端盖零件的工艺流程及专用夹具的设计.doc

机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计 说 明 书设计题目 端盖零件的工艺流程及专用夹具的设计 专业班级 机械设计制造及其自动化1111班 姓 名 学 号 11316129 指导老师 成绩评定 等 级 评阅签字 评阅日期 湖北文理学院理工学院机械与汽车工程系2014年6月12目录1端盖零件的用途、技术要求及工艺分析11.1端盖的用途11.2端盖的工艺性分析12确定毛坯、绘制毛坯简图12.1选择毛坯12.2绘制毛坯图33工艺路线的确定33.1定位基准的选择33.2表面加工方法的确定43.3加工工序的安排43.4确定工艺路线54机床设备及工艺装备的选用64.1机床设备的选用64.2工艺装备的选用65切削用量及工时定额的计算65.1工序1：粗镗、半精内圆65.2工序2：粗车左端凸起端面75.3工序3：粗铣、半精铣右端面85.4工序4：粗铣左端环面及越程槽115.5工序5：粗车，半精车凸台外圆125.6工序6：钻孔、及锪孔136夹具设计156.1夹具设计任务156.2确定夹具的加工方案15参考文献16附录一 零件加工工序卡17附录二 零件图及夹具装配图251端盖零件的用途、技术要求及工艺分析1.1 端盖的用途端盖应用广泛，是非常重要的机械零件之一。端盖的一般作用是：（a）轴承外圈的轴向定位；（b）防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用；（c）位于车床电动机和主轴箱之间的端盖，主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用，使主轴箱的转动平稳。因此该零件应具有足够的强度、钢度耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件。该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面，在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。1.2 端盖的工艺性分析分析零件图可知，端盖的4个端面和的内圆均要求车销加工；零件左、右端面为平面，可以防止加工过程中铸件偏斜；另外，该零件除主要表面（孔、及台阶孔、外圆和端盖右端端面）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削，铣削，钻床的粗加工就可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法加工出来。即该零件的工艺性能良好。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该零件的结构比较简单，在工作工程中不会受很大的力。由于该端盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强其强度和冲击韧度，和较好的组织，毛坯选用铸件，该端盖的轮廓尺寸不大，为提高生产率和铸件精度，采用机器造型方法铸造毛坯，选择HT150。HT150灰铸铁具有良好的铸造性、减震性、耐磨性和切削加工性能，适合铸造该端盖零件。该零件各表面的加工余量是由各个表面的粗糙度、加工方法以及加工等级来确定的。具体方法及结果如下：2.1.1 内圆加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精镗0.0925.003.2精镗0.4124.913.2毛坯24.502.1.2 左端凸起端面的加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗车0.75946.3毛坯60.12.1.3 右端面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精铣0.5583.2精铣0.958.56.3毛坯59.42.1.4 左端环面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣0.75112.5毛坯51.72.1.5 左端凸起外圆面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精车0537.53.2粗车0.9386.3毛坯38.92.1.6 其余尺寸的加工4孔可以直接钻出，再利用锪钻加工孔，孔也可直接钻出，再用锪钻加工孔。2.2 绘制毛坯图图2-1毛坯图3 工艺路线的确定3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。3.1.1 粗基准的选择以右端非加工面和左端面为主要的定位粗基准3.1.2 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以精加工后的孔中心轴线为主要的定位精基准。3.2 表面加工方法的确定图3.2加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注端盖左端凸起端面12.5粗车端盖左端凸起外圆面3.2粗车-半精车左端环面3.2粗铣半精铣越程槽12.5粗铣端盖右端面3.2粗铣-半精铣内圆3.2粗镗-半精镗4台阶大孔6.3钻-锪4台阶小孔12.5钻右端台阶大孔12.5钻-锪右端台阶小孔12.5钻3.3 加工工序的安排3.3.1 主要加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准内圆中心轴线。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工端盖右端面，后加工端盖左端环面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工端盖端面，再加工端盖的各孔。3.3.2 辅助加工工序由于加工零件为端盖，材料为HT150，主要面进行热处理工序，当加工完主要平面后，可安排一次中检。加工完后，需去除毛刺，在安排清洗和终检工序。3.4 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，列出端盖的工艺路线。表X：端盖的工艺路线及设备、工装的选用序号工序名称机床设备刀具量具1粗镗、半精镗内圆卧式镗床高速钢镗刀游标卡尺2粗车左端凸起端面车床CA6140车刀游标卡尺3粗铣、半精铣右端面铣床X51端铣刀游标卡尺4钻4孔、锪孔钻床Z525麻花钻、锪钻深度游标卡尺5粗铣左端环面铣床X51端铣刀游标卡尺6铣越程槽铣床X51周铣刀深度游标卡尺7粗车、半精车左端凸起外圆车床CA6140外圆车刀游标卡尺8车倒角车床CA6140车刀游标卡尺9钻孔、锪孔钻床Z525麻花钻、锪钻双面游标卡尺10去毛刺钳工台平挫11热处理端盖圆柱表面淬火、低温回火淬火机12校正钳工台手锤13中检塞规、百分表、卡尺等14清洗清洗机15终检塞规、百分表、卡尺等4 机床设备及工艺装备的选用4.1 机床设备的选用考虑到本文的端盖零件精度要求不是很高，本文采用的机床主要有：卧式镗床、车床CA6140、铣床X51、钻床Z525等。4.2 工艺装备的选用根据以上机床设备进行加工时，要选用的工艺装备有车刀、钻头、锪钻、百分表、游标卡尺等。5 切削用量及工时定额的计算5.1 工序1：粗镗、半精内圆5.1.1 粗镗孔至，2Z=0.82mm则Z=0.41mm查有关资料，确定镗床的切削速度为v=40m/min，f=0.3mm/min由于卧式镗床主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。，则：5.1.2 半精镗孔至2Z=0.18mm，Z=0.09mmf=0.2mm/rv=40m/min计算切削工时，则：=5.2 工序2：粗车左端凸起端面工件材料：HT150，铸造。加工要求：粗车端面及表面粗糙度值R为12.5。机床：卧式车床CA6140。刀具：刀片材料为YG6确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为0.7mm，加工等级取IT12级，取，v=20m/mind=75mm则，卧式车床CA6140为无级调整，可取，。计算切削工时，则：=5.3 工序3：粗铣、半精铣右端面铣床：X51铣刀：选用立铣刀d=16mm、齿数Z=55.3.1 粗铣至59.4-58.5mm参照有关手册，确定切削速度：v=19m/minf=0.2mm/r，采用X51立式铣床，根据机床使用说明书，取故实际切削速度为：当时，工作台的每分钟进给量应为L=18mm5.3.2 半精铣至58.5-58mm参照有关手册，确定切削速度：v=19m/minf=0.1mm/r采用X51立式铣床，根据机床使用说明书，取故实际切削速度为：当时，工作台的每分钟进给量应为L=18mm5.3.3 倒角C1采用锪钻。5.3.4 钻孔参照有关手册，确定：f=0.1mm/rV=16mm/min所以，n=1273r/min根据机床说明书，取;所以实际切削速度为：切削工时，则：=5.3.5 锪钻孔参照有关手册，确定：f=0.1mm/rv=4m/min所以，n=91r/min根据机床说明书，取; 则实际切削削工时，则：=5.4 工序4：粗铣左端环面及越程槽5.4.1 粗铣左端环面至51.7-51mm参照有关手册，确定： f=2mm/rv=28.8m/mind=115mm取，n=80机床可直接选取则计算工时，则：=5.4.2 粗铣越程槽参照有关手册，确定： f=0.4mm/rV=25m/mind=75mm所以，n=106r/min根据机床说明书，取： 则，则：=5.5 工序5：粗车，半精车凸台外圆5.5.1 粗车凸台外圆至77mm参照有关手册，确定：f=0.3mm/rv=24d=75mm计算切削工时，则：=5.5.2 半精车凸台外圆至76.0-75mm参照有关手册，确定： f=0.25mm/rv=25m/mind=75mm计算切削工时，则：=5.6 工序6：钻孔、及锪孔5.6.1 钻孔参照有关手册，确定： f=0.2mm/rv=12.25m/min54根据机床说明书，取：=400r/min所以实际切削速度切削工时计算：，=5.6.2锪孔根据有关资料介绍，锪孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2-1/3，故d=10mm按机床选取：所以实际切削速度为：切削工时计算：，6 夹具设计6.1 夹具设计任务所要加工的部位是、台阶孔，该工件的材料为HT150，毛坯为铸件，所选用的机床为Z525型立式钻床，成批生产规模。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。因此要为此工序设计专用夹具6.2 确定夹具的加工方案6.2.1 确定夹具的结构方案（1）确定定位元件根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销定位方案，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，定位销轴肩与工件定位端接触，限制一个自由度，削边销与工件一通孔接触限制一个自由度，实现工件正确定位。定位孔与定位销的配合尺寸取25。对于工序尺寸20mm取工件右端作为工序基准不便于装夹，而且精度要求较低，故选择工件左端为定位基准。（2）确定导向装置本工序要求被加工孔依次进行钻、铰等2个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件（3）确定夹紧机构此夹具选用螺栓夹紧机构。6.2.2 具装配图上标注尺寸、配合及技术要求（1）确定元件之间的尺寸，定位销与削边销中心距尺寸无公差要求。标注尺寸为55mm。（2）根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销定位环面（轴间）之间的尺寸取为38mm。（3）钻套中心线对定位销中心线的位置公差取0.03mm。（4)定位销中心线与夹具底面的平行度公差取为0.02mm。（5)注关键件的配合尺寸：10F7、15g6、22r6、25f6、8n6、20r6、9F7。参考文献1、王启平.机床夹具设计（第二版）.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000.52、秦国华、张卫红.机床夹具的现代设计方法.北京：航空工业出版社，2006.113、邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，2004.84、周开勤.机械零件手册（第五版）.北京高等教育出版社，2001.7