1、摘要及關鍵詞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 大部分專業課之后進行的 . 這是我們在進行畢業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

2、，制定該工件的夾緊方案， 畫出夾具裝配圖。1目錄端蓋零件圖 . 11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 ： 41.3 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 63.2.2 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 83.5 工 序順序的 安排 83.6 確定

3、工藝路線 84. 加工余量、工序尺寸和工差的確定 95. 切削用量、時間定額的計算 106 時 間 定 額 的 計 算 117. 機床夾具的設計 127.1 提 出 問題 137.2 設 計 思想 137.3 夾 具 設計 147.3.1 、定位分析 . 147.3.2 切削力及夾緊力的計算 147.3夾具操作說明 1574確定導向裝置 158.參考文獻 15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1.2端蓋的

4、技術要求：該端蓋的各項技術要求如下表所示:加工表面尺寸偏差(mm公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)端蓋左端面58IT1312.50.03B端蓋右端面58IT133.20.03B方形端面115X115IT1312.50.03B端蓋中心孔-+0.03© 250IT83.2© 14孔© 14IT1012.5© 10孔,-+0.03© 100IT96.3© 9孔© 9IT1312.5© 4孔© 4IT1312.5© 75外表面© 75-0.04 +0.O1IT93.2R33弧R3

5、3IT1312.51.3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© 25孔及© 10孔，© 25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保 證孔的加工精度；另外© 10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。確定端蓋的生產類型依設計題目知：Q=50

6、00件/年，m=1件/年，結合生產實際，備品率 a唏口廢品率 b%分別取3唏口 0.5%。代入公式得：N=5000臺/ 年 X1 件/ 臺 X（ 1+3% X（ 1+0.5%） =5175.75端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產 類型為大批生產。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2-1至表2-5可知，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

7、定該零件的公差等級為CT=92.2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備注方形端面115*1151.5*2=32.51 19.25-1.251.25表2-1 至表2-5厚度580.5*2=1260-11表2-1 至表2-5方形斷面厚度150.51.616.3 _0.8°.8表2-1 至表2-5© 75外圓面1*2=22.278.1 -1.11.1表2-1 至表2-5© 75外圓長度70.51.68.3-0.80.8表2-1 至表2-5© 25孔0.5*2=11.723.15-0.85 0.85表2-1 至表2-

8、52.3繪制端蓋毛坯簡圖3. 擬疋端蓋工藝路線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© 25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加工，即遵循“基準統一”原則。© 25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。3.2.2 .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© 60外圓

9、面作為粗基準。采用© 60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，如下表所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案備注© 75端面IT1112.5粗銑-精銑表1-6至表1-8115x115 端面IT113.2粗銑-精銑表1-6至表1-8© 60端面IT113.2粗銑-精銑表1-6至表1-8© 25孔IT83.2鉆-擴-鉸表1-6至表1-8© 10孔IT96.3鉆-鉸

10、-精鉸表1-6至表1-84x © 9 孑LIT1312.5鉆表1-6至表1-8© 4孔IT1312.5鉆表1-6至表1-84x © 14 孔IT1312.5鉆-擴表1-6至表1-8© 75外圓面IT93.2粗車-半精車表1-6至表1-83.3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 © 25孔)準備好，使后續工序 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© 75外圓、3X.0.5倒角。在半精加工階段，完成端蓋右端

11、面的 精銑加工和© 10孔的鉆-鉸-精鉸加工及© 14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 © 25o+O.O3mm 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

12、則，先加工端蓋右端面，再加工© 25孔。2 熱處理工序鑄造成型后，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、立式銑床X51端銑刀游標卡尺方形端面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

13、車、半精車© 75外圓CA6140外圓車刀游標卡尺5車3X0.5倒角CA6140端面車刀6鉆-擴-鉸© 25孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規7鉆© 4孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規8鉆-鉸-精鉸© 10孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規9鉆© 9孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規10鉆-鉸-精鉸© 14孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸卡尺、塞規11銑R33圓弧數控銑床立銑刀游標卡尺12去毛刺鉗工臺平鋰13清洗清洗機14終檢塞規、卡尺、百分表等4. 加工余量、工序尺寸和工差的確定在這只確定鉆-鉸-精鉸© 14孔的加工余量、工

14、序尺寸和公差。由表2-28可查得，精鉸余量 Z精鉸=0.05mm 粗鉸余量Z粗鉸=0.15mm鉆孔余量Z鉆=13.0mm查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7 ；粗鉸：IT10 ;鉆：IT12。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm粗鉸：0.070mm鉆：0.18mm綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：© 140+0.018m m粗鉸© 13.95o+0.070mm;鉆© 13.0 o+0.18mm它們的相互關系如下圖所示加工方向5. 切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸&

15、#169; 10孔此工序的切削用量和時間定額。、切削用量的計算（1）鉆孔工步1 ）背吃刀量的確定取ap=13.0mm.2）進給量的確定由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.1mm/r。3 ）切削速度的計算由表5-22，按鑄鐵硬度為200241HBS+算，切削速度v選取為12m/min,由公式（5-1 ） n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速 n=389.96 r/min , 參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n=392 r/min , 再將此轉速代入公式（5-1 ）,可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=12.06 m/min 。（2）粗鉸工步1） 背

16、吃刀量的確定取ap=0.98mm2）進給量的確定由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.4mm/r。3） 切削速度的計算由表5-31，切削速度v選取為2m/min,由公式（5-1 ）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速 n=63.95 r/min , 參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速 n=97r/min ,再將此轉速代入公式（5-1 ），可求出該工序的實際鉆削速度為 v=3.14nd/1000=3.0 m/min（3）精鉸工步1）背吃刀量的確定取 ap=0.02mm。2） 進給量的確定 由表 5-31 ，選取該工步的每轉進給量 f=0.3mm/r 。3）切削速度的計算 由

17、表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1 ） n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速 n=127.4r/min ,參照Z525型立式鉆床 的主軸轉速，取轉速 n=140r/min , 再將此轉速代入公式（ 5-1 ），可求出該工 序的實際鉆削速度為 v=3.14nd/1000=4.4m/min 。6時間定額的計算1 基本時間 t j 的計算（ 1 ） 鉆孔工步根據表 5-41，鉆孔的基本時間可由公式 t j =L/fn=（l+l 1+l 2）/fn 求得。式中 l=20mm;l2=1mm;l 1=D/2*cotk r+（12）=9.8/2*cot54+1 mm=5.3m

18、m;f=0.1mm/r;n=392mm/r. 。將上述結果代入公式， 則該工序的基本時間 tj=（12mm+5.3mm+1mm） /（0.1mm/min x 392r/min）=0.47min=28s 。（ 2） 粗鉸工步根據表 5-4 1 ，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 t j =L/fn=（l+l 1+l 2）/fn 求得。式中 I 2、11 由表 5-42 按 kr=15、ap=（ D-d） /2=（9.96-9.8）/2=0.08 的條件 查得 l 1=0.37mm; l 2=15mm; 而 l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min. 。將上述結 果代入公式，則該工序的基

19、本時間 tj=（12mm+0.37mm+15mm） /（0.4mm/min x 97r/min）=0.7min=42s 。（ 3） 精鉸工步同上，根據表 5-41 可由公式 t j =L/fn=（I+I 1+I 2）/fn 求得該工步的基本時間。式中 I 2、 I 1由表 5-42 按 kr=15、 ap= （D-d） /2=（10-9.96） /2=0.02 的條件 查得 I 1=0.19mm; l 2=13mm;而 l=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min. 。將上述 結果代入公式， 則該工序的基本時間 tj=（12mm+0.19mm+13mm/（0）.4mm/min

20、 x 97r/min）=0.6min=36s 。2 輔助時間ta的計算根據第五章第二節所述， 輔助時間 ta 與基本時間 tj 之間的關系為 t a=(0.150.2) t j , 這里取 t a=0.15 t j , 則各工序的輔助時間分別為： 鉆孔工步的輔助時間為： t a=0.15x28s=4.2s;粗鉸工步的輔助時間為： t a=0.15x42s=6.3s;精鉸工步的輔助時間為： t a=0.15x36s=5.4s;3. 其他時間的計算除了作業時間(基本時間和輔助時間之和)以外，每道工序的單件時間還包 括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于端蓋的 生產類型為大批生

21、產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不 計；布置工作的時間t b是作業時間的2%7%休息與生理需要時間tx是作業 時間的 2%4%，這里均取 3%，則各工序的其他時間可按關系式 (3%+3%)(tj+ta) 計算，它們分別為：鉆孔工步的其他時間為： tb+tx =6%x(28s+4.2s)=1.93s;粗鉸工步的其他時間為： tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;精鉸工步的其他時間為： tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;4單件時間 tdj 的計算 這里的各工序的單件時間分別為：鉆孔工步 t dj 鉆=28s+4.2s+1.08s=34.13s;粗

22、鉸工步 t dj 粗鉸 =42s+6.3s+2.90s=51.20s;精鉸工步 t dj 精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因 此 ， 此 工 序 的 單 件 時 間 tdj=tdj 鉆 +tdj 粗 鉸 +tdj 精 鉸=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s 。7. 機床夾具的設計夾具是一種能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。 在現代化的機械和儀 器的制造業中， 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

23、提高生產率， 從而 降低生產成本的重要技術環節之一。 同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要 手段。夾具裝配圖ffl -I S_-Oe7.1提出問題（1）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。7.2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

24、全符合要求。本夾具主要是對© 14孔進行加工，孔的尺寸精度要求為GB/T1804-m表面粗 糙度12.5，鉆、粗鉸、精鉸可以滿足其精度要求，所以要在滿足其精度的前 提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。7.3夾具設計7.3.1、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，應盡量米用同一定位基準進行加工。故加工 © 25孔時，米用端蓋底面 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 基準重合厶b=0,由于存在間隙，定位基準會發生相對位置的變化即存在基準 位移誤差。 j= ( Td+T d+A S) /2Td =0.018mmT d =0.011mm S=0.010mm j