2022年端盖加工工艺设计.pdf

端盖零件图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页1、端盖的工艺分析及生产类型的确定1.1 、端盖的用途端盖主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易1.2 、端盖的技术要求：该端盖的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm ）公差及精度等级表 面 粗 糙 度(um) 形位公差 (mm) 端盖左端面58 IT13 12.5 ↗0.03 B 端盖右端面58 IT13 3.2 ↗0.03 B 方形端面115X115 IT13 12.5 ↗0.03 B 端盖中心孔φ250+0.03IT8 3.2 φ14孔φ14 IT10 12.5 φ10孔φ100+0.03IT9 6.3 φ9 孔φ9 IT13 12.5 φ4 孔φ4 IT13 12.5 φ75 外表面φ75-0.04+0.O1IT9 3.2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页R33弧R33 IT13 12.5 1.3 、审查端盖的工艺性该端盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。

主要加工表面有端 盖 左 、 右 端 面 ， 方 形 端 面 ， 要 求 其 端 面 跳 动 度 相 对 中 心 轴 线 满 足0.03mm ，其次就是φ 25 孔及 φ10 孔， φ 25 孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外φ10 孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求由此可见，该零件的加工工艺性较好1.4 、确定端盖的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年， m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取 3%和 0.5% 代入公式得：N=5000 台/年 X1 件/台 X（1+3% ）X（1+0.5% ） =5175.75 端盖重量为0.5kg ，由表1-3 知，端盖属轻型零件；由表1-4 知，该端盖的生产类型为大批生产2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1 选择毛胚端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求该端盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页砂型铸造。

2.2 确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表 2-1 至表 2-5 可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量2.2.1 公差等级由端盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9 2.2.2 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量工程机械加工余量 /mm 尺寸工差 /mm 毛坯尺寸 /mm 备注方形端面115*115 1.5*2=3 2.5 119.25-1.251.25 表 2-1 至表 2-5 厚度 58 0.5*2=1 2 60-11 表 2-1 至表 2-5 方 形 断 面 厚 度15 0.5 1.6 16.3-0.80.8 表 2-1 至表 2-5 φ75 外圆面1*2=2 2.2 78.1-1.11.1 表 2-1 至表 2-5 φ75 外圆长度7 0.5 1.6 8.3-0.80.8 表 2-1 至表 2-5 φ25 孔0.5*2=1 1.7 23.15-0.850.85 表 2-1 至表 2-5 2.2.3 绘制端盖毛坯简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页3、拟定端盖工艺路线3.1 、定位基准的选择3.1.1 ．精基准的选择根据 该端盖 零件 的技 术 要 求， 选择 端 盖 右 端 面 和 φ25 孔 作为 精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一 ” 原 则 。

φ 25 孔 的轴 线是 设计 基准 ，选 用其 作竟 基准 定 位 端 盖 两 端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求选用端盖右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准3.2.2 ．粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺这里精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页选择端盖左端面和φ60 外圆面作为粗基准采用φ60 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用端盖右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准3.2 、表面加工方法的确定根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确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级表 面 粗 糙 度Ra/um 加工方案备注φ75 端面IT11 12.5 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 115x115 端面IT11 3.2 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 φ60 端面IT11 3.2 粗铣 -精铣表 1-6 至表 1-8 φ25 孔IT8 3.2 钻-扩-铰表 1-6 至表 1-8 φ10 孔IT9 6.3 钻-铰-精铰表 1-6 至表 1-8 4xφ 9孔IT13 12.5 钻表 1-6 至表 1-8 φ4 孔IT13 12.5 钻表 1-6 至表 1-8 4xφ 14 孔IT13 12.5 钻-扩表 1-6 至表 1-8 φ75 外圆面IT9 3.2 粗车 -半精车表 1-6 至表 1-8 3.3 、加工阶段的划分该端盖加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准（端盖右端面和φ25 孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣端盖左端面、方形端面、车φ75 外圆、 3X.0.5倒角在半精加工阶段，完成端盖左端面的精铣加工和φ10 孔的钻 -铰 -精铰加工及φ 14 孔等其他孔的加工精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 20 页3.4 、工序的集中与分散选用工序集中原则安排端盖的加工工序该端盖的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求3.5 、工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序（ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——端盖右端面和φ250+0.03mm孔 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序 3）遵循“先面后孔”原则，先加工端盖右端面，再加工φ25 孔3.5.2 ．热处理工序铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。

该端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求3.5.3 ．辅助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序综上所述，该端盖工序的安排顺序为：在、热处理——基准加工——粗加工——精加工精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页3.6 、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了端盖的工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1 热处理——退火2 粗铣端盖左右端面、方形端面立式铣床X51 端铣刀游标卡尺3 精铣端盖左右端面、方形端面立式铣床X51 端铣刀游标卡尺4 粗车、半精车 φ75 外圆CA6140 外圆车刀游标卡尺5 车 3X0.5 倒角CA6140 端面车刀6 钻-扩-铰φ25 孔四面组合钻床麻 花 钻 、 扩 孔钻、铰刀卡尺、塞规7 钻φ4 孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规8 钻-铰-精铰 φ10 孔四面组合钻床麻花钻、铰刀卡尺、塞规9 钻φ9 孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规10 钻φ14 孔四面组合钻床麻花钻、铰卡尺、塞规11 铣 R33 圆弧数控铣床立铣刀游标卡尺12 去毛刺钳工台平锉13 清洗清洗机14 终检塞 规 、 卡 尺 、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定钻-铰-精铰 φ10 孔的加工余量、工序尺寸和公差。

由 表2-28可 查 得 ， 精 铰 余 量Z精 铰=0.04mm ； 粗 铰 余 量Z粗 铰=0.16mm 钻孔余量Z钻=9.8mm 查表1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7 ；粗铰： IT10 ；钻： IT12 根据上述结果，再查标准 公差数 值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm 粗铰： 0.058mm 钻： 0.15mm 综 上 所 述 ， 该 工 序 各 工 步 的 工 序 尺 寸 及 公 差 分 别 为 ， 精 铰 ： φ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页1000+0.015mm粗铰φ 9.9600+0.058mm 钻 ： φ 9.800+0.15mm, 它 们 的 相 互 关 系 如 下 图 所示5、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻-铰-精铰 φ10 孔此工序的切削用量和时间定额5.1 、切削用量的计算5.1.1 钻孔工步1）背吃刀量的确定取 ap=9.8mm. 2) 进给量的确定由表 5-22 ，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。

3）切削速度的计算由表 5-22 ，按铸铁硬度为200~241HBS计算，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 20 页切削速度v 选取为12m/min, 由公式（ 5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=389.96 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392 r/min ,再将此转速代入公式（5-1 ），可求出该工序的实际钻削速度为 v=3.14nd/1000=12.06 m/min5.1.2 粗铰工步1）背吃刀量的确定取 ap=0.16mm 2) 进给量的确定由表 5-31 ，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r3）切削速度的计算由表 5-31 ，切削速度v 选取为2m/min, 由公式（5-1 ）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=63.95 r/min ,参照 Z525型 立 式 钻 床 的主 轴转 速， 取转 速 n=97r/min ,再 将此 转速 代入 公 式 （ 5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.0 m/min。

5.1.3 精铰工步1）背吃刀量的确定取 ap=0.04mm 2) 进给量的确定由表 5-31 ，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r3） 切削速度的计算由表 5-31 ，切削速度v 选取为4m/min, 由公式（5-1 ）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=127.4r/min ,参照 Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=4.4m/min5.2 、时间定额的计算5.2.1 ．基本时间 tj的计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页（1）钻孔工步根据表 5-41 ，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得式中l=20mml2=1mml1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mmf=0.1mm/rn=392mm/r. 将上述结果代入公式，则该工序的基本时间2） 粗铰工步根据表 5-41 ，铰圆柱孔的基本时间可由公式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 条 件 查 得l1=0.37mm l2=15mm 而l=12mmf=0.4mm/rn=97r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间tj=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s3） 精铰工步同上，根据表5-41 可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时 间 式 中l2 、 l1由 表 5-42按kr=15 、 ap=（ D-d ） /2= （ 10-9.96 ）/2=0.02的 条 件 查 得l1=0.19mml2=13mm而l=12mm f=0.3 mm/r n=140 r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s5.2.2 ．辅助时间 ta的计算根 据第 五 章 第二 节所述 ，辅 助 时 间 ta与 基本 时间tj之 间 的关 系为ta=(0.15~0.2) tj,这里取 ta=0.15 tj,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x28s=4.2s。

精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 20 页粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间由于端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%~7% ，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%~4% ，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3% ）（ tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx=6%x(28s+4.2s)=1.93s粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s5.2.4 ．单件时间 tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s粗铰工步tdj粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s。

精铰工步tdj精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s因 此 ， 此 工 序 的 单 件 时 间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 20 页6. 夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 20 页6.1 提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3 个自由度，长圆柱销限制2 个自由度，定位销限制 1 个自由度2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。

3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削4）怎样使夹具使用合理，便于装卸6.2 设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求本夹具主要用来对 φ10 孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度 Ra3.2，钻、粗铰、精铰以可满足其精度所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度6.3 夹具设计6.3.1 定位分析（1）定位基准的选择据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工故加工φ10 孔时，采用端盖右端面和φ25孔内圆柱面作为定位基准2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 20 页为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差△j=（TD+T d+△S）/2 TD =0.050mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0355mm6.3.2 切削力及夹紧力的计算刀具： Φ9.8 的麻花钻， Φ10 铰刀。

①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P70 表 3-6，得钻削力计算公式：HBDSP6.09 .06 .70式中 P ───钻削力t ───钻削深度 ,12mmS───每转进给量 , 0.1mm D───麻花钻直径 ,Φ9.8mm HB ───布氏硬度， 140HBS 所以HBDSP6.09. 06.70 =762（N）钻孔的扭矩：HBSDM6.094.02014.0式中 S───每转进给量 , 0.1mm D ───麻花钻直径 ,Φ9.8mm HB ───布氏硬度， 140HBS 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 20 页HBSDM6. 094. 02014.0=8200(N·M) ②铰孔时的切削力：查《机床夹具设计手册》P70 表 3-6，得钻削力计算公式：HBStP6 . 04. 02 . 11. 9式中 P ───切削力t ───钻削深度 , 12mmS───每转进给量 , 0.4mm D───铰孔钻直径 ,Φ10mm HB ───布氏硬度， 140HBS所以HBStP6. 04.02. 11.9 = 73（N）铰孔的扭矩：DPHBSt4 . 06. 075.0031.0式中 t ───钻削深度 , 12mmS───每转进给量 , 0.4mm D───铰刀直径 ,Φ10mm HB ───布氏硬度， 140HBS DPHBSt4.06 . 075.0031.0=600（N·M）③钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70 表 3-6，查得工件以一个面和两精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 20 页个孔定位时所需夹紧力计算公式：dtdfLQWgz132)(2式中 φ───螺纹摩擦角d1───平头螺杆端的直径f───工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16 dz───螺杆直径───螺纹升角Q ───手柄作用力L ───手柄长度则所需夹紧力dtdfLQWgz132)(2 =766（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。

6.3.3 夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过φ25孔和侧面为定位基准，在圆柱销、平面和定位销实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位该设计用可换定位销精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 20 页6.3.4 确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=30d=2 ×10.5=21mm ，排泄空间 h=0.7d=7.35mm 7. 体会与展望通过这两个星期的学习，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页8. 参考文献[1]孟少农主编. 机械加工工艺手册. 机械工业出版社，1991 [2]李益民主编. 机械制造工艺设计简明手册. 机械工业出版社，1993 [3]崇凯主编 . 机械制造技术基础. 化学工业出版社，1993 [4]王绍俊主编. 机械制造工艺设计手册. 机械工业出版社，1987 [5]黄如林主编. 切削加工简明实用手册. 化学工业出版社，2004 [6]薛源顺主编. 机床夹具设计. 机械工业出版社，1995 [7]崇凯主编 . 机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.12 [8]陈于萍，高晓康主编. 互换性与测量技术. 北京高等教育出版社，2005. [9]司乃钧，许德珠主编. 热加工工艺基础. 高等教育出版社，1991 [10]张龙勋主编. 机械制造工艺学课程设计指导及习题. 机械工业出版社，1999.11 [11]艾兴，肖诗纲主编. 切削用量简明手册. 机械工业出版社，2002 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页。