端盖零件的机械加工工艺规程及Φ14孔工艺装备设计cagh.docx

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1、摘要机械制造造工艺学学课程设设计是我我们学完完了大学学的全部部基础课课、技术基基础课以以及大部部分专业业课之后后进行的的.这是是我们在在进行毕毕业设计计之前对对所学各各课程的的一次深深入的综综合性的的总复习习,也是是一次理理论联系系实际的的训练,因此,它在我我们四年年的大学学生活中中占有重重要的地地位。这次设计计的是端端盖，有有零件图图、毛坯坯图、装装配图各各一张，机机械加工工工艺过过程卡片片和与所所设计夹夹具对应应那道工工序的工工序卡片片各一张张。首先先我们要要熟悉零零件，题题目所给给的零件件是端盖盖。了解解了端盖盖的作用用，接下下来根据据零件的的性质和和零件图图上各端端面的粗粗糙度确确定毛

2、坯坯的尺寸寸和机械械加工余余量。然然后我们们再根据据定位基基准先确确定精基基准，后后确定粗粗基准，最最后拟定定端盖的的工艺路路线图，制制定该工工件的夹夹紧方案案，画出出夹具装装配图。端盖零件件图11端盖的的工艺分分析及生生产类型型的确定定11.1端端盖的用用途11.2端端盖的技技术要求求：21.3审审查端盖盖的工艺艺性22.确定定毛胚、绘绘制毛胚胚简图332.1选选择毛胚胚32.2端端盖铸造造毛坯尺尺寸工差差及加工工余量332.3绘绘制端盖盖毛坯简简图43.拟定定端盖工工艺路线线43.1 定位基基准的选选择43.1.1精基基准的选选择43.2.2粗粗基准的的选择443.2表表面加工工方法的的确

3、定553.3加加工阶段段的划分分53.4工工序的集集中与分分散53.5工工序顺序序的安排排53.6确确定工艺艺路线664.加工工余量、工工序尺寸寸和工差差的确定定75.切削削用量、时时间定额额的计算算86时间定定额的计计算87.机床床夹具的的设计1107.1提提出问题题117.2设设计思想想117.3夹夹具设计计117.3.1、定定位分析析117.3.2切削削力及夹夹紧力的的计算1127.3夹夹具操作作说明1127.4.确定导导向装置置138.参考考文献113端盖零件件图1端盖的的工艺分分析及生生产类型型的确定定1.1端端盖的用用途端盖主要要用于零零件的外外部，起起密封，阻阻挡灰尘尘的作用用。

4、故其其在机器器中只是是起辅助助作用，对对机器的的稳定运运行影响响不是很很大，其其在具体体加工的的时候，精精度要求求也不是是很高，加加工起来来也十分分容易。1.2端端盖的技技术要求求：该端盖的的各项技技术要求求如下表表所示：加工表面面尺寸偏差差（mmm）公差及精精度等级级表面粗糙糙度(uum)形位公差差(mmm)端盖左端端面58IT13312.550.03B端盖右端端面58IT1333.20.03B方形端面面115XX1155IT13312.550.03B端盖中心心孔2500+0.03IT83.214孔孔14IT10012.5510孔孔1000+0.03IT96.39孔9IT13312.554孔

5、4IT13312.5575外外表面75-0.004+00.O11IT93.2R33弧弧R33IT13312.551.3审审查端盖盖的工艺艺性该端盖结结构简单单，形状状普通，属属一般的的盘盖类类零件。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足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

6、性较好。确定端盖盖的生产产类型依设计题题目知：Q=550000件/年年，m=1件/年，结结合生产产实际，备备品率aa%和废废品率bb%分别别取3%和0.5%。代入公式得：N=50000台台/年XX1件/台X（11+3%）X（11+0.5%）=51775.775端盖重量量为0.5kgg，由表表1-33知，端端盖属轻轻型零件件；由表表1-44知，该该端盖的的生产类类型为大大批生产产。2.确定定毛胚、绘绘制毛胚胚简图2.1选选择毛胚胚端盖在工工作过程程中不承承受冲击击载荷，也也没有各各种应力力，毛胚胚选用铸铸件即可可满足工工作要求求。该端端盖的轮轮廓尺寸寸不大，形形状亦不不是很复复杂，故故采用砂砂型

7、铸造造。确定毛胚胚的尺寸寸公差和和机械加加工余量量由表2-1至表22-5可知，可可确定毛毛胚的尺尺寸公差差及机械械加工余余量。1. 公差等级级由端盖的的功用和和技术要要求，确确定该零零件的公公差等级级为CTT=9。2.2端端盖铸造造毛坯尺尺寸工差差及加工工余量项目机械加工工余量/mm尺寸工差差/mmm毛坯尺寸寸/mmm备注方形端面面1155*11151.5*2=332.5119.25-1.2251.25表2-11至表22-5厚度5880.5*2=11260-111表2-11至表22-5方形断面面厚度1150.51.616.33-0.80.8表2-11至表22-575外外圆面1*2=22.278

8、.11-1.111.11表2-11至表22-575外外圆长度度70.51.68.3-0.880.88表2-11至表22-525孔孔0.5*2=111.723.115-00.8550.885表2-11至表22-52.3绘绘制端盖盖毛坯简简图3.拟定定端盖工艺艺路线3.1 定位基基准的选选择3.1.1精基基准的选选择 根根据该端端盖零件件的技术术要求，选选择端盖盖左端面面和25孔孔作为精精基准，零零件上的的很多表表面都可可以采用用它们作作基准进进行加工工，即遵遵循“基准统统一”原则。25孔孔的轴线线是设计计基准，选选用其作作竟基准准定位端端盖两端端面，实实现了设设计基准准和工艺艺基准的的重合，保保

9、证了被被加工表表面的端端面跳动动度要求求。选用用端盖左左端面作作为精基基准同样样是遵循循了“基准重重合”原则，因因为该端端盖在轴轴向方向向上的尺尺寸多以以该端面面作设计计基准。3.2.2粗基基准的选选择 作作为粗基基准的表表面应平平整，没没有飞边边、毛刺刺或其他他表面欠欠缺。这这里选择择端盖右右端面和和60外外圆面作作为粗基基准。采采用60外外圆面定定位加工工内孔可可保证孔孔的壁厚厚均匀；采用端端盖右端端面作为为粗基准准加工左左端面，可可以为后后续工序序准备好好精基准准。3.2表表面加工工方法的的确定根据端盖盖零件图图上的各各加工表表面的尺尺寸精度度和表面面粗糙度度，确定定加工件件各表面面的加

10、工工方法，如如下表所所示：加工表面面尺寸精度度等级表面粗糙糙度Raa/umm加工方案案备注75端端面IT11112.55粗铣-精精铣表1-66至表11-8115xx1155端面IT1113.2粗铣-精精铣表1-66至表11-860端端面IT1113.2粗铣-精精铣表1-66至表11-825孔孔IT83.2钻-扩-铰表1-66至表11-810孔孔IT96.3钻-铰-精铰表1-66至表11-84x99孔IT13312.55钻表1-66至表11-84孔IT13312.55钻表1-66至表11-84x114孔IT13312.55钻-扩表1-66至表11-875外外圆面IT93.2粗车-半半精车表1-6

11、6至表11-83.3加加工阶段段的划分分该端盖加加工质量量要求一一般，可可将加工工阶段划划分为粗粗加工、半半精加工工两个阶阶段。在粗加工工阶段，首首先将精精基准（端端盖左端端面和25孔孔）准备备好，使使后续工工序都可可采用精精基准定定位加工工，保证证其他表表面的精精度要求求；然后后粗铣端端盖右端端面、方方形端面面、车75外外圆、33X.00.5倒倒角。在在半精加加工阶段段，完成成端盖右右端面的的精铣加加工和10孔孔的钻-铰-精精铰加工工及14孔孔等其他他孔的加加工。3.4工工序的集集中与分分散 选用工工序集中中原则安安排端盖盖的加工工工序。该该端盖的的生产类类型为大大批生产产，可以以采用万万能

12、型机机床配以以专用工工、夹具具，以提提高生产产率；而而且运用用工序集集中原则则使工件件的装夹夹次数少少，不但但可缩短短辅助时时间，而而且由于于在一次次装夹中中加工了了许多表表面，有有利于保保证各加加工表面面的相对对位置精精度要求求。3.5工工序顺序序的安排排1机械械加工工工序（1）遵遵循“先基准准后其他他”原则，首首先加工工精基准准端盖盖左端面面和250+0.03mmm孔。（2）遵遵循“先粗后后精”原则，先先安排粗粗加工工工序，后后安排精精加工工工序。（3）遵遵循“先面后后孔”原则，先先加工端端盖右端端面，再再加工25孔孔。2热处处理工序序铸造成型型后，对对铸件进进行退火火处理，可可消除铸铸造

13、后产产生的铸铸造应力力，提高高材料的的综合力力学性能能。该端端盖在工工作过程程中不承承受冲击击载荷，也也没有各各种应力力，故采采用退火火处理即即可满足足零件的的加工要要求。3辅助助工序 在在半精加加工后，安安排去毛毛刺、清清洗和终终检工序序。综上所述述，该端端盖工序序的安排排顺序为为：在、热热处理基准准加工粗加加工精加工工。3.6确确定工艺艺路线在综合考考虑上述述工序顺顺序安排排原则的的基础上上，下表表列出了了端盖的的工艺路路线。工序号工序名称称机床设备备刀具量具1热处理退火火2 粗铣端盖盖左右端端面、方方形端面面立式铣床床X511端铣刀游标卡尺尺3精铣端盖盖左右端端面、方方形端面面立式铣床床

14、X511端铣刀游标卡尺尺4粗车、半半精车75外外圆CA61140外圆车刀刀游标卡尺尺5车3X00.5倒倒角CA61140端面车刀刀6钻-扩-铰25孔孔四面组合合钻床麻花钻、扩扩孔钻、铰铰刀卡尺、塞塞规7钻4孔孔四面组合合钻床麻花钻卡尺、塞塞规8钻-铰-精铰10孔孔四面组合合钻床麻花钻、铰铰刀卡尺、塞塞规9钻9孔孔四面组合合钻床麻花钻卡尺、塞塞规10钻-铰-精铰14孔四面组合合钻床麻花钻、铰卡尺、塞塞规11铣R333圆弧数控铣床床立铣刀游标卡尺尺12去毛刺钳工台平锉13清洗清洗机14终检塞规、卡卡尺、百百分表等等4.加工工余量、工工序尺寸寸和工差差的确定定在这只确确定钻-铰-精精铰14孔的的加工

15、余余量、工工序尺寸寸和公差差。由表2-28可可查得，精精铰余量量Z精铰铰=0.005mmm；粗铰铰余量ZZ粗铰=0.115mmm;钻孔孔余量ZZ钻=13.0mmm。查表11-200可依次次确定各各工序尺尺寸的加加工精度度等级为为，精铰铰：ITT7；粗粗铰：IIT100；钻：IT112。根根据上述述结果，再再查标准准公差数数值表可可确定各各工步的的公差值值分别为为，精铰铰：0.0188mm;粗粗铰：00.0770mmm;钻：0.118mmm。综上所述述，该工工序各工工步的工工序尺寸寸及公差差分别为为，精铰铰：140+0.0018mmm;粗粗铰13.9500+0.0070mmm; 钻13.00+0

16、.118mmm,它们们的相互互关系如如下图所所示。5.切削削用量、时时间定额额的计算算在这只计计算钻-铰-精精铰10孔孔此工序序的切削削用量和和时间定定额。一、切削削用量的的计算（1）钻钻孔工步步1）背吃吃刀量的的确定 取aap=13.0mmm.2) 进进给量的的确定 由表表5-222，选选取该工工步的每每转进给给量f=0.11mm/r。 3）切切削速度度的计算算 由由表5-22，按按铸铁硬硬度为22002411HBSS计算，切切削速度度v选取取为122m/mmin,由公式式（5-1）nn=10000vv/3.14dd可求得得该工序序钻头转转速n=3899.966 r/minn ,参参照Z55

17、25型型立式钻钻床的主主轴转速速，取转转速n=3922 r/minn ,再再将此转转速代入入公式（55-1），可可求出该该工序的的实际钻钻削速度度为v=3.114ndd/10000=12.06 m/miin。（2） 粗铰工工步1）背吃吃刀量的的确定 取aap=0.998mmm。2) 进进给量的的确定 由表表5-331，选选取该工工步的每每转进给给量f=0.44mm/r。3）切削削速度的的计算 由表表5-331，切切削速度度v选取取为2mm/miin,由由公式（55-1）nn=10000vv/3.14dd可求得得该工序序钻头转转速n=63.95 r/mmin ,参照照Z5225型立立式钻床床的主

18、轴轴转速，取取转速nn=977r/mmin ,再将将此转速速代入公公式（55-1），可可求出该该工序的的实际钻钻削速度度为v=3.114ndd/10000=3.00 m/minn。（3）精精铰工步步1）背吃吃刀量的的确定 取aap=0.002mmm。2) 进进给量的的确定 由表表5-331，选选取该工工步的每每转进给给量f=0.33mm/r。3） 切切削速度度的计算算 由由表5-31，切切削速度度v选取取为4mm/miin,由由公式（55-1）nn=10000vv/3.14dd可求得得该工序序钻头转转速n=1277.4rr/miin ,参照ZZ5255型立式式钻床的的主轴转转速，取取转速nn=

19、1440r/minn ,再再将此转转速代入入公式（55-1），可可求出该该工序的的实际钻钻削速度度为v=3.114ndd/10000=4.44m/mmin。6时间定定额的计计算1基本本时间ttj的计算算（1）钻钻孔工步步 根据表表5-441，钻钻孔的基基本时间间可由公公式 ttj =LL/fnn=(ll+l11+l2)/ffn 求求得。式式中l=20mmm; l2=1mmm;l1=D/2*ccotkkr+(112)=9.8/22*coot544+1mmm=5.33mm;f=0.1mmm/r;n=3392mmm/rr.。将将上述结结果代入入公式，则则该工序序的基本本时间ttj=(122mm+5.

20、33mm+1mmm) /(0.1mmm/miinx3922r/mmin)=0.47mmin=28ss。（2） 粗铰工工步根据表55-411，铰圆圆柱孔的的基本时时间可由由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/ffn 求求得。式式中 ll2、l1由表55-422按krr=155、app=（DD-d）/2=（99.966-9.8）/2=00.088的条件件查得ll1=0.37mmm; l2=155mm;而l=12mmm; f=00.4mmm/rr;n=97rr/miin.。将将上述结结果代入入公式，则则该工序序的基本本时间ttj=(112mmm+0.37mmm+115mm) /(0.44mm

21、/minn x 97rr/miin)=0.77minn=422s。（3） 精铰工工步同上，根根据表55-411可由公公式 ttj =LL/fnn=(ll+l11+l2)/ffn 求求得该工工步的基基本时间间。式中中 l22、l1由表55-422按krr=155、app=（DD-d）/2=（110-99.966）/22=0.02的的条件查查得l11=0.19mmm; l2=133mm; 而ll=122mm; f=0.33 mmm/r; n=1400 r/minn.。将将上述结结果代入入公式，则则该工序序的基本本时间ttj=(112mmm+0.19mmm+113mmm) /(0.4mmm/miin

22、 xx 977r/mmin)=0.6miin=336s。2辅助助时间tta的计算算根据第五五章第二二节所述述，辅助助时间tta与基本本时间ttj之间的的关系为为ta=(00.1550.2) tj,这里里取taa=0.15 tj ,则则各工序序的辅助助时间分分别为：钻孔工步步的辅助助时间为为：taa=0.15xx28ss=4.2s;粗铰工步步的辅助助时间为为：taa=0.15xx42ss=6.3s;精铰工步步的辅助助时间为为：taa=0.15xx36ss=5.4s;3. 其其他时间间的计算算除了作业业时间（基基本时间间和辅助助时间之之和）以以外，每每道工序序的单件件时间还还包括布布置工作作的时间

23、间、休息息与生理理需要的的时间和和准备与与终结时时间。由由于端盖盖的生产产类型为为大批生生产，分分摊到每每个工件件上的准准备与终终结时间间甚微，可可忽略不不计；布布置工作作的时间间tb是作业业时间的的2%7%，休休息与生生理需要要时间ttx是作业业时间的的2%4%，这这里均取取3%，则则各工序序的其他他时间可可按关系系式（33%+33%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步步的其他他时间为为：tbb+tx=6%x(228s+4.22s)=1.993s;粗铰工步步的其他他时间为为：tbb+tx =66%x(42ss+6.3s)=2.90ss;精铰工步步的其他他时间为为：tbb+tx =66%

24、x(36ss+5.4s)=2.48ss;4单件件时间ttdj的计计算这里的各各工序的的单件时时间分别别为：钻孔工步步tdj钻钻=288s+44.2ss+1.08ss=344.133s;粗铰工步步tdj粗粗铰=442s+6.33s+22.900s=551.220s;精铰工步步tdj精精铰=336s+5.44s+22.488s=443.888s;因此，此此工序的的单件时时间tddj=ttdj钻钻+tdjj粗铰+tdjj精铰=34.13ss+511.200s+443.888s=1299.211s。7.机床床夹具的的设计夹具是一一种能够够使工件件按一定定的技术术要求准准确定位位和牢固固夹紧的的工艺装装

25、备，它它广泛地地运用于于机械加加工，检检测和装装配等整整个工艺艺过程中中。在现现代化的的机械和和仪器的的制造业业中，提提高加工工精度和和生产率率，降低低制造成成本，一一直都是是生产厂厂家所追追求的目目标。正正确地设设计并合合理的使使用夹具具，是保保证加工工质量和和提高生生产率，从从而降低低生产成成本的重重要技术术环节之之一。同同时也扩扩大各种种机床使使用范围围必不可可少重要要手段。夹具装配配图7.1提提出问题题（1）怎怎样限制制零件的的自由度度；一个个面限制制3个自自由度，短短圆柱销销限制22个自由由度，削削边销限限制1个个自由度度。（2）怎怎样夹紧紧；设计计夹具由由螺旋夹夹紧配合合V形块块夹

26、紧工工件，定定位块起起支撑工工件的作作用。（3）设设计的夹夹具怎样样排削；此次加加工利用用麻花钻钻和铰刀刀，排削削通过钻钻模板与与工件之之间的间间隙排削削。（4）怎怎样使夹夹具使用用合理，便便于装卸卸。7.2设设计思想想设计必须须保证零零件的加加工精度度，保证证夹具的的操作方方便，夹夹紧可靠靠，使用用安全，有有合理的的装卸空空间，还还要注意意机构密密封和防防尘作用用，使设设计的夹夹具完全全符合要要求。本夹具主主要是对对14孔孔进行加加工，孔孔的尺寸寸精度要要求为GGB/TT18004-mm表面粗粗糙度112.55，钻、粗粗铰、精精铰可以以满足其其精度要要求，所所以要在在满足其其精度的的前提下下

27、提高劳劳动生产产效率，降降低劳动动强度。7.3夹夹具设计计7.3.1、定定位分析析（1）定定位基准准的选择择据夹具具手册知知定位基基准应尽尽可能与与工序基基准重合合，在同同一工件件的各道道工序中中，应尽尽量采用用同一定定位基准准进行加加工。故故加工25孔孔时，采采用端盖盖底面为为定位基基准。（2）定定位误差差的分析析定位元件件尺寸及及公差的的确定。，因因为该定定位元件件的定位位基准为为孔的轴轴线，所所以基准准重合b=00，由于于存在间间隙，定定位基准准会发生生相对位位置的变变化即存存在基准准位移误误差。j=（TTD+T d+S）/2TD =0.0018mmmT d =0.0111mmS=00.

28、0110mmmj=00.01195mmm7.3.2切削削力及夹夹紧力的的计算刀具：14的的麻花钻钻，14的的锥度铰铰刀。2、夹紧紧力的计计算钻孔夹紧紧力：查查机床床夹具设设计手册册P770表33-6，查查得工件件以一个个面和两两个孔定定位时所所需夹紧紧力计算算公式：式中 螺纹摩摩擦角平平头螺杆杆端的直直径工工件与夹夹紧元件件之间的的摩擦系系数,00.166螺螺杆直径径螺螺纹升角角Q 手柄柄作用力力L 手柄柄长度则所需夹夹紧力 =6000N根据手册册查得该该夹紧力力满足要要求，故故此夹具具可以安安全工作作。7.3夹夹具操作作说明此次设计计的夹具具夹紧原原理为：通过25孔孔和底面面为定位位基准，定

29、位元件：定位元件件是用以以确定正正确位置置的元件件。用工工件定位位基准或或定位基基面与夹夹具定位位元件接接触或配配合来实实现工件件定位。该该设计用用可换定定位销圆柱销、实实现完全全定位，以以钻模板板引导刀刀具进行行加工。采采用手动动螺旋快快速夹紧紧机构夹夹紧工件件。7.4.确定导导向装置置本工序要要求对被被加工的的孔依次次进行钻钻、铰的的加工，最最终达到到工序简简图上规规定的加加工要求求，故选选用可换换钻套作作为刀具具的导向向元件。8.参考考文献1、机械械制造技技术基础础 黄黄健求主主编 机械械工业出出版社 220055.1112、机械械制造技技术基础础 方子良良主编 上海海交通大大学出版版社

30、 20005.11 3、机械械制造技技术基础础课程设设计指南南 崇崇凯主编编 化化学工业业出版社社 220077.24、机械械制造工工艺及专专用夹具具设计指指导 孙孙丽媛 冶金工工业出版版社 220022.1225、机械械制造技技术基础础课程设设计指导导教程 邹青主主编 机机械工业业出版社社 20004.86、机床床夹具设设计（第第二版） 肖继德德、陈宁宁平主编编 机机械工业业出版社社 220000.57、机械械制造工工艺及专专用夹具具设计指指导 孙孙丽媛 冶金工工业出版版社 220022.1228、机械械精度设设计与检检测技术术 李李彩霞主主编 上海交交通大学学出版社社 220066.9、机床床夹具设设计 秦宝宝荣主编编 中国建建材工业业出版社社 119988.210、机机床夹具具的现代代设计方方法 秦秦国华、张张卫红主主编 航空工工业出版版社 220066.11122