制订轴承端盖工艺及直径为5mm孔夹具设计

PAGEword文档可自由编辑电子科技大学信息科技学院题目：半轴端盖工艺分析及夹具设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：

摘要这次设计的是“端盖”，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。AbstractThistimeIdesign“EndCover”,includingthatthepartpursuing,theblankpursues,assemblingpursues,themachineworkprocedurecardtheworkingprocedurecardeverysheet.Weshouldknowthepartverywellandknowitseffectfirst,itisworkedintheorganizationwhichisusedforchangethespeedinalathe,andthemainlyroleofthepartisalterthespeed.Then,wedesignthedimensionoftheblankandinstrumentprocessamarginofthepartaccordingtopartcharacterandtheharshnessofeachface.Finally,Idesignthehandicraftsroutepictureoftheshiftforks,workoutthefasteningmotionschemebeingworkpiece'sturn,drawupclampassemblingpicture.Asfarasmyindividualbeconcerned,Iwanttoknowingthegeneralproductivetechnologyofmachinepart,consolidatinganddeepeningtheknowledgeofbasiccourseandspecializedcoursewhatIhavealreadylearned,integratestheorywithpractice,andimprovetheabilitytosolveproblems,what’smore,strikingthebasisforthefutureworkandthefollowingcourse’sstudying.目录1.零件的分析 -2-2.工艺规程设计 -3-2.1确定毛坯的制造形式 -3-2.2基面的选择 -3-2.2.1基准选择原则 -3-2.2.2基准选择 -3-3.制订工艺路线 -3-3.1工艺路线方案一 -4-3.2工艺路线方案二 -4-3.3工艺方案的比较与分析 -4-4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 -5-4.1车外圆及端面 -5-4.2钻孔Ø32，半精镗Ø32，精镗Ø32。 -5-4.3钻孔Ø16㎜，扩孔Ø16㎜，铰孔Ø16㎜ -5-4.4毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图 -6-5．确定切削用量及基本工时 -6-5.1工序Ⅲ车Ø90mm，车Ø52mm及端面。。 -6-5.2粗车Ø56mm外圆及端面。 -7-5.3工序Ⅴ钻孔Ø32mm至Ø31mm，Ø16mm孔至Ø15mm -8-5.4工序Ⅴ半精车，精车Ø56mm外圆及端面 -9-5.5工序Ⅵ粗镗Ø32mm至Ø31mm -10-5.6工序Ⅶ扩,铰Ø16mm孔 -10-5.7工序Ⅷ半精镗,精镗Ø32mm至Ø32H8mm。 -11-5.8工序Ⅸ钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔，M5螺纹底孔,攻丝M5。 -12-5.9工序X钻M5底孔φ4,攻丝M5 -13-5.10工序IⅩ钻进油孔Ø11mm。 -15-5.11工序Ⅹ钻油孔Ø10mm，攻丝M12。 -15-6.专用夹具设计 -16-6.1提出问题 -16-6.2夹具设计 -16-6.2.1定位基准的选择 -16-6.2.2切削力及夹紧力计算 -16-6.3定位误差分析 -18-7.夹具设计及操作的简要说明 -18-8.参考文献 -19-1.零件的分析轴承端盖具有密封，定位的作用，因此结合面要有比较高的表面质量，孔系加工也要求有比较高位置精度和形状精度，这个零件从零件图上可以看出，所有加工表面是以Ø16mm为中心的，包括：Ø32H7mm及倒角，尺寸为Ø11mm，Ø7mm的沉头孔及螺纹孔，M5螺纹底孔，Ø11mm，Ø10mm进油孔，以及Ø56mm圆柱面，Ø16mm孔与Ø56mm柱面同心度为0.025；由以上分析可知，对于这些加工表面而言，我们首先加工出Ø56mm外圆柱面，并以此为粗基准加工出关键部分孔Ø16mm，并以此为基准加工其它表面，并且保证其它表面与孔之间的位置精度要求。2.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT150，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。2.2基面的选择2.2.1基准选择原则①粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：

1)选择重要表面为粗基准2)选择加工余量最小的表面为粗基准

3)选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。

4)粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。

①精基准的选择1)基准重合原则2）基准统一原则3）自为基准原则4)互为基准原则5)便于装夹原则2.2.2基准选择粗基准的选择：以未加工外圆表面作为粗基准。对于精基准而言，根据基准重合原则，选Ø16mm用设计基准作为精基准。3.制订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得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。3.1工艺路线方案一工序Ⅰ铸造成型。工序Ⅱ时效处理。工序Ⅲ车Ø90mm，Ø52mm外圆。工序Ⅳ钻孔Ø32mm，Ø16mm，扩孔Ø32mm，Ø16mm，铰孔Ø32mm，Ø16mm。工序Ⅴ粗车，半精车，精车Ø56mm外圆及端面。工序Ⅵ钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔，M5螺纹底孔。工序Ⅶ钻油孔Ø10mm。工序Ⅷ钻孔Ø11mm。工序Ⅸ攻丝M5。工序Ⅹ攻丝M12。工序ⅩⅠ清洗检查。3.2工艺路线方案二工序Ⅰ铸造成型。工序Ⅱ时效处理。工序Ⅲ车Ø90mm，车Ø52mm及端面。工序Ⅳ粗车Ø56mm外圆及端面。工序Ⅴ钻孔Ø32mm至Ø31mm，Ø16mm孔至Ø15mm。工序Ⅵ半精车，精车Ø56mm外圆及端面工序Ⅶ扩,铰Ø16mm孔工序Ⅷ半精镗,精镗Ø32mm至Ø32H8mm。工序Ⅸ钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔。工序Ⅹ加工M5螺纹底孔,攻丝M5工序Ⅺ钻进油孔Ø11mm。工序Ⅻ钻进油孔Ø10mm，攻丝M12。工序XIII清洗检验3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一先加工圆柱面，再以圆柱面为基准加工中心孔。方案二是先加工孔，再以孔为精基准加工圆柱面。两种方案比较，零件设计基准是中心孔，根据基准重合原则，选用方案二更合理。4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定端盖零件材料为HT150，毛坯重量约为1.00Kg，生产类型为中批生产，采用金属砂型铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.1车外圆及端面考虑右端面的粗糙度Ra为3.2，参照《机械制造工艺设计手册》——以下简称“手册”，表1—43，确定工序尺寸为Z=1.0mm，其中粗加工的加工余量Z=0.5mm，精加工的加工余量Z=0.25mm。4.2钻孔Ø32，半精镗Ø32，精镗Ø32。钻Ø32㎜：2Z=30半精镗：Ø32㎜2Z=1.5精镗：Ø32㎜2Z=0.54.3钻孔Ø16㎜，扩孔Ø16㎜，铰孔Ø16㎜根据“手册”表1—49，扩孔Ø16㎜2Z=1.6㎜铰孔Ø16㎜Z=0.4㎜4.4毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图图1毛坯图5．确定切削用量及基本工时5.1工序Ⅲ车Ø90mm，车Ø52mm及端面。。机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时：确定加工余量为2mm，查《切削用量简明手册》，加工切削深度由表4，根据［3］表1当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时：;切削修正系数：故由机床车端面min5.2粗车Ø56mm外圆及端面。机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时确定加工余量为1mm，查《切削用量简明手册》，加工切削深度由表4，根据［3］表1当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时：;切削修正系数：故由机床车端面min5.3工序Ⅴ钻孔Ø32mm至Ø31mm，Ø16mm孔至Ø15mm机床：Z535刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工削工时f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===3.48r/s(334r/min)按机床选取n=338r/min=5.63r/s故实际切削速度ν==0.35m/s切削工时l=80mm，l=10mm，l=2mmt===6s=0.1min钻Ø16mm孔至Ø15mm机床：Z535刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工削工时f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===5.2r/s(334r/min)按机床选取n=338r/min=5.63r/s故实际切削速度ν==0.35m/s切削工时l=80mm，l=10mm，l=2mmt===0.133min5.4工序Ⅴ半精车，精车Ø56mm外圆及端面机床：C6140车床刀具：YT15硬质合金车刀确定切削用量及加工工时确定加工余量为0.25mm，查《切削用量简明手册》，加工切削深度由表4，根据［3］表1当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时：;切削修正系数：故由机床半精车端面min精车精车端面min5.5工序Ⅵ粗镗Ø32mm至Ø31mm机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：5.6工序Ⅶ扩,铰Ø16mm孔扩孔Ø16㎜机床：Z535立式钻床刀具：高速钢扩孔钻切削用量及工时：f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）n===3.48r/s按机床选取n=136r/min=2.27r/s故实际切削速度ν==0.16m/s切削工时l=20mm，l=3mm，l=1.5mmt==s（0.168min）铰孔Ø16㎜机床：Z535立式钻床刀具：铰刀f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）n===3.48r/s按机床选取n=136r/min=2.27r/s故实际切削速度ν==0.16m/s切削工时l=20mm，l=3mm，l=1.5mmt==s（0.168min）5.7工序Ⅷ半精镗,精镗Ø32mm至Ø32H8mm。机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：精镗Φ32实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：5.8工序Ⅸ钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔，M5螺纹底孔,攻丝M5。机床：Z535立式钻床钻沉孔刀具：高速钢麻花钻f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===10.13r/s(334r/min)按机床选取n=338r/min=5.63r/s故实际切削速度ν==0.35m/s切削工时l=5mm，l=10mm，l=2mmt===0.029minT总＝tm*6=0.175min钻Ø7mm螺纹孔刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工时f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===15.92r/s按机床选取n=338r/min=5.63r/s故实际切削速度ν==0.35m/s切削工时l=17mm，l=10mm，l=2mmt===0.121minT总＝tm*6=0.725min5.9工序X钻M5底孔φ4,攻丝M5机床：Z535钻床刀具：高速钢麻花钻由《机械加工工艺实用手册》表15-41f=0.30mm/r由《机械加工工艺实用手册》表10.4-9v=0.161m/s=9.86r/s=12.8r/min按机床选取：对于孔1：记算工时tf=tm1*15%=0.01755mintb=(tm1+tf)*2%=（0.117+0.01755）*2%=0.006mintx=(tm1+tf)*2%=（0.117+0.01755）*2%=0.006min攻丝M5a/加工条件：机床：Z535立时钻床..刀具：机用丝锥其中d=5mm,.b/计算切削用量：=1.3mm由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：.f=1mm/rv=0.12m/s.确定主轴转速：n==286r/min.按机床选取：实际机床选取：v=切入，切出l1.+l2=4mml=12mm切削工时：...tf=tm*15%=0.06*15%=0.09mintb=（tm+tf）*2%=0.00003mintx=（tm+tf）*2%=0.00003min5.10工序IⅩ钻进油孔Ø11mm。机床：Z535立式钻床刀具：高速钢麻花钻确定切削用量及工时定额f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===10.13r/s(334r/min)按机床选取n=338r/min=5.63r/s故实际切削速度ν==0.35m/s切削工时l=16.5mm，l=10mm，l=2mmt===0.12min5.11工序Ⅹ钻油孔Ø10mm，攻丝M12。机床：Z535立式钻床刀具：高速钢麻花钻丝锥f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）n===11.21r/s(334r/min)按机床选取n=720r/min=12r/s故实际切削速度ν==0.38m/s切削工时l=32mm，l=10mm，l=2mmt===52s=0.868min攻丝M12由《机械加工工艺实用手册》表16.2-4==143r/min计算得t=0.38min6.专用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。本课题选择工序Ⅹ加工M5螺纹底孔,攻丝M5专用夹具。6.1提出问题利用本夹具主要用来钻M5螺纹底孔Ø4㎜。在加工本工序前，其他重要表面都已加工，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证中心对齐，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。6.2夹具设计6.2.1定位基准的选择由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面。6.2.2切削力及夹紧力计算刀具：高速钢钻头，直