毕业设计-- 端盖零件工艺设计

1、毕毕 业业 设设 计计 论论 文文 端盖零件工艺端盖零件工艺 设计设计 摘 要 本文的任务是加工工艺规程，包括被加工工件的零件图（ AutoCAD 格式） 1 张、工件的毛坯图 1 张、机械加工工艺过程卡片 1 张、对应工艺过程卡片 的工序卡片 3 张及课程设计说明书 1 份。 文章首先对“端盖”零件进行了简要分析，并阐述了端盖的部分作用。 然后，根据零件的性质及零件图上各端面的粗糙度，确定了加工毛坯的尺寸 加工余量。最后合理地拟定端盖的工艺路线图，制定部分工序中该工件的夹 紧方案，并选用合适数控机床将其加工。 关键词端盖；工艺规程；工艺路线；数控加工 -II- 目目 录录 摘 要. II 本

2、文的任务是加工工艺规程，包括被加工工件的零件图（AutoCAD 格式）1 张、 工件的毛坯图 1 张、机械加工工艺过程卡片 1 张、对应工艺过程卡片的工序卡 片 3 张及课程设计说明书 1 份。. II 第 1 章 绪 论. 1 1.1 课题的研究意义. 1 1.2 课题的研究内容. 1 第 2 章 端盖零件的数控加工工艺规程设计. 2 2.1 零件的分析. 2 2.1.1 零件的功用分析. 2 2.1.2 零件的工艺性分析. 3 2.2 毛坯的确定. 3 2.3 确定各表面的加工方法及选择加工机床与刀具. 3 2.4 加工方法的选择. 4 2.5 机床与刀具的选用. 4 2.6 划分加工阶段

3、. 4 2.7 安排加工顺序. 4 2.8 拟定加工工艺路线. 5 2.9 确定加工余量、工序尺寸与公差. 5 2.10 确定切削用量及工时定额. 6 2.11 填写工艺卡片. 7 第 3 章 端盖零件的三维造型及编程. 8 3.1 端盖零件的三维造型. 8 3.2 端盖零件的编程. 10 结 论.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 参考文献. 18 附录. 20 致 谢.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 -III- 第1章 绪 论 1.1 课题的研究意义 数控技术毕业设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践 性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去

4、 解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。 我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准， 有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件，数控 编程等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要 认真对待这次综合能力运用的机会！ 数控编程加工是保证机械产品质量高的一种极重要的加工方式。其主要作 用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，最大化 的使零件达到设计要求。 1.2 课题的研究内容 论文的主要研究内容包括以下几方面： （1）参阅运用机械制造工艺学中的基本知识和理论,结合生产实习中的 实践知识,独立地分析和解

5、决工艺问题。 （2）根据所学知识设计出零件的工艺规程。 （3）完成工艺卡片、主要工序的工序卡。 （4）完成主要零件加工的数控加工程序编制 。 （5）结论。 获得的研究成果如下 图纸 全套工艺卡片 三维造型图 程序清单等 第2章 端盖零件的数控加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 图 1 端盖零件简图 端盖零件的主要加工面有大平面，小平面， 40 平面，两个盲孔 8，两 个孔 14，两个腰形孔，圆台 2.1.12.1.1 零件的功用分析零件的功用分析 端盖应用广泛，是非常重要的机械零件之一。端盖的一般作用是：（a）轴 承外圈的轴向定位；（b）防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，也常和密 封件配合

6、以达到密封的作用； （c）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。 因此该零件应具有足够的强度、钢度耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条 件。该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面，在设计工艺 规程时必须重点考虑。端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、 生产成本、使用性能和寿命等。 - 2 - 2.1.22.1.2 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 该端盖结构简单，形状普通，属于一般的盘盖类零件。主要加工表面有 上端面， 40 圆形端面，要求其端面跳动度相对其中心轴满足0.03mm，其次 就是 14 和 8 的孔， 14 的孔的

7、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。该零件除表面加工外，其余的表面加工精度均比 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。 2.2 毛坯的确定 由于该零件的结构比较简单，在工作工程中不会受很大的力。由于该端 盖在工作过程中要承受冲击载荷， 为增强其强度和冲击韧度，和较好的组织， 毛坯选用铸件，该端盖的轮廓尺寸不大，为提高生产率和铸件精度，采用机 器造型方法铸造毛坯，选择 HT150。 HT150 灰铸铁具有良好的铸造性、减震性、 耐磨性和切削加工性能，适合铸造该端盖零件。 该零件各表面的加工余量是由各个表

8、面的粗糙度、加工方法以及加工等 级来确定的。 2.3 确定各表面的加工方法及选择加工机床与刀具 加工表面 端盖上表面 端盖 R20 圆弧面 端盖 R10 圆弧面 R3 槽 14 孔 8 盲孔 40 表面的沉孔 凸台的沉孔 R2.5 腰形孔 - 3 - 表面粗糙度 Ra/um 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 加工方案 粗铣-半精铣-精铣 粗铣-半精铣-精铣 粗铣-半精铣-精铣 粗铣-半精铣-精铣 钻孔-扩孔钻-绞孔 钻孔-锪孔 粗铣-半精铣-精铣 粗铣-半精铣-精铣 粗铣-半精铣-精铣 备注 2.4 加工方法的选择 上端面和凸台面采用的加工方法为：粗铣 -

9、半精铣-精铣 14 和 8 孔的加工方法为：钻 -扩-绞孔。 2.5 机床与刀具的选用 加工机床选用立式数控铣床 刀具有立铣刀，麻花钻，扩孔钻，铰刀 2.6 划分加工阶段 该端盖加工质量要求一般，可将加工阶段分为粗加工，半精加工和精加 工，首先将精基准（下端面和中心面）准备好，是后续加工工序都可以采用 精基准的定位加工，保证其他表面的精度要求， 然后粗铣上端面，凸台端面， 圆弧表面，凸台上的 14 和 8 的孔，凸台上的沉孔， 40 端面的沉孔和腰 形孔，在半精加工阶段完成上端面的精加工和 14， 8 孔的钻-扩-绞孔和 其他孔的加工。 2.7 安排加工顺序 1. 机械加工工序 （1） 遵循“

10、先基准后其他”的原则，首先加工精基准下端面 （2） 遵循“先粗后精”的原则，先安排上端面，圆弧表面和凸台表面 的粗加工，然后安排精加工。 （3） 遵循“先表面后孔”的原则，先加工表面后进行盲孔，沉孔和腰 形孔等孔加工。 2. 热处理加工 铸造成型后，对铸件进行热处理，可消除铸造后产生的铸造应力， 提高材料的综合力学性能，端盖在工作中不承受冲击载荷，也没有各种 应力，故采用退火热处理即可满足零件的加工要求。 3辅助工序 在精加工后，安排进行去毛刺，清洗和终检过程。 - 4 - 综上所述，该端盖工序安排顺序为：热处理基准加工粗加工半精 加工精加工。 2.8 拟定加工工艺路线 工序号 1 2 3 4

11、 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 工序名称 热处理-退火 粗铣下端面 精铣下端面 机床设备 立式铣床 立式铣床 刀具 立铣刀 立铣刀 立铣刀 立铣刀 立铣刀 立铣刀 麻花钻 麻花钻 立铣刀 立铣刀 平锉 量具 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 R 规 游标卡尺 R 规 卡尺，塞规 卡尺，塞规 游标卡尺 R 规 塞规，卡尺 粗铣上端面和凸台立式铣床 表面 粗铣 R20 和 R10 圆立式铣床 弧表面 半精铣上端面和凸立式铣床 台表面 半精铣 R20 和 R10立式铣床 圆弧表面 钻 14 钻-扩-绞 14 钻 8 孔 钻-扩-绞 8 孔 钻床 钻床 钻床 钻床 麻花钻，

12、铰刀卡尺，塞规 麻花钻，铰刀卡尺，塞规 精铣上端面和凸台立式铣床 表面 精铣 R20 和 R10 圆立式铣床 弧表面 去毛刺 清洗 终检 钳工台 清洗机 2.9 确定加工余量、工序尺寸与公差 在这只确定钻 -绞-精绞 12 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 - 5 - 由表 B-6 可查得，精绞余量 Z 精绞=0.05mm，钻孔余量 Z钻=13.0mm。查表可 一次确定各工序尺寸的加工精度等级为， 精绞：IT7；粗绞：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为，精绞： 14 0 +0.018mm；粗绞 13.95 0 +0.07；钻 13 0 +0.18mm

13、，它们的关系如下图所示。 2.10 确定切削用量及工时定额 在这只计算钻 -绞-精绞 14 孔此工序的切削用量和时间定额。 一、切削用量的计算 (1)钻孔工步 1)背吃刀量的确定取 a p=13.0mm。 2)进给量的确定选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。 3)切削速度的计算俺铸铁硬度为 200241HBS 计算，切削速度 v 选取 12m/min ，由公式n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速 n=389.96r/min ，参照 Z525 型立式钻床的主轴转速，去转速 n=392r/mm，再将此转速带入公式，可求出改工序的实际钻削速度 为 v=3.14nd/1000=12.

14、06m/min 。 (2)粗绞工步 1)背吃刀量的确定取 a p=0.98mm。 2)进给量的确定选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r。 3) 切 削 速 度 的 计 算切 削 速 度 v 选 取 为 2m/min, 由 公 式 n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速 n=63.95r/min ，参照 Z525 - 6 - 立式钻床的主轴转速，取转速 n=97r/min，在将此转速代入公式， 可求出该工序的实际钻削速度为 v=3.14nd/1000=3.0m/min 。 (3) 精绞工步 1)背吃刀量的确定取 a p=0.02mm。 2)进给量的确定选取该工步的每转进给量 f=

15、0.3mm/r。 3) 切 削 速 度 的 计 算切 削 速 度 v 选 取 为 4m/min, 由 公 式 n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速 n=127.4r/min ，参照 Z525 立式钻床的主轴转速，取转速 n=140r/min ， 在将此转速代入公式， 可求出该工序的实际钻削速度为 v=3.14nd/1000=4.4m/min 。 二、时间定额的计算 1.钻孔工步 钻孔的基本时间可由公式 t j=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l=20mm;l 1=D/2*cotk1+(1 2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; l 2=1mm; f=0.

16、1mm/r; n=392mm/r 。 将上述结果代入公式，则 该工序的基本时间 t j=(12mm+5.3mm+1mm)/(0.1mm/min*392r/min)=0.47min=28s 。 2.粗绞工步 绞孔的基本时间可由公式 t j=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得，式中 l1， l 2 按k 1=15,ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08 的 条 件 查 的 l 1=0.37mm; l2=15mm;而 l=12mm; f=0.4mm/r;n=97r/min 。将上述 结果代入公式，则该公式的基本时间 t j=(12mm+0.37mm+15mm)/(0.4mm/

17、min*97r/min)=0.7min=42s 。 3.精绞工步 基本时间可由公式 t j=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得，式中 l1，l2 按 k 1=15,ap=(D-d)/2=(10-9.96)/2=0.02 的条件查的 l 1=0.19mm; l 2=13mm;而 l=12mm; f=0.3mm/r;n=140r/min 。将上述结果代入 公式，则该公式的基本时间 t j=(12mm+0.19mm+13mm)/(0.4mm/min*97r/min)=0.6min=36s 。 2.11 填写工艺卡片 工序卡：见附录工艺卡：见附录 - 7 - 第3章 端盖零件的三维造型及编程 3

18、.1 端盖零件的三维造型 毛坯图 - 8 - 零件图 加工后的零件图 - 9 - 3.2 端盖零件的编程 上端面粗加工 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X115.5701 Y108.045 S1572 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z1. N0070 G1 Z-2. F71.9 M08 N0080 X119.2205 Y104.045 N0090 G2 X124.045 Y98.2303 I-59.2205 J-54.045 F79.9 N0100 G1 X1

19、28.045 Y92.9187 N0110 Z1. N0120 G0 Z10. N5320 Z-17. N5330 G1 Z-20. F71.9 N5340 X13.5344 Y43.8844 F79.9 N5350 G2 X15.2978 Y64.0772 I46.4656 J6.1156 N5360 X37.4661 Y91.0935 I44.7022 J-14.0772 F47.9 N5370 X82.5339 I22.5339 J-41.0935 F79.9 N5380 X104.7022 Y64.0772 I-22.5339 J-41.0935 F47.9 N5390 Y35.922

20、8 I-44.7022 J-14.0772 F79.9 N5400 X82.5339 Y8.9065 I-44.7022 J14.0772 F47.9 N5410 X37.4661 I-22.5339 J41.0935 F79.9 N5420 X15.2978 Y35.9228 I22.5339 J41.0935 F47.9 N5430 X13.5344 Y43.8844 I44.7022 J14.0772 F79.9 N5440 G1 X9.5686 Y43.3624 N5450 Z-17. N5460 G0 Z10. N5470 M02 - 10 - % 圆弧表面粗加工 % N0010 G

21、40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X62.4 Y.9229 S1258 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z-1. N0070 G1 Y5.3256 F57.5 M08 N0080 G3 X60. Y7.7256 I-2.4 J0.0 N0090 G2 I0.0 J42.2744 F63.9 N0100 G1 Y12.5256 N0110 G2 I0.0 J37.4744 N0120 G1 Y17.3256 N0130 G2 I0.0 J32.6744 N0140 G1 Y22.12

22、56 N0150 G2 I0.0 J27.8744 N0160 G1 Y26.9256 N0170 G2 I0.0 J23.0744 N0180 G3 X57.6 Y24.5256 I0.0 J-2.4 N0190 G0 X62.4 Y.9229 N0200 Z-2. N0210 G1 Y4.3439 F57.5 N0220 G3 X60. Y6.7439 I-2.4 J0.0 N2300 G1 Y3.0793 F57.5 N2310 G3 X60. Y5.4793 I-2.4 J0.0 N2320 G2 I0.0 J44.5207 F63.9 N2330 G3 X57.6 Y3.0793 I

23、0.0 J-2.4 N2340 G1 Y.9275 N2350 G0 X62.4 Y.9229 N2360 Z-19. N2370 G1 Y2.8068 F57.5 - 11 - N2380 G3 X60. Y5.2068 I-2.4 J0.0 N2390 G2 I0.0 J44.7932 F63.9 N2400 G3 X57.6 Y2.8068 I0.0 J-2.4 N2410 G1 Y.9275 N2420 G0 X62.4 Y.9229 N2430 Z-20. N2440 G1 Y2.6181 F57.5 N2450 G3 X60. Y5.0181 I-2.4 J0.0 N2460 G2

24、 I0.0 J44.9819 F63.9 N2470 G3 X57.6 Y2.6181 I0.0 J-2.4 N2480 G1 Y.9275 N2490 G0 Z10. N2500 M02 % 上端面半精加工 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X-5. Y80.2271 S3871 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z-10. N0070 G1 Z-13. F177. M08 N0080 X-2.5 N0090 Y102.5 F196.6 N0100 X29.999

25、3 N0110 G2 X30. I.0007 J-2.5 N0120 X30.0007 I0.0 J-2.4997 N0130 G1 X32.5 N0140 Y100.0009 N0150 G2 Y99.9991 I-2.4999 J-.0009 N0160 G1 Y91.1786 N0170 X31.4423 Y90.4315 - 12 - N0180 G3 X14.3077 Y69.0385 I28.5577 J-40.4315 N0190 G1 X13.6667 Y67.5 N0200 X-2.5 N0210 Y80.2271 N0220 X1.25 N5180 Y6.8839 N519

26、0 G3 X108.8262 Y28.75 I-31.25 J43.1161 N5200 G1 X118.75 N5210 Y19.7729 N5220 X115. N5230 Y5. N5240 X95. Y5.0111 N5250 G3 X103.7407 Y13.4521 I-35. J44.9889 N5260 X104.8028 Y8.8333 I4.2593 J-1.4521 N5270 G1 X103.2042 Y7.25 N5280 X101.0244 N5290 G3 X102.2514 Y8.4622 I-41.0244 J42.75 N5300 X103.2042 Y7.

27、25 I5.7486 J3.5378 N5310 G1 X104.8028 Y8.8333 N5320 G3 X105.6093 Y15.8124 I3.1972 J3.1667 N5330 X111.225 Y25. I-45.6093 J34.1876 N5340 G1 X115. N5350 Y19.7729 N5360 X112.75 N5370 Y16.7958 N5380 G3 X110.1243 Y18.407 I-4.75 J-4.7958 N5390 X112.6118 Y22.75 I-50.1243 J31.593 N5400 G1 X112.75 N5410 Y19.7

28、729 N5420 X115.25 N5430 Z-10. N5440 G0 Z10. N5450 M02 - 13 - % 圆弧表面半精加工 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X60. Y23.2827 S1572 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z2.2133 N0070 G1 Z-.7867 F71.9 M08 N0080 Y27.8428 N0090 G2 I0.0 J22.1572 F79.9 N0100 G1 Y29.4428 N0110 G2 I0.

29、0 J20.5572 N0120 G1 Y23.2827 N0130 Z2.2133 N0140 G0 Z10. N0150 Y22.3959 N0160 Z1.4266 N0170 G1 Z-1.5734 F71.9 N0180 Y27.4859 N0190 G2 I0.0 J22.5141 F79.9 N0200 G1 Y22.3959 N0210 Z1.4266 N0220 G0 Z10. N3530 G2 I0.0 J43.4373 F79.9 N3540 G1 Y1.7772 N3550 Z-14.307 N3560 G0 Z10. N3570 Y1.6639 N3580 Z-15.

30、0937 N3590 G1 Z-18.0937 F71.9 N3600 Y6.2834 - 14 - N3610 G2 I0.0 J43.7166 F79.9 N3620 G1 Y1.6639 N3630 Z-15.0937 N3640 G0 Z10. N3650 M02 % 上端面精加工 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X12.1808 Y87.0165 S2419 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z-7.3 N0070 G1 Z-10.3 F110.6 M0

31、8 N0080 X12.3 Y86.3677 N0090 X8.3 N0100 Y81.0355 F73.7 N0110 X7.143 Y76.7844 N0120 X8.3 Y81.0355 F122.9 N0130 G2 X10.8349 Y84.9125 I51.7 J-31.0355 F73.7 N0140 X14.7378 Y89.8424 I1.1651 J3.0875 N0150 X16.4431 Y91.7 I45.2622 J-39.8424 N0160 G1 X20.5569 Y93.376 N0170 X16.4431 Y91.7 F122.9 N0180 X8.3 F7

32、3.7 N0190 Y86.3677 N0200 X2.3 F122.9 N0210 Y74.3273 N3510 G1 Y2.3 N3520 X96.8487 N3530 X117.7 F122.9 N3540 Y13.6323 - 15 - N3550 X123.7 N3560 Y33.7 N3570 X105.5333 N3580 X104.5846 Y31.4231 N3590 G2 X87.8664 Y10.5493 I-44.5846 J18.5769 N3600 G3 X87.8644 Y10.548 I2.1336 J-3.0228 N3610 G1 X86.3 Y9.443

33、N3620 Y7.5273 N3630 G3 Y7.5265 I3.7 J-.0008 N3640 Y7.5257 I3.7003 J0.0 N3650 G1 Y-3.7 N3660 X123.7 N3670 Y13.6323 N3680 X128. N3690 Z-10. N3700 G0 Z10. % 圆弧精加工 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X60. Y23.2827 S1572 M03 N0050 G43 Z10. H00 N0060 Z2.2133 N0070 G1 Z-.7

34、867 F71.9 M08 N0080 Y27.8428 N0090 G2 I0.0 J22.1572 F79.9 N0100 G1 Y29.4428 N0110 G2 I0.0 J20.5572 N0120 G1 Y23.2827 N0130 Z2.2133 N0140 G0 Z10. - 16 - N0150 Y22.3959 N0160 Z1.4266 N0170 G1 Z-1.5734 F71.9 N0180 Y27.4859 N0190 G2 I0.0 J22.5141 F79.9 N0200 G1 Y22.3959 N0210 Z1.4266 N0220 G0 Z10. N3460

35、 G1 Y2.0938 N3470 Z-13.5204 N3480 G0 Z10. N3490 Y1.7772 N3500 Z-14.307 N3510 G1 Z-17.307 F71.9 N3520 Y6.5627 N3530 G2 I0.0 J43.4373 F79.9 N3540 G1 Y1.7772 N3550 Z-14.307 N3560 G0 Z10. N3570 Y1.6639 N3580 Z-15.0937 N3590 G1 Z-18.0937 F71.9 N3600 Y6.2834 N3610 G2 I0.0 J43.7166 F79.9 N3620 G1 Y1.6639 N3630 Z-15.0937 N3640 G0 Z10. N3650 M02 % - 17 - 毕业设计小结毕业设计小结 毕业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,它在我们三年的大学生活中占有重 要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己的三年的大学生活做出 总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题 的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的