设计端盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备

辽宁工程技术大学课程设计1此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取[e-mail]端盖零件图辽宁工程技术大学课程设计21、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58IT1312.5↗0.03B端盖右端面58IT133.2↗0.03B方形端面115X115IT1312.5↗0.03B端盖中心孔φ250+0.03IT83.2φ14孔φ14IT1012.5φ10孔φ100+0.03IT96.3φ9孔φ9IT1312.5φ4孔φ4IT1312.5φ75外表面φ75-0.04+0.O1IT93.2R33弧R33IT1312.51.3、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辽宁工程技术大学课程设计3足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25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。辽宁工程技术大学课程设计42.2.1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项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm备注方形端面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方形断面厚度150.51.616.3-0.80.8表2-1至表2-5φ75外圆面1*2=22.278.1-1.11.1表2-1至表2-5φ75外圆长度70.51.68.3-0.80.8表2-1至表2-5φ25孔0.5*2=11.723.15-0.850.85表2-1至表2-52.2.3绘制端盖毛坯简图辽宁工程技术大学课程设计53、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。φ25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IT1112.5粗铣-精铣表1-6至表1-8115x115端面IT113.2粗铣-精铣表1-6至表1-8φ60端面IT113.2粗铣-精铣表1-6至表1-8φ25孔IT83.2钻-扩-铰表1-6至表1-8φ10孔IT96.3钻-铰-精铰表1-6至表1-8辽宁工程技术大学课程设计64xφ9孔IT1312.5钻表1-6至表1-8φ4孔IT1312.5钻表1-6至表1-84xφ14孔IT1312.5钻-扩表1-6至表1-8φ75外圆面IT93.2粗车-半精车表1-6至表1-83.3、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φ14孔等其他孔的加工。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。辽宁工程技术大学课程设计7（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。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、塞规辽宁工程技术大学课程设计87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：φ1000+0.015mm;粗铰φ9.9600+0.058mm;钻：φ9.800+0.15mm,它们的相互关系如下图所示。辽宁工程技术大学课程设计95、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，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=389.96r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实辽宁工程技术大学课程设计10际钻削速度为v=3.14nd/1000=12.06m/min。5.1.2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/r。3）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=63.95r/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=3.0m/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/r。3）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/min。5.2、时间定额的计算5.2.1．基本时间tj的计算辽宁工程技术大学课程设计11（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=20mm;l2=1mm;l1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm;f=0.1mm/r;n=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=12mm;f=0.4mm/r;n=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/minx97r/min)=0.7min=42s。（3）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=0.19mm;l2=13mm;而l=12mm;f=0.3mm/r;n=140r/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/minx97r/min)=0.6min=36s。5.2.2．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=0.15tj,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;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s;辽宁工程技术大学课程设计12精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s;5.2.3.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