0072-端蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計及銑削交叉槽工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,設(shè)計,銑削,交叉,工序,專用,夾具 課 程 設(shè) 計 題 目： 端蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計及銑削交叉槽工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 一、設(shè)計題目 　　 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 5000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 (4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設(shè)計說明書(5000字左右) 1份 四、進(jìn)度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準(zhǔn)備及答辯 2天 五、指導(dǎo)教師評語 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容是夾具設(shè)計，目的在于通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng)，另外為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。通過該課程設(shè)計，學(xué)生應(yīng)在下述方面得到鍛煉： 1. 使學(xué)生具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用 械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 2. 具有設(shè)計專用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。 3. 結(jié)合工藝設(shè)計內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計算方法 正確的進(jìn)行公義計算。 4. 進(jìn)一步提高查閱資料，熟練地使用設(shè)計手冊、參考資 料等方面的能力。 5. 通過設(shè)計的全過程，使學(xué)生學(xué)會進(jìn)行工藝設(shè)計的程序 和方法，培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。Abstract The curriculum design are the main contents of fixture design, aimed at the adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity issues and the initial training, and to do a good job after graduating from design and embarked on work Posts to conduct a comprehensive training. Through the design of the course, students should receive training in the following areas: 1. So that students have developed a point of order of the initial capacity. Can make comprehensive use of Firearms manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods, the right to develop a parts order processing machinery. 2. Fixture with the preliminary design for capacity and improve structural design capacity. 3. Combination of design, the application process can be skilled calculation method The right to justice calculation. 4. Further improve access to information, skilled use of Design Manual, the reference to funding Materials such as the ability. 5. Through the entire process of design, process design students to learn the procedures And methods, and foster independent thinking and the ability to work independently. 目 錄 1端蓋的工藝性分析 1 1.1端蓋的用途 1 1.2端蓋的技術(shù)要求 1 1.3審查端蓋的工藝性 1 2確定端蓋的生產(chǎn)類型 2 3確定毛坯、繪制毛坯件圖 2 3.1選擇毛坯 2 3.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2 3.2.1公差等級及尺寸公差 2 3.2.2要求的機(jī)械加工余量 2 3.3繪制端蓋毛坯簡圖 3 4擬定端蓋工藝路線 4 4.1定為基準(zhǔn)的選擇 4 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 4 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 4 4.2表面加工方法的確定 4 4.3加工階段的劃分 5 4.4工序的集中與分散 6 4.5工序順序的安排 6 4.6確定工藝路線 6 5加工余量、工序尺寸和公差的確定 7 5.1工序1、工序4和工序7----加工端蓋兩端面之設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。 7 5.2工序12的設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 9 6切削用量的計算 9 6.1工序1-----粗車端蓋左端面 9 6.2工序4-----粗車端蓋右端面 10 6.3工序7-----精車端蓋左端面 10 6.4工序12---粗銑左端槽 10 7.專用銑床銑槽工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 10 7.1定位方案 10 7.2夾緊機(jī)構(gòu) 11 7.3對刀裝置 11 7.4夾具與機(jī)床連接元件 11 7.5夾具體 11 參考文獻(xiàn) 12 1端蓋的工藝性分析 1.1端蓋的用途 1、軸承外圈的軸向定位。 2、防塵和密封，除它本身可以防塵和密封外，它常和密封件配合以達(dá)到密封的作用。 1.2端蓋的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差/㎜ 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/um 形位公差/㎜ 80沉孔 80H7 IT7 3.2 60孔 60 IT7 6.3 180左端面 30 IT12 3.2 12孔 12 IT7 130圓柱面 130g7 IT7 1.6 端蓋左端面 42 IT12 3.2 端蓋右端面 42 IT12 6.3 該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的盤蓋類零件，為實現(xiàn)軸向定位功能，端蓋左端面與軸承外圈側(cè)面有配合要求，因此，加工精度要求較高。為實現(xiàn)密封和防塵功能，要求130圓柱面和箱體軸承孔有配合要求，180左端面和箱體表面也要有配合要求，所以要求80H7軸線對130g軸線的同軸度公差為0.03，端蓋左端面和180左端面對130g軸線的圓跳動公差為0.03. 綜上所述，該端蓋件的各項技術(shù)要求制訂的較合理，符合該零件在變速箱中的功用。 1.3審查端蓋的工藝性 分析零件圖可知，端蓋130圓柱面要求切削加工，并在圓周上高于其他表面，這樣減少了加工面積；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要加工表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見該零件的工藝性較好。 2確定端蓋的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=5000臺/年，m=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得 N=5000臺/年×1件/臺×(1+3%)×（1+0.5%）=5175.8件/年 端蓋重量為4.5kg，由查表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表4-1知，該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 3確定毛坯、繪制毛坯件圖 3.1選擇毛坯 由于該端蓋形狀復(fù)雜，毛坯采用鑄件。該端蓋的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鑄件精度，宜采用金屬模機(jī)器造型方法制造毛坯。材料選擇灰鑄鐵。 3.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 由表2-1~表2-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及加工余量，應(yīng)確定如下各項因素。 3.2.1公差等級及尺寸公差 由端蓋的功用和技術(shù)要求，由表2-1確定該零件的公差等級為CT8~10，取CT9 。 3.2.2要求的機(jī)械加工余量 由表2-5確定毛坯毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級為F，由表2-4確定鑄件機(jī)械加工余量RMA為2 。 表2 端蓋鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 項目/mm 毛皮尺寸/mm 尺寸公差/mm 備注 寬度42 47 2 表2-3 公式2-1 右端面直徑180 185.4 2.8 表2-3 公式2-1 左端130 135.25 2.5 表2-3 公式2-1 左端孔106 106 2.5 表2-3 右端孔60 55 2 表2-3 公式2-2 右端80沉孔 74.8 2.2 表2-3 公式2-2 右端孔60深度16 16 1.6 表2-3 右端80沉孔深度8 3.25 1.5 表2-3 公式2-2 高度30 25.1 1.8 表2-3 公式2-2 3.3繪制端蓋毛坯簡圖 4擬定端蓋工藝路線 4.1定為基準(zhǔn)的選擇 定為基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇端蓋左端面和130軸線作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一” 原則。端蓋130軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工180圓柱面和60、80的孔，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的同軸度要求。選用端蓋的左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作為設(shè)計基準(zhǔn)；另外，由于端蓋呈圓盤形，選擇130軸線作為精基準(zhǔn)，定位可靠夾緊結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊，毛刺或其他表面欠缺，該零件選擇右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)；由于130 圓柱面加工余量相對較小，所以選130軸線作為粗基準(zhǔn)加工180圓柱面，再以180圓柱面為基準(zhǔn)精加工130圓柱面，為后續(xù)加工準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 4.2表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示。 表3 端蓋零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 80沉孔 IT7 3.2 粗銑-半精銑-精銑 表1-8 60孔 IT8 6.3 粗鏜 表1-7 180左端面 IT12 3.2 粗車-半精車-精車 表1-8 12孔 IT12 12.5 鉆 表1-7 130圓柱面 IT7 1.6 粗車-半精車-精車 表1-6 端蓋左端面 IT12 3.2 粗車-半精車-精車 表1-8 端蓋右端面 IT12 6.3 粗車 表1-8 左端的槽 IT12 12.5 粗銑 表1-8 4.3加工階段的劃分 該端蓋加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求，然后粗車右端面、粗鏜60孔、鉆12孔、粗銑槽。在半精和精加工階段，完成80沉孔、180左端面、130圓柱面和端蓋左端面的精車加工。 4.4工序的集中與分散 本零件選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝卡夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 4.5工序順序的安排 機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)-端蓋左端面和130圓柱面。 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 遵循“先面后孔”原則，先加工右端面，再加工60孔，在加工鉆12孔。 綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工----主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工------主要表面半精加工和次要表面加工------熱處理-------主要表面精加工。 4.6確定工藝路線 在綜合上述工序順序的基礎(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。 表4 端蓋的工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 1 粗車端蓋左端面 臥式車床 端面車刀 2 粗車130圓柱面 臥式車床 圓弧車刀 3 粗車126圓柱面 臥式車床 圓弧車刀 4 粗車端蓋右端面 臥式車床 端面車刀 5 粗車180外圓柱面 臥式車床 圓弧車刀 6 粗鏜60孔 臥式車床 鏜刀 7 精車端蓋左端面 臥式車床 端面車刀 8 精車130圓柱面 臥式車床 圓弧車刀 9 粗車、精車180左端面 臥式車床 端面車刀 10 鉆6-12孔 Z525立式鉆床 麻花鉆 11 粗銑、精銑80沉孔 臥式雙面銑床 鑲齒三面刃銑刀 12 粗銑左端槽 立式銑床 高速鋼鍵槽銑刀 5加工余量、工序尺寸和公差的確定 5.1工序1、工序4和工序7----加工端蓋兩端面之設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。 第1、4、7三道工序的加工過程為： 1）以右端面B定位，粗車左端面A，保證工序尺寸P1； 2）以左端面定位，粗車右端面，保證工序尺寸P2； 3）已右端面定位，精車左端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖設(shè)計尺寸D 的要求，D=42 。 由下圖所示加工方案，可找出全部工藝尺寸鏈，下圖所示。求解各工序尺寸及公差的順序如下： P1 P2 P3 D Z1 Z2 Z3 A B 第1、4、7道加工工序加工方案示意圖 P3 D Z3 P3 P2 Z2 P1 P2 a） b） c） 圖1 第1、4、7道工序工藝尺寸鏈圖 從圖1-a知，P3=D=42mm； 從圖1-b所示知，P2=P3+Z3為精車余量，查表2-23確定Z3=1.6mm， 則P2=42+1.6=43.6mm。由于工序尺寸P2是在粗車加工中保證的，查表1-20知，粗車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級可達(dá)到B面的最終加工要求-----IT12，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差為0.35mm，故P2=43.60.175mm 從圖1-c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，其中Z2為粗車余量，由于B面的加工余量是經(jīng)粗車一次切除的，故Z2應(yīng)等于B面的毛坯余量，即Z2=2mm，P1=43.6+2=45.6mm。由表1-20確定該粗車工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級為IT12，其公差值為0.35mm，故P1=45.60.175mm 為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進(jìn)行校核。 余量Z3的校核 在圖1-b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故 Z3max=P2max-P3min=43.6+0.175-（42）=1.775mm Z3min=P2min-P3max=43.6-0.175-42=1.425mm 余量Z2的校核 在圖1-c所示尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故 Z2max=p1max-p2min=45.6+0.175-（43.6-0.175）=2.35mm Z2min=P1min-P2max=45.6-0.175-（43.6+0.175）=1.65mm 余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。 將工序尺寸按“入體原則”表示：P3=42mm，P2=43.6mm，P1=45.6mm 5.2工序12的設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 由表1-8得粗銑經(jīng)濟(jì)精度為IT13，取粗銑余量Z粗銑=12mm；根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為0.27mm。 綜上所述，該工序的各工步的工序尺寸及公差分別為12mm。 6切削用量的計算 6.1工序1-----粗車端蓋左端面 （1）背吃刀量的確定 工序1的背吃刀量ap取為Z1（參見圖1），Z1等于A面毛坯總余量減去工序8的余量Z3，即Z1=2-1.6=0.4mm。 （2）進(jìn)給量的確定 由表5-2，工件材料為HT200，粗車，選CA6140車床，由表4-2該工序進(jìn)給速度取0.73mm/r。 （3）車削速度的計算 由表5-2車削速度可取為v=50m/min。 6.2粗車端蓋右端面 （1）背吃刀量的確定 工序4的背吃刀量ap取為Z2，故ap=Z2=2mm。 （2）進(jìn)給量的確定 由表5-2，工件材料為HT200，粗車，選CA6140車床，由表4-2該工序進(jìn)給速度取0.73mm/r。 （3）車削速度的計算 由表5-2車削速度可取為v=50m/min。 6.3精車端蓋左端面 （1）背吃刀量的確定 工序7的背吃刀量ap=Z3=1.6mm。 （2）進(jìn)給量的確定 由表5-2，工件材料為HT200，精車，選CA6140車床，由表4-2該工序進(jìn)給速度取0.2mm/r。 （3）車削速度的計算 由表5-2車削速度可取為v=110m/min。 6.4工序10---粗銑左端槽 （1）背吃刀量的確定 工序10的背吃刀量ap=Z粗銑=12mm。 （2）進(jìn)給量的確定 由表5-16，銑刀直徑為8mm，工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的進(jìn)給量取為40mm/min。 （3）銑削速度的計算 由表5-16取切削速度為20m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速，n=100020/80=79.6r/min，參照表4-15所列X51型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=80r/mm。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度v=nd/1000=8080/1000=20.1m/min。 7.專用銑床銑槽工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 7.1定位方案 工件以兩個對稱的12孔和端面作為定為基準(zhǔn)，采用平面與定位銷組合定位方案。其中定位平面限制工件三個自由度，定位銷限制工件兩個自由度，定位削邊銷限制一個自由度。保證了*型交叉槽的加工要求。定位孔與定位銷和削邊銷的配合尺寸取12，其工件定位孔尺寸12H7，定位銷尺寸12fg6 。工序要求的槽的工序基準(zhǔn)為上端面，該工序公差為0.27mm。該工序的定位基準(zhǔn)為底面，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差，d=b=0/3=0.09mm 。因此，定位方案合理。 7.2夾緊機(jī)構(gòu) 采用鉤型壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰緊夾緊螺母使鉤型壓板壓緊工件，實現(xiàn)夾緊。 7.3對刀裝置 采用直角對刀塊及平塞尺對刀。確定對刀塊的對刀面與定位元件定位表面之間的尺寸，水平方向尺寸為【8/2（槽寬一般尺寸）+2（塞尺厚度尺寸）】=6mm，其公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3。由于槽寬尺寸為自由公差，，查公查表IT14級公差值為0.36mm，則水平尺寸公差?。?/3x0.36）mm=0.12mm，對稱標(biāo)注為（60.06）mm，同理確定垂直方向尺寸為（280.06）mm 。 7.4夾具與機(jī)床連接元件 采用兩個標(biāo)準(zhǔn)定位鍵，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。并保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺T型槽相匹配的要求。 7.5夾具體 通過夾具體把夾具各組成部分聯(lián)結(jié)起來，并將聯(lián)結(jié)部分剖視。 參考文獻(xiàn) [1] 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].阜新:遼寧工程技術(shù)大學(xué). [2] 崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007 . [3] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 ． [4] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車制造廠工人大學(xué)．機(jī)床夾具設(shè)計手冊（第 2 版）[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1988 ． [5] 董玉明，楊洪玉.夾具設(shè)計中常見的問題??[J].機(jī)械工人冷加工2005，01. [6] 黃健求 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.