機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-氣缸蓋加工工藝及粗銑結(jié)合面夾具設(shè)計(jì)

序言全套圖紙加V信153893706或扣3346389411機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。氣缸蓋的加工工藝規(guī)程和粗銑接合面的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)選用氣缸蓋來(lái)進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計(jì)，以說(shuō)明書(shū)、繪圖為主，設(shè)計(jì)手冊(cè)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為附來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。零件的分析零件的分析氣缸蓋的作用是密封氣缸，與活塞共同形成燃燒空間，并承受高溫高壓燃?xì)獾淖饔谩飧咨w承受氣體力和緊固氣缸螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷，同時(shí)還由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。為此，氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。零件的主次表面圖1氣缸蓋氣缸蓋共有六處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1、2-M6端面2、接合面3、4-Φ11孔4、側(cè)端面5、Φ5孔、NPT1/8螺紋孔6、2-M6-6H螺紋孔零件表面的技術(shù)要求序號(hào)加工表面尺寸精度粗糙度形狀、位置12-M6端面—25—2接合面—3.2平面度0.0534-Φ11孔—6.3位置度Φ0.54側(cè)端面—6.3—5Φ5孔—12.5—6NPT1/8螺紋孔—6.3—72-M6-6H螺紋孔0.0086.3—毛坯的制造方法確定毛坯的制造形式零件材料為HT250灰鑄鐵，鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。毛坯尺寸公差由表（2-5-1）得灰鑄鐵刀具切入金屬層的厚度應(yīng)大于表面層厚度，即大于1mm，小于4mm。由HT250，確定灰鑄鐵精度等級(jí)為2級(jí)（指尺寸精度和表面光潔度要求較高，或者大批、中批生產(chǎn)的鑄件。毛坯簡(jiǎn)圖制訂工藝路線定位基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。一：粗基準(zhǔn)的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。二：精基準(zhǔn)選擇的原則選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。選擇加工方法序號(hào)加工表面尺寸粗糙度形位加工方法12-M6端面3825—粗銑2接合面523.2平面度0.05粗銑、半精銑34-Φ11孔346.3位置度Φ0.5鉆4側(cè)端面346.3—粗銑5Φ5孔3012.5—鉆6NPT1/8螺紋孔306.3—鉆、攻72-M6-6H螺紋孔1226.3—鉆、攻制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線方案：鑄造時(shí)效處理工序10：粗銑接合面工序20：粗銑2-M6端面工序30：4-Φ11孔工序40：鉆、攻2-M6螺紋工序50：中間檢驗(yàn)工序60：粗銑側(cè)端面工序70：鉆Φ5孔；鉆、攻NPT1/8螺紋孔工序80：半精銑接合面工序90：清洗工序100：最終檢驗(yàn)各個(gè)工序加工余量1.2-M6端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為25。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0mm2.接合面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0mm半精銑單邊余量Z=0.5mm3.4-Φ11孔的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。鉆單邊余量Z=5.5mm4.側(cè)端面的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0mm5.Φ5孔的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。鉆單邊余量Z=2.5mm6.NPT1/8螺紋孔的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，其加工螺紋孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，兩步鉆削（鉆、攻）即可滿足其精度要求。鉆單邊余量Z=1.7mm攻單邊余量Z=0.921mm7.2-M6-6H螺紋孔的加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，其加工螺紋孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，兩步鉆削（鉆、攻）即可滿足其精度要求。鉆單邊余量Z=2.55mm攻單邊余量Z=0.45mm選擇切削用量、確定時(shí)間定額工序10：粗銑接合面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75當(dāng)＝475r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序20：粗銑2-M6端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75當(dāng)＝475r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序30：鉆4-Φ11孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）521r/min按機(jī)床選取n=500r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序40：鉆、攻2-M6螺紋工步一：鉆2-M6-6H螺紋底孔Φ5.1選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）468r/min按機(jī)床選取n=500r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：攻2-M6-6H螺紋孔選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r398r/min按機(jī)床選取n=400r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序50：中間檢驗(yàn)工序60：粗銑側(cè)端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475當(dāng)＝475r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序70：鉆Φ5孔；鉆、攻NPT1/8螺紋孔工步一：鉆Φ5孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）510r/min按機(jī)床選取n=545r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：鉆NPT1/8螺紋底孔Φ8.4選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）569r/min按機(jī)床選取n=545r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步三：攻NPT1/8螺紋孔選擇M10.242mm高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r398r/min按機(jī)床選取n=680r/min切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序80：半精銑接合面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序90：清洗工序100：最終檢驗(yàn)銑床夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)粗銑接合面的專用夾具。專用夾具的提出本夾具主要用于粗銑后端面，粗糙度為Ra6.3，精度要求不端，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)即考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要注意生產(chǎn)質(zhì)量。夾具的定位方案一：選擇定位方案本工序選用的定位基準(zhǔn)為4-Φ11前端面和Φ76外圓面，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是V形塊和支承板。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是V形塊和支承板。4-Φ11前端面與支承板相配合限制五個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、和Z軸移動(dòng)。Φ76外圓面與支承板相配合限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)、Y軸移動(dòng)。由于氣缸蓋是銑接合面，所以限制五個(gè)自由度即可。二：分析計(jì)算定位誤差定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來(lái)講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖2，兩個(gè)極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差圖2定位誤差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.392夾具的夾緊方案一：選擇夾緊方案在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇由導(dǎo)板，活動(dòng)V形塊，支座，螺桿，滾花螺母等組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂娤饔嗔啃。娤髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。二：切削力和夾緊力的計(jì)算查表4得切削力計(jì)算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N==30900N由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。夾具體的設(shè)計(jì)用來(lái)安裝和固定定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和對(duì)刀塊的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個(gè)機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會(huì)有較嚴(yán)格的要求。夾具體如下圖所示：裝配圖的設(shè)計(jì)夾具總裝配圖應(yīng)按同家標(biāo)準(zhǔn)繪制，繪制時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1)盡量選用l:l的比例，以使所繪制的夾具具有良好的直觀性(2)盡可能選擇面對(duì)操作者的方向作為主視圖。同樣應(yīng)符合視圖最少原則。(3)總圖應(yīng)把夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件間的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。(4)用雙點(diǎn)劃線繪制工件外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。(5)合理標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。(6)合理選擇材料。

總結(jié)本次設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計(jì)能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，我進(jìn)一步加深了對(duì)課本知識(shí)的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過(guò)程。收獲頗豐。首先，我要感謝老師對(duì)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機(jī)械工藝知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)中常常碰到問(wèn)題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點(diǎn)撥迷津，提供相關(guān)