之和）以外,每道工序的单件时间仍包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和预备与终结时间；由于端盖的生产类型为大批生产,分摊到每个工件上的预备与终结时间甚微,可忽略不计；布置工作的时间 tb是作业时间的 2%7%,休息与生理需要时间 tx是作业时间的 2%4%,这里均取 3%,就各工序的其他时间可按关系式<3%+3%）<tj+ta）运算,它们分别为：钻孔工步的其他时间为：粗铰工步的其他时间为：精铰工步的其他时间为：4单件时间 tdj 的运算tb+tx=6%x28s+4.2s>=1.93s；tb+tx =6%x42s+6.3s>=2.90s；tb+tx =6%x36s+5.4s>=2.48s；这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步 tdj钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s；粗铰工步 tdj 粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s；精铰工步 tdj 精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s；名师归纳总结 因此,此工序的单件时间tdj=tdj钻 +tdj粗铰+tdj精铰第 12 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s；7. 机床夹具的设计夹具是一种能够使工件按肯定的技术要求精确定位和坚固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中；在现代化的机械和 仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,始终都是生产厂家 所追求的目标；正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产 率,从而降低生产成本的重要技术环节之一；同时也扩大各种机床使用范畴必 不行少重要手段；夹具装配图名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用7.1 提出问题<1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3 个自由度,短圆柱销限制2 个自由度,削边销限制 1 个自由度；<2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧协作 的作用；V 形块夹紧工件,定位块起支撑工件<3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀,排削通过钻模板与工 件之间的间隙排削；<4）怎样使夹具使用合理,便于装卸；7.2 设计思想设计必需保证零件的加工精度,保证夹具的操作便利,夹紧牢靠,使用安全,有合理的装卸空间,仍要留意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求；本夹具主要是对 14孔进行加工,孔的尺寸精度要求为 GB/T1804-m 表面粗 糙度 12.5,钻、粗铰、精铰可以满意其精度要求,所以要在满意其精度的前 提下提高劳动生产效率,降低劳动强度；7.3 夹具设计7.3.1 、定位分析<1）定位基准的挑选 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采纳同肯定位基准进行加工；故加工 面为定位基准；<2）定位误差的分析 25 孔时,采纳端盖底定位元件尺寸及公差的确定；,由于该定位元件的定位基准为孔的轴线,所 以基准重合b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在 基准位移误差； j=< TD+T d+ S）/2 TD =0.018mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用T d =0.011mm S=0.010mm j=0.0195mm 7.3.2 切削力及夹紧力的运算刀具： 14 的麻花钻, 14 的锥度铰刀；2、夹紧力的运算钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册孔定位时所需夹紧力运算公式：式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径P70 表 3-6 ,查得工件以一个面和两个 工件与夹紧元件之间的摩擦系数 ,0.16 螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度就所需夹紧力 =600N 依据手册查得该夹紧力满意要求,故此夹具可以安全工作；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用7.3 夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过 25 孔和底面为定位基准,定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件；用工件定位基准或定位基面与夹具定位 元件接触或协作来实现工件定位；该设计用可换定位销 圆柱销、实现完全定位,以钻模板引导刀具进行加工；采纳手动螺旋快速 夹紧机构夹紧工件；7.4. 确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工,最终达到工序简图上规定 的加工要求,应选用可换钻套作为刀具的导向元件；8. 参考文献1、机械制造技术基础 黄健求主编 机械工业出版社 2005.11 2、机械制造技术基础 方子良主编 上海交通高校出版社 2005.1 3、机械制造技术基础课程设计指南 崇凯主编 化学工业出版社 2007.2 4、机械制造工艺及专用夹具设计指导孙丽媛 冶金工业出版社 2002.12 5、机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青主编 机械工业出版社 2004.8 6、机床夹具设计 <其次版）肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 2000.5 7、机械制造工艺及专用夹具设计指导孙丽媛 冶金工业出版社 2002.12 名师归纳总结 8、机械精度设计与检测技术李彩霞主编上海交通高校出版社 2006. 第 16 页,共 17 页9、机床夹具设计秦宝荣主编中国建材工业出版社 1998.2 10、机床夹具的现代设计方法秦国华、张卫红主编航空工业出版社 2006.11 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 17 页,共 17 页- - - - - - -