电机端盖毕业设计

目录绪论 2第1章零件的分析 31.1零件的作用 31.2工艺性分析 31.3零件的生产类型 3第2章选择毛坯 52.1选择毛坯 52.2确定机械加工余量 52.3确定机械加工余量 52．4设计毛坯图 8第3章工艺路线 93.1定位基准的选择 93.2工序顺序的安排 93.3表面加工方法的选择 103.4制定工艺路线 103.5确定切削用量及基本时间 12第4章夹具设计 204.1夹具设计 204.2夹具设计思想 204.3定位基准的选择 204.4切削力的计算与夹紧力分析 204.5钻套设计 214.6夹具简要说明 22总结 24致谢 25参考文献 26绪论本设计是端盖，是安装在电机等机壳后面的一个后盖，俗称"端盖"。本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。希望能通过这次课程设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。关键词：固定座；工艺分析；夹具设计第1章零件的分析1.1零件的作用

端盖应用广泛，是非常重要的机械零件之-。端盖的一般作用是:(1)轴承外圈的轴向定位;(2)防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用;(3)位于车床电动机和主轴箱之间的端盖,主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用，使主轴箱的转动平稳。1.2工艺性分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。该端盖主要由平面、外圆面以及孔系组成，其结构简单、形状普通，属于一般的盘盖类零件。端盖主要加工表面有左、右两个端面，Φ96和Φ56两个外圆面，Φ48和Φ24、两个内圆孔，密封圈内槽以及3个均布的Φ7和Φ12的两个通孔。要求其Φ7和Φ12孔的右端加工平面对于基准A的平行度公差是0.02mm，端盖的Φ56和Φ96外圆面与基准B的同轴度误差为0.03mm，其次就是均布的Φ7和Φ12加工端面要求为平面，可以防止加工过程中钻头偏斜以保证孔的加工精度。其中，端面和内外圆面均要求车削加工，可以采用半精车和粗车，并且粗、精加工应分开进行，以保证表面粗糙度要求;Φ7和Φ12通孔的加工采用钻铰来达到精度要求。其余非配合表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过粗车和半精车就可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法加工出来;此外，该零件材料为铸铁HT200，切削加工性能较好。综上所述，该端盖零件的工艺性能良好。1.3零件的生产类型本零件为电机端盖，该产品年产量为5000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=QxNx（1+A+B）件/年式中: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=4000X1X(1+10%+1%)=4440(件/年)图1-1零件图第2章选择毛坯2.1选择毛坯由于该端盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件。材料采用灰铸铁HT200，它是有容易变形、吸振性好、耐磨性强及切削性好等优点。该端盖的轮廓尺寸不大，生产类型为中批产量，

为提高生产率和铸件精度，减少加工余量，宜采用金属模机器造型方法铸造毛坯，毛坯拔模斜度为5°。此外为消除残余应力还应安排人工时效。2.2确定机械加工余量1.铸件公差等级:由端盖的功能和技术要求，确定该铸件毛坯的尺寸公差等级为CT-10。2.铸件材质系数:确定端盖的材料为HT200。3.锻件分模线形状:根据该端盖的形位特点，选择零件方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。4.零件表面粗糙度:该端盖的各加工表面粗糙度如零件图所示。2.3确定机械加工余量该零件各表面的加工余量是由各个表面的粗糙度、加工方法以及加工等级来确定的。左端面加工余量的确定表1-1左端面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2446.32毛坯46右端面加工余量的确定表1-2右端面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2426.32毛坯44Φ96外圆面加工余量的确定表1-3Φ96外圆面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2966.32毛坯98Φ56内圆面加工余量的确定表1-4Φ56内圆面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2212.52毛坯58Φ48内圆孔加工余量的确定表1-5Φ48内圆孔加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2486.33毛坯45Φ24内孔面加工余量的确定表1-6Φ24内孔面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量粗车2246.32毛坯223XΦ12均布通孔加工余量的确定表1-73XΦ12均布通孔加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量扩1.51212钻10.510.512.5毛坯03XΦ7均布通孔加工余量的确定表1-83XΦ7均布通孔加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/Hm加工余量扩1.577钻5.55.512.5毛坯02．4设计毛坯图 图2-1零件毛坯图第3章工艺路线3.1定位基准的选择1.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Φ99外圆面作为粗基准。采用Φ99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。2.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Φ58外圆面作为精基准，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。Φ24孔的轴线是设计基准，选用其作精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垂直度和同轴度要求。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工序顺序的安排1.机械加工工序1.1遵循“基准先行”原则，首先加工精基准-端盖右端面和Φ24中心孔。1.2遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。1.3遵循“先面后孔”原则，先加工端盖右端面，再加工Φ24中心孔。2.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，为了工件达到要求的硬度使用调质处理HBS220-240。3.辅助工序在精加工后，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:粗加工一一基准加工一一热处理一一

精加工一一检验。3.3表面加工方法的选择表2-1加工方法加工表面表面粗糙度(μ

m)加工方案端盖左端面12.5粗车端盖右端面6.3粗车外圆面Φ9612.5粗车外圆面Φ5612.5粗车内圆面Φ486.3粗车内圆面Φ243.2粗车--精车3XΦ12的孔12.5钻一-扩3XΦ7的孔12.5钻一-扩3.4制定工艺路线表2-2工艺路线工序号工序名称加工表面加工方案技术要求机床设备刀具夹具1铸造金属塑性。HT200CT-102钳工清除型砂、分边、毛刺等3热处理人工时效4外圆面Φ56外圆面粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘5车端面左端面粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘6车内圆Φ45mm的孔至48mm粗车Ra6.3车床CA6140YT5车刀三爪卡盘7外圆面Φ56外圆面粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘8车端面右端面粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘9车外圆Φ96外圆面粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘11粗车2X45

倒角粗车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘12车内圆Φ20mm的孔至24mm粗车--半精车Ra3.2车床CA6140YT5车刀三爪卡盘13粗车1.5X45

倒角半精车Ra12.5车床CA6140YT5车刀三爪卡盘14钻--扩3XΦ7的孔左端面钻--扩Ra12.5钻床麻花钻钻床夹具15钻--扩3XΦ12的孔左端面钻--扩Ra12.5钻床麻花钻钻床夹具16去毛刺钳工台平挫17清洗清洗机18终检3.5确定切削用量及基本时间工序01：铸造工序02：钳工工序03：热处理工序04:粗车Φ56外圆切削用量:本工序为粗车Φ56mm外圆，已知加工材料为HT200，后盖，有外皮:机床为CA6140车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30)，故选刀杆尺寸BXH=16mmX

25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角a。=6°,主偏角kr=90°，副偏角kr=10°，刃倾角λs=0°，刀尖圆弧半径γ=0.8mm。1.确定切削深度ap由于单边余量为2.0mm。可在一次走刀内切完，故ap=2.0mm2.确定进给量f根据表1.4,在粗车HT200、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap≤2mm、工件直径为100~400mm时，f=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量(表4.2-9)，选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求。故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.21，当ap≥2m,

f≤0.75m/r，kr=45，v=65/min(预计)时，进给力Ff=760N。故实际进给力为Ff=FfXkrFf=760X1.17N=889.2N

由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.65m/r/可用。确定粗车中Φ56mm外圆的基本时间Tf3=Li/fn，L=(1+11+12+13)/fn1=22mm11=2.0mm12=2.0mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/si=1则Tr=(22+2+2+0)/(0.62X76)min≈0.552min工序05:粗车左端面切削用量:本工序为粗车Φ56mm端面，已知加工材料为HT200，后盖，有外皮:机床为CA6140车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30)，故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角a。=6°,主偏角kr=90°，副偏角kr=10°，刃倾角λs=0°，刀尖圆弧半径γ=0.8mm。

1.确定切削深度ap由于单边余量为2.0mm。可在一次走刀内切完，故ap=2.0mm2.确定进给量f根据表1.4,在粗车HT200、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap≤2mm、工件直径为100~400mm时，f=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量(表4.2-9)，选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求。故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.21，当ap≥2m,f≤0.75m/r，kr=45，v=65/min(预计)时，进给力Ff=760N。故实际进给力为Ff=FfXkrFf=760X1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.65m/r/可用。确定粗车左端面的基本时间Tf3=Li/fnL=(d-d1)/2+11+12+13

d=56mmd1=44mm11=2mm12=2.0mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/si=1则L=(56-44)/2+2+2+0=10Tf3=10/(0.62X76)min≈0.222min工序06：粗车Φ45mm的孔至48mmTf3=Li/fnL=(d-d1)/2+11+12+13

L=44mm11=2mm12=2mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/s

i=1则Tf3=(44+2+2)/(0.62X76)=0.971min

工序07:粗车Φ56外圆粗车2X45

倒角切削用量本工序为粗车Φ56mm外圆，已知加工材料为HT200，后盖，有外皮:机床为CA6140车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30)，故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角a。=6°,主偏角kr=90°，副偏角kr=10°，刃倾角λs=0°，刀尖圆弧半径γ=0.8mm。1.确定切削深度ap由于单边余量为2.0mm。可在一次走刀内切完，故ap=2.0mm2.确定进给量f根据表1.4,在粗车HT200、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap≤2mm、工件直径为100~400mm时，f=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量(表4.2-9)，选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求。故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.21，当ap≥2m,

f≤0.75m/r，kr=45，v=65/min(预计)时，进给力Ff=760N。故实际进给力为Ff=FfXkrFf=760X1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.65m/r/可用。确定粗车中Φ56mm外圆的基本时间Tf3=Li/fn，L=(1+11+12+13)/fn1=8mm11=2.0mm12=2.0mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/s

i=1则Tr=(8+2+2+0)/(0.62X76)min≈0.255min粗车2X45

倒角工序08:粗车右端面切削用量本工序为粗车Φ56mm端面，已知加工材料为HT200，后盖，有外皮:机床为CA6140车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30)，故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角a。=6°,主偏角kr=90°，副偏角kr=10°，刃倾角λs=0，刀尖圆弧半径γ=0.8mm。1.确定切削深度ap由于单边余量为2.0mm。可在一次走刀内切完，故ap=2.0mm2.确定进给量f根据表1.4,在粗车HT200、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap≤2mm、工件直径为100~400mm时，f=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量(表4.2-9)，选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求。故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.21，当ap≥2m,

f≤0.75m/r，kr=45，v=65/min(预计)时，进给力Ff=760N。故实际进给力为Ff=FfXkrFf=760X1.17N=889.2N

由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.65m/r/可用。3.确定粗车右端面的基本时间Tf3=Li/fn，L=(d-d1)/2+11+12+13

d=56mm11=45mm12=3.0mml3=0mmf=0.

65mm/rn=76r/min=1.3r/s

i=1则L=(56-45)/2+3+2+0=10.5Tf3=10.5/(0.62X76)

min≈0.222min工序06：粗车Φ45mm的孔至48mmTf3=Li/fn，，L=(d-d1)/2+11+12+13

d=44mmd1=42mm11=2mm12=2mm

l3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/si=1则Tf3=5/(0.62X76)=0.105min

工序09:粗车Φ96外圆面切削用量本工序为粗车Φ96mm外圆面，已知加工材料为HT200，后盖，有外皮:机床为CA6140车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm(表1.30)，故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角a。=6°,主偏角kr=90°，副偏角kr=10°，刃倾角λs=0°，刀尖圆弧半径γ=0.8mm。1.确定切削深度ap由于单边余量为2.0mm。可在一次走刀内切完，故ap=2.0mm2.确定进给量f根据表1.4,在粗车HT200、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap≤2mm、工件直径为100~400mm时，f=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量(表4.2-9)，选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求。故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表1.21，当ap≥2m,

f≤0.75m/r，kr=45，v=65/min(预计)时，进给力Ff=760N。故实际进给力为Ff=FfXkrFf=760X1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.65m/r/可用。确定粗车中Φ96mm外圆的基本时间Tf3=Li/fn，L=(1+11+12+13)/fn1=2211=2.0mm12=2.0mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/si=1则Tr=(22+2+2+0)/(0.62X76)min≈0.552min工序10：粗车Φ20mm的孔至24mm和粗车1.5X45倒角Tf3=Li/fn，，L=(d-d1)/2+11+12+13

d=20mmd1=2411=4mm12=2mml3=0mmf=0.65mm/rn=76r/min=1.3r/s

i=1则Tf3=4/(0.62X76)=0.971min粗车1.5X45倒角工序11：钻3XΦ7mm通孔，扩3XΦ12mm孔深6mm工步一:钻3XΦ7mm通孔确定进给量f:根据参考文献IV表2-7，当钢的σb<800MPa,故进给量应乘以系数0.75，则f=(0.10~0.39X0.75=0.075~0.29mm/r。n=1000v/πd.=1000X7.5/πX6≈398r/min根据Z3025钻床说明书，取nw=392r/min切削速度：v=3.14xdwxnw/1000=3.14x6x396/1000=7.385m/min加工：Tj=L/fn=(l+l1l+l2)/fn=1.075min工步二:扩3XΦ12mm孔深6mm1.加工条件加工材料:HT200，硬度200~220HBS，铸件。工艺要求:直径d=60mm。精度H12~H13,用乳化液冷却。机床:选用Z3025钻床和专用夹具。2.选择钻头；选择高速钢锪刀，其直径d=123.选择切削用量；(1)选择进给量f按加工要求决定进给量:根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H有f=0.05~0.19mm/r。4.计算切削速度故v=vckv=20X1.0X1.0X0.75X1.0m/min=15m/minn=1000v/πdo=(1000X

15)/(3.14X12)r/mm≈398r/mm根据Z3025型钻床技术资料(见《简明手册》表4.2-12)可选择n=400r/mm,v=13.6r/min。5.计算基本工时根据公式tm=L/nf

L=l+y+△，1=2.1mm,入切量及超切量由《切削用量手册》表2.29查出y+△=6mm,计算得，L=(2.1+6)mm=8.1mm故有:t=(8.1X3)/(400X0.12)min≈0.506min工序12：去毛刺,终检第4章夹具设计4.1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。4.2夹具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3xφ12和3xφ7的孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为不高,表面粗糙度Ra12.5，钻、扩可满足其精度。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。4.3定位基准的选择选择已加工好的Φ24H7mm的孔、Φ48mm

的孔及Φ96mm端面作为定位基准，夹紧则是由轴、圆垫圈、螺母和快换垫圈组成的夹紧机构来完成。4.4切削力的计算与夹紧力分析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F=26Df0.8HB0.6钻削力矩T=10D1.9f0.8HB0.6式中:

D=10mmHB=HBmax-1/3(HBmax-HBmax)=187-(187-149)=174f=0.2mm/r所以F=26x10.5x0.20.8x1740.6=1664NT=10x10.51.9x0.20.8x1740.6=46379N.mm夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机，由N(f1+f2)=KF其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1=f2=0.25F=P+G(G为工件自重)所以N=F/(f1+f2)=5034夹紧螺钉:公称直径d=10mm,材料45钢性能级数为6.8级σB=6X100MPaσB=8X(σB/10)=480MPa螺钉疲劳极限:σ-1=0.32σB=0.32X600=192Mpa极限应力幅:

:σalim=σkwkuσ-1/kσ=51.76MPa许用应力幅:

[σa]=σalin/[Sa]=17.3MPa螺钉的强度效核:螺钉的许用切应力为[τ]=σs/[s][s]=3.5~4取[s]=4得[τ]=120MPa(4XFH)/2πdC2=2.8≤τ]

满足要求(1.3X4XN)/πdC2=15MPa≤[σ]经校核:满足强度要求，夹具安全可靠。4.5钻套设计钻Φ12mm孔深6mm,因是大批量生产，为了克服固定钻套磨损后无法更换的缺点，故选用可换钻套。图4-1固定板4.6夹具简要说明1、分度盘作为第一定位基准，与后盖中Φ96mm右端面相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴移动和Z轴转动。2、轴Φ56mm外圆面作为第二定位基准，与后盖φ30mm孔相配合限制两个自由度，即X轴移动和Z轴移动。3、钻模板位置则是通过圆柱销来控制。4、钻头中心线的对中则是由可换钻套控制图4-2夹具图总结本次毕业设计即将圆满结束，时间虽然短暂但是它对我们来说