2311-端盖的工艺规程及钻4-Φ7孔夹具设计（尺寸长114）
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称端盖零件名称端盖共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号9钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻4-7的孔麻花钻，游标卡尺设 计（日 期）校 对（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 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称端盖零件名称端盖共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺4车车右端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺5车车外圆CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺6车车内孔CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺7铣铣切边X51专用夹具，铣刀，游标卡尺8钻钻3-9的孔Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺9钻钻4-7的孔Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10检验检验11入库入库设 计（日 期）校 对（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 期标记处数更改文件号签 字日 期设计说明书题目：端盖的工艺规程及钻夹具设计摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。端盖加工工艺规程及钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目录ABSTRCT3序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本工时7三 钻孔夹具设计123.1钻床的概述123.2问题的提出133.3定位基准的选择133.4定位方案的设计143.5夹紧方案的设计163.6切削力和夹紧力的计算183.7钻模板的选择183.8钻套的设计203.8定位误差分析253.9夹具设计及操作的简要说明26总 结27致 谢29参 考 文 献3030序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。端盖的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一 零件的分析1.1零件的作用端盖的作用：密封。1.2零件的工艺分析端盖有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以左端面和外圆为基准的加工面，这组加工面主要是右端面，中心孔55。2：以右端面和中心孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他面和孔的加工。二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取右端面和外圆作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的中心孔55和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面4车车右端面5车车外圆6车车内孔7铣铣切边8钻钻3-9的孔9钻钻4-7的孔10检验检验11入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻3-9的孔4钻钻4-7的孔5车车左端面6车车右端面7车车外圆8车车内孔9铣铣切边10检验检验11入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先面后孔，符合工艺安排的基准，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面4车车右端面5车车外圆6车车内孔7铣铣切边8钻钻3-9的孔9钻钻4-7的孔10检验检验11入库入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 端盖的端面由于端盖端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。3、端盖的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：车左端面1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序：车右端面1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=92m/min4) 确定机床主轴转速ns= 545r/min与545r/min相近的机床转速为575r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)工序：车外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)工序：钻4-7孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻71)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1190r/min与1190r/min相近的机床转速为1200r/min。现选取=1200r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.429min三 钻孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配工序的钻4-7孔的钻床夹具。3.1钻床的概述 钻床是用途广泛的孔加工机床.其主要加工方法是用钻头在实心材料上钻孔,主要用来加工外形复杂,没有对称回转轴线的孔、 一般直径不大,精度不太高的子L,如连杆、盖板箱体，机架等零件上的单孔和孔系.也可以通过钻孔，扩孔，铰孔的工艺手段加工精度要求较高的孔，利用夹具还可加工要求一定相互位置精度的孔系，另外钻床还可进行攻螺纹锪孔和锪端面等工作，钻床在加工时，工件一般不动,刀具则面作旋转主运动. 一面作轴向进给运动.钻床的加工方法及其所需运动如图8-1所示a)钻孔(b）扩孔(c)铰孔 (d)攻螺纹(e)锪埋头孔f锪埋头孔 (g）锪端面钻床的主要类型有台式钻床丶立式钻床丶摇臂钻床丶铣钻床和中心孔钻床等。钻床的主参数一般为最大钻孔直径钻床夹具,一般习惯上称为钻模。它是在钻床上进行孔的钻、扩铰、锪、攻螺纹的机床夹具.使用钻模加工时,是借助于钻套确定刀具的位置和引导刀具的进给方向.被加工孔的尺寸精度主要是由刀具本身的精度来保证。而孔的坐标位置精度,则由钻套在夹具上的位置精度来确定,并能防止刀具在加工过程中发生倾斜。因此，在结构上都设置安装钻套的钻模板，有固定式，分度式、盖板式、翻转式和滑柱式等主要类型。3.2问题的提出 本夹具主要用于钻4-7孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.3定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工4-7的孔，精度不高，因此我们采用已加工好的55孔及端面定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。3.4定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素”。1. 工件及平面定位 （1） “主要支承” 主要支撑也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度 1） “固定支承 2） “可调支承” 3） “自位支承”（2） 辅助支承 主要用来提高零件安装的稳定性 1）“螺旋式辅助支承”2）“自位式辅助支承”3）“推引式辅助支承”4）“液压锁紧的辅助支承”2. 工件以圆柱空定位（1）圆柱销（2）圆锥销（3）圆柱心轴3、 工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位（2）在圆孔中定位（3）在半圆孔和圆锥孔中定位根据上述表述，我们是在圆孔中定位，采用心轴作为定位元件，心轴如下图：3.5夹紧方案的设计在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。1. 斜楔夹紧结构2. 螺旋夹紧结构（1）单个螺旋夹紧结构（2）螺旋开口垫圈夹紧结构（3）偏心夹紧机构当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕，为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以，定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。定心夹紧机构可分为以下几种：（1）螺旋式定心夹紧机构（2）杠杆式定心夹紧机构（3）楔式定心夹紧机构（4）弹簧筒夹式定心夹紧机构（5）膜片卡盘定心夹紧机构（6）波纹套定心夹紧机构（7）液性塑料定心夹紧机构根据本次夹具定位方式，采用的心轴定位，心轴一般都是配合开口垫圈，螺母夹紧工件，因此采用单个螺旋夹紧结构夹紧工件。螺母及开口垫圈如图：3.6切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.7钻模板的选择钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。回转钻模也就是带分度机构的钻模。 翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。铰链式钻模 铰链钻模板是用铰链把钻模板和夹具体连接起来，如图，使模板可以绕铰销旋转提高工件安装的敞开性，以利于工件在本工位上孔的多工序加工如钻孔，攻丝，锪平面。综上所述我们选择固定钻模板比较合适，因为我们采用侧面和底面定位，使用固定钻模板就可以满足要求，因此我们采用盖板钻模板。详情请见下图盖板钻模板内孔55的，实现对盖板钻模板的定位。3.8钻套的设计钻床的导向部分就是钻套钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套固定钻套(JB/T 8045.1-1999)可换钻套(JB/T 8045.2-1999)快换钻套(JB/T 8045.3-1999)特殊钻套特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍。钻套的尺寸公差及材料在选用标准结构的钻套时,钻套导引孔的尺寸与公差带须由设计者决定可按下述原则来确定导引孔的尺寸与公差带其余结构尺寸钻套导引孔直径的基本尺寸因为由钻套导引的刀具,应等于所导引刀具的最大极限尺寸都已标准化和规格化,都是钻头、扩孔钻、铰刀等定尺寸的刀具,所以钻套导引孔与刀具的配合.钻套导引孔与刀具之间,应按基轴制来选定，应保证有一定的配合间隙,以防止两者发生卡住或咬死，一般根据所导引的刀具和加工精度要求来选取导引孔的公差选用97,精铰时选用96，钻孔和扩大时选用F7 当采用标准铰刀铰H7或H9孔时,则可不必按刀具最大尺寸来计算。直接按孔的基本尺寸,分别选用F7或E7, 作为导引孔的基本尺寸与公差。由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，基本尺寸取公差带为F7即可，故钻头的导引孔就只须按孔的如果钻套导引的不是刀具的切削部分,而是刀具的导柱部分这时也可按基孔制的相应配合选取为: H7/f74H7/96，H6/95下面一一介绍下上面3种的标准的钻套及其使用地方固定钻套(JB/T 8045.1-1999)固定钻套分为带肩钻套和不带肩的具体结构如下图固定钻套的特点如下钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用可换钻套(JB/T 8045.2-1999)可换钻套的结构如下图可换钻套的使用特点如下钻套1装在衬套2中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板3中。钻套由螺钉4固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合，以便于钻套磨损后迅速更换。 适于大批量生产快换钻套(JB/T 8045.3-1999)快换钻套的结构如下图当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套。适用于同一个孔需经多种工步加工的工序综上所述我们采用快换钻套，选择直径为12mm的快换钻套.快换钻套如下图：3.8定位误差分析用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准面与夹具定位元件的定位表面存在制造误差，都会引起工件的工序基准偏离理想位置，而使工序尺寸产生加工误差，称为定位误差，常用表示。其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。它由定位基准与工序基准不重合误差和定位副制造不准确引起工序基准的位移误差两部分组成，其大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数之和，即 当工序基准位置与多个定位基准有关时，以上两个误差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位误差的计算则比较复杂，需要具体情况具体分析。一般按最不利的情况找出定位时一批工件中工序基准的两个极端位置，然后把工序基准的最大变动量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位误差。使用夹具安装工件时，应尽量减少定位误差，在保证该工序加工要求的前提下，留给其他工艺系统误差的比例大一些，以便能较好地控制加工误差。根据加工误差计算不等式，定位误差应不超过零件公差的1/5-1/3。定位心轴垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 心轴外圆直径公差（mm）。3.9夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，开口垫圈的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致 谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称端盖零件名称端盖共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号9钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻4-7的孔麻花钻，游标卡尺设 计（日 期）校 对（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 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称端盖零件名称端盖共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺4车车右端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺5车车外圆CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺6车车内孔CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺7铣铣切边X51专用夹具，铣刀，游标卡尺8钻钻3-9的孔Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺9钻钻4-7的孔Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10检验检验11入库入库设 计（日 期）校 对（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 期标记处数更改文件号签 字日 期设计说明书题目：端盖的工艺规程及钻夹具设计摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。端盖加工工艺规程及钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目录ABSTRCT3序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本工时7三 钻孔夹具设计123.1钻床的概述123.2问题的提出133.3定位基准的选择133.4定位方案的设计143.5夹紧方案的设计163.6切削力和夹紧力的计算183.7钻模板的选择183.8钻套的设计203.8定位误差分析253.9夹具设计及操作的简要说明26总 结27致 谢29参 考 文 献3030序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。端盖的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一 零件的分析1.1零件的作用端盖的作用：密封。1.2零件的工艺分析端盖有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以左端面和外圆为基准的加工面，这组加工面主要是右端面，中心孔55。2：以右端面和中心孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他面和孔的加工。二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取右端面和外圆作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的中心孔55和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面4车车右端面5车车外圆6车车内孔7铣铣切边8钻钻3-9的孔9钻钻4-7的孔10检验检验11入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻3-9的孔4钻钻4-7的孔5车车左端面6车车右端面7车车外圆8车车内孔9铣铣切边10检验检验11入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先面后孔，符合工艺安排的基准，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效处理时效处理3车车左端面4车车右端面5车车外圆6车车内孔7铣铣切边8钻钻3-9的孔9钻钻4-7的孔10检验检验11入库入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 端盖的端面由于端盖端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。3、端盖的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：车左端面1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序：车右端面1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=92m/min4) 确定机床主轴转速ns= 545r/min与545r/min相近的机床转速为575r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)工序：车外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)工序：钻4-7孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻71)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1190r/min与1190r/min相近的机床转速为1200r/min。现选取=1200r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.429min三 钻孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配工序的钻4-7孔的钻床夹具。3.1钻床的概述 钻床是用途广泛的孔加工机床.其主要加工方法是用钻头在实心材料上钻孔,主要用来加工外形复杂,没有对称回转轴线的孔、 一般直径不大,精度不太高的子L,如连杆、盖板箱体，机架等零件上的单孔和孔系.也可以通过钻孔，扩孔，铰孔的工艺手段加工精度要求较高的孔，利用夹具还可加工要求一定相互位置精度的孔系，另外钻床还可进行攻螺纹锪孔和锪端面等工作，钻床在加工时，工件一般不动,刀具则面作旋转主运动. 一面作轴向进给运动.钻床的加工方法及其所需运动如图8-1所示a)钻孔(b）扩孔(c)铰孔 (d)攻螺纹(e)锪埋头孔f锪埋头孔 (g）锪端面钻床的主要类型有台式钻床丶立式钻床丶摇臂钻床丶铣钻床和中心孔钻床等。钻床的主参数一般为最大钻孔直径钻床夹具,一般习惯上称为钻模。它是在钻床上进行孔的钻、扩铰、锪、攻螺纹的机床夹具.使用钻模加工时,是借助于钻套确定刀具的位置和引导刀具的进给方向.被加工孔的尺寸精度主要是由刀具本身的精度来保证。而孔的坐标位置精度,则由钻套在夹具上的位置精度来确定,并能防止刀具在加工过程中发生倾斜。因此，在结构上都设置安装钻套的钻模板，有固定式，分度式、盖板式、翻转式和滑柱式等主要类型。3.2问题的提出 本夹具主要用于钻4-7孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.3定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工4-7的孔，精度不高，因此我们采用已加工好的55孔及端面定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。3.4定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素”。1. 工件及平面定位 （1） “主要支承” 主要支撑也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度 1） “固定支承 2） “可调支承” 3） “自位支承”（2） 辅助支承 主要用来提高零件安装的稳定性 1）“螺旋式辅助支承”2）“自位式辅助支承”3）“推引式辅助支承”4）“液压锁紧的辅助支承”2. 工件以圆柱空定位（1）圆柱销（2）圆锥销（3）圆柱心轴3、 工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位（2）在圆孔中定位（3）在半圆孔和圆锥孔中定位根据上述表述，我们是在圆孔中定位，采用心轴作为定位元件，心轴如下图：3.5夹紧方案的设计在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。1. 斜楔夹紧结构2. 螺旋夹紧结构（1）单个螺旋夹紧结构（2）螺旋开口垫圈夹紧结构（3）偏心夹紧机构当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕，为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以，定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。定心夹紧机构可分为以下几种：（1）螺旋式定心夹紧机构（2）杠杆式定心夹紧机构（3）楔式定心夹紧机构（4）弹簧筒夹式定心夹紧机构（5）膜片卡盘定心夹紧机构（6）波纹套定心夹紧机构（7）液性塑料定心夹紧机构根据本次夹具定位方式，采用的心轴定位，心轴一般都是配合开口垫圈，螺母夹紧工件，因此采用单个螺旋夹紧结构夹紧工件。螺母及开口垫圈如图：3.6切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.7钻模板的选择钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。回转钻模也就是带分度机构的钻模。 翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。铰链式钻模 铰链钻模板是用铰链把钻模板和夹具体连接起来，如图，使模板可以绕铰销旋转提高工件安装的敞开性，以利于工件在本工位上孔的多工序加工如钻孔，攻丝，锪平面。综上所述我们选择固定钻模板比较合适，因为我们采用侧面和底面定位，使用固定钻模板就可以满足要求，因此我们采用盖板钻模板。详情请见下图盖板钻模板内孔55的，实现对盖板钻模板的定位。3.8钻套的设计钻床的导向部分就是钻套钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套固定钻套(JB/T 8045.1-1999)可换钻套(JB/T 8045.2-1999)快换钻套(JB/T 8045.3-1999)特殊钻套特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍。钻套的尺寸公差及材料在选用标准结构的钻套时,钻套导引孔的尺寸与公差带须由设计者决定可按下述原则来确定导引孔的尺寸与公差带其余结构尺寸钻套导引孔直径的基本尺寸因为由钻套导引的刀具,应等于所导引刀具的最大极限尺寸都已标准化和规格化,都是钻头、扩孔钻、铰刀等定尺寸的刀具,所以钻套导引孔与刀具的配合.钻套导引孔与刀具之间,应按基轴制来选定，应保证有一定的配合间隙,以防止两者发生卡住或咬死，一般根据所导引的刀具和加工精度要求来选取导引孔的公差选用97,精铰时选用96，钻孔和扩大时选用F7 当采用标准铰刀铰H7或H9孔时,则可不必按刀具最大尺寸来计算。直接按孔的基本尺寸,分别选用F7或E7, 作为导引孔的基本尺寸与公差。由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，基本尺寸取公差带为F7即可，故钻头的导引孔就只须按孔的如果钻套导引的不是刀具的切削部分,而是刀具的导柱部分这时也可按基孔制的相应配合选取为: H7/f74H7/96，H6/95下面一一介绍下上面3种的标准的钻套及其使用地方固定钻套(JB/T 8045.1-1999)固定钻套分为带肩钻套和不带肩的具体结构如下图固定钻套的特点如下钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用可换钻套(JB/T 8045.2-1999)可换钻套的结构如下
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