机械制造技术课程设计-三角端盖的机械加工工艺规程及夹具设计

1、设计题目：三角端盖的机械加工工艺规程及夹具设计学生姓名： 学 号： 指导教师： 专 业： 年 级： 全套图纸加扣 3346389411或3012250582目 录第1章 计算生产纲领、确定生产类型41.1计算生产纲领41.2确定零件生产的类型4第2章 零件分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析5第3章 工艺规程设计63.1 定位基准的选择63.2 制定加工工艺路线73.3 选择加工设备及工艺装备93.4 确定各工序的加工余量10第4章选择切削用量、确定时间定额11工序3铣右平面11工序4铣左端平面14工序5镗中间孔16工序6钻扩铰37孔18第5章 钻3-7孔夹具设计205.1问题的提出205.2 钻套的结构205.3 钻套的布置形式205.4钻套与衬套等的配合选择205.5定位基准的选择215.6夹紧机构的设计215.7切削力的计算215.8夹紧力的计算225.9夹具设计及操作的简要说明22总结24参考文献25第1章 计算生产纲领、确定生产类型1.1计算生产纲领零件生产纲领的大小对组织生产以及工件加工的工艺过程当中起着非常重要的作用，它也决定了各个工序所需要的专业化以及自动化

2、的要求程度，以及所选择的工艺的方法与工艺的装备的合理性。工件的生产纲领可以按下面公式来计算。N等于Qn（1+a%）（1+b%） 参照资料当中生产纲领和生产类型以及工件的大小和零件复杂程度的关系，来确定其生产的类型。 零件。其零件备品率是25%，机械加工当中废品率是0.2%，每台产品当中这个零件选用的数量是1件，来拟定本工件的机械加工的工艺规程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =4000乘以1乘以（1+25%）（1+0.2%） =5010件每年1.2确定零件生产的类型工件的年产量是5000件每年，参照零件生产的类型以及生产纲领的关系，参照参考资料 ，确定零件生产的类型是中批量的生产。第2章 零件分析2.1 零件的作用如图2.1所示三角端盖零件图，图中有看不清之处请参见附图，该零件的生产规模为大批量生产，试根据该零件的技术要求，对该零件进行工艺分析，并制定出合理的加工工艺路线、合理的切削用量、刀具等。图2.1 三角端盖零件图2.2 零件的工艺分析（1）零件图的完整性和正确性分析经审查，该零件视图准确、完整，表达很直观清晰，符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。（2）技术

3、要求分析加工表面的尺寸精度要求有：21精度等级为IT9级、31尺寸精度为IT8-9、其余未注公差的加工面均按照IT12进行加工。位置精度要求有：右端面对基准的垂直度要求为0.2mm、7孔表面对基准A的垂直度要求为0.04mm、镗中间孔与7孔的同轴度要求为0.025mm、表面粗糙度要求有：其他技术要求有：未注铸造圆角R2-R3，铸件不得有沙眼和缩孔，水压实验0.5MPa10Min不泄漏等。（4）零件的材料分析该零件的材料为HT200，为灰铸铁（也叫灰口铸铁），最小抗拉强度150，属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，可不用人工时效；有一定机械强度和良好的减震性。适用于制造承受中等应力的零件，在弱腐蚀环境工作的零件。第3章 工艺规程设计从零件图分析得知，该零件的主要加工部位为面和孔，其中面的加工主要为铣削加工，在铣床上加工即可；孔可以在钻床上加工，对于精度较高的孔可选择在车床上进行精加工。3.1 定位基准的选择（1）粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择：1）为保证不加工面与加

4、工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。2）合理分配个加工面的余量。3）粗基准应避免重复使用。4）选作粗基准的表面应平整，没有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。（2）精基准的选择1）基准重合原则应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。2）基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。3）自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。4）互为基准原则对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。5）便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。（3）辅助基准的选择选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。基准的确定 根据以上原则，确定该零件的粗基准为5858端面，根据基准重合原则，选择精基准与设计基准重合，即选择三

5、角端盖底面为精基准。3.2 制定加工工艺路线工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。工艺路线分析及确定通过以上工艺路线分析，工序一直接用毛坯加工粗基准即为毛坯表面，但是其缺点是：若毛坯发生变形较大或着表面凹凸不平，将影响下一道工序的加工精度，甚至零件报废。 工 号 工 名序 称 工 序 内 容1铸造铸造成型2时效人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3车镗中间孔4钻钻扩铰37孔5铣铣右平

6、面7铣铣左端平面8钳工去除交口锐边毛剌9终检检验工艺路线方案一 工 号 工 名序 称 工 序 内 容1铸造铸造成型2时效人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3铣铣右平面4铣铣左端平面5车镗中间孔7钻钻扩铰37孔8钳工去除交口锐边毛剌9终检检验工艺路线方案二工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序放到前面。加工完底平面后以平面这基准加工其它各孔,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了平面的平行度要求同时为平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工时不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先平面后加工孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。3.3

7、选择加工设备及工艺装备机床的选择该零件的生产为大批量生产，为了提高其加工效率，故需要选择高效设备及通用设备。根据其加工工序，确定工序3，4选择在普通铣床上加工；工序6选择在车床上加工，工序7选择在钻床上加工。夹具的选择该零件结构形状复杂，采用通用夹具无法完成装夹，需要设计专用夹具进行装夹。刀具的选择由零件图可知该零件的主要加工表面为端面和孔的加工，根据其加工工艺特性，确定其加工刀具铣刀，钻头。量具的选择该零件精度要求不高，该零件属于大批量生产，因此尽可能的选择通用量具。游标卡尺测量；内径千分表测量；内径百分表测量；螺纹选用螺纹塞规检测；孔深选用深度尺测量。3.4 确定各工序的加工余量(1) 零件的材料及机械性能要求 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。 (2) 零件的结构形状与外形尺寸(3) 生产纲领的大小(4) 现有生产条件(5) 充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。综合考虑，根据以上因素，确定该零件的毛坯类型为铸件，加工面的余量为3mm，毛坯图如3.1所示。图

8、3.1 毛坯图表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法 ，考虑下列因素：工件材料的性质；工件的结构和尺寸；生产类型；具体生产条件。综合考虑以上因素及零件的技术要求，确定其加工表面的方法如下所述：（1）铣右平面 其尺寸精度等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，加工余量3mm。左端面为粗基准，为了加工精基准，可线对该面进行想粗铣见光，以便作为粗基准，再以加工的精基准定位精铣该面，故其加工方法为粗、精加工；底面为精基准，虽然其表面粗糙度要求不为Ra6.3um，为了更好的保证下一工序的精度要求，故也分为粗、精加工。（2）铣左端平面 其尺寸精度等级为IT8-9，表面粗糙度为Ra12.5um，加工余量为2mm。由于精度等级及表面粗糙度要求较高，故其加工方法为铣加工。（3）3-7孔 其尺寸精度等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5um，要求不高，故直接钻孔即可。（4）镗中间孔 其尺寸精度等级为IT8-9，表面粗糙度为Ra3.2um，加工余量为2mm。由于精度等级及表面粗糙度要求较高，故其加工方法为车加工。第4章选择切削用量、确定时间定额工序3铣右平面（1）粗铣平面1.加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：X62W铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故根据切削用量简明手册（后简称切削）取刀具直径do=80mm，根据切屑选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。2.切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量根据X62W型铣床说明书，机床功率为7.5KW。查切削表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3）查后刀

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