机械制造技术课程设计-压盖零件加工工艺及钻2-M5螺纹孔夹具设计（全套图纸）.doc

目录1绪论12 压盖加工工艺规程设计22.1分析压盖零件22.1.1压盖的作用22.1.2压盖零件主要加工表面及其技术要求22.2压盖零件的零件毛坯砂型铸造工艺的合理选取32.2.1压盖零件砂型铸造32.2.2铸造零件毛坯的技术要求42.3压盖机加工基准的选取42.4压盖零件的机械切削加工工艺路线的编订52.5压盖零件的机械加工工艺的装备机床选取及工装62.6机械切削用量的计算73专用工装设计133.1问题的提出133.2定位基准的选择133.3切削力与夹紧力的计算133.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计133.5夹具精度分析与误差计算143.6夹具的设计和说明14结束语16参考文献17致 谢18 1绪论机械加工工艺的编制和相关的专用夹具的设计是我们在大学期间相当重要的一环，我们需要综合在校期间所学习的所有专业知识，将理论与实际相结合，方能完成这项艰巨的任务。这有助于我们提高自身的专业素养，能更好的融入到行业中去，为以后从事这些设计工作做了很好的铺垫作用。一个优秀的加工工艺，能在确保产品质量的前提下，尽可能的减少能源的使用，尽可能的节约生产成本。企业组织生产计划，保障生产安全，合理安排劳动力等等，都离不开加工工艺。此外，专用夹具也是加工过程中的另一大组成部分。无论是过去还是现在，亦或是未来，在制造业中夹具都是有举足轻重的地位的。一个成熟的夹具，可以大大减少工人的手工作业时间，减轻工人压力，从而提高劳动生产效率，调动了生产的积极性，为企业带来一个良性的循环。在现有的生产设备与劳动力下，能够扩大生产优势，大大降低成本提高生产效率与质量。因此，面对异常激烈的市场竞争，各企业对加工工艺和夹具都是有了相当的重视，对此的要求都是比较高的。全套图纸加153893706设计遇到的难题我的零件是压盖，为此设计了加工工艺与机床的专用夹具，我觉得需要设计不同的方案来对比选择。因为有时我们并不能保证加工一定就达到了所需要的精度要求。在夹具的设计也是如此，有时可能因为定位基准的选取不当，从而导致各种过定位或者欠定位的现象发生。零件的尺寸大小不合适，可能直接就无法达到夹紧需求，造成工件加工时的晃动，甚至可能发生工件翻转或者飞出这样极其危险的情况。为此，我设计多套方案，多多咨询指导老师，结合书本中的一些实例，研究一些成熟的设计方案，尽自己所能完成此次设计任务。2 压盖加工工艺规程设计2.1分析压盖零件2.1.1压盖的作用 零件图是很重要的机械加工工艺的图纸，是零件机械加工的重要环节。机械工人们可以起草相关的程序与工序，最终加工出相关产品。该课题为压盖零件的加工工艺及夹具设计，该压盖具有较高的强度及精度要求。该压盖材料ZL104，压盖孔80有粗糙度要求Ra1.6，铣大平面及铣侧平面保证工序尺寸13mm与54mm，粗糙度1.6，相对于80mm孔有位置度要求，其余尺寸均有公差要求。因此为保证压盖的加工精度及生产需要，需设计专用夹具用于机加工。为保证夹具体加工尺寸及位置精度要求，需设计专用夹具用于机加工生产。2.1.2压盖零件主要加工表面及其技术要求压盖使用ZL104件的材料，ZL104材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。压盖待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：1）铣大平面，粗糙度3.22）铣侧平面，保证工序尺寸13，粗糙度1.63）钻攻25孔保证工序60尺寸，粗糙度3.24）钻铰47孔保证工序尺寸，粗糙度6.3（2）主要的加工基准的面：1）以铣侧面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有：压盖工件的磨外圆13保证尺寸，粗糙度0.82）以80孔的平面来作为加工基准的加工的表面本组加工的表面有：主要就是铣13mm两侧面保证工序尺寸13mm粗糙度1.62.2压盖零件的零件毛坯砂型铸造工艺的合理选取2.2.1压盖零件砂型铸造零件毛坯种类用来及铸造时的尺寸机械加工公差、形位机械加工公差的实现压盖机械加工零件成型的零件毛坯方式方法有零件零件毛坯选取砂型铸造的铸件，此种方法适合于那种表面结构较为复杂的零件成型工艺。因此对压盖的零件进行分析 ，压盖外形 相对来说中等复杂，生产类型为中批生产，所用来我本次通过设计来选用ZL104铸造加工件。2.2.2铸造零件毛坯的技术要求压盖，材料为ZL104铸造加工件，铸造加工件零件的毛坯表面不得有肉眼可见的内部缩眼、内部气孔及内部的夹渣 缺陷，铸造加工件表面应清除毛刺、尖角倒钝。压盖毛坯零件铸造后经热处理的回火处理，用来降低硬度，改善机械加工工艺的切削性能。压盖零件要求的未注倒角C0.5，其余各加工面的未注粗糙度Ra=3.2um。2.3压盖机加工基准的选取1、机械加工工艺粗基准的遴选 我通过选取下面的要求可以满足机械加工工艺粗基准的选取 如果多个没有必要的加工面存在于一个表面上, 我们用该选取一个和需要加工的面之间互为精度要求高的来做机械加工工艺粗基准。这样可以使外壁均匀得到保障，尺寸大小可以得到符合要求。此时，我们就可以使尺寸更精确，加工的外壁更均匀。在采取面来作为机械加工工艺粗基准时， 因为加工后的切削余量要保证充裕，所以我们可以选取机械加工工艺粗基准时加工后的切削余量最小的面。(3)机械加工工艺粗基准通常要用外观比较均匀的面。(4) 因为必须要保证压盖在加工过程能够统一的基准定位，所以加工过程中需要确认好孔与孔、孔与面以及与面彼此的相对位置。 2、 精基准的遴选(1) 基准重合原则，让基准最大可能地满足 设计要求。(2)机械加工工艺的基准统一原则，选取一样的加工基准是加工零件的要求，以避免反复装夹及其他的误差形成。(3) 基准互为原则，就是在在偶然情况下，精基准已经选好后，两个被加工的面能够无休止的进行。 压盖零件的机械加工工艺即在加工第一道或前几道工序是，压盖零件工件一般用毛坯上未加工过的表面作为粗加工时的定位基准，这种定位基准就叫做机械加工工艺粗基准。 因为选取机械加工工艺粗基准时：我们要满足余量最小、便于装夹和尽量使用不加工面三大原则。机械加工工艺粗基准选好后，在后面的后续的工序中， 定位基准就是用经过加工过的表面来表示，这个定位基准就称为精基准，在后续工序加工中，我们要充分把握好精基准统一、重合、互为原则，使定位变得简单明了，并能够很好地加工重要表面。因此我对压盖零件图的分析，依照机械加工基准选取和零件的设计基准重合统一原则，可用来确定压盖零件各在机械加工的加工过程的基准如下：1、压盖的外端面用来作为第一部的机械加工的机械加工工艺粗基准 2、选择已经加工完成的直径7孔和端平面来当作精基准来加工其他的加工内容。2.4压盖零件的机械切削加工工艺路线的编订制定机械加工工艺路线的首要的考虑因素，是必须在加工后，能使技术标准得到合理保证的是零件的外形形状、尺寸精度及位置精度，在铣间机械加工的生产纲领已确定情况下，为使机械加工工艺工序能够足够集中，我们可以考虑用通用性的装备机床配用来专用卡夹具，可以用来来提铣间的生产率。还应当考虑压盖零件机械加工工艺的经济效果，以便降低生产的成本，保证了生产效率的提高。表 2.1 工艺过程工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3铣铣大平面4铣铣侧平面5钻钻铰47孔6车车80孔7钻钻攻25孔8钻钻扩29沉孔9钳工去锐边毛剌10检终检压盖零件加工时单额许多工序可在同一装备机床上完成，减少了压盖工件的反复装夹次数，更容易于保证压盖零件的机械切削加工面的质量， 机械切削加工式选用的装备机床设备少，减少了压盖工件在工序间的反复装夹及运输的次数，减少机械切削加工时的辅助时间和准备时间。2.5压盖零件的机械加工工艺的装备机床选取及工装1、压盖零件机械加工装备机床的选取：依照压盖零件图分析得出，压盖零件的铣切削加工的内容较多， 本次加工装备机床主要选用X62W型铣床比较合适。钻孔选用钻床Z3025，镗孔采用CA6140车床。2、压盖零件加工选取机械切削加工使用刀具本次设计的零件铸造成型表面，中量成批生产，一般采用通用或标准机械切削加工使用刀具，卧式铣床上用端面铣刀铣刀，钻头选用锥柄麻花钻。3、压盖零件加工选取夹具尽量选取机床所配备的国标通用夹具，并付诸设计专用夹具的使用4、压盖零件机械切削加工选取量具对于批量生产的压盖零件，主要选取通用的游标卡尺、内外径千分尺、百分表等通用的量具用于机械切削加工的尺寸测量。2.6机械切削用量的计算工序，铣大平面，粗糙度3.2（1） 粗铣加工大平面压盖待加工件的材料指定ZL104，毛胚可以铸件生产。使用X62W形式的铣床来对工件进行加工。根据查阅的资料7里面的表31.36我们使用铣刀，这种刀具以硬质合金为制造材料。铣削加工深度：每齿的进给量：按照机械加工工艺手册附表2.4-74，选择铣削加工的速度：按照参考资料机械加工工艺手册附表 2.3-82，选择机床主轴的转动速度：，选择实际铣削加工的速度：进给量按照参考资料机械加工工艺师手册： 机床的工作台每分钟的进给量：按照参考资料机械加工工艺手册附表2.3-83,被切削层的长度：根据毛坯的尺寸可以知道加工刀具切入的长度：加工刀具切出的长度：选择走刀的次数是1机动的时间：（2）精铣加工大平面铣削加工的深度：每齿的进给量：按照参考资料机械加工工艺手册附表2.2-74，选择铣削加工的速度：按照参考资料机械加工工艺手册附表2.4-83，选择机床主轴的转动速度：，选择实际铣削加工的速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层的长度：按照毛坯的尺寸可以知道加工刀具切入的长度：精铣加工时加工刀具切出的长度：选择走刀的次数是1机动的时间：本加工工序机动的时间工序：铣侧平面，粗糙度1.6对侧平面进行加工：选择硬质合金的材料制造的铣刀使用X62W铣床形式的铣床来对工件进行加工。1 粗铣： 选取铣刀的半径是，齿数为（见参考资料工艺手册附表3.129） ，参考资料（切削附表3.3以及切削附表3.6） 参考资料（切削附表3.6） 参照机选择 实际切削加工的速度： 机床工作台每分钟的给量： 铣床工作台的给量： 基本工时：精铣： 加工余量为 切削速度为 选用主轴为 工作台进给量： 基本工时：工序：钻扩29沉孔压盖零件的材料指定ZL104，孔径为9的孔。Z3025式的钻床来对孔进行加工，先使用9的麻花钻头对其加工到9，其次再来扩13mm孔，使用13mm的钻头。切削用量：根据查阅的资料5 里面的表2.5-32，得切削速度：根据查阅的资料6里面的表2.3.41，得按照公式2.4机床主轴钻孔时的速度：，得实际的钻孔速度：被加工层的宽度：刀具切入工件时的宽度：刀具切出工件时的宽度：钻孔 1次就能达到尺寸要求扩13mm孔的加工选择Z3025钻床刀具选择13mm的钻头进给距离： 扩的速度：根据查阅的资料5里面的表2.2.102，选择根据公式2.5机床主轴扩时的的速度：，选用扩时的转度：知道实际的扩孔的速度：0.15扩13mm孔所花费的工时加工层的宽度：刀具切入时的宽度：刀具切出时的的宽度：扩削1次可以达到要求所花费的工时：工序 钻攻25孔,保证工序尺寸及粗糙度6.3要求；钻4mm孔时首先选择的是钻加工到4mm孔切削加工的深度：进给量：按照参考资料7机械加工工艺手册附表2.4-53，选择切削加工的速度：按照参考资料7机械加工工艺手册附表2.3-52，选择机床主轴的转动速度，按照公式（1.1）得：，选择实际切削加工的速度，根据公式式（1.3）得：被切削层的长度：加工刀具切入的长度： 式（1.6）加工刀具切出的长度： 取走刀的次数是1基本的工时： 式（1.3）攻丝25孔取材质为高速钢5mm机用铰刀零件的螺距，知道 由机床取 攻丝时间：工序 钳工 检验3专用工装设计3.1问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工此后盖零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计钻2-M5夹具一套。本夹具主要用来钻2-M5。机床选用Z3025钻床，刀具选择麻花钻头。3.2定位基准的选择此零件放在Z3025钻床上加工，刀具为4直柄自制麻花钻。由零件分析，选择用80孔与7孔定位，就可以限制6个自由度，3.3切削力与夹紧力的计算由于本道工序完成孔的钻削，因此切削力为钻削力。由参考文献1，表2.4-69得：轴向力F： 扭矩M： 式中： 夹紧力的方向在轴线上，与M产生的转矩同轴，所以夹紧力F不需要太大，只要工件相对与夹具体没有移动就可以了。3.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计该孔的加工只需钻削加工就能满足加工要求。考虑到钻套可能出现的磨损，故查参考文献1，表5.2-13选用可换钻套，当磨损就可更换。与其装配的是钻套用衬套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是钻套螺钉（GB2268-80查表5.2-16）。钻模板选用伸出式钻模板，用螺钉将其连接在夹具体上。安装前先调整好位置然后用销定位，后用螺钉将其拧紧在夹具体上。钻模板参见钻孔装配图。3.5夹具精度分析与误差计算利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序可知，本道工序只需钻4孔，所以孔的精度无需考虑，只保证它垂直与中心孔就可以了。由于是钻孔，又是一面两销定位，在垂直方向可能存在偏转（参见钻孔装配图）。其计算同前面的计算相同。转角定位误差为既是（由下的图可知）：除了上面的误差外，影响孔位置度的因素还有：1）、钻模板上装衬套孔的尺寸公差：2）、衬套与钻套配合的最大间隙：3）、钻套与钻头配合的最大间隙：4）、钻套的同轴度公差： 综合误差为：能满足零件要求。3.6夹具的设计和说明在本章是对夹具结构的设计和分析其精确度的阶段。重点在于选择基准面将零件如何定位、夹紧在夹具体上。在选择基准面时，主要参考已加工面，在此主要用到的是一面两销定位，一个圆柱销和棱型销，他们分别穿过已加工过的长中心孔和外圆，再由中心孔的一面定位，就使零件在夹具体上完全定位了。选用压紧件时，用了开口压板。最后设计出夹具体。结束语通过本次的课程设计，我用到了我们之前所学的AutoCAD等电脑软件，在之前所学的过程中，自己也是对这些基本操作略知一点，只会一些简单操作和一些简单的理论知识，所以在这次课程设计中，我更是与同学沟通交流这些知识，通过这次课程设计，我对这些软件的应用更加熟练熟悉了。并且通过背诵使用CAD快捷方式方法，我自己的绘图的速度明显加快，做课程设计事半功倍。专用夹具这些专业知识，在之前学习工艺及夹具设计这本书里，我的知识水平还不够，对它们没有具体的实际的印象。在我选择做工艺与夹具设计课题的时候，我去图书馆翻阅相关夹具的书籍，并且遇到不会的内容我也请教了现在在接本的学长们，通过自己的努力，加深了对这些专业零件的认识，使他们变成我脑海中实实在在存在的实物。所以我这样在做课程设计的时侯，我自己也很明确它们之间的联系和具体的操作和工序流程。在我的脑中，我自己觉得，课程设计就是书本的延伸，我们需要去实地实习，真正地去接触这些东西，光靠大学里的知识还是远远不够的，因此就需要我们要查阅参考大量的参考资料，工具用书，因为学无止境！在这次课程设计中，我收获到了好多东西，要知道努力去做好一件事情，需要我们要有前期的准备，后期的坚持，才能收获到最终的成功。我们要有足够专业技术、专业知识，更还要需要向他人虚心学习。在进入社会之前，我会收起自己焦躁的状态，以自己最好的状态进入社会，努力回报社会，为母校争光！在社会里，我仍然还会继续学习知识，尤其是自己的专业知识，不断地充实自己！参考文献1 孙丽媛.机械制造工