【正文】 專業(yè)課程設(shè)計(jì)（零件工藝設(shè)計(jì)部分）姓名：學(xué)號(hào)：20090..................班級(jí)：機(jī)械工程學(xué)院09級(jí)工業(yè)工程班 指導(dǎo)教師：李方義、查黎敏2013年1月17日一、零件的工藝分析 端蓋的用途端蓋是應(yīng)用廣泛的機(jī)械零件之一，是軸承座的主要外部零件。端蓋的一般作用是：軸承外圈的軸向定位；軸承工作過(guò)程的防塵和密封（除本身可以防塵和密封外，也常和密封件配合以達(dá)到密封的作用）；位于車床電動(dòng)機(jī)和主軸箱之間的端蓋，主要起傳遞扭矩和緩沖吸震的作用，使主軸箱的轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和韌性，以適應(yīng)其的工作條件。該零件的主要工作表面為左右端面以及左端面的外圓表面，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)必須重點(diǎn)考慮。端蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、使用性能和壽命等。端蓋工藝性分析該端蓋主要由平面、外圓面以及孔系組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形狀普通，屬于一般的盤(pán)蓋類零件。端蓋主要加工表面有左、右和凸臺(tái)等三個(gè)端面，Φ47和Φ80兩個(gè)外圓面，Φ34和Φ16兩個(gè)內(nèi)圓面，密封圈內(nèi)槽以及六個(gè)均布的Φ7的通孔。，其次就是均布的φ7孔的加工端面要求為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭偏斜以保證孔的加工精度。其中，端面和內(nèi)外圓面均要求車削加工，可以采用半精車和粗車，并且粗、精加工應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求；φ7通孔的加工采用鉆鉸來(lái)達(dá)到精度要求。其余非配合表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)粗車和半精車就可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法加工出來(lái)；此外，該零件材料為鑄鐵HT200，切削加工性能較好。綜上所述，該端蓋零件的工藝性能良好。（1）工件的時(shí)效處理對(duì)于毛坯為鑄件的蓋類零件，因其各部位厚度不均勻，存在較大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，容易造成變形等缺陷，因此必須安排人工時(shí)效處理。對(duì)于本端蓋，其精度要求一般，則可利用粗、精加工工序間的自然停放和運(yùn)輸時(shí)間，得到自然時(shí)效處理的效果。其自然時(shí)效處理的時(shí)間越長(zhǎng)越好，否則會(huì)影響端蓋配合精度的穩(wěn)定性。對(duì)于特別精密的端蓋，在粗加工和精加工工序間還應(yīng)安排一次人工時(shí)效，以消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，提高精度穩(wěn)定性。（2）加工工藝的順序應(yīng)先面后孔作為端蓋上主要的兩類加工表面——平面和孔，從定位穩(wěn)定可靠的角度上分析，平面比孔要優(yōu)越得多，同時(shí)還可以使孔的加工余量均勻；從加工難度上分析，平面比孔容易加工；從有利加工的進(jìn)行上分析，采用先加工平面后加工分布在平面上的孔，由于鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷已被切除，大大有利于孔加工的進(jìn)行。（3）加工階段粗、精加工分開(kāi)端蓋為鑄鐵件，預(yù)留的加工余量較多，在粗加工中切削余量較大，夾緊力、切削力較大，且削熱較多，因此對(duì)加工精度影響也較大；再加上粗加工是切削毛胚表面金屬，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布，也會(huì)引起工件變形。因此，粗、精加工分為兩個(gè)加工階段，有利于把粗加工后，由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來(lái)，在精加工階段得以消除。（4）工件的清洗同時(shí)，清洗這一步也十分重要。清洗工作對(duì)保證機(jī)器裝配質(zhì)量、延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命均有重要意義，尤其是對(duì)精密配合件、密封件更為重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及雜質(zhì)。常用的清洗液有煤油、汽油、堿液及化學(xué)清洗液等，清洗時(shí)可采用擦洗、浸洗、噴洗超聲波清洗等方法。端蓋的技術(shù)要求端蓋的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度(μm)形位公差(mm)端蓋左端面12IT9端蓋右端面12IT9⊥A右端凸臺(tái)端面IT7外圓面Φ80Φ80IT10外圓面Φ47Φ47 h6IT7⊙A內(nèi)圓面Φ34Φ34IT10內(nèi)圓面Φ16IT9M6通孔6Φ7IT9該端蓋主要實(shí)現(xiàn)軸承軸向定位的功能，必須滿足端蓋的位置度要求，即垂直度和同軸度的要求，因此加工精度要求較高；端蓋在工作中需承受載荷，為增加其耐磨性，對(duì)端蓋要求時(shí)效處理。二、零件毛胚的選擇確定毛坯種類由于該端蓋在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件。材料采用灰鑄鐵HT200，它是有容易變形、吸振性好、耐磨性強(qiáng)及切削性好等優(yōu)點(diǎn)。該端蓋的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)類型為中批產(chǎn)量，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，減少加工余量，宜采用金屬模機(jī)器造型方法鑄造毛坯，毛坯拔模斜度為5176。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時(shí)效。確定毛坯的尺寸公差：（1）鑄件公差等級(jí)：由端蓋的功能和技術(shù)要求，確定該鑄件毛坯的尺寸公差等級(jí)為CT10。（2）鑄件材質(zhì)系數(shù)：確定端蓋的材料為HT200。 （3）鍛件分模線形狀：根據(jù)該端蓋的形位特點(diǎn)，選擇零件方向的對(duì)稱平面為分模面，屬于平直分模線。（4）零件表面粗糙度：該端蓋的各加工表面粗糙度如零件圖所示。確定加工余量該零件各表面的加工余量是由各個(gè)表面的粗糙度、加工方法以及加工等級(jí)來(lái)確定的。（1）左端面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm半精車12粗車毛坯（2）右端凸臺(tái)端面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm精車16半精車粗車毛坯（3）右端面加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm半精車粗車毛坯（4）Φ80外圓面加工余量的確定工序名稱工序加工余量（單面）/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm粗車803毛坯83（5）Φ47外圓面加工余量的確定工序名稱工序加工余量（單面）/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm精車47半精車粗車毛坯（6）Φ16內(nèi)圓面加工余量的確定工序名稱工序加工余量（單面）/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm半精車16粗車毛坯（7）Φ34內(nèi)圓面加工余量的確定工序名稱工序加工余量（單面）/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm粗車343毛坯31（8）6Φ7均布通孔加工余量的確定工序名稱工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/181。m總余量/mm擴(kuò)77鉆毛坯0毛坯零件圖三、制定工藝路線定位基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和φ80外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用φ80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)。（2）精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋右端面和φ47孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面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。Φ16孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位端蓋兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面垂直度和同軸度要求。選用端蓋右端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摱松w在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。工序順序的安排1）機(jī)械加工工序（1）遵循“基準(zhǔn)先行”原則，首先加工精基準(zhǔn)——端蓋右端面和φ16中心孔。（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，先加工端蓋右端面，再加工φ16中心孔。2）熱處理工序 鑄造成型后，對(duì)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(guò)程中不承受沖擊載荷，也沒(méi)有各種應(yīng)力，為了工件達(dá)到要求的硬度使用調(diào)質(zhì)處理HBS220240。3）輔助工序在精加工后，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?yàn)椋捍旨庸ぁ鶞?zhǔn)加工——熱處理——精加工——檢驗(yàn)。確定加工的設(shè)備、刀具、和夾具在加工的時(shí)候要跟據(jù)零件的形狀和特點(diǎn)，合理選用各種裝夾工具。還要根據(jù)加工部位的吃刀量來(lái)確定每個(gè)工序應(yīng)選用的刀具，并適當(dāng)調(diào)整刀具角度。該零件毛坯的外形規(guī)則，在加工左右端面、右端凸臺(tái)端面和內(nèi)、外圓面以及凸臺(tái)上的2，在車床上可以用三爪卡盤(pán)夾緊；在加工孔系時(shí)采用“一定位銷，一防轉(zhuǎn)擋銷和兩可轉(zhuǎn)動(dòng)壓板自制夾具”來(lái)定位夾緊。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(wàn)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(shí)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(duì)位置精度要求。擬定工藝路線1）各表面加工方法的選擇：加工表面公差及精度等級(jí)表面粗糙度(μm)加工方案端蓋左端面IT9粗車——半精車端蓋右端面IT9粗車——半精車右端凸臺(tái)端面IT7粗車——半精車——精車外圓面Φ80IT10粗車外圓面Φ47IT7粗車——半精車——精車內(nèi)圓面Φ34IT10粗車內(nèi)圓面Φ16IT9粗車——半精車M6通孔IT9鉆——擴(kuò)2）確定工藝路線：工序號(hào)工序名稱加工表面加工方案技術(shù)要求機(jī)床設(shè)備刀具夾具1鑄造金屬模機(jī)器造型，HT200CT102清理清除澆冒口、型砂、分邊、毛刺等3熱處理人工時(shí)效4粗車退刀槽Φ47外圓面、Φ34內(nèi)圓面粗車車床CA6140切槽刀三爪自定心卡盤(pán)5粗車145176。倒角粗車車床CA6140端面車刀三爪自定心卡盤(pán)6車端面右端面粗車、半精車車床CA6140端面車刀三爪自定心卡盤(pán)右端凸臺(tái)端面粗車、半精車、精車7車內(nèi)、外圓Φ47外圓面粗車、半精車、精車車床CA6140內(nèi)圓車刀三爪自定心卡盤(pán)Φ34內(nèi)圓面粗車外圓車刀Φ16軸孔粗車、半精車內(nèi)圓車刀8車內(nèi)槽Φ28內(nèi)槽粗車車床CA6140內(nèi)切槽刀三爪自定心卡盤(pán)9車端面左端面粗車、半精車車床CA6140端面車刀三爪自定心卡盤(pán)10車外圓Φ80外圓面粗車車床CA6140內(nèi)圓車刀三爪自定心卡盤(pán)11鉆——擴(kuò)6φ7孔右端面鉆、擴(kuò)鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆三爪自定心卡盤(pán)12去毛刺鉗工臺(tái)平挫13清洗清洗機(jī)三爪自定心卡盤(pán)14終檢四、切削用量的選擇及工序時(shí)間計(jì)算：工序09 鉆、擴(kuò)6Φ7均布通孔，以Φ80外圓和Φ16軸線為基準(zhǔn)，通孔的精度達(dá)到IT9。加工條件：工件材料：HT200，σb =170~240MPa，金屬模機(jī)器造型鑄造；機(jī)床：Z525立式鉆床；刀具：根據(jù)《切削手冊(cè)》，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12176。，二重刃長(zhǎng)度bε=，橫刀長(zhǎng)b=2mm，寬l=4mm，棱帶長(zhǎng)度l1= ，2φ=100176。，β=30176。選擇切削用量（1）確定進(jìn)給量按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，f=~，由《切削手冊(cè)》，則： f=(~)=(~)mm / r ；按鉆頭強(qiáng)度選擇進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，鉆頭允許進(jìn)給量為f= mm / r ；按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為f= mm / r 。以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：~。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，最終選擇進(jìn)給量f= mm / r 。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。根據(jù)《切削手冊(cè)》，鉆孔時(shí)軸向力Ff=2500N，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，壽命T=45min 。（3）確定切削速度查《切削手冊(cè)》，切削速度計(jì)算公式為： ，其中，查得修正系數(shù)：，，故實(shí)際的切削速度：（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率查《切削手冊(cè)》，當(dāng)f ≤ , do ≤ 19mm時(shí)，Mt = ?m，故MC= N?m。查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)：Mm = N?m。查《切削手冊(cè)》,鉆頭消耗功率：Pc= kw。查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)可知，PE==。由于M c M m ，Pc PE ，故切削用量可用，即： 。計(jì)算工時(shí)擴(kuò)孔至Φ7查《切削手冊(cè)》，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：f=~ mm / r ，并由機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)最終選定進(jìn)給量為：f= mm / r 。根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度，故：，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)選取： ?；竟r(shí)： 。五、繪制機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片山東大學(xué)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)A4產(chǎn)品名稱樹(shù)干噴