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辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：设计端盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计端盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备（大批量生产）（大批量生产）产品型号零件图号3-8机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品名称零件名称端盖共 1 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号金工铣圆弧HT200毛皮种类毛皮外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床X52 铣床1夹具编号夹具名称钻床专用夹具工序工时工位器具编号工位器具名称准终单件10+0,030-0,0006.3124129.21s主轴转速切削速度进给量切削深度工步工时工步号工步内容工艺设备r/minm/minmm/rmm进给次数机动辅助1铣下端小圆弧铣刀39212.060.112128s4.2s设计（日期）审核（日期）标准化（日期） 会签（日期）标记处数更改文件批号签字日期标记处数更改文件批号签字日期2008.6.28胡继宇机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品名称零（部）件名称端盖共（ 1 ）页第（ 1 ）页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数1每台件数备注工步工时工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备1铸造铸造2热处理退火3粗铣端盖左右端面、方形端面立式铣床 X51端铣刀、游标卡尺4精铣端盖左右端面、方形端面立式铣床 X51端铣刀、游标卡尺5粗车、半精车 75 外圆CA6140外圆车刀、游标卡尺6车 3X0.5 倒角CA6140端面车刀、卡尺、塞规7钻-扩-铰 25 孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规8钻 4 孔四面组合钻床麻花钻、卡尺、塞规9钻-铰-精铰 10 孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、卡尺、塞规129.21s10钻 9 孔四面组合钻床麻花钻、卡尺、塞规11钻 14 孔四面组合钻床麻花钻、铰、卡尺、塞规12铣 R33 圆弧数控铣床立铣刀、游标卡尺13去毛刺钳工台平锉描图14清洗清洗机胡继宇15终检塞规、卡尺、百分表等装订号2008.6张连勇设计日期审核日期标准化日期会签日期标记处数更改文件号签字日期指导2008-6-28辽宁工程技术大学课程设计I一、设计题目一、设计题目设计“端盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备二、设计要求二、设计要求机械制造技术基础课程设计题目一律定为：“端盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计。课程设计题目由指导教师指定，经教研室主任审查签字后发给学生。生产纲领为中批或大批生产。设计的要求包括如下几个部分：1绘制零件图。 1 张2编制零件的机械加工工艺卡片。 1 套 （或机械加工工艺过程综合卡片 1 张）3绘制夹具装配图（A0 或 A1） 1 张4绘制夹具中 1 个零件图（A1 或 A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图） 。 1 张4编写课程设计说明书（约 60008000 字） 。 1 份说明书主要包括以下内容（章节）（1） 目录（2） 摘要（中外文对照的，各占一页）（3） 零件工艺性分析（4） 机械加工工艺规程设计（5） 指定工序的专用机床夹具设计（6） 方案综合评价与结论（7） 体会与展望（8） 参考文献列出参考文献(包括书、期刊、报告等，15 条以上)辽宁工程技术大学课程设计II三、上交材料三、上交材料1工件零件图 1 张2工件毛坯图 1 张3机械加工工艺卡片 1 张4零件的机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1 张5夹具装配图 1 张6课程设计说明书 1 份四、进度安排四、进度安排1.第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。2.第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。5第 1415 天，零件图的绘制。6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。8第 2021 天，答辩。五、指导教师评语五、指导教师评语成成 绩：绩： 指导教师指导教师日日期期辽宁工程技术大学课程设计III摘摘要要机械制造工艺学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生活中占有重要的地位。这次设计的是端盖，有零件图、毛坯图、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，题目所给的零件是端盖。了解了端盖的作用，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，最后拟定端盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。辽宁工程技术大学课程设计IVAbstractMachinery 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 cover. 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.辽宁工程技术大学课程设计V目录目录1、端盖的工艺分析及生产类型的确定.21.1、端盖的用途.21.2、端盖的技术要求.21.3、审查端盖的工艺性.21.4、确定端盖的生产类型.32、确定毛胚、绘制毛胚简图.32.1 选择毛胚 .32.2 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 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量.42.2.3 绘制端盖毛坯简图.43、拟定端盖工艺路线.53.1、定位基准的选择.53.1.1精基准的选择.53.2.2粗基准的选择.53.2 、表面加工方法的确定.53.3、加工阶段的划分.63.4、工序的集中与分散.63.5、工序顺序的安排.63.5.1 机械加工工序 .63.5.2热处理工序 .73.5.3辅助工序 .73.6、确定工艺路线 .74、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 .105.1.3 精铰工步 .105.2、时间定额的计算 .10辽宁工程技术大学课程设计VI5.2.1基本时间tj的计算 .105.2.2辅助时间ta的计算 .115.2.3. 其他时间的计算.125.2.4单件时间tdj的计算 .126.夹具设计 .136.1 提出问题 .136.2 设计思想 .146.3 夹具设计 .146.3.1 定位分析 .146.3.2 切削力及夹紧力的计算.156.3.3 夹具操作说明.176.3.4 确定导向装置.177. 体会与展望 .188.参考文献 .191.外文翻译机械加工零件的工艺及夹具设计摘 要：本文对机械加工零件的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，夹具在机械加工中所占的地位和重要性，以及夹具设计。随着科学的日益发展进步和国家产业政策的调整,工程机械行业已成为没有政策壁垒的完全竞争行业关键词：技术背景/发展趋势/工序/定位方案1 机械加工历史背景及其意义机械制造业是一个古老而永远充满生命力的行业。随着现代工业的发展，对机械产品的要求越来越高，机械制造工艺也在日新月异地发展。自新中国成立以来，我国的制造技术与制造业得到了长足发展，一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来，我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源，有计划地推进企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化，为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在阶段性差距。进入二十一世纪，我国发展经济的主导产业仍然是制造业，特别是在我国加入世贸组织后，世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，我国有廉价的劳动力和广大的消费市场，因此，我国工业要想发展，就需要有相应的技术和设备来支持。机械工业是国民经济的装备工业；是科学技术物化的基础；是高新技术产业化的载体；是国防建设的基础；是实现经济快速增长的重要支柱；也是为提高人民生活质量、提供消费类机电产品的供应工业。它对国民经济运行的质量和效益、产业结构的调整和优化具有极其重要的作用。2 机械行业的现状及发展趋势随着社会的发展，各种机械逐渐运用到各个行业中，不管是在农用、军用、工用等方面，离开了机械的操作就谈不上效率，因此，从某中角度上来说，一个国家的经济实力、社会地位，和机械行业的发展是密不可分的。各工业化国家经济发展的历程表明，没有强大的装备制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化3。目前装备制造业发展滞后是制约我国经济发展和产业升级的重要因素，加大结构调整力度，推进机械工业持续、健康、稳定发展，对于转变经济增长方式，提高国民经济整体素质，增强我国经济的国际竞争力，保障国防安全等都具有重要而深远的意义。3 机械加工工艺规程制订3.1 机械加工工艺过程的定义机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状，尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。机械加工工艺过程直接决定零件及产品的质量和性能，对产品的成本、生产周期都有较大的影响，是整个工艺过程的重要组成部分。3.2 机械加工工艺过程的组成组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成的。 工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是制定劳动定额、配备工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。 安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。 当应用转位（或移位）加工的机床（或夹具）进行加工时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对于机床要经过几个位置依次进行加工，在每一个工作位置上所完成的那一部分工序，称为工位。采用多工位加工可以减少装夹的次数，减少装夹误差，提高生产率。 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（仅指主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。 在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切削，每切削一次就称为一次走刀。3.3 机械加工工艺规程的定义规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程，它是企业生产中的指导性技术文件。3.4 机械加工工艺规程的作用及内容机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。3.5 制订机械加工工艺规程的原则及步骤在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划加工出符合图纸要求的零件，是制订机械加工工艺规程的基本原则。制订机械加工工艺规程的步骤如下：根据零件的生产纲领决定生产类型；分析零件加工的工艺性；选择毛坯的种类和制造方法；拟订工艺过程；工序设计；编制工艺文件。4 夹具设计4.1 夹具设计的意义在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通用夹具是在普通机床上一般都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铣床上的回转工作台,分度头,顶尖座等。它们都一标准化了,具有一定的通用性,可以用来安装一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是,在实际生产中,通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要;或者因为生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进;或者由于工件的形状,加工的要求等的不同须专门设计制造一种专用夹具,以解决生产实际的需要。用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的,其功用主要有下列几个方面:1.保证工件被加工表面主要包括加工工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。2.采用专用夹具后,安装工件和转换工位的工作都可以大为简化,不再需要画线和找正,缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序,从而提高了劳动生产率.在生产中由于采用了多工件平行加工的夹具,使同时加工的几个工件的机动时间将与加工一个工件的机动时间相同。采用回转式多工位连续加工夹具,可以在进行切削加工某个工件的同时,进行其它工件的装卸工作,从而使辅助时间与机动时间相重合。总之,随着专用夹具的采用和进一步改善,可以有效地缩短工序时间,满足生产不断发展的需要。3.采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。例如在普通车床上附加镗模夹具后,便可以代替镗床工作;装上专用夹具后可以车削成型表面等,以充分发挥通用机床的作用。4.减轻劳动强度,保障安全生产。根据生产需要,采用一些气动,液压或其它机械化,自动化程度较高的专用夹具,对于减轻工人的劳动强度,保障生产安全和产品的稳质高产都有很大作用。加工大型工件时,例如加工车床床身上,下两面上的螺孔,需要把床身工件翻转几次进行加工,劳动强度大而且不安全。采用电动回转式钻床家具后,就能够达到提高生产效率,减轻劳动强度,保障生产安全的目的。4.2 夹具的发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。1980 年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴”。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。 任何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。现在，机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。利用更好的夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。一个好的夹具是加工出合格产品的首要条件，为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国夹具行业较为行之有效的途径。参考文献1：裘愉，组合机床，北京：机械工业出版社，1995.2：金振华.组合机床及其调整与使用.北京：机械工业出版社，1990.3：沈延山.生产实习与组合机床设计.大连：大连理工大学出版社，1989.4：上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学.福建科学技术出版社，1996.5：王华坤，范元勋.机械设计基础.北京：兵器工业出版社，2000.6：冯辛安.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，1998.7：陈日曜.机械原理.北京：机械工业出版社，1992.8：方子良.机械制造技术基础.上海：上海交通大学出版社，2004.9：刘秋生，李忠文.液压传动与控制.北京：宇航出版社，1994.10：陈于萍，周兆元.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社，2005.11：东北重型机械学院等.机床夹具设计手册.上海：上海科技技术出版社，1979.12：机械设计手册联合编写组.机械设计手册.北京：机械工业出版社，1987.13：王先逵.机械制造工艺学（上下册）.北京：清华大学出版社，1989.14：崇凯.机械制造技术基础课程设计指南. 15：黄如林，汪群.金属加工工艺及工装设计. 16：鲁屏宇.工程图学.17：冯辛安.机械制造装备设计.18：Gell Maurice Materials Science and Engineering，1995，A204：24625119：X. Chen, J.W. Hutchinson, M.Y. He, A.G. Evans, Acta Mater. 51 (2003) 2017.辽宁工程技术大学课程设计1端盖零件图端盖零件图 辽宁工程技术大学课程设计21 1、端盖的工艺分析及生产类型的确定、端盖的工艺分析及生产类型的确定1.11.1、端盖的用途、端盖的用途端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。1.21.2、端盖的技术要求、端盖的技术要求：该端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)端盖左端面58IT1312.50.03B端盖右端面58IT133.20.03B方形端面115X115IT1312.50.03B端盖中心孔250+0.03IT83.214 孔14IT1012.510 孔100+0.03IT96.39 孔9IT1312.54 孔4IT1312.575 外表面75-0.04+0.O1IT93.2R33 弧R33IT1312.51.31.3、审查端盖的工艺性、审查端盖的工艺性该端盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有端盖左 、右 端面 ，方形端面，要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm，其次就是 25 孔及 10 孔， 25 孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外10 孔的辽宁工程技术大学课程设计3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，通过铣削、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。1.41.4、确定端盖的生产类型、确定端盖的生产类型依设计题目知： Q=5000 件/年， m=1 件/年，结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 0.5%。代入公式得：N=5000 台/年 X1 件/台 X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75端盖重量为 0.5kg，由表 1-3 知，端盖属轻型零件；由表1-4 知，该端盖的生产类型为大批生产。2 2、确定毛胚、绘制毛胚简图、确定毛胚、绘制毛胚简图2.12.1 选择毛胚选择毛胚端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。该端盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用砂型铸造。2.22.2 确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量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。2.2.12.2.1 公差等级公差等级由端盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。辽宁工程技术大学课程设计42.2.2 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm备注方形端面115*1151.5*2=32.5119.25-1.251.25表 2-1 至表 2-5厚度 580.5*2=1260-11表 2-1 至表 2-5方形断面厚度150.51.616.3-0.80.8表 2-1 至表 2-575 外圆面1*2=22.278.1-1.11.1表 2-1 至表 2-575 外圆长度 70.51.68.3-0.80.8表 2-1 至表 2-525 孔0.5*2=11.723.15-0.850.85表 2-1 至表 2-52.2.32.2.3 绘制端盖毛坯简图绘制端盖毛坯简图辽宁工程技术大学课程设计53 3、拟定端盖工艺路线、拟定端盖工艺路线3.13.1、定位基准的选择、定位基准的选择3.1.13.1.1精基准的选择精基准的选择 根据该端盖零件的技术要求，选择端盖右端面和 25 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。 25 孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位端盖两端面 ，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跳动度要求。选用端盖右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合 ”原则，因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。3.2.23.2.2粗基准的选择粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择端盖 左端面和 60 外圆面作为粗基准。 采用 60 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用端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。3.23.2 、表面加工方法的确定、表面加工方法的确定 根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注75 端面IT1112.5粗铣-精铣表 1-6 至表 1-8115x115 端面IT113.2粗铣-精铣表 1-6 至表 1-860 端面IT113.2粗铣-精铣表 1-6 至表 1-825 孔IT83.2钻-扩-铰表 1-6 至表 1-810 孔IT96.3钻-铰-精铰表 1-6 至表 1-8辽宁工程技术大学课程设计64x9 孔IT1312.5钻表 1-6 至表 1-84 孔IT1312.5钻表 1-6 至表 1-84x14 孔IT1312.5钻-扩表 1-6 至表 1-875 外圆面IT93.2粗车-半精车表 1-6 至表 1-83.33.3、加工阶段的划分、加工阶段的划分该端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（端盖右端面和 25 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；然后粗铣端盖 左端面、 方形端面、车75 外圆、 3X.0.5 倒角。在半精加工阶段，完成端盖 左端面的精铣加工和10 孔的钻 -铰-精铰加工 及 14孔等其他孔的加工。3.43.4、工序的集中与分散、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排端盖的加工工序。该端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。3.53.5、工序顺序的安排、工序顺序的安排3.5.13.5.1 机械加工工序机械加工工序（1）遵循 “先基准后其他 ”原则，首先加工精基准端盖 右端面和 250+0.03mm 孔。辽宁工程技术大学课程设计7（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，先加工端盖右端面，再加工25孔。3.5.23.5.2热处理工序热处理工序 铸造成型后 ，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.33.5.3辅助工序辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该端盖工序的安排顺序为：在、热处理基准加工粗加工 精加工。3.63.6、确定工艺路线、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，下表列出了端盖的工艺路线。工序号工序名称机床设备刀具量具1热处理退火2 粗铣端盖左右端面、方形端面立式铣床 X51端铣刀游标卡尺3精铣端盖左右端面、方形端面立式铣床 X51端铣刀游标卡尺4粗车、半精车 75 外圆CA6140外圆车刀游标卡尺5车 3X0.5 倒角CA6140端面车刀6钻-扩-铰 25 孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规辽宁工程技术大学课程设计87钻 4 孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规8钻-铰-精铰 10 孔四面组合钻床麻花钻、铰刀卡尺、塞规9钻 9 孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规10钻 14 孔四面组合钻床麻花钻、铰卡尺、塞规11铣 R33 圆弧数控铣床立铣刀游标卡尺12去毛刺钳工台平锉13清洗清洗机14终检塞规、卡尺、百分表等4 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定钻 -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：1000+0.015mm;粗铰9.9600+0.058mm;钻： 9.800+0.15mm,它们的相互关系如下图所示。辽宁工程技术大学课程设计95 5、切削用量、时间定额的计算、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。5.15.1、切削用量的计算、切削用量的计算5.1.15.1.1 钻孔工步钻孔工步1）背吃刀量的确定 取 ap=9.8mm.2) 进给量的确定 由表 5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。3）切削速度的计算 由表 5-22，按铸铁硬度为200241HBS 计算，切削速度v 选取为 12m/min,由公式（ 5-1）n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速n=389.96 r/min ,参照 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=392 r/min ,再将此转速代入公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻辽宁工程技术大学课程设计10削速度为 v=3.14nd/1000=12.06 m/min。5.1.25.1.2 粗铰工步粗铰工步 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=0.4mm/r。3）切削速度的计算 由表 5-31，切削速度 v 选取为 2m/min,由公式（ 5-1）n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速n=63.95 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。5.1.35.1.3 精铰工步精铰工步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=0.3mm/r。3） 切削速度的计算 由表 5-31，切削速度 v 选取为 4m/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=140r/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=4.4m/min。辽宁工程技术大学课程设计115.25.2、时间定额的计算、时间定额的计算5.2.15.2.1基本时间基本时间 t tj j的计算的计算（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=20mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。（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=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。（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=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。辽宁工程技术大学课程设计125.2.25.2.2辅助时间辅助时间 t ta a的计算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=0.15x28s=4.2s;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s;精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s;5.2.3.5.2.3. 其他时间的计算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。由于端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(28s+4.2s)=1.93s;粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;5.2.45.2.4单件时间单件时间 t tdjdj的计算的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步 tdj 钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s;粗铰工步 tdj 粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s;辽宁工程技术大学课程设计13精铰工步 tdj 精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj 钻+tdj 粗铰+tdj 精铰=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6.6.夹具设计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。辽宁工程技术大学课程设计146.16.1 提出问题提出问题（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。6.26.2 设计思想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辽宁工程技术大学课程设计15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 Ra3.2，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。6.36.3 夹具设计夹具设计6.3.16.3.1 定位分析定位分析（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，采用端盖右端面和25 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=0.0355mm6.3.26.3.2 切削力及夹紧力的计算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： HBDSP6 . 09 . 06 .70式中 P钻削力辽宁工程技术大学课程设计16t钻削深度,12mmS每转进给量, 0