后盖的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计

课程设计后盖的机械加工工艺规程及钻题目孔工艺装备设计班级渉机071一、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。ABSTRACTMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYCURRICULUMDESIGNISFINISHEDWELEARNALLTHEBASICCOURSEOFTHEUNIVERSITY,TECHNOLOGYANDTHEMOSTBASICCOURSEAFTERTHESPECIALIZED,WHICHISOURGRADUATIONPROJECTBEFORECONDUCTINGTHEVARIOUSCOURSESOFSTUDYBYANINDEPTHCOMPREHENSIVEREVIEWOFTHETOTAL,ISALSOATHEORYWITHPRACTICALTRAINING,THEREFORE,INOURFOURYEARSOFUNIVERSITYLIFEOCCUPYANIMPORTANTPOSITIONTHISISTHECOVERDESIGN,PARTSMAP,ROUGHMAP,ONEOFTHEASSEMBLY,MACHININGPROCESSWITHTHECARDANDTHECORRESPONDINGFIXTUREDESIGNEDBYTHEPROCEDURESOFTHEPROCESSOFACARDFIRSTOFALL,WEMUSTFAMILIARWITHTHEPARTS,THEPARTSSUBJECTTOTHEBACKCOVERBACKCOVERUNDERSTANDINGOFTHEROLE,FOLLOWEDINACCORDANCEWITHTHENATUREOFPARTSANDCOMPONENTSINTHEFACEOFTHEMAPONTHEROUGHNESSOFROUGHDETERMINETHESIZEANDMECHANICALJIAGONGYULIANGACCORDINGTOANOTHERLOCATIONANDTHENWESETTHEBENCHMARKFINEFIRSTBASE,ESTABLISHEDAFTERTHEBENCHMARKCRUDE,FINALIZINGTHECOVEROFTHEROADMAP,THEENACTMENTOFTHEWORKPIECECLAMPINGPROGRAMME,TODRAWFIXTUREASSEMBLY目录1、后盖的工艺分析及生产类型的确定111、后盖的用途112、后盖的技术要求113、审查后盖的工艺性214、确定后盖的生产类型22、确定毛胚、绘制毛胚简图221选择毛胚222确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量3221公差等级3222后盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量3223绘制后盖毛坯简图43、拟定后盖工艺路线431、定位基准的选择4311精基准的选择4312粗基准的选择432、加工阶段的划分533、工序的集中与分散534、工序顺序的安排6341机械加工工序6342热处理工序6343辅助工序635、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951、切削用量的计算9511钻孔工步9512粗铰工步9513精铰工步1052、时间定额的计算11521基本时间TJ的计算11522辅助时间TA的计算12523其他时间的计算12524单件时间TDJ的计算136夹具设计1361提出问题1462设计思想1463夹具设计15631定位分析15632切削力及夹紧力的计算15633夹具操作说明18634确定导向装置187体会与展望198参考文献20后盖零件图1038680103D6R517890358均布沉孔10深3M8通002A3A81000350（D4）218M613013250326363637633263165125193253045R5R52R1060AAAA后盖63技术要求热处理实效HBS18720材料HT20重量05KG20020015A161、后盖的工艺分析及生产类型的确定11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。12、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22IT1232后盖右端面50IT1216左外圆端面IT1263后盖中心孔325IT123260孔IT126368孔680。301IT106358孔58IT1263左外圆表面IT123210外表面1000O35IT9163孔IT1212513、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015MM和002MM，其次就是58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。14、确定后盖的生产类型后盖重量05KG，由表13知，后盖属轻型零件；由表14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21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。22确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表21至表25可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。221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CT9。222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250952190427表21至表25右上端面厚度131302143表21至表25325内孔09521904306表21至表2560内孔1220558表21至表2568外圆端21至表25223绘制后盖毛坯简图711683063751058575143273、拟定后盖工艺路线31、定位基准的选择311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325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。325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。312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325孔作为粗基准。采用325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。32、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325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58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。33、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。34、工序顺序的安排341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325MM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58和10孔。342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。343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。35、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C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺4半精车半精车右端面C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺5半精车半精车左端面C6201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711MM的外圆C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺9粗车粗车左外呀圆端面C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺10粗镗粗镗306MM的孔11半精车半精车711MM的外圆C6201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C6201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358MM的孔Z525型立时钻床莫氏圆锥16锪沉孔锪358MM的孔Z525型立时钻床锪钻17钻孔钻3MM的孔Z525型立时钻床D3MM直柄麻花钻18钻孔钻10MM的孔Z525型立时钻床D10MM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228可查得，精铰余量Z精铰004MM；粗铰余量Z粗铰016MM钻孔余量Z钻98MM。查表120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0015MM粗铰0058MM钻015MM。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰1000015MM粗铰，996000058MM，钻9800015MM。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。51、切削用量的计算511钻孔工步1）背吃刀量的确定取AP3MM2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F01MM/R。3）切削速度的计算由表522，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度V选取为19M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N201698R/MIN,参照Z4006A型立式钻床的主轴转速，取转速N2900R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/100027318M/MIN。4）背吃刀量的确定取AP68MM2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F015MM/R。3）切削速度的计算由表522，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度V选取为20M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N64994R/MIN,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N680R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/10002092M/MIN。512粗铰工步1）背吃刀量的确定取AP016MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F015MM/R。3）切削速度的计算由表531，切削速度V选取为3M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N95925R/MIN,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N97R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/100030M/MIN。513精铰工步1）背吃刀量的确定取AP004MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F015MM/R。3）切削速度的计算由表531，切削速度V选取为3M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N1274R/MIN,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N9554R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/1000305M/MIN。52、时间定额的计算521基本时间TJ的计算（1）钻孔工步根据表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。式中L29MML21MML1D/2COTKR123/2COT541MM3064MMF01MM/RN201698MM/R。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。TJL/FN1913064/20169801011MIN66S根据表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。式中L19MML21MML1D/2COTKR1298/2COT541MM53MMF015MM/RN64994MM/R。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。TJL/FN19153/64994015026MIN156S（2）粗铰工步根据表541，铰圆柱孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。式中L2、L1由表542按KR15、AP（DD）/2（99698）/2008的条件查得L1037MML215MM而L19MMF015MM/RN959R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ19MM037MM15MM/015MM/MINX959R/MIN24MIN144S。（3）精铰工步同上，根据表541可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得该工步的基本时间。式中L2、L1由表542按KR15、AP（DD）/2（10996）/2002的条件查得L1019MML213MM而L19MMF015MM/RN959R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ19MM019MM13MM/015MM/MINX959R/MIN224MIN1344S。522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TA01502TJ,这里取TA015TJ,则各工序的辅助时间分别为钻孔工步的辅助时间为TA015X15666S333S粗铰工步的辅助时间为TA015X144S216S精铰工步的辅助时间为TA015X1344S2016S523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27，休息与生理需要时间TX是作业时间的24，这里均取3，则各工序的其他时间可按关系式（33）（TJTA）计算，它们分别为钻孔工步的其他时间为TBTX6X222S333S153S粗铰工步的其他时间为TBTX6X144S216S994S精铰工步的其他时间为TBTX6X1344S2016S927S524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222S333S153S2706S粗铰工步TDJ粗铰144S216S994S17554S精铰工步TDJ精铰1344S2016S927S16383S因此，此工序的单件时间TDJTDJ钻TDJ粗铰TDJ精铰2706S17554S16383S36643S。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。10016610910245462401AB1B面对A面垂直度公差005M2钻套轴线对夹具体底面垂直度公差005M技术要求6H6N5180110F815H7N619H7N6325H6N510561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。62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RA16，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。63夹具设计631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58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B0，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（TDTDS）/2TD0050MMTD0011MMS0010MMJ00355MM632切削力及夹紧力的计算刀具98的麻花钻，10铰刀。钻孔切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式HBDSP609067式中P钻削力T钻削深度,19MMS每转进给量,01MMD麻花钻直径,98MMHB布氏硬度，140HBS所以DSP609067762（N）钻孔的扭矩HBSM60940201式中S每转进给量,01MMD麻花钻直径,98MMHB布氏硬度，140HBSM6094028200NM铰孔时的切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式HBSTP6040219式中P切削力T钻削深度,19MMS每转进给量,04MMD铰孔钻直径,10MMHB布氏硬度，140HBS所以TP604021975（N）铰孔的扭矩DPHBST406075031式中T钻削深度,19MMS每转进给量,04MMD铰刀直径,10MMHB布氏硬度，140HBSDPT406753625（NM）钻孔夹紧力查机床夹具设计手册P70表36，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式DTDFLQWGZ132式中螺纹摩擦角平头螺杆端的直径D1工件与夹紧元件之间的摩擦系数,016F螺杆直径DZ螺纹升角Q手柄作用力L手柄长度则所需夹紧力DTDFLQWGZ132766（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。633夹具操作