端盖加工艺及专用夹具设计.doc

1、1目录概述.1第一章 零件的分析.31.1 零件的工艺性分析 .51.1.1 加工方法的选择.51.1.2 保证端盖表面位置精度的方法.51.1.3 防止端盖变形的工艺措施.5第二章 工艺规程的设计.62.1 确定毛坯的制造形式 .62.2 基准的选择 .62.2.1 粗基准的选择 .62.2.2 精基准的选择 .62.3 制定工艺路线 .62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 .72.4.1 两端外圆表面 .72.4.2 工件内孔加工 .82.5 确定切削用量及基本工时 .82.5.1 工序 1 锻造毛坯 .82.5.2 工序 2 车削工艺外圆 .82.5.3 工序 3 镗孔 .14第

2、三章 专用夹具设计. . . . . .203.1 工件的加工工艺. .203.2 定位元件的选择与设计. . .203.3.1 定位误差的分. . .203.3.2 定位元件的选择. . . 2133 端盖在夹具中定位夹紧.25331 夹紧装置的组成. .2533 .2 夹紧力的确定. .25233 .3 夹紧机构的选择与设计.25结束语. 38参考文献.39前 言机械制造工艺课程设计使我们学完了机械制造技术，机械制造装备设计，机械制造工艺学等课程，进行了生产实习之后，所进行的一个重要实践性教学环节。其主要目的是让学生不所学的工艺理论和实践知识在实践的工艺，夹具设计中综合地加以应用，进而得以

3、加深和发展，提高学生分析和解决生产实际问题的能力，为以后搞好毕业设计和从事工作奠定了一定基础。通过本次课程设计，我们在下述方面可以得以锻炼：1) 能熟练的运用机械制造工艺学及相关课程的基本理论，以及在生产实习 中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加3工中的定位，加紧和工艺路线地合理拟定等问题，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性。2) 通过夹具的工艺，进一步提高了我们的结构设计能力，你能够根据被加工零件的加工要求设计出高效省力，既经济合理又能保证质量的夹具。3) 进一步提高我们的计算设计制图能力，能比较专业熟练地查阅和使用各种技术资料。4) 在设计制造中培养我们严谨的工作作风和独立

4、的工作能力。在设计中，由于理论知识和实践经验不足，设计中的不妥之处，敬请老师批评指正。一、 零件的分析（一）零件的功用：机械制造工艺设计我们组的零件是端盖，端盖的种类很多，用途也很广。端盖的一端可以是封闭的，用于变速箱用于变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用，本例中的端盖，其内部有 18 的可以起到定位轴的零件作用，外圆 80 和内孔均有 Ra=1.6 的配合要求， 4-M8 和 4-M6 起到固定端盖的作用。4图 1-1（二）零件的工艺分析：由零件图可以看出，该端盖的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面将主

5、要表面分为三部分，见图 1-1。1、以内孔为中心的一组加工面：这组加工面包括： 4M8、4M6 螺纹孔及其 42 小孔。2、以四边定位一组加工面：这组加工面包括：80 外圆、0 外圆、42 小孔、.深的环槽及其倒角。3、左右端面：这组加工面包括：94 尺寸四个侧面以上各表面的主要技术要求如下：51、4M8、4M6 螺纹孔及其 42 小孔表面粗糙度为Ra=3.2。2、80 外圆、18 孔的表面粗糙度为 Ra=1.6，0 外圆、42 小孔、.3、4- mm 的端面与轴心线有位置 0.02mm 的要求。其 Ra5.为 1.6。4、94 尺寸四个侧面表面粗糙度为 Ra=3.2零件要求调质 HRC304

6、5，其坯重为 1.39kg。由分析可知，三组加工表面可以选择其中一组表面为粗基准进行加工，然后再以加工过的表面为精基准加工其他各组表面，并保证他们之间的相互位置精度。二、 零件的工艺规程设计（一）确定零件的生产类型：零件的生产纲领为：N=Qn（1+a%） （1+b%）(件/年)其中，产品年产量 Q 为台/年, 每台产品中该零件的数量为 n 件/台，零件备品率为 a%，零件废品率为 b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。（二）确定零件毛坯的制造形式：零件为 45 钢，在工作时端盖在某些场面要经常正反转，与接触表面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度

7、，因此应该选择锻件毛坯。由于零件的轮廓尺寸6不大，生产纲领达到大批生产水平，可以采用模锻成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。(三) 拟定零件的机械加工工艺路线：1、定位基准的选择：定位基准的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择正确、合理与否，将直接影响工件的技工质量和生产率。在选择定位基准时，需要同时考虑一下三个问题：（1）以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工时精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。（2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为精基面。（3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要

8、采用统一基准以外的精基面。另外，我们还应从粗精基准选择的基本原则为出发点：a “基准重合 ”原则。应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准。 b.“基准统一”原则。应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。c.“互为基准 ”原则。当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很高时，可互为基准，反复进行加工。d.“自为基准”原则。在光整加工或某些精加工工序中，要求7余量小且均匀，应尽量选择加工表面本身作为基准。2、粗基准选择：a.如果必须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。b.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。c.应尽量选择与加工表面的位置精度要求较高的非加工面为粗基准。

9、d.选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边。浇冒口及其他缺陷，以保证定位准确可靠。.e.粗基准一般只使用一次，不再重复使用。精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择 18 孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择 18 孔和端面作为精基面。4M8、4M6 螺纹孔及其 42 小孔等主要尺寸以18 孔和右端面作为精面。这样才能实现位置的要求。对于 80外圆与 18 内孔有相互位置要求，加工时采用基准统一原则，达到技术要求。粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以四边和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。零件各表面

10、加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表8面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。该工件毛坏经模锻成型，根据表 2-9 得知孔已锻出。 金属加工工艺及工装设计黄如林主编。其各表面加工方法选择如下：18 内孔 粗镗精镗；各外圆表面 粗车精车；4M8、4M6 钻攻丝；四侧面 铣侧面。 3、零件各表面加工顺序的确定：1）加工阶段的划分：为达到规定的技术要求，该端盖的加工可分为如下三个加工阶段：a.粗加工阶段：车外圆，铣四边，内孔，环槽；b.半精加工阶段：以精车后为主要精基准，

11、精车，外圆，端面8 个 2 小孔；c.精加工阶段：以端面和四边定位，加工 18 内孔。对于精度要求很高，表面粗糙度参数值要求很小（ 及 以6IT上， ）的零件，还需要专门精度和减小表面粗糙度为主，0.2Ram一般不用纠正形状精度和位置精度。2）加工工序的安排：a.机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排四边，端面，内孔的加工。由于 18 内孔是主要精基准，又由于 18 内孔作为定位基准，须以精加工后的四边作为主要精基准，车四边，端面，然后加工出一9个孔，最后加工出四个孔与环槽。b.热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理

12、，以消除锻造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理调质处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。c.辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。3）工序的组合：在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。一般情况下，单件

13、小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。零件端盖由于是大批生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹具，这样得到零件的工艺路线如下：（1）下料；（2）锻造毛坯；10（3 调质处理；（4）粗铣四边；（5）粗车大端端面，钻孔孔及倒角；（6）粗车小端外圆，端面，镗孔，环槽及倒角（7）钻各小孔及各螺纹孔（8）镗 18 内孔；（10）清洗；（11）检验；（12）油封，入库。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡和工序卡片。（四）确定加工余量：合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。故应在保证在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。确定工序加工余量的方法有以下三种：1）分析计算法；2）查表修正法；3）经验估算法。工艺路线确定后，就要计算各个工序加工时所应能达到的工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法，基