端盖零件的机械加工工艺规程和钻孔夹具设计【毕业论文和4张CAD图纸】

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摘 要
本次设计的主要内容是汽车法兰上的端盖加工工艺规程及4-φ9孔钻夹具的设计。端盖是法兰盘上的一个零件，与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为孔和外圆。由零件要求分析可知，保证孔和外圆尺寸的同时应该尽量保证其同轴度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以φ108大外圆粗定位夹紧加工后，对孔和外圆分粗精加工同时成型。因其粗糙度为Ra3.2，可直接车削满足。对于钻4-φ9孔时，主要以孔定位，两铣削端面限位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。本文的研究重点在于通过汽车法兰端盖的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的端盖零件。

关键词：端盖、加工工艺、钻孔、定位、夹具

目 录

摘要…………………………………………………………………………………  2
1 设计目的及背景 ………………………………………………………………   4
2 端盖零件的机械加工工艺过程分析……………………………………………  4
2.1 计算生产纲领、确定生产类型………………………………………………  4
2.2 零件的分析……………………………………………………………………  5
2.3 选择毛坯………………………………………………………………………  5
2.4 工艺规程设计…………………………………………………………………  6
2.4.1 定位基准的选择……………………………………………………………  6
2.4.2 零件加工方法的选择………………………………………………………  6
2.4.3 制定工艺路线………………………………………………………………  6
2.4.4 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯——零件综合图……………  7
2.4.5 工序设计……………………………………………………………………  8
2.4.6确定切削用量及基本时间（机动时间）…………………………………… 13
3  机床夹具设计…………………………………………………………………  20
3.1 拟定夹具的结构方案 ………………………………………………………  20
3.1.1 确定夹具的类型 …………………………………………………………  20
3.1.2 确定工件的定位方案 ……………………………………………………  20
3.1.3 确定工件的夹紧形式 ……………………………………………………  21
3.1.4 确定刀具的导向方式或对刀装置 ………………………………………  21
3.1.5确定其它机械，如分度、装卸用的辅助装置等…………………………  21
3.1.6 夹具体的结构类型设计 …………………………………………………  21
3.1.7 夹具总图设计 ……………………………………………………………  21
3.2 夹具精度的校核 ……………………………………………………………  22
4 总结 ……………………………………………………………………………  23
5 参考文献 ………………………………………………………………………  23

1、设计目的及背景
汽车工业是我国的四大支柱形产业之一，在当前经济形势整体企稳回暖、我国汽车产业趋向走好的背景下，各大汽车制造厂及零部件制造厂都扩产增销，推陈出新，行业形势出现“持续热销”的火热局面。改革开放以来，中国的汽车工业如同其它工业一样在开放与竞争中迅速成长。据国家统计局的统计资料显示，1990年中国的汽车产量仅有51.4万辆，其中轿车仅有3.5万辆，经过14年的努力，到2003年中国的汽车产量达到444.39万辆，与1990年相比增长了8.6倍，轿车产量达到202.01万辆，增长57.7倍。中国的汽车已快速进入家庭，因此带动了各汽车配件厂的快速发展。
本这设计的主要任务是汽车法兰上的一个端盖，其作用是连接配对零件并传递相关功能。
机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程以后，进行的一次理论联系实际的综合运用。培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，独立分析与解决问题的能力，有助于学生对专业知识、技能的进一步提高，为以后从事专业技术工作打下基础。专用夹具的设计，对加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的性能有着重要的影响。本课题讨论的目的是通过分析汽车法兰端盖的特点，论述了设计时应注意的问题及其应用范围。

2、端盖零件的机械加工工艺过程分析
2.1计算生产纲领、确定生产类型
图1示为端盖零件，该产品年产量为4000件，根据其年需求量要求设定其备品率为10%，废品率为1%（含工废和料废），现制定端盖的机械加工工艺规程。
N=Q×n×(1+a+b)  件/年                  （1）
式中：N——零件的生产纲领（件/年）
     Q——产品的年生产量（台/年）
     n——每台产品中该零件数量（件/台）
     a——零件的备品率
     b——零件的平均废品率
N=4000×1×(1+10%+1%)=4440（件/年）
端盖年需求量为4440件，因已知该产品为轻小型机械，根据教材和手册中生产类型及生产纲领的关系，确定其生产类型为中批生产。

图1 零件图

2.2零件的分析
端盖零件的视图正确，部分尺寸需要补充完善，公差及技术要求需要完善，已在正式提交的零件图上补充完善。本零件外圆和内孔精度要求较高，并且为设计基准。因φ108外圆及端面图纸标注为非加工表面，但考虑过程中会用其做工序基准，所以在工艺加工过程中安排了加工余量并作了加工。4-φ9位置度要求为0.15，利用钻夹具在台钻上加工直接可以满足要求。其余尺寸公差及形位公差都能保证。
2.3选择毛坯
端盖零件通常不要求作大的频繁的转动，与配对零件是间隙配合，有微小的转动，所以考虑到强度上的要求，将零件定为45#钢、正火处理，以改善强度、细化组织，增加零件的耐磨性。因其轮廓尺寸不大，形状又不复杂，加之成批生产，所以毛坯采用模锻成型。
较简单的外圆形状，中间的盲孔比较大，可采取锻件尺寸与成品尺寸尽量接近的毛坯尺寸。零件小，可用比较小的设备吨位就能达到目的。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
2.4工艺规程设计
2.4.1定位基准的选择
本零件为圆柱体实心件，部分表面需要加工。需要加工的表面精度中等，光洁度为Ra3.2，中间孔0为设计基准，也是装配和测量基准。但在加工过程中需要借用大外圆φ108及端面作为粗基准来加工φ60孔及同侧尺寸，所以将φ108及端面进行了加工。粗基准加工后，后工序加工以设计基准为加工基准，即遵循了“基准重合”的原则。