端盖零件的工艺流程及专用夹具的设计

1、机械制造技术课程设计题目： 端盖零件的工艺流程及专用夹具的设计学员专业：机械工程及其自动化完成时间：2010.06.21-2010.06.25参与人员： 宋建武、张龙、孙乃山、胡远坚、郭凡、设计任务根据所给的“端盖”零件，设计加工工艺规程及专用夹具设计、原始资料被加工“端盖”零件图1张一/.U：虫2 a 3四魅H士 M州守雌批*1前鹰鲍。耕工(E 1J<11里*鼻明书： miiF*恒H 9)做名)再节CU fi.j图1:端盖零件简图三、完成材料(1)被加工工件的零件图(AutoCAD图)一一1张(2)工件的毛坯图(AutoCAD图) 1张(3)机械加工工艺过程卡片一一1张(4)机械加工工

2、序卡片一一6张(5)夹具装配图(AutoCAD图)一一1张(6)课程设计说明书一一1份四、分工摘要本文的任务是加工工艺规程及专用夹具的设计，包括被加工工件的零件图(AutoCAD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 6 张、夹具体图 1 张、夹具装配图 1 张以及课程设计说明书 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，并画出夹具装配图。关键词 ：机械制造课程设计端盖夹具目 录1、端盖

3、零件的用途、技术要求及工艺分析1.1 端盖的用途-1 -1.2 端盖的技术要求-1 -1.3 端盖的工艺性分析-2 -2、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯-2 -2.1.1 25o0。025内圆加工余量的确定-2 -2.1.2 左端凸起端面的加工余量的确定 -2 -2.1.3 右端面加工余量的确定-2 -2.1.4 左端环面加工余量的确定-3 -2.1.5 左端凸起外圆面加工余量的确定-3 -2.1.6 其余尺寸的加工-3 -2.2 绘制毛坯图-3 -3、工艺路线的确定3.1 定位基准的选择-3 -3.1.1 粗基准的选择-4-3.1.2 精基准的选择-4-3.2 表面加工方法的确定 -

4、4 -3.3 加工工序的安排 -4-3.3.1 主要加工工序-4-3.3.2 辅助加工工序 -4-3.4 确定工艺路线-4 -4、机床设备及工艺装备的选用 4.1 机床设备的选用-5 -4.2 工艺装备的选用-5 -5、切削用量及工时定额的计算5.1 工序1:粗镇、半精 25内圆-6 -5.1.1 粗镇孔至 24.82, -6 -5.1.2 半精一孔至25 -6 -5.2 工序2:粗车左端凸起端面 -7 -5.3 工序3:粗铳、半精铳右端面-7 -5.3.1 粗铳至 59.4-58.5mm-7 -5.3.2 半精铳至 58.5-58mm-8 -5.3.3 倒 角 C1 - 9 -5.3.4 钻

5、 49 孔-9 -5.3.5 铜钻 14 孔-9 -5.4 工序4:粗铳左端环面及越程槽 -10 -5.4.1 粗铳左端环面至51.7-51mm-10 -5.4.2 粗铳越程槽-10 -5.5 工序5:粗车，半精车凸台外圆 -11 -5.5.1 粗车凸台外圆至77mm-11 -5.2.2 半精车凸台外圆至76.0-75mm- 12 -5.6工序6:钻4孔、及锦10孔-12 -5.6.1 钻 4孔-12 -5.6.2 锦 10 孔-13 -6、 夹具设计 -14 -6.1 夹具 设计任 务 - 14 -6.2 确定 夹具的加工方案 -14 -6.2.1 确定 夹具 的结构方案 -14 -6.2.

6、2 具装配图 上标注尺寸 、 配合 及技术要求 -14 -6.3 夹具 装配图 -14 -7、 参 考文献 -14 -附录 1： 机械加工工艺过程卡片 -15 -附录 2： 机械加工工序卡片 -17 - 9 -1、端盖零件的用途、技术要求及工艺分析7.1 端盖的用途端盖应用广泛，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

7、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。7.2 端盖的技术要求图1为端盖零件简图，根据端盖的尺寸精度、技术要求和功用，经过是深入分析，该端盖零件的特点是：25内圆加工精度高，端面与中心轴线垂直度高，凸台外 圆面精度要求高，台阶孔定位精度高表1-1是本文涉及端盖的全部技术。表1-1端盖零件技术要求加工表面尺寸及偏差（mm端盖左端凸起端面0.04075 0.120端盖左端凸起外艮面7-3 X 0.5左端划、面一越程槽3X0.5端盍右端回6025内圆2500.0254X 10台阶大孔10、

8、深度 9。0.5004义9台阶小孔9、深度6右端10台阶大孔1000.030、深度 12右端4台阶小孔4、深度3公差及 精及要求表面糙度Ra（加形位公差（mrm3.2/ 0.030 B3.212.5/ 0.030 B12.53.2/ 0.030 B3.212.512.56.36.3从所给零件图分析可知，该端盖主要由1个台阶圆筒与带圆角的方板组合而成, 方板上有4个均匀分布的台阶孔。其中，A-A是旋转剖视图；图中三处的形位公差所指端面相对于孔25。0.025的轴线的端面圆跳动公差为 0.030mm零件下方的圆弧槽的作用是让开与之相邻的零件的重叠部分，避免相互干涉。该端盖形状的普通、结构简单，属典

9、型的圆盘类零件，主要实现轴承轴向定位 的功能，必须满足端盖的位置度要求，即垂直度和同轴度的要求，因此加工精度要 求较高；端盖在工作中需承受载荷，为增加其耐磨性，对端盖要求时效处理。7.3 端盖的工艺性分析分析零件图可知，端盖的4个端面和25o0.025的内圆均要求车销加工；零件左、右端面为平面，可以防止加工过程中铸件偏斜；另外，该零件除主要表面（25。°.025孔、IO。0。030及4台阶孔、75 0.120外圆和端盖右端端面）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削，铳削，钻床的粗加工就可以在正常的生 产条件下，采用较经济的方法加工出来。即该零件的工艺性能良好。2

10、、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯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¥ HT15Q 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面的粗糙度、加工方法以及加工等级来确 定的。具体方法及结果如下：2.1.125°0。025内圆加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精锋

11、0.0925.003.2精锋0.4124.91毛坯24.502.1.2左端凸起端面的加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗车 毛坯0.759. 460.16.32.1.3右端面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精铳0.5583.2精铳毛坯0.958.559.46.32.1.4左端环面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铳 毛坯0.75151.712.52.1.5左端凸起外圆面加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度

12、/m0. 537.53.2粗车0.9386.3毛坯38.92.1.6其余尺寸的加工4X 9孔可以直接钻出，再利用钢钻加工14孔，4孔也可直接钻出，再用钢钻加工10孔。2.2 绘制毛坯图图2-1毛坯图3、工艺路线的确定3.1 定位基准的选择定位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3.1.1 粗基准的选择以右端非加工面和左端面为主要的定位粗基准3.1.2 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准 统一”原则，以精加工后的 25孔中心轴线为主要的定位精基准。3.2 表面加工方法的确定加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注端

13、蛊左端凸起端面12.5粗车端盖左端凸起外艮面3.2粗车-半精车左端环闻3.2粗铳一半精铳越程槽12.5粗铳端盍右端回3.2粗铳-半精铳25内圆3.2粗锋-半精锋4X 10台阶大孔6.3钻-物4义9台阶小孔12.5钻右端10台阶大孔12.5钻-物右端4台阶小孔12.5钻3.3 加工工序的安排3.3.1 主要加工工序(1)遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准一25内圆中心轴线。(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“先主后次”原则，先加工端盖右端面，后加工端盖左端环面。(4)遵循“先面后孔”原则，先加工端盖端面，再加工端盖的各孔。3.3.2 辅助加工工序由于加

14、工零件为端盖，材料为 HT150,主要面进行热处理工序，当加工完主要 平面后，可安排一次中检。加工完后，需去除毛刺，在安排清洗和终检工序。3.4 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，列出端盖的工艺路线。表X:端盖的工艺路线及设备、工装的选用在舁 厅P工序名称机床设备刀具量具1粗链、半精链25内圆卧式链床高速钢链刀游标卡尺2粗车左端凸起端面车床CA6140车刀游标卡尺3粗铳、半精铳右端面铳床X51端铳刀游标卡尺4钻4X 9孔、锦14孔钻床Z525麻花钻、福忽钻深度游标卡尺5粗铳左端环而铳床X51端铳刀游标卡尺6铳越程槽铳床X51周铳刀深度游标卡尺7粗车、半精车左端凸起外圆车床CA

15、6140外圆车刀游标卡尺8车倒角车床CA6140车刀游标卡尺9钻4孔、物10孔钻床Z525麻花钻、福忽钻双面游标卡尺10去毛刺钳工台平挫11热处理一端盖圆柱表面淬 火、低温回火淬火机12校正钳工台手锤13中检塞规、百分表、 卡尺等14清洗清洗机15终检塞规、百分表、 卡尺等4、机床设备及工艺装备的选用4.1 机床设备的选用考虑到本文的端盖零件精度要求不是很高，本文采用的机床主要有：卧式链床、 车床CA6140铳床X51、钻床Z525等。4.2 工艺装备的选用根据以上机床设备进行加工时，要选用的工艺装备有车刀、钻头、物钻、百分 表、游标卡尺等。5、切削用量及工时定额的计算5.1 工序1:粗链、半

16、精 25内圆5.1.1 粗链孔至 24.82,2Z=0.82mm 贝UZ=0.41mm1000v 1000 40nw 509r/mind25查有关资料，确定键床的切削速度为v=40m/min , f=0.3mm/min 由于 卧式键床主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。l 58mm , l1 2mm , I2 4mmtmi=58-AJnwf509 0.32 50sta 0.15tm 7.5S(tb tx)1 6% (tm ta) 3.45s5.1.2 半精链孔至 252Z=0.18mm , Z=0.09mm f=0.2mm/r v=40m/min1000v1000 40nw

17、 i 1 509r /mind 25计算切削工时l 58mm, 1i 2mm , L 4mmtml1 l2 l i=58 2 4 1 38s nwf 509 0.2ta0.15tm 5.7 s(tb tx)1 6% (tm ta)2.62s5.2 工序2:粗车左端凸起端面工件材料：HT150,铸造。加工要求：粗车75端面及表面粗糙度值Ra为12.5机床：卧式车床CA6140。刀具：刀片材料为YG6确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为0.7mm ,加工 等级取IT12级，取，v=20m/mind=75mma 0.7mmpf 0.4mm则，1000V 1000 20 0 , .n85r

18、/mind 75卧式车床CA6140为无级调整，可取，v 85r / min。计算切削工时l37.5mm 贝U :l = 37.5nf 85 0.466sta 0.15tm 9.9s(tb tx)16% (tm ta)4.55s5.3 工序3:粗铳、半精铳右端面铳床：X51铳刀：选用立铳刀d=16mm齿数Z=55.3.1 粗铳至 59.4-58.5mm参照有关手册，确定切削速度：v=19m/minf=0.2mm/r ,1000v1000 19n 378r/mind16采用X51立式铳床，根据机床使用说明书，取nw 380r/min故实际切削速度为：d w n w100016 380100019

19、.1m/ min当nw 380r / min时，工作台的每分钟进给量fm应为fmfzznw 0.2 5 380 380mm/minL=18mmtmfm185 23.7s380ta0.15tm 3.56s(tb tx)1 6% (tm ta) 1.64s5.3.2 半精铳至 58.5-58mm参照有关手册，确定切削速度：v=19m/minf=0.1mm/r采用X51立式铳床，1000V1000 19n 378r /mind16根据机床使用说明书，取nw 380r/min故实际切削速度为：d w n wv 100016 380100019.1m/ min当nw380r/min时，工作台的每分钟进给

20、量fm应为fmfzznw 0.1 5 380 190mm/minL=18mmL 18 tm5 47.4sfm 190ta0.15tm7.16s(tbtx)1 6% (tm ta)3.27s5.3.3倒角C1采用钢钻5.3.4 钻 4参照有关手册，确定:f=0.1mm/rV=16mm/min所以，n= 1000V =1273r/min4根据机床说明书，取;nw 1225r /min所以实际切削速度为:d w nwv 10004 1225100015.4m/ minI12.44mml2 0mm,l 15mmtmI1 l 2l 2.44 0(tbnw ftatx)11225 0.18.5s0.15t

21、m 1.28s6% (tm ta) 0.59s-10 -5.3.5钢钻14孔参照有关手册,确定:所以,f=0.1mm/rv=4m/minn= 1000v =91r/min14根据机床说明书，取;nw 100r/min则实际切削削工时l 9mm, li 1mm, I2 0mm60sli I2 l _ 9 1nwf 100 0.1ta 0.15tm9s(tb tx)16% (tm ta)4.14s5.4 工序4:粗铳左端环面及越程槽5.4.1 粗铳左端环面至 51.7-51mm参照有关手册，确定：ap 0.7mm pf=2mm/rv=28.8m/mind=115mm取，n=80机床可直接选取nw

22、80r / min则计算工时，l 15mm, l1 2mm, l2 0mm则：82.5sl l2 l = 20 2 0nwf 80 0.2ta 0.15tm 12.38s(tb tx)1 6% (tm ta) 17.33s5.4.2 粗铳越程槽参照有关手册，确定:- 11 -ap 1.4mm-13 -所以，n=根据机床说明书，取:则，d wn w10001.4mm ,l1 lnw2,fta(tbtx)1f=0.4mm/rV=25m/mind=75mm1000vnw1i5.5工序5:粗车，半精车凸台外圆5.5.1粗车凸台外圆至 77mm参照有关手册，确定:ns1000vc cdw计算切削工时4m

23、m1inw2 l ,f75 =106r/min100r / min75 100 23.55m/min10001.4 2l2 4mm4 11.1s100 0.40.15tm1.67s6% (tm ta)0.77sf=0.3mm/rv=24d=75mm1000 24 102r / min7501i3mml2 0mm= 102 0.343 41.2sta 0.15tm 6.18s(tb tx)i 6% (tm ta)2.84s5.2.2半精车凸台外圆至76.0-75mm参照有关手册，确定：f=0.25mm/rv=25m/mind=75mm1OO0Vcdw1000 2575106r / min-14

24、-计算切削工时l 4mm, l1 3mm, l20mm31.7sl1 l2 l .4 3 0i =nwf106 0.25ta0.15tm 4.76s(tb tx)1 6% (tm ta)2.2s5.6工序6:钻4孔、及物10孔5.6.1 钻4孔参照有关手册，确定：f=0.2mm/rv=12.25m/min 5ns1000Vdw1000 12.254398(r / min) 4根据机床说明书，取：nw =400r/min所以实际切削速度4 40010005.02m/ mind w nwv 1000- 17 -切削工时计算:115mm, l12.5mm I2 0mm13.13minl l1 l21

25、5 2.5 0nwf= 400 0.2ta0.15tm1.97s(tb tx)16% (tm ta) 0.9s5.6.2 物 10 孔根据有关资料介绍，物孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2-1/3 故d=10mm,1 ,1ff钻 一 0.6 0.1mm/r33v 12m/min1000v 1000 12ns 255r/mind3.14 10按机床选取：nw275r/ min所以实际切削速度为：dwnw10 0.1v 8.6m/min10001000切削工时计算：l1 2.5mml2 0mm l 12mml1 l2 lnwf2.5 1231.6minta0.15tm4.74s(tb tx)1

26、6% (tm ta) 2.18s6、夹具设计6.1 夹具设计任务所要加工 的部位是 4、10台 阶孔 ， 该工件的材料为 HT150， 毛坯为铸件 ， 所选 用 的机床为 Z525 型立 式钻床 ， 成批生产规模 。 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 。因 此要为此 工序设计专用夹具6.2 确定夹具的加工方案6.2.1 确定夹具的结构方案（ 1） 确定定位元件根据 工序 简 图规定 的定位基准 ，选 用 一面双销 定位 方案 ，长 定位 销与 工件定位 孔配合 ，限 制 四个 自 由 度 ，定 位 销轴肩 与 工件定位端接触 ，限 制 一

27、个 自 由 度 ，削 边销与工件 一通 孔接触 限制一个 自 由 度 ，实 现工 件正确定 位。定位孔与定位销的配合尺寸取25。对于工序尺寸20mm取工件右端作 为工序基准不便于装夹，而且精度要求较低，故选 择工件左端为定 位基准。（ 2） 确 定 导 向 装 置本工 序要 求被加工 孔依次进行钻 、铰 等 2 个工 步的 加工 ，最 终达 到工 序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件（ 3） 确 定 夹 紧 机构此夹具选用螺栓夹紧机构。6.2.2 具装配图上标注尺寸、配合及技术要求（ 1） ）确 定 元 件 之 间 的 尺 寸 ，定 位 销 与 削 边 销 中 心 距 尺

28、寸 无 公 差 要 求 。 标注 尺寸 为 55mm。（ 2） 根 据 工 序 简 图 上 规 定 的 被 加 工 孔 的 加 工 要 求 ， 确 定钻 套 中 心线 与定位销 定位 环面 （ 轴 间） 之 间 的尺寸取为 38mm。（ 3） 钻套 中 心 线对定位 销 中 心线 的 位 置公差 取 0.03mm。（ 4） 定位 销 中 心 线 与夹 具 底 面 的 平 行度 公 差取 为 0.02mm。（5）注关键件的配合尺寸：小10F7、（|）15g6、622r6、625f6、68n6、 6 20r6 、6 9F7。6.3 夹具装配图（见附图）7、参考文献1、王启平 . 机床夹具设计（第二

29、版） . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2000.52、 秦国华、 张卫红 . 机床夹具的现代设计方法 . 北京： 航空工业出版社， 2006.113、邹青. 机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社， 2004.84、周开勤. 机械零件手册（第五版） . 北京高等教育出版社， 2001.7附录1:机械加工工艺过程卡片第9组机械力n 丁 丁芽:寸程卡片产品型号零件图号B5乙坦/【土卜厂1产品名称零件名称端盖共1 J【第1材料牌号HT150毛坯种类 铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1粗链 25内圆粗链 25 内圆至 24-24.82mm, Ra=6.3卧式链床高速钢链刀、