課程設(shè)計(jì)---端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械制造技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　根據(jù)所給的“端蓋”零件，設(shè)計(jì)加工工藝規(guī)程及專用

2、夾具設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、原始資料</b></p><p>　　被加工“端蓋”零件圖1張</p><p><b>　　圖1:端蓋零件簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　三、完成材料</b></p><p>　　(1)被加工工件的零

3、件圖（AutoCAD制圖）——1張</p><p>　　(2)工件的毛坯圖（AutoCAD制圖）——1張</p><p>　　(3)機(jī)械加工工藝過程卡片——1張</p><p>　　(4) 機(jī)械加工工序卡片——6張</p><p>　　(5) 夾具裝配圖（AutoCAD制圖）——1張</p><p>　　(6) 課程設(shè)

4、計(jì)說明書——1份</p><p><b>　　四、分工</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　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

5、及課程設(shè)計(jì)說明書1份。</p><p>　　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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)端蓋夾具</p><p><b>　　目

6、 錄</b></p><p>　　1、端蓋零件的用途、技術(shù)要求及工藝分析- 1 -</p><p>　　1.1端蓋的用途- 1 -</p><p>　　1.2端蓋的技術(shù)要求- 1 -</p><p>　　1.3端蓋的工藝性分析- 2 -</p><p>　　2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖- 2 -&l

7、t;/p><p>　　2.1選擇毛坯- 2 -</p><p>　　2.1.1內(nèi)圓加工余量的確定- 2 -</p><p>　　2.1.2左端凸起端面的加工余量的確定- 2 -</p><p>　　2.1.3右端面加工余量的確定- 2 -</p><p>　　2.1.4左端環(huán)面加工余量的確定- 3 -</p

8、><p>　　2.1.5左端凸起外圓面加工余量的確定- 3 -</p><p>　　2.1.6其余尺寸的加工- 3 -</p><p>　　2.2繪制毛坯圖- 3 -</p><p>　　3、工藝路線的確定- 3 -</p><p>　　3.1定位基準(zhǔn)的選擇- 3 -</p><p>　　

9、3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇- 4 -</p><p>　　3.1.2精基準(zhǔn)的選擇- 4 -</p><p>　　3.2表面加工方法的確定- 4 -</p><p>　　3.3加工工序的安排- 4 -</p><p>　　3.3.1主要加工工序- 4 -</p><p>　　3.3.2輔助加工工序- 4 -<

10、;/p><p>　　3.4確定工藝路線- 4 -</p><p>　　4、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用- 5 -</p><p>　　4.1機(jī)床設(shè)備的選用- 5 -</p><p>　　4.2工藝裝備的選用- 5 -</p><p>　　5、切削用量及工時(shí)定額的計(jì)算- 6 -</p><p>

11、　　5.1工序1：粗鏜、半精內(nèi)圓- 6 -</p><p>　　5.1.1粗鏜孔至，- 6 -</p><p>　　5.1.2半精鏜孔至- 6 -</p><p>　　5.2工序2：粗車左端凸起端面- 7 -</p><p>　　5.3工序3：粗銑、半精銑右端面- 7 -</p><p>　　5.3.1粗銑至

12、59.4-58.5mm- 7 -</p><p>　　5.3.2半精銑至58.5-58mm- 8 -</p><p>　　5.3.3倒角C1- 9 -</p><p>　　5.3.4鉆孔- 9 -</p><p>　　5.3.5锪鉆孔- 9 -</p><p>　　5.4工序4：粗銑左端環(huán)面及越程槽- 10

13、 -</p><p>　　5.4.1粗銑左端環(huán)面至51.7-51mm- 10 -</p><p>　　5.4.2粗銑越程槽- 10 -</p><p>　　5.5工序5：粗車，半精車凸臺(tái)外圓- 11 -</p><p>　　5.5.1粗車凸臺(tái)外圓至77mm- 11 -</p><p>　　5.2.2半精車凸臺(tái)外

14、圓至76.0-75mm- 12 -</p><p>　　5.6工序6：鉆孔、及锪孔- 12 -</p><p>　　5.6.1鉆孔- 12 -</p><p>　　5.6.2锪孔- 13 -</p><p>　　6、夾具設(shè)計(jì)- 14 -</p><p>　　6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)- 14 -</p>

15、<p>　　6.2確定夾具的加工方案- 14 -</p><p>　　6.2.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案- 14 -</p><p>　　6.2.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求- 14 -</p><p>　　6.3夾具裝配圖- 14 -</p><p>　　7、參考文獻(xiàn)- 14 -</p><p&

16、gt;　　附錄1：機(jī)械加工工藝過程卡片- 15 -</p><p>　　附錄2：機(jī)械加工工序卡片- 17 -</p><p>　　1、端蓋零件的用途、技術(shù)要求及工藝分析</p><p><b>　　1.1端蓋的用途</b></p><p>　　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

17、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)。</p><p>　　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

18、和壽命等。</p><p>　　1.2端蓋的技術(shù)要求</p><p>　　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。</p><p>　　表1-1是本文涉及端蓋的全部技術(shù)。</p><p>　　表1-1端蓋零件技術(shù)

19、要求</p><p>　　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。</p><p>　　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，

20、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。</p><p>　　1.3端蓋的工藝性分析</p><p>　　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

21、要高精度機(jī)床加工，通過車削，銑削，鉆床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。</p><p>　　2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　2.1選擇毛坯</b></p><p>　　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)

22、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。</p><p>　　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：</p><p>　　2.1.1內(nèi)圓加工余量的確定</p

23、><p>　　2.1.2左端凸起端面的加工余量的確定</p><p>　　2.1.3右端面加工余量的確定</p><p>　　2.1.4左端環(huán)面加工余量的確定</p><p>　　2.1.5左端凸起外圓面加工余量的確定</p><p>　　2.1.6其余尺寸的加工</p><p>　　4×

24、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。</p><p><b>　　2.2繪制毛坯圖</b></p><p><b>　　圖2-1毛坯圖</b></p><p><b>　　3、工藝路線的確定</b></p><p>　　3.1定位基準(zhǔn)的選擇<

25、/p><p>　　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)。</p><p>　　3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　以右端非加工面和左端面為主要的定位粗基準(zhǔn)</p><p>　　3.1.2精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　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)

26、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)。</p><p>　　3.2表面加工方法的確定</p><p>　　3.3加工工序的安排</p><p>　　3.3.1主要加工工序</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先

27、安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋端面，再加工端蓋的各孔。</p><p>　　3.3.2輔助加工工序</p><p>　　由于加工零件為端蓋，材料為HT150，主要面進(jìn)行熱處理工序，當(dāng)加工完主要

28、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。</p><p><b>　　3.4確定工藝路線</b></p><p>　　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。</p><p>　　表X：端蓋的工藝路線及設(shè)備、工裝的選用</p><p>　　4、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用<

29、;/p><p>　　4.1機(jī)床設(shè)備的選用</p><p>　　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。</p><p>　　4.2工藝裝備的選用</p><p>　　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。</p>

30、<p>　　5、切削用量及工時(shí)定額的計(jì)算</p><p>　　5.1工序1：粗鏜、半精內(nèi)圓</p><p>　　5.1.1粗鏜孔至，</p><p>　　2Z=0.82mm則</p><p><b>　　Z=0.41mm</b></p><p>　　查有關(guān)資料，確定鏜床的切削速度為v=

31、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)。</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　5.1.2半精鏜孔至<

32、;/p><p>　　2Z=0.18mm，Z=0.09mm</p><p><b>　　f=0.2mm/r</b></p><p><b>　　v=40m/min</b></p><p><b>　　計(jì)算切削工時(shí)</b></p><p><b>　　

33、，，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　5.2工序2：粗車左端凸起端面</p><p>　　工件材料：HT150，鑄造。</p><p>　　加工要求：粗車端面及表面粗糙度值R為12.5。

34、</p><p>　　機(jī)床：臥式車床CA6140。</p><p>　　刀具：刀片材料為YG6</p><p>　　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，</p><p><b>　　v=20m/min</b></p><p><b>　　

35、d=75mm</b></p><p><b>　　則，</b></p><p>　　臥式車床CA6140為無級(jí)調(diào)整，可取，</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　計(jì)算切削工時(shí)，則：</b></p><p><

36、;b>　　=</b></p><p>　　5.3工序3：粗銑、半精銑右端面</p><p><b>　　銑床：X51</b></p><p>　　銑刀：選用立銑刀d=16mm、齒數(shù)Z=5</p><p>　　5.3.1粗銑至59.4-58.5mm</p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)

37、，確定切削速度：</p><p><b>　　v=19m/min</b></p><p>　　f=0.2mm/r，</p><p>　　采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取</p><p><b>　　故實(shí)際切削速度為：</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘

38、進(jìn)給量應(yīng)為</p><p><b>　　L=18mm</b></p><p>　　5.3.2半精銑至58.5-58mm</p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定切削速度：</p><p><b>　　v=19m/min</b></p><p><b>　　f=0.1m

39、m/r</b></p><p>　　采用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取</p><p><b>　　故實(shí)際切削速度為：</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為</p><p><b>　　L=18mm</b></p><p><b

40、>　　5.3.3倒角C1</b></p><p><b>　　采用锪鉆。</b></p><p><b>　　5.3.4鉆孔</b></p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定：</p><p><b>　　f=0.1mm/r</b></p><

41、;p>　　V=16mm/min</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　n==1273r/min</p><p>　　根據(jù)機(jī)床說明書，取;</p><p>　　所以實(shí)際切削速度為：</p><p><b>　　切削工時(shí)，</b></p>

42、;<p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　5.3.5锪鉆孔</b></p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定：</p><

43、;p><b>　　f=0.1mm/r</b></p><p><b>　　v=4m/min</b></p><p>　　所以，n==91r/min</p><p>　　根據(jù)機(jī)床說明書，取; </p><p><b>　　則實(shí)際切削削工時(shí)</b></p>&l

44、t;p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　5.4工序4：粗銑左端環(huán)面及越程槽</p><p>　　5.4.1粗銑左端環(huán)面至51.7-51mm</p><p&g

45、t;　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定： </p><p><b>　　f=2mm/r</b></p><p>　　v=28.8m/min</p><p><b>　　d=115mm</b></p><p><b>　　取，</b></p><p><b>

46、;　　n=80</b></p><p><b>　　機(jī)床可直接選取</b></p><p><b>　　則計(jì)算工時(shí)，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p&

47、gt;<b>　　=</b></p><p>　　5.4.2粗銑越程槽</p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定： </p><p><b>　　f=0.4mm/r</b></p><p><b>　　V=25m/min</b></p><p><b

48、>　　d=75mm</b></p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　n==106r/min</p><p>　　根據(jù)機(jī)床說明書，?。?</p><p><b>　　則，</b></p><p><b>　　，，</b&

49、gt;</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　5.5工序5：粗車，半精車凸臺(tái)外圓</p><p>　　5.5.1粗車凸臺(tái)外圓至77mm</p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定：</p><p&

50、gt;<b>　　f=0.3mm/r</b></p><p><b>　　v=24</b></p><p><b>　　d=75mm</b></p><p><b>　　計(jì)算切削工時(shí)</b></p><p><b>　　，，</b>&

51、lt;/p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　5.2.2半精車凸臺(tái)外圓至76.0-75mm</p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定： </p><p>　　f=0.25mm/r</p><p>&

52、lt;b>　　v=25m/min</b></p><p><b>　　d=75mm</b></p><p><b>　　計(jì)算切削工時(shí)</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　則：</b></p&

53、gt;<p><b>　　=</b></p><p>　　5.6工序6：鉆孔、及锪孔</p><p><b>　　5.6.1鉆孔</b></p><p>　　參照有關(guān)手冊(cè)，確定： </p><p><b>　　f=0.2mm/r</b></p>&l

54、t;p>　　v=12.25m/min[5]</p><p><b>　　[4]</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)床說明書，?。?lt;/p><p>　　=400r/min所以實(shí)際切削速度</p><p><b>　　切削工時(shí)計(jì)算：</b></p><p><b>

55、;　　，，</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　5.6.2锪孔</b></p><p>　　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</p><p><b>　　d=10mm</b></p&

56、gt;<p><b>　　按機(jī)床選?。?lt;/b></p><p>　　所以實(shí)際切削速度為：</p><p><b>　　切削工時(shí)計(jì)算：</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　6、夾具設(shè)計(jì)</b></

57、p><p><b>　　6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　所要加工的部位是、臺(tái)階孔，該工件的材料為HT150，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</p><p>　　6.2確定夾具的加工方案</p>&l

58、t;p>　　6.2.1確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p><b>　?。?）確定定位元件</b></p><p>　　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

59、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)。</p><p><b>　?。?）確定導(dǎo)向裝置</b></p><p>　　本工序要求被加工孔依次進(jìn)行鉆、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……</p><p><b>　?。?）確定夾緊機(jī)構(gòu)</b&

60、gt;</p><p>　　此夾具選用螺栓夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　6.2.2具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）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3

61、8mm。</p><p>　?。?）鉆套中心線對(duì)定位銷中心線的位置公差取0.03mm。</p><p>　　（4)定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。</p><p>　?。?)注關(guān)鍵件的配合尺寸：φ10F7、φ15g6、φ22r6、φ25f6、φ8n6、φ20r6、φ9F7。</p><p><b>　　6.3夾具

62、裝配圖</b></p><p><b>　?。ㄒ姼綀D）</b></p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　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，2000.5</p><p>　　2、秦國(guó)華、張衛(wèi)紅.機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法.北京：航空