機械制造技術基礎課程設計題目（端蓋零件的機械加工工藝及豎直10孔專用夾具設計）班級機械112完成日期201471一、設計題目端蓋零件的機械加工工藝及豎直10孔專用夾具設計二、原始資料1被加工零件的零件圖1張2生產(chǎn)類型（中批或大批大量生產(chǎn)）三、上交材料1繪制零件圖1張2毛坯圖1張3編制機械加工工藝過程綜合卡片1套4編制機械加工工藝卡片（僅編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工藝卡片）1套5繪制夾具裝配圖（A0或A1）1張6繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。1張7編寫課程設計說明書（約50008000字）。1份四、進度安排本課程設計要求在3周內(nèi)完成。1第L2天查資料，熟悉題目階段。2第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設計并編制出零件的機械加工工藝卡片。3第810天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。4第1113天，完成夾具總裝圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設計說明書的編寫。7第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。8第2021天，答辯五、指導教師評語該同學在課程設計過程中表現(xiàn)認真，工藝路線夾具設計方案，說明書及圖紙質(zhì)量，綜合評定其成績?yōu)?。成績指導教師日期摘要機械產(chǎn)品制造中，機械加工工藝規(guī)程和機床夾具起著十分重要的作用，零件的加工質(zhì)量與零件的加工工藝、正確的定位及機床夾具有著直接的關系。合理的工藝規(guī)程設計及夾具設計對于保證零件的加工精度，縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，及減輕加工工人的勞動強度和降低對工人的技術要求有著十分重要的意義。本文主要講述了加工端蓋工藝過程的設計及鉆10孔工序機床專用夾具的設計，首先對該零件的作用及結(jié)構(gòu)工藝進行了全面的分析，在此基礎上制定加工工藝路線，確定最佳設計方案，其次對加工過程中的切削用量及基本工時做了詳盡的計算，最后對機床專用夾具進行設計，并校核，確保夾緊可靠，可安全工作。ABSTRACTABSTRACTMECHANICALPRODUCTMANUFACTURING,MACHININGPROCESSPLANNINGANDFIXTUREPLAYSAVERYIMPORTANTROLE,POSITIONANDMACHININGPROCESS,THEMACHININGQUALITYOFTHEPARTSANDTHERIGHTCLIPHASADIRECTRELATIONSHIPTHEREASONABLETECHNOLOGICALPROCESSDESIGNANDFIXTUREDESIGNTOENSURETHEMACHININGPRECISION,SHORTENSTHEAUXILIARYTIME,IMPROVELABORPRODUCTIVITY,REDUCETHEPRODUCTIONCOST,ANDREDUCETHELABORINTENSITYOFWORKERSANDREDUCETHEPROCESSINGHASAVERYIMPORTANTSIGNIFICANCEANDTHETECHNICALREQUIREMENTSOFWORKERSTHISPAPERMAINLYDESCRIBESTHEDESIGNANDPROCESSINGOFENDCOVERPROCESSANDPHI10HOLEDRILLINGPROCESSOFMACHINETOOLFIXTURE,FIRSTLY,ACOMPREHENSIVEANALYSISTOTHEPARTSFUNCTIONANDSTRUCTUREPROCESS,MAKETHEPROCESSROUTEONTHEBASISOFTHIS,THEBESTDESIGNISDETERMINED,THENMADEADETAILEDCALCULATIONOFCUTTINGMACHININGPROCESSANDTHEBASICWORKINGHOURS,THEMACHINETOOLFIXTUREDESIGN,ANDVERIFICATION,TOENSURERELIABLECLAMPING,THEWORKSAFETY目錄1緒論12生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型的確定221零件的生產(chǎn)綱領222生產(chǎn)類型23端蓋零件的工藝分析331端蓋零件的作用332端蓋零件的技術要求分析433端蓋零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析44端蓋零件的工藝規(guī)程設計441毛坯的設計442定位基準的選擇543裝夾方式的選擇544主要表面加工方法的選擇645加工順序的安排646工藝路線的擬定75設備及其工藝裝備的選擇951機床的選擇952夾具的選擇953刀具的選擇96機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定107切削用量及基本工時的確定1071工序3銑右端面1072工序4銑左端面1173工序5粗鏜16孔1174其它工序的切削用量和基本工時1275定位誤差分析1976夾具的維護與安裝1977夾具裝配圖的繪制208車90外圓夾具設計1781問題的提出1782定位基準的選擇1883夾緊方案的選擇1884切削力及夾緊力的計算18設計總結(jié)21致謝22參考文獻231緒論機械加工是汽車制造業(yè)的基礎行業(yè)，技術人員要具備良好的視圖能力和工藝分析能力，一個好個工程技術人員還要具備設計能力，能對一個零件的整個工藝過程進行策劃，具體的每個工藝過程知道關鍵控制點。工藝工裝設計能滿足產(chǎn)品的技術要求。設計是我們學習了大學的基礎課程課、技術基礎課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們對所學課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。本次設計的內(nèi)容是端蓋零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計。就我個人而言，通過本次設計，我希望能夠提高自己分析問題、解決問題的能力，能夠更深入理解課本知識，并能夠很好的應用到實際工作之中，為以后更好地勝任我的工作崗位打好基礎。希望通過這次的畢業(yè)設計能離一個真正的工程技術人員能更近一步。而本次對于端蓋零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計的主要任務是（1）完成端蓋零件的CAD二維圖；（2）分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性及技術要求。（3）對零件進行工藝分析，確定毛坯，定位基準，裝夾方式，工藝路線等。（4）計算零件各工序尺寸、切削用量、基本工時等內(nèi)容。（5）填寫工藝過程卡，機械加工工序卡，繪制工序簡圖。（6）設計端蓋零件鉆豎直10孔夾具圖紙。2生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型的確定21零件的生產(chǎn)綱領已知條件，年生產(chǎn)量為7000件，備品率為3，廢品率為2。綱領是指計劃期內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量。計劃期常為一年，所以年生產(chǎn)綱領也就是年生產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領要計入備品和允許廢品數(shù)量，可按下公式計算。NQN（1AB）式中N零件的年產(chǎn)量。Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量。N每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量。A備品的百分率。B廢品的百分率。由已知條件得知，A3，B2，Q7000，N1，代入公式得知件。752170N22生產(chǎn)類型據(jù)生產(chǎn)綱領的大小及產(chǎn)品品種的多少，機械制造企業(yè)的生產(chǎn)可分為三種類型單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。根據(jù)該零件生產(chǎn)綱領，確定該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。3端蓋零件的工藝分析31端蓋零件的作用如圖11所示為端蓋零件的圖，零件的材料為HT150，試分析該零件機械加工工藝過程及設計鉆10孔的專用夾具。端蓋主要用于零件的外部，起密封，阻擋灰塵的作用。故其在機器中只是起輔助作用，對機器的穩(wěn)定運行影響不是很大，其在具體加工的時候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。32端蓋零件的技術要求分析分析零件圖可知，其主要技術要求如下加工表面尺寸及偏差（MM）公差精度等級表面粗糙度（UM）形位公差（MM）端蓋左右端面37IT126490外圓右端面5IT126490外圓左端面20IT126490外圓90IT126455G6外圓55G6IT61652外圓52IT126432H9內(nèi)孔32H8IT91616H7內(nèi)孔16H7IT71633端蓋零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析從圖中分析得知，該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有16H7孔、32H8孔，其尺寸精度分別為IT7、IT8級，表面粗糙度為RA16UM；，其次就是55G6外圓和左端面，其精度要求為IT6級，且表面粗糙度為RA16UM；。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過車削、銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。4端蓋零件的工藝規(guī)程設計41毛坯的設計根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀，確定其毛坯為鑄件，材料為HT150，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。鑄造時，需加工端面預留3MM的加工余量，10MM以下的孔均鑄造為實心孔，16、32孔的精度較高在鑄造時單邊預留2MM加工余量，其余外圓單邊預留15MM加工余量。最終設計出的毛坯圖如圖41所示。42定位基準的選擇首先以毛坯外圓為粗基準左右大端面、中間16H7孔。精基準為16H7孔表面及左右端面。43裝夾方式的選擇在機床上加工零件，為保證加工精度，必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確位置，即定位；然后將其壓緊壓牢，使其在加工中保持這一正確位置不變，即夾緊。從定位到夾緊的全過程稱為工件的裝夾。該零件的結(jié)構(gòu)形狀復雜，需要設計專用夾具進行裝夾才能完成零件的加工。44主要表面加工方法的選擇零件機械加工的工藝路線是指零件生產(chǎn)過程中，由毛坯到成品所經(jīng)過的工序先后順序。在擬定工藝路線時，除了首先考慮定位基準的選擇外，還應當考慮各表面加工方法的選擇，工序集中與分散的程度，加工階段的劃分和工序先后順序的安排等問題。目前還沒有一套通用而完整的工藝路線擬定方法，只總結(jié)出一些綜合性原則，在具體運用這些原則時，要根據(jù)具體條件綜合分析。表面加工方法的選擇，就是為零件上每一個有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工方法。在選擇時，一般先根據(jù)表面的精度和粗糙度要求選定最終加工方法，然后再確定精加工前準備工序的加工方法，即確定加工方案。根據(jù)零件的技術要求，該零件的主要表面有32H8孔、16H7孔、55G6外圓及端面，其加工方法如下（1）32H8孔其表面粗糙度要求為16，在加工時需要進行粗鏜精鏜加工。（2）16H7孔其表面粗糙度為16，需要進行粗鏜精鏜加工。（3）55G6外圓及左端面其表面粗糙度為16，需要進行粗車精車加工。45加工順序的安排切削加工工序的安排原則1）基準先行選為精基準的表面，應先進行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應安排在初始工序加工完成。2）先粗后精各表面均應按照粗加工半精加工精加工的順序依次進行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達到一定精度之后、最終精加工之前。根據(jù)以上原則，確定該零件的加工順序如工藝路線中所示。46工藝路線根據(jù)各表面的加工要求及加工的位置、精度，根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，工藝路線如下工序1制造毛坯。工序2熱處理時效處理。工序3銑右端面，控制表面粗糙度RA64UM。工序4銑左端面，控制尺寸37，表面粗糙度RA64UM工序5粗鏜16H7孔至155MM。工序6粗鏜32H8孔至315MM工序7車90外圓及其右端面、車55G6外圓。工序8車52外圓。工序9鉆67孔。工序10锪611沉孔。工序11鉆10孔。工序12精鏜16H7孔至155MM。工序13精鏜32H8孔。工序14鉆3M5螺紋孔底孔。工序15攻3M5螺紋孔。工序16鉆外圓上的底孔10。工序17鉆錐螺紋底孔。工序18攻錐螺紋孔。工序19檢驗。工序20去毛刺。工序21入庫。5設備及其工藝裝備的選擇51機床的選擇工序3、工序4選用XA5032立銑床進行加工。工序5、工序6、工序12和工序13選用立式鏜床進行加工。工序7和工序8選用CA6140車床進行加工。工序9、工序10、工序11、工序14、工序15、工序16、工序17選用立式鉆床進行加工。工序18選用攻絲機進行加工。52夾具的選擇該零件的結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則，其雖有工序均需要設計專用夾具進行裝夾。53刀具的選擇從零件圖中可以看出，該零件的加工部位主要有平面、外圓、孔、螺紋等等。根據(jù)其加工特性確定該零件的刀具如表41所示。表41刀具選用表刀具名稱刀具規(guī)格刀具材料加工表面面銑刀125MM硬質(zhì)合金銑左右端面粗鏜刀15MM硬質(zhì)合金粗鏜16孔精鏜刀16MM硬質(zhì)合金精鏜16孔粗鏜刀31MM硬質(zhì)合金粗鏜32孔精鏜刀32MM硬質(zhì)合金精鏜32孔外圓車刀90硬質(zhì)合金車外圓麻花鉆7MM高速鋼鉆67孔锪鉆11MM高速鋼锪611沉孔麻花鉆10MM高速鋼鉆10孔麻花鉆4MM高速鋼鉆M5螺紋孔底孔絲錐M5硬質(zhì)合金攻M5螺紋孔6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT150生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。2、端面和外圓由于端面要與其他接觸面接觸，查相關資料知余量留3MM比較合適。3、孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為3MM7切削用量及基本工時的確定71工序3銑右端面已知條件加工材料HT150；工序尺寸寬度90MM；加工要求選用刀具為125MM硬質(zhì)合金面銑刀，齒數(shù)為8，加工深度3MM；機床0DDXA5032型立式銑床。（1）切削用量的選用1）銑削深度由已知條件可知，其加工深度為3MM，故PA3MM。PA2）每齒進給量采用不對稱端銑的方式來提高進給量。根據(jù)ZF切削用量簡明手冊表35，當使用硬質(zhì)合金刀，銑床功率為75KW（表330，XA5032型立銑床說明書）時，009018MM/ZZF但因采用不對稱端銑方式加工，故取013MM/Z。ZF3）切削速度和每分進給量查切削用量簡明手冊表CVFV315得，當125MM，8，013MM/Z時，0DZZ441R/MIN，212M/MIN，173MM/MIN，根據(jù)XA5032立銑說明CF書（表330），取375R/MIN，300MM/MIN，故實際切削速度由公FV式10DNVC（61）得M/MIN。314075243C實際每齒進給量MM/Z。10875ZNVFFZ綜上所述，該工序的切削用量為3MM，01MM/Z，375R/MIN，300MM/MIN，1413M/MIPAZFFCVN。（2）基本工時的計算計算公式為（6FMVLT2）式中，L90MM，查表326，不對稱安裝銑刀，入切量及LL超切量47MM，故L9047137MM，代入公式62計算其基本工時得。IN6031T72工序4銑左端面同上。73工序5粗鏜16孔該工序粗鏜16孔，選用的刀具為15MM粗鏜刀，機床選用立式鏜床。（1）切削用量的選用1）背吃刀量由毛坯圖可知，即175MM。PAPA2）進給量查切削用量簡明手冊表F27，035043MM/R，取036MM/R。FF3）切削速度和每分進給量查切削用量簡明手冊表CVFV214可知，570MPA的鋼加工性屬于7分類，查表213可知，當B直徑為155，進給量為036MM/R時，11M/MIN。故主軸轉(zhuǎn)速由公C式計算得R/MIN，查機床說明書，選取N300R/MIN，故實251430N際切削速度由公式61計算得M/MIN，每分進61405143CV給量MM/MIN。0830FV綜上所述，該工序的切削用量為175MM，036MM/R，N300R/MIN，146M/MIN，108MM/PAFCVFVMIN。（2）基本工時的計算公式62中，L20MM，由表229可知8MM，帶入公式62計算其基本工時。IN618T74其它工序的切削用量和基本工時根據(jù)以上查表的方式，計算其它工序的切削用量和基本工時如下所列，計算方法已經(jīng)省略。（1）工序6粗鏜32H9孔至31粗鏜的切削用量為15MM，036MM/Z，275R/MIN，120MM/MIN，268M/PAZFFVCVMIN?；竟r粗鏜T023MIN。（2）工序7車90外圓及其右端面、車55G6外圓1切削深度單邊余量為Z2MM2進給量根據(jù)機械加工工藝手冊取F08MM/R3計算切削速度VYXPMCKFATCVV其中342,015,035,M02。修正系數(shù)見VVXVYVK切削手冊表128,即144,08,104,081,MVKSVKKVKRV097。BVK所以1440810408109789M/MINVCV35015028644確定機床主軸轉(zhuǎn)速NS314R/MINWDCV9X0與314R/MIN相近的機床轉(zhuǎn)速為375R/MIN。現(xiàn)選取375R/MIN。W所以實際切削速度CV10SDN91059/INX5切削工時，TI其中L90MM4MM0MMMFNLW211L2LTIX2031MINMFNW213758（3）工序8車52外圓1切削深度單邊余量為Z2MM2進給量根據(jù)機械加工工藝手冊取F08MM/R3計算切削速度VYXPMCKFATCVV其中342,015,035,M02。修正系數(shù)見VVXVYVK切削手冊表128,即144,08,104,081,097。MVKSVKKVKRVBV所以1440810408109789M/MINVCV35015028644確定機床主軸轉(zhuǎn)速NS545R/MINWDCV9X2與545R/MIN相近的機床轉(zhuǎn)速為600R/MIN?，F(xiàn)選取600R/MIN。W所以實際切削速度CV10SDN5297/INX5切削工時，TI其中L52MM4MM0MMMFNLW211L2LTIX20117MINFNW168（4）工序9鉆66孔機床Z525立式鉆床刀具根據(jù)機械加工工藝手冊表1061選取高速鋼麻花鉆61進給量取F013MM/R2切削速度V2434M/MIN取V30M/MIN3確定機床主軸轉(zhuǎn)速NS1592R/MINWD10CV06與1592R/MIN相近的機床轉(zhuǎn)速為1600R/MIN。現(xiàn)選取1600R/MIN。W所以實際切削速度CV10SDN61034/MIN5切削工時，按工藝手冊表621。TI其中L60MM4MM3MMMFNLW211L2LT0355MINFL211456（5）工序10锪612沉孔根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為鉆FF812鉆V3式中的、加工實心孔進的切削用量鉆F鉆V現(xiàn)已知036MM/R切削手冊表27鉆F4225M/MIN切削手冊表213鉆V1給量取F15036051MM/R按機床選取05MM/R2削速度V044225169M/MIN3定機床主軸轉(zhuǎn)速NS448R/MINWD10C1692與448R/MIN相近的機床轉(zhuǎn)速為500R/MIN。現(xiàn)選取500R/MIN。W所以實際切削速度CV10SDN250184/MIN5削工時，按工藝手冊表621。TI其中L4MM6MM0MMMFNLW211L2LT0072MINFNW215（6）工序11鉆10孔機床Z525立式鉆床刀具根據(jù)機械加工工藝手冊表1061選取高速鋼麻花鉆101進給量取F013MM/R2切削速度V2434M/MIN取V30M/MIN3確定機床主軸轉(zhuǎn)速NS955R/MINWD10CV01與955R/MIN相近的機床轉(zhuǎn)速為1000R/MIN?，F(xiàn)選取1000R/MIN。W所以實際切削速度CV10SDN314/IN05切削工時，按工藝手冊表621。TI其中L31MM4MM3MMMFNLW211L2LT05846MINFL213（7）工序12精鏜16H7孔精鏜的切削用量為025MM，018MM/Z，375R/MIN，PAZF125MM/MIN，896M/MIN。FVCV基本工時粗鏜T024MIN。（8）工序13精鏜32H9孔精鏜的切削用量為05MM，02MM/Z，300R/MIN，130MM/MIN，301M/MPAZFFVCVIN。基本工時粗鏜T023MIN。（9）工序14鉆3M5螺紋孔底孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表316）由切削表27和工藝表4216查得M/R280F機（切削表215）MIN/8VCMIN/R634X10DVC機機按機床選取5/IN機IN/842610機機CV基本工時MIN17053F2XNLT機機攻螺紋M5MM選擇M5MM高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即FP125/FR7/INCV機105298/INNRD查按機床選取7M機68/MINCV機基本工時12035MIN7LTF機8鉆10孔夾具設計81（1）怎樣限制零件的自由度一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。（2）怎樣加緊設計夾具由螺旋夾緊工件。（3）設計的夾具怎么排屑此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排屑通過鉆模版與工件之間的間隙。82設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠。有合理的空間。本夾具主要用來對10孔進行加工，這個孔尺寸精度為IT12，表面粗糙度63，鉆，粗鉸，精鉸以滿足精度。83夾具設計831定位分析（1）定位基準的選擇定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故10孔時，采用端蓋右端面和16孔內(nèi)圓柱面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件位一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合B0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。J（TDTDS）/2TD0050MMTD0011MMS0010MMJ00355832切削力及夾緊力的計算刀具98的麻花鉆，10鉸刀鉆孔切削力P706D09SHB06762鉆孔的扭矩M0014D2S094HB068200鉸孔的切削力P91T12S04HB06236鉸孔的扭矩P0031T12S04HB06D1252鉆孔加緊力W2QL/DZTGA2/3FD1766故此夾具可以安全工作。833夾具操作說明此次設計的夾具加緊原理為通過16孔和側(cè)面為定位基準，在短心軸，平面和菱形銷實現(xiàn)完全定位，以鉆模版引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速加緊機構(gòu)加緊工件。834確定導向裝置本工序要求對被加工的孔依次進行鉆，鉸的加工，最終達到加工要求，選固定鉆套為刀具的導向元件，確定鉆套高度H12MM，排屑空間H05MM9體會本人在畢業(yè)課題的設計中，學習了不少的新知識，體會