端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設計.doc

機 械 制 造 技 術 基 礎課 程 設 計 說 明 書設計題目 端蓋零件的工藝流程及專用夾具的設計 專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化1111班 姓 名 學 號 11316129 指導老師 成績評定 等 級 評閱簽字 評閱日期 湖北文理學院理工學院機械與汽車工程系2014年6月12目錄1端蓋零件的用途、技術要求及工藝分析11.1端蓋的用途11.2端蓋的工藝性分析12確定毛坯、繪制毛坯簡圖12.1選擇毛坯12.2繪制毛坯圖33工藝路線的確定33.1定位基準的選擇33.2表面加工方法的確定43.3加工工序的安排43.4確定工藝路線54機床設備及工藝裝備的選用64.1機床設備的選用64.2工藝裝備的選用65切削用量及工時定額的計算65.1工序1：粗鏜、半精內圓65.2工序2：粗車左端凸起端面75.3工序3：粗銑、半精銑右端面85.4工序4：粗銑左端環(huán)面及越程槽115.5工序5：粗車，半精車凸臺外圓125.6工序6：鉆孔、及锪孔136夾具設計156.1夾具設計任務156.2確定夾具的加工方案15參考文獻16附錄一 零件加工工序卡17附錄二 零件圖及夾具裝配圖251端蓋零件的用途、技術要求及工藝分析1.1 端蓋的用途端蓋應用廣泛，是非常重要的機械零件之一。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到密封的作用；（c）位于車床電動機和主軸箱之間的端蓋，主要起傳遞扭矩和緩沖吸震的作用，使主軸箱的轉動平穩(wěn)。因此該零件應具有足夠的強度、鋼度耐磨性和韌性，以適應端蓋的工作條件。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，在設計工藝規(guī)程時必須重點考慮。端蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質量、生產成本、使用性能和壽命等。1.2 端蓋的工藝性分析分析零件圖可知，端蓋的4個端面和的內圓均要求車銷加工；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，不需要高精度機床加工，通過車削，銑削，鉆床的粗加工就可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法加工出來。即該零件的工藝性能良好。2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1 選擇毛坯由于該零件的結構比較簡單，在工作工程中不會受很大的力。由于該端蓋在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強其強度和沖擊韌度，和較好的組織，毛坯選用鑄件，該端蓋的輪廓尺寸不大，為提高生產率和鑄件精度，采用機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表面的粗糙度、加工方法以及加工等級來確定的。具體方法及結果如下：2.1.1 內圓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半精鏜0.0925.003.2精鏜0.4124.913.2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/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 定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。3.1.1 粗基準的選擇以右端非加工面和左端面為主要的定位粗基準3.1.2 精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以精加工后的孔中心軸線為主要的定位精基準。3.2 表面加工方法的確定圖3.2加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案備注端蓋左端凸起端面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-半精銑內圓3.2粗鏜-半精鏜4臺階大孔6.3鉆-锪4臺階小孔12.5鉆右端臺階大孔12.5鉆-锪右端臺階小孔12.5鉆3.3 加工工序的安排3.3.1 主要加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準內圓中心軸線。（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，主要面進行熱處理工序，當加工完主要平面后，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上，列出端蓋的工藝路線。表X：端蓋的工藝路線及設備、工裝的選用序號工序名稱機床設備刀具量具1粗鏜、半精鏜內圓臥式鏜床高速鋼鏜刀游標卡尺2粗車左端凸起端面車床CA6140車刀游標卡尺3粗銑、半精銑右端面銑床X51端銑刀游標卡尺4鉆4孔、锪孔鉆床Z525麻花鉆、锪鉆深度游標卡尺5粗銑左端環(huán)面銑床X51端銑刀游標卡尺6銑越程槽銑床X51周銑刀深度游標卡尺7粗車、半精車左端凸起外圓車床CA6140外圓車刀游標卡尺8車倒角車床CA6140車刀游標卡尺9鉆孔、锪孔鉆床Z525麻花鉆、锪鉆雙面游標卡尺10去毛刺鉗工臺平挫11熱處理端蓋圓柱表面淬火、低溫回火淬火機12校正鉗工臺手錘13中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等14清洗清洗機15終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等4 機床設備及工藝裝備的選用4.1 機床設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以上機床設備進行加工時，要選用的工藝裝備有車刀、鉆頭、锪鉆、百分表、游標卡尺等。5 切削用量及工時定額的計算5.1 工序1：粗鏜、半精內圓5.1.1 粗鏜孔至，2Z=0.82mm則Z=0.41mm查有關資料，確定鏜床的切削速度為v=40m/min，f=0.3mm/min由于臥式鏜床主軸轉數為無級調數，故以上轉數可以作為加工時使用的轉數。，則：5.1.2 半精鏜孔至2Z=0.18mm，Z=0.09mmf=0.2mm/rv=40m/min計算切削工時，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：已知毛坯長度方向單邊余量為0.7mm，加工等級取IT12級，取，v=20m/mind=75mm則，臥式車床CA6140為無級調整，可取，。計算切削工時，則：=5.3 工序3：粗銑、半精銑右端面銑床：X51銑刀：選用立銑刀d=16mm、齒數Z=55.3.1 粗銑至59.4-58.5mm參照有關手冊，確定切削速度：v=19m/minf=0.2mm/r，采用X51立式銑床，根據機床使用說明書，取故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為L=18mm5.3.2 半精銑至58.5-58mm參照有關手冊，確定切削速度：v=19m/minf=0.1mm/r采用X51立式銑床，根據機床使用說明書，取故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為L=18mm5.3.3 倒角C1采用锪鉆。5.3.4 鉆孔參照有關手冊，確定：f=0.1mm/rV=16mm/min所以，n=1273r/min根據機床說明書，取;所以實際切削速度為：切削工時，則：=5.3.5 锪鉆孔參照有關手冊，確定：f=0.1mm/rv=4m/min所以，n=91r/min根據機床說明書，取; 則實際切削削工時，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參照有關手冊，確定： f=2mm/rv=28.8m/mind=115mm取，n=80機床可直接選取則計算工時，則：=5.4.2 粗銑越程槽參照有關手冊，確定： f=0.4mm/rV=25m/mind=75mm所以，n=106r/min根據機床說明書，?。?則，則：=5.5 工序5：粗車，半精車凸臺外圓5.5.1 粗車凸臺外圓至77mm參照有關手冊，確定：f=0.3mm/rv=24d=75mm計算切削工時，則：=5.5.2 半精車凸臺外圓至76.0-75mm參照有關手冊，確定： f=0.25mm/rv=25m/mind=75mm計算切削工時，則：=5.6 工序6：鉆孔、及锪孔5.6.1 鉆孔參照有關手冊，確定： f=0.2mm/rv=12.25m/min54根據機床說明書，?。?400r/min所以實際切削速度切削工時計算：，=5.6.2锪孔根據有關資料介紹，锪孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2-1/3，故d=10mm按機床選取：所以實際切削速度為：切削工時計算：，6 夾具設計6.1 夾具設計任務所要加工的部位是、臺階孔，該工件的材料為HT150，毛坯為鑄件，所選用的機床為Z525型立式鉆床，成批生產規(guī)模。為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。因此要為此工序設計專用夾具6.2 確定夾具的加工方案6.2.1 確定夾具的結構方案（1）確定定位元件根據工序簡圖規(guī)定的定位基準，選用一面雙銷定位方案，長定位銷與工件定位孔配合，限制四個自由度，定位銷軸肩與工件定位端接觸，限制一個自由度，削邊銷與工件一通孔接觸限制一個自由度，實現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取25。對于工序尺寸20mm取工件右端作為工序基準不便于裝夾，而且精度要求較低，故選擇工件左端為定位基準。（2）確定導向裝置本工序要求被加工孔依次進行鉆、鉸等2個工步的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導向元件（3）確定夾緊機構此夾具選用螺栓夾緊機構。6.2.2 具裝配圖上標注尺寸、配合及技術要求（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。標注尺寸為55mm。（2）根據工序簡圖上規(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)注關鍵件的配合尺寸：10F7、15g6、22r6、25f6、8n6、20r6、9F7。參考文獻1、王啟平.機床夾具設計（第二版）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2000.52、秦國華、張衛(wèi)紅.機床夾具的現(xiàn)代設計方法.北京：航空工業(yè)出版社，2006.113、鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程.北京：機械工業(yè)出版社，2004.84、周開勤.機械零件手冊（第五版）.北京高等教育出版社，2001.7