機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)--端蓋零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)零件質(zhì)料：零件圖一份</p><p>　　零件年產(chǎn)量：2500件</p><p>　　每日一班8小時(shí)，全年按300個(gè)工作日計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)&l

2、t;/b></p><p>　　根據(jù)所給的“端蓋”零件，設(shè)計(jì)加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　原始資料</b></p><p>　　被加工“端蓋”零件圖1張</p><p><b>　　完成材料</b></p><p>　　零件的零件圖和三維圖如

3、下頁</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一.序言…………………………………………………4</p><p>　　二.零件圖分析…………………………………………5</p><p>　　2.1零件的作用………………………………………5</p><p>　　2.2零件的材

4、料及其力學(xué)性能………………………5</p><p>　　2.3零件的結(jié)構(gòu)工藝分析……………………………5</p><p>　　三.確定毛坯、繪制毛坯簡圖…………………………6</p><p>　　3.1選擇毛坯…………………………………………6</p><p>　　3.2確定毛坯尺寸公差及加工余量…………………6</p><

5、;p>　　3.3繪制毛坯圖………………………………………7</p><p>　　四.工藝路線擬定………………………………………8</p><p>　　4.1定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………8</p><p>　　4.1.1精基準(zhǔn)的選擇………………………………8</p><p>　　4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇………………………………8

6、</p><p>　　4.2加工方法的確定…………………………………8</p><p>　　五.加工順序的安排……………………………………9</p><p>　　5.1工序的安排………………………………………9</p><p>　　5.1.1機(jī)械加工工序………………………………9</p><p>　　5.1.2熱處理工

7、序…………………………………9</p><p>　　5.1.3輔助工序……………………………………9</p><p>　　5.2擬定加工工藝路線………………………………9</p><p>　　六.工藝設(shè)計(jì)…………………………………………10</p><p>　　6.1加工余量，工序尺寸，及其公差的確定……10</p><p

8、>　　6.1.1工序2,3中的粗銑端蓋左右端面………10</p><p>　　6.1.2工序8：鉆-鉸-精鉸φ14孔……………11</p><p>　　6.2確定切削用量…………………………………12 </p><p>　　七.機(jī)械加工工藝過程卡……………………………13</p><p>　　八.參考文獻(xiàn)…………………………………………

9、13</p><p>　　九.小結(jié)………………………………………………14</p><p><b>　　一.序言</b></p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是為我們在大學(xué)學(xué)完全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后提供的一次很重要的鍛煉機(jī)會。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理

10、論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：</p><p>　　1 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個(gè)零件在加工中工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　2 學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)

11、計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。</p><p>　　就我個(gè)人而言，通過這次設(shè)計(jì)，基本上掌零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。并學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊、和國家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)到了很多課堂上沒有學(xué)到的東西。</p><p>　　能夠順利的完成這次課程設(shè)計(jì)，首先得助于石懷榮老師的指

12、導(dǎo)，還有就是我們小組成員間合理的分工和小組成員們的努力。在設(shè)計(jì)過程中，由于對零件加工所用到的設(shè)備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中碰到了許多的問題。但在我們小組成員的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學(xué)，翻閱資料、查工具書，解決設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)又一個(gè)的問題。在這個(gè)過程中，使我對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解，也了解了一些設(shè)計(jì)工具書的用途，同時(shí)，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝石老師的指導(dǎo)，感

13、謝同學(xué)們的互相幫助。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不段提高自己。</p><p>　　本說明書主要是端蓋的有關(guān)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)說明,由于本身能力水平有限，設(shè)計(jì)存在許多錯(cuò)誤和不足之處，懇請老師指正，謝謝！</p><p><b>　　二．零件圖分析</b></p><p><b>　　2.1 零件的作用</b><

14、/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

15、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</p><p>　　2.2 零件的材料及力學(xué)性能 </p><p>　　零件材料是HT150。其材料名稱是灰鑄鐵。按GB/9436-88標(biāo)準(zhǔn)：其最低單鑄直徑為30mm的試棒的抗拉強(qiáng)度為150MPa。其力學(xué)性能為：其抗拉強(qiáng)度很低，塑性，韌性幾乎為零。但由于灰鑄鐵中有石墨

16、的存在，使其具有一系列其他優(yōu)良性能，具體表現(xiàn)為：</p><p>　　（1）鑄造性能優(yōu)良。</p><p><b>　?。?）減摩性好。</b></p><p><b>　?。?）減震性強(qiáng)。</b></p><p>　?。?）切削加工性良好。</p><p>　　(5)缺口敏

17、感性較低。</p><p>　　2.3 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析</p><p>　　分析零件圖可知，該端蓋主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，要求其端面跳動度相對中心軸線滿足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外φ10孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。零件下方的圓弧槽的作

18、用是讓開與之相鄰的零件的重疊部分，避免相互干涉。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。</p><p>　　該端蓋形狀的普通、結(jié)構(gòu)簡單，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。</p><p>　　確定

19、端蓋的生產(chǎn)類型：依設(shè)計(jì)題目知：Q=2500件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：</p><p>　　N=2500臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=2587.875</p><p>　　端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。</p><p>

20、　　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)要求</p><p>　　三．確定毛坯、繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　3.1選擇毛坯</b></p><p>　　端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，毛坯選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復(fù)雜

21、，故采用砂型鑄造。該端蓋為中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件質(zhì)量，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>　　3.2確定毛坯尺寸公差及加工余量</p><p>　　由端蓋的生產(chǎn)類型，毛坯的材料及鑄造方法可得該毛坯鑄件的公差等級為CT=9.由此查表2-1至表2-5可得該毛坯的加工余量，尺寸公差及

22、尺寸如表1-2</p><p>　　表1-2毛坯的尺寸，尺寸公差及加工余量</p><p><b>　　其余尺寸的加工：</b></p><p>　　4×孔可以直接鉆出，再利用擴(kuò)鉆加工孔，孔也可直接鉆出，再用擴(kuò)鉆加工孔。</p><p><b>　　3.3繪制毛坯圖</b></p&g

23、t;<p><b>　　圖2-1毛坯圖</b></p><p><b>　　四．工藝路線擬定</b></p><p>　　4.1定位基準(zhǔn)的選擇</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>　　4.1.1精基準(zhǔn)的選擇</p

24、><p>　　根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋左端面和φ25孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。φ25孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作竟基準(zhǔn)定位端蓋兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摱松w在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。</p><p>　　4

25、.1.2粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋右端面和φ60外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用φ60外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。</p><p>　　4.2 加工方法的確定</p><p>　　根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度

26、，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：</p><p><b>　　五.加工順序的安排</b></p><p><b>　　5.1工序的安排</b></p><p>　　其包括機(jī)械加工工序，熱處理工序和輔助工序的安排。</p><p>　　5.1.1機(jī)械加工工序</p><p

27、>　?。?）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)—內(nèi)圓中心軸線和端蓋左端面。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</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>　　5.1.2熱處理工序</p><p>　　由于加工零件為端蓋，材料為

28、HT150，鑄造成型后，對鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。</p><p><b>　　5.1.3輔助工序</b></p><p>　　在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。</p><p>　　綜上所述，該端蓋工序

29、的安排順序?yàn)椋涸?、熱處理——基?zhǔn)加工——粗加工——精加工。</p><p>　　5.2擬定加工工藝路線</p><p>　　在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。</p><p><b>　　六.工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定</p>

30、;<p>　　6.1.1工序2,3中的粗銑端蓋左右端面</p><p>　　1）以右端面B定位，粗銑左端面A，保證工序尺寸P1；</p><p>　　2）以A面定位，粗銑B面，保證工序尺寸P2；</p><p>　　3）以B面定位，精銑A面，保證工序尺寸P3；</p><p>　　4)以A面定位，精銑B面，保證尺寸P4，達(dá)到零件

31、圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=58mm。</p><p>　　圖為第2,3高工序加工方案圖</p><p>　　由上圖知：P4=D=58mm; P3=P4+Z4,其中Z4為精銑余量，查表2-36確定Z4=1mm,則P3=（58+1）mm=59mm.由于P3是在精銑加工中保證的，查表1-20知，其經(jīng)濟(jì)加工精度等級可達(dá)到A面的的最終加工要求—IT11，因此確定改工序尺寸公差為IT11，其公差值為0

32、.19mm,故P3=（59±0.095）mm; Z3也是精銑余量，可選其為 1mm,P2=P3+Z3=(59+1)mm=60mm.由于P2是在粗銑加工中保證的，由表1-20確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級為IT13，其公差值為0.54mm,故P2=（60±0.27）mm.Z1,Z2分別等于A面，B面的毛坯總余量分別減去Z3，Z4，即Z1=（2.5-1）mm=1.5mm,Z2=(2.5-1)mm=1.5

33、mm. </p><p>　　P1=P2+Z2=61.5mm,P1是在粗銑加工中保證的，故氣公差值為0.54mm，故P1=(61.5±0.27）mm.</p><p>　　對余量Z4校核 由于Z4是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z4max=P3max-P4min=[59+0.095-(58+0)]mm=1.095mm.</p><p

34、>　　Z4min=P3min-P3max=[59-0.095-(58+0)]mm=0.905mm.</p><p>　　對余量Z3校核 由于Z3是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z3max=P2max-P3min=[60+0.27-(59-0.095)]mm=1.175mm.</p><p>　　Z3min=P2min-P3max=[60-0.27-(59+

35、0.095)]mm=0.825mm.</p><p>　　對余量Z2校核 由于Z2是封閉環(huán)，故</p><p>　　Z2max=P1max-P2min=[61.5+0.27-(60-0.27)]mm=1.5mm.</p><p>　　Z2min=P1min-P2max=[61.5-0.27-(60+0.27)]mm=1.5mm.</p><p&

36、gt;　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差合理的。將工序尺寸按“如題原則”表示：P4=58mm,P3=mm，P2=mm,P1=mm. </p><p>　　6.1.2工序8：鉆-鉸-精鉸φ14孔</p><p>　　由表2-28可查得，精鉸余量Z精鉸=0.05mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm;鉆孔余量Z鉆=13.0mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT

37、7；粗鉸：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm;粗鉸：0.070mm;鉆：0.18mm。</p><p>　　綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ140+0.018mm;粗鉸φ13.950+0.070mm; 鉆φ13.00+0.18mm,它們的相互關(guān)系如下圖所示。</p><p><b>　　6

38、.2確定切削用量</b></p><p>　　在這只計(jì)算鉆-鉸-精鉸φ10孔此工序的切削用量及其功率的校核。</p><p><b>　　一、切削用量的計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）鉆孔工步</b></p><p>　　1）背吃刀量的確定 取ap=13.0mm.<

39、;/p><p>　　2) 進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。</p><p>　　3）切削速度的計(jì)算 由表5-22，按鑄鐵硬度為200~241HBS計(jì)算，切削速度v選取為12m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=389.96 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速

40、代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=12.06 m/min。</p><p><b>　?。?） 粗鉸工步</b></p><p>　　1）背吃刀量的確定 取ap=0.98mm。</p><p>　　2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。</p>&

41、lt;p>　　3）切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=63.95 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=3.0 m/min。</p><p><b>　?。?）精鉸工步</b&g

42、t;</p><p>　　1）背吃刀量的確定 取ap=0.02mm。</p><p>　　2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。</p><p>　　3） 切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=127.4r/min ,參照Z525型立式

43、鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=3.14nd/1000=4.4m/min</p><p>　　七.機(jī)械加工工藝過程卡</p><p><b>　　見附帶過程卡片 </b></p><p><b>　　八.參考文獻(xiàn)</b></p>&l

44、t;p>　　1、孫學(xué)強(qiáng)主編《機(jī)械制造基礎(chǔ)》（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2</p><p>　　2、于俊一、鄒青主編 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.2</p><p>　　3、鄒青主編《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，2004.8</p><p>　　4、周開勤主編《機(jī)械零件手冊》（第五

45、版）.北京高等教育出版社，2001.7</p><p><b>　　九．小結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是對我們大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識與動手能力的綜合應(yīng)用和檢測，是每一個(gè)合格大學(xué)生的必經(jīng)過程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識能力。在本次設(shè)計(jì)過程中，我

46、們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識，而且也對自己的知識面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過程中，使用了AutoCAD繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識，進(jìn)一步提高了我們繪圖識圖的能力。</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，我得到石老師的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過程中及時(shí)的給我解答疑難，讓我在本次