1、遼寧工程技術大學課 程 設 計題 目：設計端蓋零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（大批量生產）班級：汽車09-3班 姓名：劉鑫 學號：0907130316指導教師：冷岳峰 完成日期：2012.9.8 一、設計題目設計“端蓋”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備二、設計要求機械制造技術基礎課程設計題目一律定為：“端蓋”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備設計。課程設計題目由指導教師指定，經教研室主任審查簽字后發給學生。生產綱領為中批或大批生產。設計的要求包括如下幾個部分：1繪制零件圖。 1張2編制零件的機械加工工藝卡片。 1套 （或機械加工工藝過程綜合卡片 1張）3繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張4繪制

2、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）。 1張4編寫課程設計說明書（約60008000字）。 1份說明書主要包括以下內容（章節）（1）目錄（2）摘要（中外文對照的，各占一頁）（3）零件工藝性分析（4）機械加工工藝規程設計（5）指定工序的專用機床夾具設計（6）方案綜合評價與結論（7）體會與展望（8）參考文獻列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，15條以上)三、上交材料1工件零件圖 1張2工件毛坯圖 1張3機械加工工藝卡片 1張4零件的機械加工工藝卡片（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張5夾具裝配圖 1張6課程設計說明書 1份四、進度安

3、排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、指導教師評語成 績：指導教師日期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

4、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，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。AbstractMachinery Manufacturing Technology curriculum design is finis

5、hed we learn all the basic course of the University, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in ou

6、r four years of university life occupy an important position. This is the cover design, parts map, rough map, one of the assembly, machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, the par

7、ts subject to the cover. Cover understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, est

8、ablished after the benchmark crude, finalizing the cover of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.目錄1、端蓋的工藝分析及生產類型的確定21.1、端蓋的用途21.2、端蓋的技術要求21.3、審查端蓋的工藝性21.4、確定端蓋的生產類型32、確定毛胚、繪制毛胚簡圖32.1選擇毛胚32.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量3公差等級3端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量4繪制端蓋毛坯簡圖43、擬定端蓋工藝路

9、線53.1、定位基準的選擇5精基準的選擇5粗基準的選擇53.2 、表面加工方法的確定53.3、加工階段的劃分63.4、工序的集中與分散63.5、工序順序的安排6機械加工工序6熱處理工序7輔助工序73.6、確定工藝路線74、加工余量、工序尺寸和工差的確定85、切削用量、時間定額的計算95.1、切削用量的計算9鉆孔工步95.1.2 粗鉸工步10精鉸工步105.2、時間定額的計算10基本時間tj的計算10輔助時間ta的計算115.2.3. 其他時間的計算12單件時間tdj的計算126.夾具設計136.1提出問題136.2設計思想146.3夾具設計14定位分析14切削力及夾緊力的計算15夾具操作說明1

10、7確定導向裝置177. 體會與展望188.參考文獻191、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250+0.03IT83.214孔14IT1012.510孔10

11、0+0.03IT96.39孔9IT1312.54孔4IT1312.575外表面75+0.01+0.O4IT93.2R33弧R33IT1312.51.3、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，

12、該零件的加工工藝性較好。1.4、確定端蓋的生產類型依設計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和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。2.2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

13、械加工余量。2.2.1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CT=9。2.2.2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備注方形端面115*1151.5*2=32.5119.25-1.251.25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150.51.616.3-0.80.8表2-1至表2-575外圓面1*2=22.278.1-1.11.1表2-1至表2-575外圓長度70.51.68.3-0.80.8表2-1至表2-525孔0.5*2=11.723.15-0.850.85表2-1至表2-52.2.

14、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，選擇端蓋右端面和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。選用端蓋右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。這里選擇端蓋左端面和60外圓面作為粗基準。采用60外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均

15、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1-860端面IT113.2粗銑-精銑表1-6至表1-825孔IT83.2鉆-擴-鉸表1-6至表1-810孔IT96.3鉆-鉸-精鉸表1-6至表1-84x9孔IT1312.5鉆表1-6至表1-84孔IT1312.5鉆表1-6至表1-84x14孔IT131

16、2.5鉆-擴表1-6至表1-875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（端蓋右端面和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；然后粗銑端蓋左端面、方形端面、車75外圓、3X.0.5倒角。在半精加工階段，完成端蓋左端面的精銑加工和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

17、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3.5.1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右端面和250+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25孔。3.5.2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。3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺

18、、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

19、10鉆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去毛刺鉗工臺平銼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10孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，精鉸余量Z精鉸=0.04mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.16mm;鉆孔余量Z鉆=9.8mm。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：0.015mm;粗鉸：0.058mm;鉆：0.15mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為

20、，精鉸：1000+0.015mm;粗鉸9.9600+0.058mm;鉆：9.800+0.15mm,它們的相互關系如下圖所示。5、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸10孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.1.1鉆孔工步1）背吃刀量的確定 取ap=9.8mm.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計算，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

21、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。5.1.2 粗鉸工步1）背吃刀量的確定 取ap=0.16mm。 2) 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。

22、5.1.3精鉸工步1）背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。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。5.2、時間定額的計算5.2.1基本時間tj的計算（1） 鉆孔工步根據表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2

23、)/fn 求得。式中l=20mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; 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。（2） 粗鉸工步根據表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+0.37

24、mm+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 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的條件查得l1=0.19mm; l2=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 x 97r/min)=0.6min=36s。5.2.2輔助時間ta的計算根據第五章

25、第二節所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x28s=4.2s;粗鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x42s=6.3s;精鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x36s=5.4s;5.2.3. 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tb是作業時間的2%7%，休息與生理需要時間tx

26、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;5.2.4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tdj鉆=28s+4.2s+1.08s=34.13s;粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s;精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序

27、的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。將上述零件工藝規程設計的結果，填入工藝文件。6.夾具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。6.1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，長圓柱銷限制2個自

28、由度，定位銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊工件。（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。6.2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，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對10孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT9，表面粗糙度Ra3.2，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。6.3夾具設計6.3.1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

29、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10孔時，采用端蓋右端面和25孔內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為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+S）/2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm6.3.2切削力及夾緊力的計算刀具：9.8的麻花鉆，10鉸刀。鉆孔切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P鉆削力t鉆削深度

30、,12mmS每轉進給量, 0.1mmD麻花鉆直徑,9.8mmHB布氏硬度，140HBS所以 =762（N）鉆孔的扭矩：式中 S每轉進給量, 0.1mmD麻花鉆直徑,9.8mmHB布氏硬度，140HBS=8200(N·M)鉸孔時的切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式：式中 P切削力t鉆削深度, 12mmS每轉進給量, 0.4mmD鉸孔鉆直徑,10mmHB布氏硬度，140HBS所以 = 73（N）鉸孔的扭矩：式中 t鉆削深度, 12mmS每轉進給量, 0.4mmD鉸刀直徑,10mmHB布氏硬度，140HBS =600（N·M）鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，查得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,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力 =766（N）根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3夾具操作說明此次設計的夾具夾緊原理為：通過25孔和側面為定位基準，在圓柱銷、平面和定位銷實現完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工