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机械制造技术课程设计--端盖零件加工工艺规程及专用夹具设计

机械制造技术课程设计任务书设计依据:设计零件质料:零件图一份零件年产量:2500件每日一班8小时,全年按300个工作日计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张完成材料零件的零件图和三维图如下页目录一.序言 (4)二.零件图分析 (5)2.1零件的作用 (5)2.2零件的材料及其力学性能 (5)2.3零件的结构工艺分析 (5)三.确定毛坯、绘制毛坯简图 (6)3.1选择毛坯 (6)3.2确定毛坯尺寸公差及加工余量 (6)3.3绘制毛坯图 (7)四.工艺路线拟定 (8)4.1定位基准的选择 (8)4.1.1精基准的选择 (8)4.1.2粗基准的选择 (8)4.2加工方法的确定 (8)五.加工顺序的安排 (9)5.1工序的安排 (9)5.1.1机械加工工序 (9)5.1.2热处理工序 (9)5.1.3辅助工序 (9)5.2拟定加工工艺路线 (9)六.工艺设计 (10)6.1加工余量,工序尺寸,及其公差的确定 (10)6.1.1工序2,3中的粗铣端盖左右端面 (10)6.1.2工序8:钻-铰-精铰φ14孔 (11)6.2确定切削用量 (12)七.机械加工工艺过程卡 (13)八.参考文献 (13)九.小结 (14)一.序言机械制造技术基础课程设计是为我们在大学学完全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后提供的一次很重要的锻炼机会。

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,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

通过本次课程设计,应该得到下述各方面的锻炼:1 能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。

2 学会使用手册及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

就我个人而言,通过这次设计,基本上掌零件机械加工工艺规程的设计。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。

能够顺利的完成这次课程设计,首先得助于石怀荣老师的指导,还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。

在设计过程中,由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。

但在我们小组成员的共同努力下,我们通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决设计过程中的一个又一个的问题。

在这个过程中,使我对所学的知识有了进一步的了解,也了解了一些设计工具书的用途,同时,也锻炼了相互之间的协同工作能力。

在此,十分感谢石老师的指导,感谢同学们的互相帮助。

在以后的学习生活中,我将继续刻苦努力,不段提高自己。

本说明书主要是端盖的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师指正,谢谢!二.零件图分析2.1 零件的作用端盖应用广泛,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 零件的材料及力学性能零件材料是HT150。

其材料名称是灰铸铁。

按GB/9436-88标准:其最低单铸直径为30mm的试棒的抗拉强度为150MPa。

其力学性能为:其抗拉强度很低,塑性,韧性几乎为零。

但由于灰铸铁中有石墨的存在,使其具有一系列其他优良性能,具体表现为:(1)铸造性能优良。

(2)减摩性好。

(3)减震性强。

(4)切削加工性良好。

(5)缺口敏感性较低。

2.3 零件的结构工艺分析分析零件图可知,该端盖主要加工表面有端盖左、右端面,方形端面,要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm ,其次就是φ25孔及φ10孔,φ25孔的加工端面为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外φ10孔的加工表面虽然在圆周上,但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。

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。

该零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度均较低,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。

该端盖形状的普通、结构简单,属典型的圆盘类零件,主要实现轴承轴向定位的功能,必须满足端盖的位臵度要求,即垂直度和同轴度的要求,因此加工精度要求较高。

确定端盖的生产类型:依设计题目知:Q=2500件/年,m=1件/年,结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。

代入公式得: N=2500台/年X1件/台X (1+3%)X (1+0.5%)=2587.875端盖重量为0.5kg ,由表1-3知,端盖属轻型零件;由表1-4知,该端盖的生产类型为中批生产。

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 ) 公差及精度等级 表面糙度Ra (µm ) 形位公差(mm ) 端盖左端凸起端面 040.0012.0_75+φIT9 3.2 ↗ 0.030 B端盖左端凸起外圆面 7-3×0.5 IT13 3.2左端环面 115 IT1312.5 ↗ 0.030 B越程槽 3×0.5IT13 12.5端盖右端面60φIT13 3.2 ↗ 0.030 B25φ孔 025.0025+φ IT8 3.2 4×14φ台阶大孔 14φ IT10 12.5 4×9φ台阶小孔9φIT1312.5右端10φ台阶大孔 030.0010+φ IT9 6.3 右端4φ台阶小孔4φIT136.3三.确定毛坯、绘制毛坯简图3.1选择毛坯端盖在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,毛坯选用铸件即可满足工作要求。

该端盖的轮廓尺寸不大,形状亦不是很复杂,故采用砂型铸造。

该端盖为中批生产,为提高生产率和铸件质量,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。

3.2确定毛坯尺寸公差及加工余量由端盖的生产类型,毛坯的材料及铸造方法可得该毛坯铸件的公差等级为CT=9.由此查表2-1至表2-5可得该毛坯的加工余量,尺寸公差及尺寸如表1-2表1-2毛坯的尺寸,尺寸公差及加工余量项目 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 毛坯尺寸/mm备注方形端面115*115 1.5*2=3 2.5 119.25-1.251.25 表2-1至表2-5厚度58 2.5*2=5 2 64-11 表2-1至表2-5方形断面厚度150.5 1.6 16.3-0.80.8表2-1至表2-5端盖左端凸起φ75端面 1*2=2 2.2 78.1-1.11.1 表2-1至表2-5端盖左端凸起外圆面长度7 0.5 1.6 8.3-0.80.8表2-1至表2-5 φ25孔0.5*2=11.723.15-0.850.85表2-1至表2-5其余尺寸的加工:4×9φ孔可以直接钻出,再利用扩钻加工14φ孔,4φ孔也可直接钻出,再用孔。

扩钻加工103.3绘制毛坯图图2-1毛坯图四.工艺路线拟定4.1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。

4.1.1精基准的选择根据该端盖零件的技术要求,选择端盖左端面和φ25孔作为精基准,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。

φ25孔的轴线是设计基准,选用其作竟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跳动度要求。

选用端盖左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。

4.1.2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。

这里选择端盖右端面和φ60外圆面作为粗基准。

采用φ60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。

4.2 加工方法的确定根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示:加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注φ75端面IT11 12.5 粗铣-精铣表1-6至表1-8 115x115端面IT11 3.2 粗铣-精铣表1-6至表1-8 φ60端面IT11 3.2 粗铣-精铣表1-6至表1-8 φ25孔IT8 3.2 钻-扩-铰表1-6至表1-8 φ10孔IT9 6.3 钻-铰-精铰表1-6至表1-8 4xφ9孔IT13 12.5 钻表1-6至表1-8 φ4孔IT13 12.5 钻表1-6至表1-8 4xφ14孔IT13 12.5 钻-扩表1-6至表1-8 φ75外圆面IT9 3.2 粗车-半精车表1-6至表1-8五.加工顺序的安排5.1工序的安排其包括机械加工工序,热处理工序和辅助工序的安排。

5.1.1机械加工工序(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工基准—25内圆中心轴线和端盖左端面。

(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“先面后孔”原则,先加工端盖端面,再加工端盖的各孔。

5.1.2热处理工序由于加工零件为端盖,材料为HT150,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,故采用退火处理即可满足零件的加工要求。

5.1.3辅助工序在半精加工后,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:在、热处理——基准加工——粗加工——精加工。

5.2拟定加工工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,下表列出了端盖的工艺路线。

工序号工序名称机床设备刀具量具1 热处理——退火2 粗铣端盖左右端面、方形端面立式铣床X51 端铣刀游标卡尺3 精铣端盖左右端面、方形端面立式铣床X51 端铣刀游标卡尺4 粗车、半精车φ75外圆CA6140 外圆车刀游标卡尺5 车3X0.5倒角CA6140 端面车刀6 钻-扩-铰φ25孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、塞规7 钻φ4孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规8 钻-铰-精铰φ10孔四面组合钻床麻花钻、铰刀卡尺、塞规9 钻φ9孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规10 钻-铰-精铰φ14孔四面组合钻床麻花钻、铰卡尺、塞规11 铣R33圆弧数控铣床立铣刀游标卡尺12 去毛刺钳工台平锉13 清洗清洗机14 终检塞规、卡尺、百分表等六.工艺设计6.1 加工余量,工序尺寸,及其公差的确定6.1.1工序2,3中的粗铣端盖左右端面1)以右端面B定位,粗铣左端面A,保证工序尺寸P1;2)以A面定位,粗铣B面,保证工序尺寸P2;3)以B面定位,精铣A面,保证工序尺寸P3;4)以A面定位,精铣B面,保证尺寸P4,达到零件图设计尺寸D的要求,D=58mm。

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