端蓋(大尺寸)孔鉆模設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書題 目： 端蓋（大尺寸）4孔鉆模設(shè)計指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 所屬院系： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 班 級： 完成日期： 2015年3月25日 摘要機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。這次設(shè)計的是端蓋，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是端蓋。了解了端蓋的作用，接下來根據(jù)

2、零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。然后我們再根據(jù)定位基準(zhǔn)先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定端蓋的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。目 錄端蓋零件圖31端蓋的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定31.1端蓋的用途31.2端蓋的技術(shù)要求：31.3審查端蓋的工藝性42.確定毛胚、繪制毛胚簡圖52.1選擇毛胚52.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量52.3繪制端蓋毛坯簡圖63.擬定端蓋工藝路線63.1 定位基準(zhǔn)的選擇63.1.1精基準(zhǔn)的選擇63.1.2粗基準(zhǔn)的選擇63.2表面加工方法的確定73.3加工階段的劃分73.4工序的集中與分散73.5工序順序的安排83.6確定

3、工藝路線84.機(jī)床夾具的設(shè)計94.1夾具工程圖104.2提出問題104.3設(shè)計思想114.4夾具設(shè)計114.4.1、定位分析115.工藝規(guī)程設(shè)計115.1零件的三維模型115.2.UG夾具設(shè)計126.參考文獻(xiàn)18端蓋零件圖1端蓋的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1端蓋的用途端蓋主要用于零件的外部，起密封，阻擋灰塵的作用。故其在機(jī)器中只是起輔助作用，對機(jī)器的穩(wěn)定運(yùn)行影響不是很大，其在具體加工的時候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。 本章主要介紹了加工工藝的分析，可以確定定位元件的機(jī)構(gòu)模型和設(shè)計參數(shù)以及定位元件的選定和各個工序的介紹。1.2端蓋的技術(shù)要求：該端蓋的各項技術(shù)要求如下表所示：加工表

4、面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)端蓋左端面2106.30.03B端蓋右端面2106.30.03B方形端面460×4606.30.03B端蓋中心孔500+0.03IT8IT93.240孔40IT8IT96.332孔32IT8IT96.328孔28IT8IT96.314孔14IT8IT96.3150外表面280-0.106+0.O43IT8IT93.2R132弧R132IT96.31.3審查端蓋的工藝性該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，要求其端面跳動度相對中心軸線滿足0.03mm，其次就是50孔及32孔

5、，50孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外32孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 2.確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，毛胚選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復(fù)雜，故采用砂型鑄造。確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。1. 公差等級由端蓋的功用和技術(shù)要求，確定該零件的

6、公差等級為CT=9。2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目機(jī)械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm方形端面460×4601.5*2=32.5460.25-1.251.25厚度2100.5*2=12210-11方形斷面厚度500.51.650.3-0.80.8280外圓面1*2=22.2280.1-1.11.1280外圓長度200.51.620.3-0.80.850孔0.5*2=11.750.15-0.850.852.3繪制端蓋毛坯簡圖3.擬定端蓋工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋左端面和50孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面

7、都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。50孔的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作竟基準(zhǔn)定位端蓋兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用端蓋左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準(zhǔn)。3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋右端面和200外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用200外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件

8、各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案280端面IT83.2粗銑-精銑460x460端面IT96.3粗銑-精銑200端面粗銑-精銑50孔IT83.2鉆-擴(kuò)-鉸32孔IT96.3鉆-鉸-精鉸4x28孔IT136.3鉆14孔IT136.3鉆4x40孔IT136.3鉆-擴(kuò)280外圓面IT93.2粗車-半精車3.3加工階段的劃分該端蓋加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（端蓋左端面和50孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑端蓋右端面、方形端面、車280外圓、2×

9、;45°倒角。在半精加工階段，完成端蓋右端面的精銑加工和32孔的鉆-鉸-精鉸加工及40孔等其他孔的加工。3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排1機(jī)械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)端蓋左端面和500+0.03mm孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加

10、工端蓋右端面，再加工50孔。2熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：在、熱處理基準(zhǔn)加工粗加工精加工。3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1熱處理退火2 粗銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺3精銑端蓋左右端面、方形端面立式銑床X51端銑刀游標(biāo)卡尺4粗車、半精車280外圓C

11、A6140外圓車刀游標(biāo)卡尺5車2×45°倒角CA6140端面車刀6鉆-擴(kuò)-鉸50孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7鉆14孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)8鉆-鉸-精鉸32孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)9鉆28孔四面組合鉆床麻花鉆卡尺、塞規(guī)10鉆-鉸-精鉸40孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸卡尺、塞規(guī)11銑R132圓弧數(shù)控銑床立銑刀游標(biāo)卡尺12去毛刺鉗工臺平銼13清洗清洗機(jī)4.機(jī)床夾具的設(shè)計夾具的定義及分類在機(jī)械制造工業(yè)中，為了達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動條件、提高勞動生產(chǎn)率及降低成本的目的，在工藝過程中，除機(jī)床等設(shè)備外，還大量使用著各種工藝裝備。它包括夾具、模具、刀具

12、、輔助工具及測量工具等。因此，廣義地說，夾具是一種保證產(chǎn)品質(zhì)量并便利和加速工藝過程的一種工藝裝備。不同的夾具，其結(jié)構(gòu)形式、工作情況、設(shè)計原則都不同，但就其數(shù)量和在生產(chǎn)中所占的地位來說，應(yīng)以“機(jī)床夾具”為首。所謂機(jī)床夾具就是機(jī)床上所使用的一種輔助設(shè)備，用它來準(zhǔn)確地確定工件與刀具的相對位置，即將工件定位及夾緊，以完成加工所需要的相對運(yùn)動。所以機(jī)床夾具是用以使工件定位和夾緊的機(jī)床附加裝置。夾具形式很多，可以按照各種不同的特點進(jìn)行分類。夾具的合理分類是為了適應(yīng)技術(shù)管理工作的需要。在統(tǒng)計工藝裝備系數(shù)，估計設(shè)計制造工作量，進(jìn)行資料分類保管，便于技術(shù)總結(jié)及業(yè)務(wù)建設(shè)等方面，有著重要作用。使刀具定位、夾緊并實現(xiàn)

13、某種特定切削運(yùn)動的輔助設(shè)備成為輔助工具，也成為刀具用的夾具。夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。設(shè)計機(jī)床夾具的方法和過程機(jī)床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，

14、制造出合理的設(shè)計方案，在進(jìn)行具體設(shè)計。4.1夾具工程圖4.2提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，短圓柱銷限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。（3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。4.3設(shè)計思想設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要是對40孔進(jìn)行加工，孔的尺寸精度要求為GB/T1804-m表面粗糙度

15、6.3，鉆、粗锪、精锪可以滿足其精度要求，所以要在滿足其精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。4.4夾具設(shè)計4.4.1、定位分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工50孔時，采用端蓋底面為定位基準(zhǔn)。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.018mmT d =0.011mm5.工藝規(guī)程設(shè)計5.1零件的三維模型 5.2 UG夾具設(shè)計過程在端

16、蓋4個孔鉆模設(shè)計中我們需要先定位后夾緊，所以我選擇了底座，定位銷，鉆模板，螺母，鉆套，短銷，螺栓墊圈等幾個卡具零件。1.底座 首先設(shè)計底座，由于要加工的零件長度寬度均為460cm，要設(shè)計的底座要比所要加工的零件要大，鉆孔時才能使零件更加平穩(wěn)，以至于不會掉下來。底板上有50的孔，以便在裝夾過程中與軸更好的接觸。 2定位銷 然后再底座上面安裝定位銷，定位銷的位置在底座和被加工零件之間。這種定位銷的使用，固定零件，不讓零件松動。3.短銷為了不讓零件亂轉(zhuǎn)動在鉆模板在安裝個短銷，短銷有夾緊作用。能夠引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔。短銷的長度與鉆模板和工件之間的距離長度相同，短銷連接在鉆模板和工件之間，剛好接觸工件

17、，不會損壞工件。這種短銷的使用，固定鉆模板，不讓鉆模板松動，而且會使鉆模板更易裝卸。4.鉆模板 然后再安裝加工零件，然后為了準(zhǔn)確的鉆端蓋四個孔再安裝鉆模板， 鉆模板要比所要鉆孔的零件要大。在加工時為了避免鉆模板移動或掉下來。鉆模板不能設(shè)計的很厚，太厚會導(dǎo)致鉆不到要鉆的空，使鉆刀在鉆模板上空轉(zhuǎn)。設(shè)計的鉆模板有定位作用。5.螺旋 螺旋有定位的作用，把鉆模板、零件和底座連接在一起。防止零件在底座上移動。螺旋要有足夠的剛度和強(qiáng)度，以免在鉆孔時發(fā)生斷裂。6.襯套 裹住閥桿，磨損了，可以方便更換。如果不用襯套，磨損后，更換的是零件。所以換成是更換襯套。因其加工方便，更換成本低，也易換。當(dāng)然，還有導(dǎo)引作用等

18、，是其次的。 7.墊圈 墊圈使用的是普通的墊圈，在鉆孔過程中起到對螺母起到防松的作用，在墊圈的作用下螺母不會松動。起到防松緊固的作用。8.螺母 螺母使用的是普通六角螺母，整個工件會夾的非常緊，不會在鉆孔時發(fā)生松動，以影響要鉆孔的質(zhì)量。為了不能松動我共用了三個螺母，兩個薄螺母一個厚螺母。9.鉆套 鉆套在零件的孔類加工中可起到引導(dǎo)鉆頭對中，保證產(chǎn)品的精度，提高生產(chǎn)率，降低工人要求等作用。10.裝配圖：（正裝）反裝切削力及夾緊力的計算刀具：的麻花鉆，18的錐度鉸刀。2、夾緊力的計算鉆孔夾緊力：查機(jī)床夾具設(shè)計手冊P70，工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長度則