1、課程設計說明書題 目： 端蓋（大尺寸）4孔鉆模設計指導老師： 學生姓名： 學 號： 所屬院系： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 完成日期： 2015年3月25日 摘要機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。這次設計的是端蓋，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與所設計夾具對應那道工序的工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是端蓋。了解了端蓋的作用，接下來根據

2、零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。然后我們再根據定位基準先確定精基準，后確定粗基準，最后擬定端蓋的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。目 錄端蓋零件圖31端蓋的工藝分析及生產類型的確定31.1端蓋的用途31.2端蓋的技術要求：31.3審查端蓋的工藝性42.確定毛胚、繪制毛胚簡圖52.1選擇毛胚52.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量52.3繪制端蓋毛坯簡圖63.擬定端蓋工藝路線63.1 定位基準的選擇63.1.1精基準的選擇63.1.2粗基準的選擇63.2表面加工方法的確定73.3加工階段的劃分73.4工序的集中與分散73.5工序順序的安排83.6確定

3、工藝路線84.機床夾具的設計94.1夾具工程圖104.2提出問題104.3設計思想114.4夾具設計114.4.1、定位分析115.工藝規(guī)程設計115.1零件的三維模型115.2.UG夾具設計126.參考文獻18端蓋零件圖1端蓋的工藝分析及生產類型的確定1.1端蓋的用途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。 本章主要介紹了加工工藝的分析，可以確定定位元件的機構模型和設計參數(shù)以及定位元件的選定和各個工序的介紹。1.2端蓋的技術要求：該端蓋的各項技術要求如下表所示：加工表

4、面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)端蓋左端面2106.30.03B端蓋右端面2106.30.03B方形端面4604606.30.03B端蓋中心孔500+0.03IT8IT93.240孔40IT8IT96.332孔32IT8IT96.328孔28IT8IT96.314孔14IT8IT96.3150外表面280-0.106+0.O43IT8IT93.2R132弧R132IT96.31.3審查端蓋的工藝性該端蓋結構簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，要求其端面跳動度相對中心軸線滿足0.03mm，其次就是50孔及32孔，50孔的加

5、工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外32孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。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。 2.確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，毛胚選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復雜，故采用砂型鑄造。確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。1. 公差等級由端蓋的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為C

6、T=9。2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目機械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm方形端面4604601.5*2=32.5460.25-1.251.25厚度2100.5*2=12210-11方形斷面厚度500.51.650.3-0.80.8280外圓面1*2=22.2280.1-1.11.1280外圓長度200.51.620.3-0.80.850孔0.5*2=11.750.15-0.850.852.3繪制端蓋毛坯簡圖3.擬定端蓋工藝路線 3.1 定位基準的選擇3.1.1精基準的選擇 根據該端蓋零件的技術要求，選擇端蓋左端面和50孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行

7、加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。50孔的軸線是設計基準，選用其作竟基準定位端蓋兩端面，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋左端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設計基準。3.1.2粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋右端面和200外圓面作為粗基準。采用200外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。3.2表面加工方法的確定 根據端蓋零件圖上的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

8、所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案280端面IT83.2粗銑-精銑460x460端面IT96.3粗銑-精銑200端面粗銑-精銑50孔IT83.2鉆-擴-鉸32孔IT96.3鉆-鉸-精鉸4x28孔IT136.3鉆14孔IT136.3鉆4x40孔IT136.3鉆-擴280外圓面IT93.2粗車-半精車3.3加工階段的劃分該端蓋加工質量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準（端蓋左端面和50孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑端蓋右端面、方形端面、車280外圓、245倒角。在半精加工階段，完成端蓋

9、右端面的精銑加工和32孔的鉆-鉸-精鉸加工及40孔等其他孔的加工。3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排1機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準端蓋左端面和500+0.03mm孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋右端面，再加工50孔。2熱處理工序 鑄造成

10、型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：在、熱處理基準加工粗加工精加工。3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了端蓋的工藝路線。工序號工序名稱機床設備刀具量具1熱處理退火2 粗銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標卡尺3精銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標卡尺4粗車、半精車280外圓CA6140外圓車刀游標卡尺5車245倒角CA61

11、40端面車刀6鉆-擴-鉸50孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7鉆14孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)8鉆-鉸-精鉸32孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)9鉆28孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)10鉆-鉸-精鉸40孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸卡尺、塞規(guī)11銑R132圓弧數(shù)控銑床立銑刀游標卡尺12去毛刺鉗工臺平銼13清洗清洗機4.機床夾具的設計夾具的定義及分類在機械制造工業(yè)中，為了達到保證產品質量、改善勞動條件、提高勞動生產率及降低成本的目的，在工藝過程中，除機床等設備外，還大量使用著各種工藝裝備。它包括夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等。因此，廣義地說，夾具是一種保證產品質量并便利和加

12、速工藝過程的一種工藝裝備。不同的夾具，其結構形式、工作情況、設計原則都不同，但就其數(shù)量和在生產中所占的地位來說，應以“機床夾具”為首。所謂機床夾具就是機床上所使用的一種輔助設備，用它來準確地確定工件與刀具的相對位置，即將工件定位及夾緊，以完成加工所需要的相對運動。所以機床夾具是用以使工件定位和夾緊的機床附加裝置。夾具形式很多，可以按照各種不同的特點進行分類。夾具的合理分類是為了適應技術管理工作的需要。在統(tǒng)計工藝裝備系數(shù)，估計設計制造工作量，進行資料分類保管，便于技術總結及業(yè)務建設等方面，有著重要作用。使刀具定位、夾緊并實現(xiàn)某種特定切削運動的輔助設備成為輔助工具，也成為刀具用的夾具。夾具是一種能

13、夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。設計機床夾具的方法和過程機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中，應深入生產實際，進行調查研究，吸取國內外的先進技術，制造出合理的設計方案，在進行具體設計。4.1夾具工程圖4.2提出問題（1

14、）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，短圓柱銷限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。4.3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，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要是對40孔進行加工，孔的尺寸精度要求為GB/T1804-m表面粗糙度6.3，鉆、粗锪、精锪可以滿足其精度要求，所以要在滿足其精度的前提下提高

15、勞動生產效率，降低勞動強度。4.4夾具設計4.4.1、定位分析（1）定位基準的選擇據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工50孔時，采用端蓋底面為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合b=0，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=（TD+T d+S）/2TD =0.018mmT d =0.011mm5.工藝規(guī)程設計5.1零件的三維模型 5.2 UG夾具設計過程在端蓋4個孔鉆模設計中我們需要先定位后夾緊，所以我選擇了底座，定位銷，鉆模板

16、，螺母，鉆套，短銷，螺栓墊圈等幾個卡具零件。1.底座 首先設計底座，由于要加工的零件長度寬度均為460cm，要設計的底座要比所要加工的零件要大，鉆孔時才能使零件更加平穩(wěn)，以至于不會掉下來。底板上有50的孔，以便在裝夾過程中與軸更好的接觸。 2定位銷 然后再底座上面安裝定位銷，定位銷的位置在底座和被加工零件之間。這種定位銷的使用，固定零件，不讓零件松動。3.短銷為了不讓零件亂轉動在鉆模板在安裝個短銷，短銷有夾緊作用。能夠引導刀具在工件上鉆孔。短銷的長度與鉆模板和工件之間的距離長度相同，短銷連接在鉆模板和工件之間，剛好接觸工件，不會損壞工件。這種短銷的使用，固定鉆模板，不讓鉆模板松動，而且會使鉆模

17、板更易裝卸。4.鉆模板 然后再安裝加工零件，然后為了準確的鉆端蓋四個孔再安裝鉆模板， 鉆模板要比所要鉆孔的零件要大。在加工時為了避免鉆模板移動或掉下來。鉆模板不能設計的很厚，太厚會導致鉆不到要鉆的空，使鉆刀在鉆模板上空轉。設計的鉆模板有定位作用。5.螺旋 螺旋有定位的作用，把鉆模板、零件和底座連接在一起。防止零件在底座上移動。螺旋要有足夠的剛度和強度，以免在鉆孔時發(fā)生斷裂。6.襯套 裹住閥桿，磨損了，可以方便更換。如果不用襯套，磨損后，更換的是零件。所以換成是更換襯套。因其加工方便，更換成本低，也易換。當然，還有導引作用等，是其次的。 7.墊圈 墊圈使用的是普通的墊圈，在鉆孔過程中起到對螺母起

18、到防松的作用，在墊圈的作用下螺母不會松動。起到防松緊固的作用。8.螺母 螺母使用的是普通六角螺母，整個工件會夾的非常緊，不會在鉆孔時發(fā)生松動，以影響要鉆孔的質量。為了不能松動我共用了三個螺母，兩個薄螺母一個厚螺母。9.鉆套 鉆套在零件的孔類加工中可起到引導鉆頭對中，保證產品的精度，提高生產率，降低工人要求等作用。10.裝配圖：（正裝）反裝切削力及夾緊力的計算刀具：的麻花鉆，18的錐度鉸刀。2、夾緊力的計算鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70，工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長度則所需夾緊