端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設(shè)計(jì) 學(xué)員專業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化完成時(shí)間：2010.06.21-2010.06.25參與人員：宋建武、張龍、孫乃山、胡遠(yuǎn)堅(jiān)、郭凡一、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)所給的“端蓋”零件，設(shè)計(jì)加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)。二、原始資料被加工“端蓋”零件圖1張圖1:端蓋零件簡(jiǎn)圖三、完成材料(1)被加工工件的零件圖（AutoCAD制圖）1張(2)工件的毛坯圖（AutoCAD制圖）1張(3)機(jī)械加工工藝過程卡片1張(4) 機(jī)械加工工序卡片6張(5) 夾具裝配圖（AutoCAD制圖）1張(6) 課程設(shè)計(jì)說明書1份四、分工摘要本文的任務(wù)是加工工藝規(guī)程及專用夾具的設(shè)計(jì)，包括

2、被加工工件的零件圖（AutoCAD格式）1張、工件的毛坯圖1張、機(jī)械加工工藝過程卡片1張、對(duì)應(yīng)工藝過程卡片的工序卡片6張、夾具體圖1張、夾具裝配圖1張以及課程設(shè)計(jì)說明書1份。文章首先對(duì)“端蓋”零件進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并闡述了端蓋的部分作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)及零件圖上各端面的粗糙度，確定了加工毛坯的尺寸加工余量。最后合理地?cái)M定端蓋的工藝路線圖，制定部分工序中該工件的夾緊方案，并畫出夾具裝配圖。關(guān)鍵詞：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)端蓋夾具目 錄1、端蓋零件的用途、技術(shù)要求及工藝分析- 1 -1.1端蓋的用途- 1 -1.2端蓋的技術(shù)要求- 1 -1.3端蓋的工藝性分析- 2 -2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖- 2

3、 -2.1選擇毛坯- 2 -2.1.1內(nèi)圓加工余量的確定- 2 -2.1.2左端凸起端面的加工余量的確定- 2 -2.1.3右端面加工余量的確定- 2 -2.1.4左端環(huán)面加工余量的確定- 3 -2.1.5左端凸起外圓面加工余量的確定- 3 -2.1.6其余尺寸的加工- 3 -2.2繪制毛坯圖- 3 -3、工藝路線的確定- 3 -3.1定位基準(zhǔn)的選擇- 3 -3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇- 4 -3.1.2精基準(zhǔn)的選擇- 4 -3.2表面加工方法的確定- 4 -3.3加工工序的安排- 4 -3.3.1主要加工工序- 4 -3.3.2輔助加工工序- 4 -3.4確定工藝路線- 4 -4、機(jī)床設(shè)備及工藝

4、裝備的選用- 5 -4.1機(jī)床設(shè)備的選用- 5 -4.2工藝裝備的選用- 5 -5、切削用量及工時(shí)定額的計(jì)算- 6 -5.1工序1：粗鏜、半精內(nèi)圓- 6 -5.1.1粗鏜孔至，- 6 -5.1.2半精鏜孔至- 6 -5.2工序2：粗車左端凸起端面- 7 -5.3工序3：粗銑、半精銑右端面- 7 -5.3.1粗銑至59.4-58.5mm- 7 -5.3.2半精銑至58.5-58mm- 8 -5.3.3倒角C1- 9 -5.3.4鉆孔- 9 -5.3.5锪鉆孔- 9 -5.4工序4：粗銑左端環(huán)面及越程槽- 10 -5.4.1粗銑左端環(huán)面至51.7-51mm- 10 -5.4.2粗銑越程槽- 10

5、-5.5工序5：粗車，半精車凸臺(tái)外圓- 11 -5.5.1粗車凸臺(tái)外圓至77mm- 11 -5.2.2半精車凸臺(tái)外圓至76.0-75mm- 12 -5.6工序6：鉆孔、及锪孔- 12 -5.6.1鉆孔- 12 -5.6.2锪孔- 13 -6、夾具設(shè)計(jì)- 14 -6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)- 14 -6.2確定夾具的加工方案- 14 -6.2.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案- 14 -6.2.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求- 14 -6.3夾具裝配圖- 14 -7、參考文獻(xiàn)- 14 -附錄1：機(jī)械加工工藝過程卡片- 15 -附錄2：機(jī)械加工工序卡片- 17 -1、端蓋零件的用途、技術(shù)要求及工藝分析1.1端蓋

6、的用途端蓋應(yīng)用廣泛，是非常重要的機(jī)械零件之一。端蓋的一般作用是：（a）軸承外圈的軸向定位；（b）防塵和密封，除本身可以防塵和密封外，也常和密封件配合以達(dá)到密封的作用；（c）位于車床電動(dòng)機(jī)和主軸箱之間的端蓋，主要起傳遞扭矩和緩沖吸震的作用，使主軸箱的轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度耐磨性和韌性，以適應(yīng)端蓋的工作條件。該零件的主要工作表面為左右端面以及左端面的外圓表面，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)必須重點(diǎn)考慮。端蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、使用性能和壽命等。1.2端蓋的技術(shù)要求圖1為端蓋零件簡(jiǎn)圖，根據(jù)端蓋的尺寸精度、技術(shù)要求和功用，經(jīng)過是深入分析，該端蓋零件的特點(diǎn)是:內(nèi)圓

7、加工精度高，端面與中心軸線垂直度高，凸臺(tái)外圓面精度要求高，臺(tái)階孔定位精度高。表1-1是本文涉及端蓋的全部技術(shù)。表1-1端蓋零件技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度要求表面糙度Ra（m）形位公差（mm）端蓋左端凸起端面3.20.030B端蓋左端凸起外圓面7-30.53.2左端環(huán)面12.50.030B越程槽30.512.5端蓋右端面3.20.030B內(nèi)圓3.24臺(tái)階大孔、深度12.54臺(tái)階小孔、深度612.5右端臺(tái)階大孔、深度126.3右端臺(tái)階小孔、深度36.3從所給零件圖分析可知，該端蓋主要由1個(gè)臺(tái)階圓筒與帶圓角的方板組合而成，方板上有4個(gè)均勻分布的臺(tái)階孔。其中，A-A是旋轉(zhuǎn)剖視圖；圖中

8、三處的形位公差所指端面相對(duì)于孔的軸線的端面圓跳動(dòng)公差為0.030mm；零件下方的圓弧槽的作用是讓開與之相鄰的零件的重疊部分，避免相互干涉。該端蓋形狀的普通、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的圓盤類零件，主要實(shí)現(xiàn)軸承軸向定位的功能，必須滿足端蓋的位置度要求，即垂直度和同軸度的要求，因此加工精度要求較高；端蓋在工作中需承受載荷，為增加其耐磨性，對(duì)端蓋要求時(shí)效處理。1.3端蓋的工藝性分析分析零件圖可知，端蓋的4個(gè)端面和的內(nèi)圓均要求車銷加工；零件左、右端面為平面，可以防止加工過程中鑄件偏斜；另外，該零件除主要表面（孔、及臺(tái)階孔、外圓和端蓋右端端面）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過車削，銑削，鉆床

9、的粗加工就可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法加工出來。即該零件的工藝性能良好。2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1選擇毛坯由于該零件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在工作工程中不會(huì)受很大的力。由于該端蓋在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其強(qiáng)度和沖擊韌度，和較好的組織，毛坯選用鑄件，該端蓋的輪廓尺寸不大，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，采用機(jī)器造型方法鑄造毛坯，選擇HT150。HT150灰鑄鐵具有良好的鑄造性、減震性、耐磨性和切削加工性能，適合鑄造該端蓋零件。該零件各表面的加工余量是由各個(gè)表面的粗糙度、加工方法以及加工等級(jí)來確定的。具體方法及結(jié)果如下：2.1.1內(nèi)圓加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/m

10、m尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精鏜精鏜0.090.4125.0024.913.2毛坯24.502.1.2左端凸起端面的加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗車0.75946.3毛坯60.12.1.3右端面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精銑0.5583.2精銑0.958.56.3毛坯59.42.1.4左端環(huán)面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗銑0.75112.5毛坯51.72.1.5左端凸起外圓面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/

11、mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精車0537.53.2粗車0.9386.3毛坯38.92.1.6其余尺寸的加工4孔可以直接鉆出，再利用锪鉆加工孔，孔也可直接鉆出，再用锪鉆加工孔。2.2繪制毛坯圖圖2-1毛坯圖3、工藝路線的確定3.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇以右端非加工面和左端面為主要的定位粗基準(zhǔn)3.1.2精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以精加工后的孔中心軸線為主要的定位精基準(zhǔn)。3.2表面加工方法的確定加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案?jìng)渥⒍松w

12、左端凸起端面12.5粗車端蓋左端凸起外圓面3.2粗車-半精車左端環(huán)面3.2粗銑半精銑越程槽12.5粗銑端蓋右端面3.2粗銑-半精銑內(nèi)圓3.2粗鏜-半精鏜4臺(tái)階大孔6.3鉆-锪4臺(tái)階小孔12.5鉆右端臺(tái)階大孔12.5鉆-锪右端臺(tái)階小孔12.5鉆3.3加工工序的安排3.3.1主要加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)內(nèi)圓中心軸線。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工端蓋右端面，后加工端蓋左端環(huán)面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋端面，再加工端蓋的各孔。3.3.2輔助加工工序由于加工零件為端蓋，材料為HT150，主要面

13、進(jìn)行熱處理工序，當(dāng)加工完主要平面后，可安排一次中檢。加工完后，需去除毛刺，在安排清洗和終檢工序。3.4確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，列出端蓋的工藝路線。表X：端蓋的工藝路線及設(shè)備、工裝的選用序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗鏜、半精鏜內(nèi)圓臥式鏜床高速鋼鏜刀游標(biāo)卡尺2粗車左端凸起端面車床CA6140車刀游標(biāo)卡尺3粗銑、半精銑右端面銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺4鉆4孔、锪孔鉆床Z525麻花鉆、锪鉆深度游標(biāo)卡尺5粗銑左端環(huán)面銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺6銑越程槽銑床X51周銑刀深度游標(biāo)卡尺7粗車、半精車左端凸起外圓車床CA6140外圓車刀游標(biāo)卡尺8車倒角車床CA6140車刀游標(biāo)卡尺9鉆孔

14、、锪孔鉆床Z525麻花鉆、锪鉆雙面游標(biāo)卡尺10去毛刺鉗工臺(tái)平挫11熱處理端蓋圓柱表面淬火、低溫回火淬火機(jī)12校正鉗工臺(tái)手錘13中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等14清洗清洗機(jī)15終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等4、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用4.1機(jī)床設(shè)備的選用考慮到本文的端蓋零件精度要求不是很高，本文采用的機(jī)床主要有：臥式鏜床、車床CA6140、銑床X51、鉆床Z525等。4.2工藝裝備的選用根據(jù)以上機(jī)床設(shè)備進(jìn)行加工時(shí)，要選用的工藝裝備有車刀、鉆頭、锪鉆、百分表、游標(biāo)卡尺等。5、切削用量及工時(shí)定額的計(jì)算5.1工序1：粗鏜、半精內(nèi)圓5.1.1粗鏜孔至，2Z=0.82mm則Z=0.41mm查有關(guān)資料，確定鏜床的切削速

15、度為v=40m/min，f=0.3mm/min由于臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。，則：=5.1.2半精鏜孔至2Z=0.18mm，Z=0.09mmf=0.2mm/rv=40m/min計(jì)算切削工時(shí)，則：=5.2工序2：粗車左端凸起端面工件材料：HT150，鑄造。加工要求：粗車端面及表面粗糙度值R為12.5。機(jī)床：臥式車床CA6140。刀具：刀片材料為YG6確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為0.7mm，加工等級(jí)取IT12級(jí)，取，v=20m/mind=75mm則，臥式車床CA6140為無級(jí)調(diào)整，可取，。計(jì)算切削工時(shí)，則：=5.3工序3：粗銑、半精銑右端面

16、銑床：X51銑刀：選用立銑刀d=16mm、齒數(shù)Z=55.3.1粗銑至59.4-58.5mm參照有關(guān)手冊(cè)，確定切削速度：v=19m/minf=0.2mm/r，采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取故實(shí)際切削速度為：當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為L(zhǎng)=18mm5.3.2半精銑至58.5-58mm參照有關(guān)手冊(cè)，確定切削速度：v=19m/minf=0.1mm/r采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取故實(shí)際切削速度為：當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為L(zhǎng)=18mm5.3.3倒角C1采用锪鉆。5.3.4鉆孔參照有關(guān)手冊(cè)，確定：f=0.1mm/rV=16mm/min所以，n=1273r/min根據(jù)機(jī)床說明

17、書，取;所以實(shí)際切削速度為：切削工時(shí)，則：=5.3.5锪鉆孔參照有關(guān)手冊(cè)，確定：f=0.1mm/rv=4m/min所以，n=91r/min根據(jù)機(jī)床說明書，取; 則實(shí)際切削削工時(shí)，則：=5.4工序4：粗銑左端環(huán)面及越程槽5.4.1粗銑左端環(huán)面至51.7-51mm參照有關(guān)手冊(cè)，確定： f=2mm/rv=28.8m/mind=115mm取，n=80機(jī)床可直接選取則計(jì)算工時(shí)，則：=5.4.2粗銑越程槽參照有關(guān)手冊(cè)，確定： f=0.4mm/rV=25m/mind=75mm所以，n=106r/min根據(jù)機(jī)床說明書，取： 則，則：=5.5工序5：粗車，半精車凸臺(tái)外圓5.5.1粗車凸臺(tái)外圓至77mm參照有關(guān)手

18、冊(cè)，確定：f=0.3mm/rv=24d=75mm計(jì)算切削工時(shí)，則：=5.2.2半精車凸臺(tái)外圓至76.0-75mm參照有關(guān)手冊(cè)，確定： f=0.25mm/rv=25m/mind=75mm計(jì)算切削工時(shí)，則：=5.6工序6：鉆孔、及锪孔5.6.1鉆孔參照有關(guān)手冊(cè)，確定： f=0.2mm/rv=12.25m/min54根據(jù)機(jī)床說明書，?。?400r/min所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)計(jì)算：，=5.6.2锪孔根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2-1/3，故d=10mm按機(jī)床選?。核詫?shí)際切削速度為：切削工時(shí)計(jì)算：，6、夾具設(shè)計(jì)6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)所要加工的部位是、臺(tái)階孔，該工件的材料為H

19、T150，毛坯為鑄件，所選用的機(jī)床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。因此要為此工序設(shè)計(jì)專用夾具6.2確定夾具的加工方案6.2.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件根據(jù)工序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案，長(zhǎng)定位銷與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，定位銷軸肩與工件定位端接觸，限制一個(gè)自由度，削邊銷與工件一通孔接觸限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取25。對(duì)于工序尺寸20mm取工件右端作為工序基準(zhǔn)不便于裝夾，而且精度要求較低，故選擇工件左端為定位基準(zhǔn)。（2）確定導(dǎo)向裝置本工序要求被加工孔依次進(jìn)行鉆

20、、鉸等2個(gè)工步的加工，最終達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件（3）確定夾緊機(jī)構(gòu)此夾具選用螺栓夾緊機(jī)構(gòu)。6.2.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求（1）確定元件之間的尺寸，定位銷與削邊銷中心距尺寸無公差要求。標(biāo)注尺寸為55mm。（2）根據(jù)工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的被加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面（軸間）之間的尺寸取為38mm。（3）鉆套中心線對(duì)定位銷中心線的位置公差取0.03mm。（4)定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。（5)注關(guān)鍵件的配合尺寸：10F7、15g6、22r6、25f6、8n6、20r6、9F7。6.3夾具裝配圖（見附圖）7、

21、參考文獻(xiàn)1、王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.52、秦國華、張衛(wèi)紅.機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.北京：航空工業(yè)出版社，2006.113、鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.84、周開勤.機(jī)械零件手冊(cè)（第五版）.北京高等教育出版社，2001.7附錄1：機(jī)械加工工藝過程卡片第9組機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)B5產(chǎn)品名稱零件名稱端蓋共1頁第1材料牌號(hào)HT150毛坯種類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件1粗鏜內(nèi)圓粗鏜內(nèi)圓至24-24.82mm，Ra=6.3臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺2半精鏜內(nèi)圓半精鏜內(nèi)圓至24.82-25mm,Ra=3.2臥式鏜床高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺3粗車左端凸起端面粗車左端凸起端面至60.1-59.4mm，Ra=12.5車床CA6140高速鋼車刀、游標(biāo)卡尺4粗銑右端面粗銑右端面至59.4-58.5mm，Ra=6.3銑床X51圓柱立銑刀、游標(biāo)卡尺5半精銑右端面半精銑右端面至58.5-58mm，Ra=3.2銑床X51圓柱立銑刀、游標(biāo)