课程设计--前盖工艺规程编制及夹具设计.docVIP

南京农业大学课程设计说明书机制工艺课程设计说明书题 目: 前盖工艺规程编制及夹具设计 姓 名: 00 学 院: 工学院 班 级: 农机0 学 号: 30110 指导教师: 聂信天 2013年04月20日一、零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是管接式地脚气缸的前盖零件图。1.2零件的工艺分析前盖有三组加工平面，他们之间有一定的位置要求，这几组加工表面主要有：（1） 、以平面为主的有： 55的下底面，其表面粗糙度为Ra3.2 40的左端面，其表面粗糙度为Ra3.2 50的右端面及外圆面，其表面粗糙度为Ra3.2 20的上端面，其表面粗糙度为Ra3.2 16的右端面，其表面粗糙度为Ra3.2（2） 、孔系加工有： 11mm的通孔，表面粗糙度为Ra12.5 4X7及11的锪平孔，表面粗糙度为Ra12.5 20精铰的通孔，表面粗糙度为Ra3.2 M10X1的螺纹孔二、工艺规程设计2.1毛坯的选择常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素： （1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。 （2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。 （3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。 （4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。前盖的材料为HT150，故金属膜铸造成型。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求：粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。若必须首先保证工件的某些重要表面的加工余量均匀，应选择该表面做粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。若需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面做粗基准。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。粗基准一般只使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证往前盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从前盖的零件图分析可知该零件的加工表面比较多，粗基准可选为两个，这里选择该零件的下底面以及大端孔的外轮廓面作为粗基准，分别以这两表面为基准对零件进行装夹定位及加工。2.2.2精基准的选择精基准的选择原则：基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准此外，还应选择工件上精度高、尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。前盖的精基准选择时考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确。当设计基准与工序基准不重合时，还应该进行尺寸换算。粗基准的选择，采用零件的的外圆面及下底面作为定位的粗基准，使得零件达到完全定位。而在此基础上，考虑到基准重合、便于装夹的问题，则选取的孔的作为加工的精基准。2.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求。另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度。精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。本次前盖加工工艺规程的设计中，由于零件加工表面及孔的精度要求并不是很高，因此只需划分为粗加工、精加工两个阶段即可满足要求。2.4工序的确定对个表面的加工要粗、精分开，先粗后精，多次加工，已逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后。为了提高零件的机械性能和消除内应力而安排的热处理工序，如调质、时效处理等，一般应安排在粗加工之后，精加工之前。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用数控机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）工艺路线方案一： 工序 扩的通孔、镗的孔和内表面、倒角工序 粗铣、精铣16的右端面工序 粗铣、半精铣右端面、粗铣、半精铣的左端面工序 粗铣的上端面工序 钻4的锪平孔工序 钻2的通孔工序 钻的孔、攻M101的螺纹孔工序IX 钻的孔 （2）工艺路线方案二：工序 扩的通孔、镗的孔和 内表面、倒角工序 粗铣、半精铣右端面、粗铣、半精铣的左端面工序 粗铣、精铣下底面工序 粗铣、精铣16的右端面工序 粗铣的上端面工序 钻的孔、攻M101的螺纹孔工序 钻孔工序IX 钻4的锪平孔（3）工艺方案的比较与分析两种方案都依照工序集中原则组织工序，优点是工艺路线短，减少工件的装夹次数，易于保证加工面相互位置精度，使需要的机床数量少，减少工件工序间的运输，减少辅助时间和准备终结的时间，同时产量也较高。并且两种方案都遵循先加工面再加工孔的原则组织安排前盖的加工工艺过程。方案一的特点是：先加工下底面可以提高的定位精度，使得后续工序中更好的确定其他加工平面及孔的定位精度。方案二则不同：方案二则是通过工件的外表面为粗基准，加工通孔，因为的中心线为主要的定位尺寸，先加工此面可以整体提升工件的定位及定型尺寸，通过两个工艺方案比较，容易看出方案一工序安排不合理，方便加工基准的选择，同时也照顾了原有的加工路线中装夹方便的特点，因此最后的加工工艺路线确定为方案二。2.5机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定前盖的材料为HT150，硬度170240HBS，生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述原是资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 毛坯长度、宽度、厚度方向的加工余量及偏差1、右端面，34的右端面的加工余量 按实用加工工艺手册表6-28和6-29（P430）确定工序尺寸 和余量为： 毛坯： 52mm 粗车： 51mm 2Z=1mm 精车： 2Z=2X1=2mm 精镗孔： 毛坯： 36 粗车： 34 Z=2mm2、55的下底面的加工余量（加工余量的长度为55）按实用加工工艺手册表6-28和6-29（P430）确定工序尺寸和余量为： 毛坯：57.4mm 粗铣：56.2mm 2Z=2mm 精铣：55 2Z=2X0.6=1.2mm3、10的右端面的加工余量 按实用加工工艺手册表6-28和6-29（P430）确定工序尺寸和余量为： 毛坯：17.6mm 粗铣：16.6mm Z=1mm 精铣：16mm Z=0.6mm 4、的上端面加工余量按实用加工工艺手册表6-28和6-29（P430）确定工序尺寸和余量为： 毛坯：46 粗铣：45 Z=1mm2.6确定切削用量及基本工时工序：钻4个阶梯孔，尺寸，粗糙度Ra12.5.根据手册查得只需钻削就可以保证精度。 钻4个的通孔 选择的高速钢直柄麻花钻。机械加工工艺手册2表10-175 进给量的确定根据切削用量简明手册表2.7，当铸铁硬度为200HBS时，查得，根据机械加工工艺手册机床型号Z5125A。表3.1-2故取f=0.11mm/r 切削速度的计算根据切削用量简明手册当可查得：，切削速度的修正系数为、，, .故所以根据机床说明取故实际切削速度计算基本工时， 钻4个深5的锪平孔。选择可换导柱莫氏锥柄平底锪钻。锪圆柱式沉头孔，导柱机械加工工艺手册2根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度为钻孔时的。课程设计指导书 故 取0.11mm/r 切削速度的修正系数，所以按机床速度选择960r/min，计算基本工时。三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，则需要针对具体工序设计专用夹具。3.1定位基准的选择由零件图可知需要保证上端面到中心的距离为45，为了使定位误差最小，所以以20的中心线为定位基准。3.2切削力和夹紧力的计算 刀具：高速钢锥柄麻花钻根据机械加工工艺手册 表3.410（P3-145）钻孔的轴向力： 由钻头材料可查得： 由表3.4-11（钻孔条件改变时轴向力及转矩的修正系数）铸铁在200HBS220HBS 之间，所以; 所以钻孔的转矩： 由钻头材料可查得： 所以由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式： 其中： 基本安全系数；取1.3 加工性质系数；取1.2 刀具钝化系数；取1.5 夹紧力的稳定性；机动夹紧取1.0 3.3定位误差分析1,定位基准的选择：工件以底面，圆柱端面和孔轴线。保证了位置精度，与设计基准重合。消除了定位误差，四、设计心得在设计过程中，我们遇到了很多困难，虽然这个零件相比起其他同学的零件要容易很多，但是这是我们第一次自己动手设计夹具，所以在这个过程中，有很多不懂的地方，从一开始的一头雾水到最后慢慢的有所了解，一步步的制定出工艺过程和工序内容等，都凝聚了我们小组同学的努力和辛勤。从这次的课程设计的中，我发现我们了解的还是很有限，有很多的内容都不懂，所以磕磕绊绊的在困惑中前行着，我们查阅了很多的资料和手册 ，并向老师请教各种遇到的问题，最终才有了一个确定的方案，虽然只是一个夹具设计，但是在这个过程中，可以遇到很多的知识点，设计的过程中也是一个复习的过程，可以发现自己不足的地方并加以强化和吸收。 所谓学以致用，只是学习而不实践并不能把所学之物真正掌握，通过运用才可以再过程中明白一些理论。通过这次的课程设计，虽然我们不足