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内容简介：

21 课 程 设 计题 目：后盖的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计班级：姓名：学 号：指导教师：完成日期：一、设计题目后盖的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图） 1张（2）生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张（5）夹具装配图 1张（6）夹具体零件图 1张（7）课程设计说明书（约50008000字） 1份四、进度安排(参考)（1）熟悉零件，画零件图 2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天（4）编写说明书 3天（5）准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师冷岳峰日期摘要机械制造课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学业中占有重要的地位。这次设计的是后盖，有零件图、毛坯图、夹具体图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是后盖。了解后盖的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定后盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。AbstractMachinery Manufacturing Technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the University, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position. This is the cover design, parts map, rough map, one of the assembly, machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, the parts subject to the back cover. Back cover understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, finalizing the cover of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.目录1、后盖的工艺分析及生产类型的确定11.1、后盖的用途11.2、后盖的技术要求11.3、审查后盖的工艺性21.4、确定后盖的生产类型22、确定毛胚、绘制毛胚简图22.1选择毛胚22.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量32.2.1公差等级32.2.2后盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3绘制后盖毛坯简图43、拟定后盖工艺路线43.1、定位基准的选择43.1.1精基准的选择43.1.2粗基准的选择43.2、加工阶段的划分53.3、工序的集中与分散53.4、工序顺序的安排63.4.1机械加工工序63.4.2热处理工序63.4.3辅助工序63.5、确定工艺路线64、加工余量、工序尺寸和工差的确定85、切削用量、时间定额的计算95.1、切削用量的计算95.1.1钻孔工步95.1.2 粗铰工步95.1.3精铰工步105.2、时间定额的计算115.2.1基本时间tj的计算115.2.2辅助时间ta的计算125.2.3. 其他时间的计算125.2.4单件时间tdj的计算136.夹具设计136.1提出问题146.2设计思想146.3夹具设计156.3.1定位分析156.3.2切削力及夹紧力的计算156.3.3夹具操作说明186.3.4确定导向装置187. 体会与展望198.参考文献20后盖零件图1、后盖的工艺分析及生产类型的确定1.1后盖的用途后盖主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。1.2、后盖的技术要求：该后盖的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)后盖右上端面22IT123.2后盖右端面50IT121.6左外圆端面IT126.3后盖中心孔32.5IT123.260孔IT126.368孔68-0。3-0.1IT106.35.8孔5.8IT126.3左外圆表面IT123.210外表面10+0+0.O35IT91.63孔IT1212.51.3、审查后盖的工艺性该后盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有后盖左、右端面，中心孔，要求其端面平行度相对左端平面满足0.15mm和0.02mm，其次就是5.8孔，的加工，可以防止加工10孔及3孔过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外10孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、确定后盖的生产类型后盖重量0.5kg，由表1-3知，后盖属轻型零件；由表1-4知，该后盖的生产类型为大批生产。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚后盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该后盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用金属型铸造。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1公差等级由后盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。2.2.2后盖铸造毛坯尺寸公差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm备注左；右端面250.95*2=1.90.427表2-1至表2-5右上端面厚度131.30.214.3表2-1至表2-532.5内孔0.95*2=1.90.430.6表2-1至表2-560内孔1*2=20.558表2-1至表2-568外圆端面155*2=3.10.271.1表2-1至表2-52.2.3绘制后盖毛坯简图3、拟定后盖工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1精基准的选择 根据该后盖零件的技术要求，选择后盖左端面和32.5孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。32.5孔是设计基准，选用其作竟基准定位后盖两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面平行度要求。选用后盖左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该后盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。3.1.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择后盖左端面和32.5孔作为粗基准。采用32.5孔定位加工左内孔可保证孔的壁厚均匀；采用后盖右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2、加工阶段的划分该后盖加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（后盖左端面和32.5孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车后盖右端面、车60内孔和68外圆、钻5.8和M8、M6螺纹。在半精加工阶段，完成后盖左右端面的精车加工和10孔的钻-粗铰-精铰加工。3.3、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排后盖的加工工序。该后盖的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.4、工序顺序的安排3.4.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准后盖左端面和32.5mm的孔。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工后盖右端面，再加工5.8和10孔。3.4.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行实效热处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该后盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用实效热处理即可满足零件的加工要求。3.4.3辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该后盖工序的安排顺序为：在、热处理基准加工粗加工半精加工。3.5、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了后盖的工艺路线。工序号工 名序 称工 序 内 容设 备工 艺 装 备1铸造2热处理实效HBS1872003粗车粗车后盖两端面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺4半精车半精车右端面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺5半精车半精车左端面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺6精车精车右端面C616A型卧式车床外圆车刀，游标卡尺7粗镗粗镗58mm的孔8粗车粗车71.1mm的外圆C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺9粗车粗车左外呀圆端面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺10粗镗粗镗30.6mm的孔11半精车半精车71.1mm的外圆C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺12半精车半精车左外圆端面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺13攻螺纹攻M6螺纹孔Z525型立时钻床M6丝锥，螺纹塞规14攻螺纹攻M8螺纹孔Z525型立时钻床M8丝锥，螺纹塞规15钻孔钻3-5.8mm的孔Z525型立时钻床莫氏圆锥16锪沉孔锪3-5.8mm的孔Z525型立时钻床锪钻17钻孔钻3mm的孔Z525型立时钻床d=3mm直柄麻花钻18钻孔钻10mm的孔Z525型立时钻床d=10mm直柄麻花钻19粗铰粗铰10mm的孔Z525型立时钻床专用夹具，10铰刀，游标卡尺20精铰精铰10mm的孔Z525型立时钻床专用夹具，10铰刀，游标卡尺21去毛刺钳工台平挫22清洗清洗台23终检4、加工余量、工序尺寸和公差的确定在这只确定钻-粗铰-精铰10孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm;钻孔余量Z钻=9.8mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm;粗铰：0.058mm;钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：10.0+0.015mm;粗铰，9.9600+0.058mm，钻：9.800+0.15mm。5、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻-铰-精铰10孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算5.1.1钻孔工步1）背吃刀量的确定 取ap=3mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度v选取为19m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=2016.98 r/min ,参照Z4006A型立式钻床的主轴转速，取转速n=2900 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=27.318 m/min。4）背吃刀量的确定 取ap=6.8mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.15 mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度v选取为20m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=649.94 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=20.92 m/min。5.1.2 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取ap=0.16mm。 2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.15mm/r。3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=95.925 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.0 m/min。5.1.3精铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.04mm。2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.15mm/r。3） 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=127.4r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=95.54r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.05m/min。5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算（1） 钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=29mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=3/2*cot54+1mm=3.064mm; f=0.1mm/r;n=2016.98mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。tj =L/fn=19+1+3.064/2016.98*0.1=0.11min=6.6s根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=19mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.15mm/r;n=649.94mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。tj =L/fn=19+1+5.3/649.94*0.15=0.26min=15.6s（2） 粗铰工步根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=19mm; f=0.15mm/r; n=95.9r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(19mm+0.37mm+15mm) /(0.15mm/min x 95.9r/min)=2.4min=144s。（3） 精铰工步同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=19mm; f=0.15mm/r; n=95.9 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(19mm+0.19mm+13mm) /(0.15mm/min x 95.9r/min)=2.24 min=134.4s。5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x(15.6+6.6)s=3.33s;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x144s=21.6s;精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x134.4s=20.16s;5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于后盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(22.2s+3.33s)=1.53s;粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(144s+21.6s)=9.94s;精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(134.4s+20.16s)=9.27s;5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=22.2s+3.33s+1.53s=27.06s;粗铰工步tdj粗铰=144s+21.6s+9.94s=175.54s;精铰工步tdj精铰=134.4s+20.16s+9.27s=163.83s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=27.06s+175.54s+163.83s=366.43s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销限制2个自由度，定位销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对10孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra1.6，钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计6.3.1定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工10孔时，采用端左端面和5.8孔内圆柱面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm6.3.2切削力及夹紧力的计算刀具：9.8的麻花钻，10铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度,19mmS每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 9.8mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =762（N）钻孔的扭矩： 式中 S每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 9.8mmHB布氏硬度，140HBS=8200(NM)铰孔时的切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式：式中 P切削力t钻削深度, 19mmS每转进给量, 0.4mmD铰孔钻直径, 10mmHB布氏硬度，140HBS 所以 = 75（N）铰孔的扭矩： 式中 t钻削深度, 19mmS每转进给量, 0.4mmD铰刀直径, 10mmHB布氏硬度，140HBS =625（NM）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则所需夹紧力 =766（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。6.3.3夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过32.5孔和侧面为定位基准，在圆柱销、平面和定位销实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用可换定位销6.3.4确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用可换钻套作为刀具的导向元件，查表9-9，确定钻套高度H=16mm，排泄空间h=10mm。7. 体会与展望短短的三周时间过去了，我们在老师的指导下完成了任务，每天都过的很充实。课程设计作为机械制造基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。最后感谢我们的冷岳峰老师，冷老师从布置任务的时候起就一直很耐心的辅导我们，每天都不厌其烦的给我们讲解在设计时遇到问题，这使我们认识到很多自己的不足，理论联系实际的能力欠缺，我会努力学习这方面知识提高自己的设计能力。8.参考文献【1】崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2006【2】李昌年主编 机床夹具设计与制造 机械工业出版社 2006【3】杨峻峰主编 机床及夹具 清华大学出版社 2005【4】吴拓主编 现代机床夹具设计 化学工业出版社 2009【5】曾志新 机械制造技术基础 武汉理工大学出版社 2001【6】黄如林主编 切削加工简明实用手册 化学工业出版社 2004【7】11艾兴 肖诗纲主编 切削用量简明手册 机械工业出版社2002机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称后盖共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号钻-粗铰-精铰10孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件113902711设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床组合机床夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件366.43工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时