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1、提供各专业全套设计设计说明书题目：端盖零件的工艺规程及其铣大端底面的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。全套图纸，加153893706端盖加工工艺规程及其铣大端底面的铣床的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各
2、个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on
3、 the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in th
4、e technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor s
5、tep of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engi
6、ne bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specificatio
7、ns, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式 32.2毛坯的设计32.3基面的选择52.4制定工艺路线 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 72.5确定切削用量及基本工时8三 夹具设计223.1问题的提出223.2定位基准的选择223.3定位元件的设计233.4定位误差分析253.5切削力及夹紧力计算263.6夹具设计及操作简要说明28总 结29致 谢30参考文献 31序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们
8、装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。端盖的加工工艺规程及其铣面的铣床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的
9、自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用端盖的具体作用，待查1.2 零件的工艺分析拖拉机倒档拨叉从倒档拨叉的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1，以外圆和低面为基准的加工面，这组加工面包括底面，顶面，2-16孔。2：一个底面和16孔为基准的加工面，这个主要是M27螺纹的加工和6-6.6沉孔11深6.8
10、的钻削。二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到拖拉机运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2毛坯的设计端盖零件材料为 HT200，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 16mm的孔 因为孔
11、只有16mm大，因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。2. 端盖底面该端盖底面粗糙度都是3.2，进行一次粗铣即可满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，端盖底面余量为2mm，符合要求。3. 端盖上面 端盖上面，是加工螺纹时的旋入部分，光洁度要求没有，直接铸造出来，查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为810级，4. 钻孔、 在16mm的孔处钻孔，在此处，因为加工的孔不是很大，所以可以不必留铸造底孔。 因其它表面均为不加工表面，而且砂型机器造型铸造铸造出的毛坯表
12、面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了。2.3基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，端盖零件比较规则，所以粗基准较容易选择。我们采用2个不加工的外圆作为粗基准，用一固定V型块和一活动V型块定位，这样限制空间的5个自由度，有因为钻削时钻削力是向下的通过钻削力来限制上下的自由度，依照粗基
13、准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用已经加工好的16孔做为精基准2.4： 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣M27端面。工序：铣大端底面工序：钻扩绞16H7孔，锪孔20H7工序：钻扩绞16H7深11孔工序：钻6-6孔锪孔1
14、1深6.8工序VIII：钻2-5定位销工序IX: 车M27退刀槽，车M27螺纹工序X：检验方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣大端底面工序：铣M27端面。工序：钻扩绞16H7孔，锪孔20H7工序：钻扩绞16H7深11孔工序：钻6-6孔锪孔11深6.8工序VIII：钻2-5定位销工序IX: 车M27退刀槽，车M27螺纹工序X：检验工艺方案一和方案二的区别在于方案一与方案二相比，方案一先加工M27端面，然后以M27端面为基准加工底面，这样能为下面的加工16孔更好地提供定位基准，确保加工的精度，如果按方案二的话，要先下加工下底面，加工下底面的时间我们用的是M27未加工的端面作为基准，很难保证底面的
15、一些加工质量和精度，增加了辅助工时，不适合大批量生产，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣M27端面。工序：铣大端底面工序：钻扩绞16H7孔，锪孔20H7工序：钻扩绞16H7深11孔工序：钻6-6孔锪孔11深6.8工序VIII：钻2-5定位销工序IX: 车M27退刀槽，车M27螺纹工序X：检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定端盖零件材料为HT200生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 端盖的底面和顶面因端盖的底面和顶面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。2、端盖的16孔因为孔的尺寸太小，毛坯铸造为实心，不铸造出孔。孔的精度要
16、求介于IT7IT8之间，16的粗糙度要求为1.6，需要钻，扩，绞3次加工，参照参数文献。钻孔15扩孔15.85绞孔162.6：确定切削用量及基本工时工序：铣端盖M27端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序二：铣大端底面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用
17、YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序三：钻扩绞16H7孔，锪孔20H7 工步一钻孔至15确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切
18、削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为锪扩20H7钻、扩20的孔 (1) 钻19mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V. 1)进给量 根据切削手册表10-66,当铸铁HB200时，D=19时，取f=0.3mm/r 2)切削速度根据机械加工工艺手册表
19、10-70,及10-66,查得V=35m/min. 3)确定机床主轴转速ns= 586.65r/min,与586.65r/min相近的机床转速为555r/min。现选取=555r/min。所以实际切削速度=4)削工时。 t=i ;其中l=11mm; =7mm; t= =0.108(min)(2) 20mm孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.36mm/r (切削手册)表2.7 =42.25m/min (切削手册)表2.131) 给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机
20、床选取0.5mm/r2) 削速度v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 271.8r/min与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度=5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=11mm; =8mm; t= =0.069(min)工序IV:钻扩绞16H7孔 工步一钻孔至15确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书
21、，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序VII：钻6-6孔，锪孔13深6.8 钻6孔，扩13孔(1)钻6mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻4.1)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/m
22、in3)确定机床主轴转速ns= 1592r/min与1592r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=11mm; =4mm; t= =0.1034(min)(2) 扩13深6.8mm孔 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻6.1) 进给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 734.9r/min与734.9r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=7
23、50r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=6.8mm; =4mm; t= =0.0697(min)工序VIII：钻2-5销孔钻5孔的切削用量及基本工时(1)钻5mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2388r/min与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=9m
24、m; =4mm; =3mm; tt= =0.6177(min)工序IX：车M27螺纹退刀槽，车M27螺纹粗车M27螺纹退刀槽1) 切削深度。单边余量Z=1.2mm2) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min3) 确定机床主轴转速ns= 553r/min与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=2mm; =4mm;
25、t=i=x1=0.0111(min)(2) 车M27螺纹1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次加工成2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时，t=i ;其中l=13mm;
26、=4mm; =2mm; t=i=0.03166(min)三、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计铣大端底面的铣床夹具设计3.1：问题的提出 本夹具主要用于加工大端底面，因为大端底面即没有平行度要求，也没有平面度要求，定位要较不高，因此我们在保证加工精度的同时在考虑提高生产效率的，在加大端底面的之前，M27孔端面已经加工好，我们各个孔都还没有加工，因此我们采用M27孔端面和2个R28的半圆作为定位基准，采用固定V型块定位和活动V型块定位兼夹紧既可以满足要求。3.2：定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必
27、须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用R28的2个半圆和左端面定位，即固定V型块和活动V型块定位，下端面限制3个自由度，固定V型块限制2个自由度，活动V型块限制1个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用手柄夹紧工件即可满足要求。3
28、.3：定位元件的设计本工序选用的定位基准为2个R28的外圆和端面定位，采用的是固定V型块和活动V型块定位，查机床夹具设计手册，可知我们直径为56的在45-60之间，因此我们选用N=55这个尺寸的V型块，具体的形状如下图具体尺寸如下图活动V型块的设计如下，为了能快速的装卸工件我们采用手柄转动夹紧工件的V型块，查机床夹具标准件，我们可以知我们需要的活动V型块是N=55的V型块，具体的形状如下具体的尺寸如下3.4定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固
29、定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用一活动V型块，一固定V型块定位，工件始终靠近固定V型块的一面。但是，由于此道工序加工的是面，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。3.5切削力的计算与夹紧力分析（1）刀具： 采用端铣刀 56mm z=24机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数
30、考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.6夹具设计及操作的简要说明我们采用固定V型块定位，活动V型块夹紧，我们装上工件
31、，旋转手柄，通过手柄旋转推动活动V型块前进夹紧工件，这是我们就可以移动工作台，使对刀块上的塞尺和铣刀接触，然后开始加工工件，当我们加工完工件后，我们移动工作台，然后反向旋转手柄，通过和手柄手柄相连接的螺纹轴上的台阶，带动V型块向后移动松开工件，然后我们就可以取出工件了，为了能保证我们夹紧和松开迅速，我们可以把螺纹轴的螺距调整大一些，这样我们就能大大提高生产效率。从而更好的进行批量的生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等
32、专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新
33、能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识
34、重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致 谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢
35、我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年第 31 页 共 36 页