端盖机械加工工艺规程设计及铣削交叉槽工序专用夹具设计

课程设计题目端盖机械加工工艺规程设计及铣削交叉槽工序专用夹具设计班级机电052班一、设计题目二、原始资料1被加工零件的零件图（草图）1张2生产类型5000件/年三、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4夹具装配图1张5夹具体零件图1张6课程设计说明书5000字左右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日期摘要本次课程设计的主要内容是夹具设计，目的在于通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养，另外为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程设计，学生应在下述方面得到锻炼1使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法正确的进行公义计算。4进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5通过设计的全过程，使学生学会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。ABSTRACTTHECURRICULUMDESIGNARETHEMAINCONTENTSOFFIXTUREDESIGN,AIMEDATTHEADOPTIONOFTHECURRICULUMDESIGN,WILLLEARNTHEORYANDPRACTICEOFCOMBININGPRODUCTION,RESOLVEDTHEISSUEOFCAPACITYISSUESANDTHEINITIALTRAINING,ANDTODOAGOODJOBAFTERGRADUATINGFROMDESIGNANDEMBARKEDONWORKPOSTSTOCONDUCTACOMPREHENSIVETRAININGTHROUGHTHEDESIGNOFTHECOURSE,STUDENTSSHOULDRECEIVETRAININGINTHEFOLLOWINGAREAS1SOTHATSTUDENTSHAVEDEVELOPEDAPOINTOFORDEROFTHEINITIALCAPACITYCANMAKECOMPREHENSIVEUSEOFFIREARMSMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDOTHERCOURSESBASEDONTHEBASICTHEORIESANDMETHODS,THERIGHTTODEVELOPAPARTSORDERPROCESSINGMACHINERY2FIXTUREWITHTHEPRELIMINARYDESIGNFORCAPACITYANDIMPROVESTRUCTURALDESIGNCAPACITY3COMBINATIONOFDESIGN,THEAPPLICATIONPROCESSCANBESKILLEDCALCULATIONMETHODTHERIGHTTOJUSTICECALCULATION4FURTHERIMPROVEACCESSTOINFORMATION,SKILLEDUSEOFDESIGNMANUAL,THEREFERENCETOFUNDINGMATERIALSSUCHASTHEABILITY5THROUGHTHEENTIREPROCESSOFDESIGN,PROCESSDESIGNSTUDENTSTOLEARNTHEPROCEDURESANDMETHODS,ANDFOSTERINDEPENDENTTHINKINGANDTHEABILITYTOWORKINDEPENDENTLY目录1端盖的工艺性分析111端盖的用途112端盖的技术要求113审查端盖的工艺性12确定端盖的生产类型23确定毛坯、绘制毛坯件图231选择毛坯232确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2321公差等级及尺寸公差2322要求的机械加工余量233绘制端盖毛坯简图34拟定端盖工艺路线441定为基准的选择4411精基准的选择4412粗基准的选择442表面加工方法的确定443加工阶段的划分544工序的集中与分散645工序顺序的安排646确定工艺路线65加工余量、工序尺寸和公差的确定751工序1、工序4和工序7加工端盖两端面之设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。752工序12的设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定96切削用量的计算961工序1粗车端盖左端面962工序4粗车端盖右端面1063工序7精车端盖左端面1064工序12粗铣左端槽107专用铣床铣槽工序专用夹具设计1071定位方案1072夹紧机构1173对刀装置1174夹具与机床连接元件1175夹具体11参考文献121端盖的工艺性分析11端盖的用途1、轴承外圈的轴向定位。2、防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。12端盖的技术要求加工表面尺寸及偏差/公差及精度等级表面粗糙度RA/UM形位公差/80沉孔80H7IT732003A60孔60IT763180左端面30IT1232003A12孔12IT7130圆柱面130G7IT716端盖左端面42IT1232003A端盖右端面42IT1263该端盖结构简单，属典型的盘盖类零件，为实现轴向定位功能，端盖左端面与轴承外圈侧面有配合要求，因此，加工精度要求较高。为实现密封和防尘功能，要求130圆柱面和箱体轴承孔有配合要求，180左端面和箱体表面也要有配合要求，所以要求80H7轴线对130G轴线的同轴度公差为003，端盖左端面和180左端面对130G轴线的圆跳动公差为003综上所述，该端盖件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在变速箱中的功用。13审查端盖的工艺性分析零件图可知，端盖130圆柱面要求切削加工，并在圆周上高于其他表面，这样减少了加工面积；另外，该零件除主要工作表面外，其余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；而主要加工表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。2确定端盖的生产类型依设计题目知Q5000台/年，M1件/台；结合生产实际，备品率A和废品率B分别取3和05。代入公式（11）得N5000台/年1件/台13（105）51758件/年端盖重量为45KG，由查表13知，端盖属轻型零件；由表41知，该端盖的生产类型为大批生产。3确定毛坯、绘制毛坯件图31选择毛坯由于该端盖形状复杂，毛坯采用铸件。该端盖的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产效率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。材料选择灰铸铁。32确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表21表25可知，要确定毛坯的尺寸公差及加工余量，应确定如下各项因素。321公差等级及尺寸公差由端盖的功用和技术要求，由表21确定该零件的公差等级为CT810，取CT9。322要求的机械加工余量由表25确定毛坯毛坯铸件的机械加工余量等级为F，由表24确定铸件机械加工余量RMA为2。表2端盖铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目/MM毛皮尺寸/MM尺寸公差/MM备注宽度42472表23公式21右端面直径180185428表23公式21左端1301352525表23公式21左端孔10610625表23右端孔60552表23公式22右端80沉孔74822表23公式22右端孔60深度161616表23右端80沉孔深度832515表23公式22高度3025118表23公式2233绘制端盖毛坯简图4拟定端盖工艺路线41定为基准的选择定为基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。411精基准的选择根据该端盖零件的技术要求和装配要求，选择端盖左端面和130轴线作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。端盖130轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工180圆柱面和60、80的孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的同轴度要求。选用端盖的左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准；另外，由于端盖呈圆盘形，选择130轴线作为精基准，定位可靠夹紧结构简单，操作方便。412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，该零件选择右端面作为粗基准加工左端面，为后续工序准备好精基准；由于130圆柱面加工余量相对较小，所以选130轴线作为粗基准加工180圆柱面，再以180圆柱面为基准精加工130圆柱面，为后续加工准备好精基准。42表面加工方法的确定根据端盖零件图上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。表3端盖零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度RA/UM加工方案备注80沉孔IT732粗铣半精铣精铣表1860孔IT863粗镗表17180左端面IT1232粗车半精车精车表1812孔IT12125钻表17130圆柱面IT716粗车半精车精车表16端盖左端面IT1232粗车半精车精车表18端盖右端面IT1263粗车表18左端的槽IT12125粗铣表1843加工阶段的划分该端盖加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，然后粗车右端面、粗镗60孔、钻12孔、粗铣槽。在半精和精加工阶段，完成80沉孔、180左端面、130圆柱面和端盖左端面的精车加工。44工序的集中与分散本零件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卡夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。45工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准端盖左端面和130圆柱面。遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。遵循“先面后孔”原则，先加工右端面，再加工60孔，在加工钻12孔。综上所述，该端盖工序的安排顺序为基准加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。46确定工艺路线在综合上述工序顺序的基础上，下表列出了端盖的工艺路线。表4端盖的工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具1粗车端盖左端面卧式车床端面车刀2粗车130圆柱面卧式车床圆弧车刀3粗车126圆柱面卧式车床圆弧车刀4粗车端盖右端面卧式车床端面车刀5粗车180外圆柱面卧式车床圆弧车刀6粗镗60孔卧式车床镗刀7精车端盖左端面卧式车床端面车刀8精车130圆柱面卧式车床圆弧车刀9粗车、精车180左端面卧式车床端面车刀10钻612孔Z525立式钻床麻花钻11粗铣、精铣80沉孔卧式双面铣床镶齿三面刃铣刀12粗铣左端槽立式铣床高速钢键槽铣刀5加工余量、工序尺寸和公差的确定51工序1、工序4和工序7加工端盖两端面之设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。第1、4、7三道工序的加工过程为1）以右端面B定位，粗车左端面A，保证工序尺寸P1；2）以左端面定位，粗车右端面，保证工序尺寸P2；3）已右端面定位，精车左端面，保证工序尺寸P3，达到零件图设计尺寸D的要求，D42。由下图所示加工方案，可找出全部工艺尺寸链，下图所示。求解各工序尺寸及公差的顺序如下P1P2P3DZ1Z2Z3AB第1、4、7道加工工序加工方案示意图P3DZ3P3P2Z2P1P2A）B）C）图1第1、4、7道工序工艺尺寸链图从图1A知，P3D42MM；从图1B所示知，P2P3Z3为精车余量，查表223确定Z316MM，则P24216436MM。由于工序尺寸P2是在粗车加工中保证的，查表120知，粗车工序的经济加工精度等级可达到B面的最终加工要求IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差为035MM，故P24360175MM从图1C所示工序尺寸链知，P1P2Z2，其中Z2为粗车余量，由于B面的加工余量是经粗车一次切除的，故Z2应等于B面的毛坯余量，即Z22MM，P14362456MM。由表120确定该粗车工序的经济加工精度等级为IT12，其公差值为035MM，故P14560175MM为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。余量Z3的校核在图1B所示尺寸链中Z3是封闭环，故Z3MAXP2MAXP3MIN4360175（42）1775MMZ3MINP2MINP3MAX4360175421425MM余量Z2的校核在图1C所示尺寸链中Z2是封闭环，故Z2MAXP1MAXP2MIN4560175（4360175）235MMZ2MINP1MINP2MAX4560175（4360175）165MM余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。将工序尺寸按“入体原则”表示P342MM，P2436MM，P1456MM050352工序12的设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定由表18得粗铣经济精度为IT13，取粗铣余量Z粗铣12MM；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为027MM。综上所述，该工序的各工步的工序尺寸及公差分别为12MM。0356切削用量的计算61工序1粗车端盖左端面（1）背吃刀量的确定工序1的背吃刀量AP取为Z1（参见图1），Z1等于A面毛坯总余量减去工序8的余量Z3，即Z121604MM。（2）进给量的确定由表52，工件材料为HT200，粗车，选CA6140车床，由表42该工序进给速度取073MM/R。（3）车削速度的计算由表52车削速度可取为V50M/MIN。62粗车端盖右端面（1）背吃刀量的确定工序4的背吃刀量AP取为Z2，故APZ22MM。（2）进给量的确定由表52，工件材料为HT200，粗车，选CA6140车床，由表42该工序进给速度取073MM/R。（3）车削速度的计算由表52车削速度可取为V50M/MIN。63精车端盖左端面（1）背吃刀量的确定工序7的背吃刀量APZ316MM。（2）进给量的确定由表52，工件材料为HT200，精车，选CA6140车床，由表42该工序进给速度取02MM/R。（3）车削速度的计算由表52车削速度可取为V110M/MIN。64工序10粗铣左端槽（1）背吃刀量的确定工序10的背吃刀量APZ粗铣12MM。（2）进给量的确定由表516，铣刀直径为8MM，工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的进给量取为40MM/MIN。（3）铣削速度的计算由表516取切削速度为20M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得该工序铣刀转速，N100020/80796R/MIN，参照表415所列X51型卧式铣床的主轴转速，取转速N80R/MM。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际铣削速度VND/10008080/1000201M/MIN。7专用铣床铣槽工序专用夹具设计71定位方案工件以两个对称的12孔和端面作为定为基准，采用平面与定位销组合定位方案。其中定位平面限制工件三个自由度，定位销限制工件