电机端盖的机械加工工艺工装设计毕业论文.doc
《电机端盖的机械加工工艺工装设计毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机端盖的机械加工工艺工装设计毕业论文.doc（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
无锡职业技术学院
毕业设计（论文）说明书
目录
第1章序言 5
1.1数控技术和装备的发展特征和趋势 5
第2章零件的三维造型 7
2.1零件的结构特征分析 7
2.2零件的三维造型过程 8
第3章电机端盖的机械加工工艺规程设计 12
3.1电机端盖的工艺规程设计 12
3.1.1零件的结构工艺性分析 12
3.1.2计算生产纲领，确定生产类型 13
3.1.3毛坯种类及其制造方法的确定 13
3.2工艺路线的拟订 14
4.2.1定位基准的选择 14
4.2.2制定工艺路线 14
4.2.3选择加工设备及工艺装备 15
3.3切削用量和工时定额的确定 15
4.3.1基本计算公式的引用 15
4.3.2各道工序的设计 17
3.4工艺合理性分析 35
3.5填写工艺卡片 35
第4章机床专用夹具的设计 36
4.1机床专用夹具设计的基本要求 36
4.2专用夹具Ⅰ的设计（工序Ⅱ） 37
4.2.1确定夹具类型 37
4.2.2拟定定位方案和选择定位元件 37
4.2.3夹具的整体结构设计 37
4.2.4夹紧力的分析 37
4.2.5夹具的使用说明 38
4.3专用夹具Ⅱ的设计（工序Ⅲ） 38
4.3.1确定夹具类型 38
4.3.2拟定定位方案和选择定位元件 38
4.3.3夹具的整体结构设计 38
4.3.4夹紧力的分析 38
4.3.5夹具的使用说明 39
4.4专用夹具Ⅲ的设计（工序Ⅳ） 39
4.4.1确定夹具类型 39
4.4.2拟定定位方案和选择定位元件 39
4.4.3夹具的整体结构设计 39
4.4.4夹紧力的分析 39
4.4.5夹具的使用说明 39
第5章结论 40
参考文献 41
致谢 42
附录1机械加工工艺过程综合卡片 44
附录2专用夹具Ⅰ夹具装配图 45
附录3专用夹具Ⅱ夹具装配图 46
附录4专用夹具Ⅲ夹具装配 47
4
第一章序言
1.1数控技术和装备的发展特征和趋势
数控技术的应用给传统制造业带来了变革性变化，使制造业成为工业化的标志，而且随着数控技术的不断发展和应用领域变大，他对国计民生的一些重要行业（it、轿车、轻工、医疗等的）的发展起着越来越重要作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和内涵，缩短生产日程和提高市场竞争能力。
为此美国先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学院（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一的内容。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆的速度，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重大问题之一；在航天和宇航工业领域，其加工的零部件多为壁厚和薄筋，韧性很差，材料为铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情形下，才能对这些筋、壁进行加工。
近来采用大型整体铝合金毛料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性能得到提高。
这些都对加工装备提出了高度、高精和高柔性的要求的。
第二章零件的三维造型
2.1零件的结构特征分析
该零件是盘盖类零件——B3电机端盖。
零件整体结构难度一般，有着复杂的外部形状，零件主要由端面、中心孔以及表面孔类结构组成（如图2-1，图2-2）详图见机械加工工艺过程卡。
由图可知，表面的准确度要求比较高，中心孔要求同心度较高且加工精度要求较高，两端面要求平行度较高，并且机加工表面不能有划痕。
加工时应注意四周小孔有位置度要求。
图2-1
图2-2
2.2零件的三维造型过程
造型过程中应用的软件为UG。
通过对零件的结构特征分析，确定出造型的方案，利用拉伸、旋转等命令造出整体结构形状，以后的造型都在整体结构形状的基础上，再利用镜像、阵列等命令造出各凸台及孔系。
最后建立各处倒角、倒圆，即完成造型。
在零件实体造型时，尺寸比较复杂，需要进行尺寸计算，造型存在难点需要新建面来完成斜孔的造型，算出造型所需要的尺寸，最后完成造型。
图2-3毛坯三维图图2-4毛坯三维图
第3章电机端盖的机械加工工艺规程设计
3.1电机端盖的工艺规程设计
3.1.1零件的结构工艺性分析
零件结构工艺性分析是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。
对零件的结构工艺性分析，必须根据零件的生产类型、生产纲领，全面、具体、综合地进行分析，在制订机加工工艺规程时，主要是对零件的切削加工工艺性分析，主要涉及到以下几个方面：
1）工件应便于在机床或夹具上夹、并尽量减少装夹次数。
2）刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。
3）尽量减少刀具调整和走刀次数。
4）尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。
5）便于采用标准刀具，尽量减少刀具种类。
6）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。
7）尽量减少工件和刀具的受力变形。
8）有适宜的定位标准，且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。
3.1.2计算生产纲领，确定生产类型
假设内壳的年产量为30000件，假定其备品率为10%，机械加工的废品率为5%，现在确定其生产纲领：
N=Qn（1+a%+b%）（2-1）
=30000×1×（1+10%+5%）
=34500（件/年）
式中：
N-----生产纲领；
Q-----产品的年产量（件/年）；
n-----每件产品中该零件的数量（件/台）；
a%-----备品的百分率；
b%-----废品的百分率。
内壳的年产量为34500件/年，现通过计算，该零件的质量约为2kg。
根据生产类型的生产纲领及工艺特点，可以确定其生产类型为大批量生产。
3.1.3毛坯种类及其制造方法的确定
毛坯型号为精密铸件，假设零件的生产纲领为3万件/年，该零件的质量约为2kg，可知，其生产类型为中小批量生产。
确定铸件机械加工余量
根据工厂铸造车间的实际铸造能力和机加工车间的加工能力，缩短生产周期等因素综合考虑，各加工表面的机加工余量见表1。
表1：
各加工表面余量/mm
加工表面
加工余量数值
一端面
1.2
另一端面
1.2
外圆
1.1
内孔
1.3
3.2工艺路线的拟订
定位基准的选择是工艺规程设计中的关键问题之一。
3.2.1定位基准的选择
由零件图可知，由于工件外型比较复杂的原因，给装卡带来困难，选择零件顶面大凸台面为粗基准加工另一侧凸台面的，以加工好的另一侧的凸台面做为精基准。
为后续工序做好基准，遵循了基准统一的原则。
3.2.2制定工艺路线
制定工艺路线时其基本出发点是保证加工质量、提高生产率、降低成本。
根据先面后孔、先主要表面后次要表面的加工原则，将各表面与孔的加工根据各表面的加工要求和各种加工方法本够达到精度,确定各表面的加工工艺.。
合以上考虑，最后制定加工工艺路线如表2：
表2：
电机端盖械加工工艺路线
工序
工部
工序内容
机床类型
Ⅰ
1
粗车一端面
CK6140
2
半精车一端面
CK6140
3
粗车外圆
CK6140
4
半精车外
CK6140
5
粗车Φ52内孔
CK6140
6
半精车Φ52内孔
CK6140
7
精车Φ52内孔
CK6140
Ⅱ
1
粗车Φ35.72内孔
CK6140
2
半精车Φ35.72内孔
CK6140
3
精车Φ35.72内孔
CK6140
Ⅲ
1
粗车另一端面
CK6140
2
半精车另一端面
CK6140
3
精车另一端面
CK6140
Ⅳ
1
钻4-Φ5.105孔
Z3025
2
铰4-Φ5.105孔
Z3025
3
攻螺纹4-M5.105
Z3025
Ⅴ
1
钻4-Φ7.925孔
Z3025
2
铰4-Φ7.925孔
Z3025
3
攻螺纹4-M7.925
Z3025
Ⅵ
1
钻2-Φ4.04孔
Z3025
2
铰2-Φ4.04孔
Z3025
3
攻螺纹2-M4.04
Z3025
3.2.3选择车床：
CK6140、Z3025，各类刀具及工艺装备
由于生产类型为大批量生产，选择数控车床为主。
其生产方式以通用机床加专用夹具为主。
1.对于工件的前、后端面以及外圆轮廓。
考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，选择数控车床完成。
刀具采用90°直头端面车刀、90°外圆车刀、成型车刀。
夹具采用专用夹具。
2.对于工件上的孔类加工表面
考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，工件上的内孔选择数控车床，刀具选择90°内孔车刀，夹具采用专用夹具。
而小孔选择通用钻床Z3025型，刀具选用直柄麻花钻、直柄机用铰刀、高速钢机动丝锥。
3.3切削用量和工时定额的确定
3.3.1基本计算公式的引用
1.主轴转速计算公式：
车床：
式中——主轴转速（r/min）
——切削速度（m/min）
——工件直径（mm）
钻床：
式中——主轴转速（r/min）
——切削速度（m/min）
——刀具直径（mm）
2.大批量生产时的工时定额计算公式：
式中——工时定额（min）
——基本时间（min）
——辅助时间（min）
——工作地服务时间占作业时间的百分比
3.基本时间计算公式：
车削：
式中：
——工件切削部分长度
——切入量
为车削宽度（mm）
——切出量取2～5mm
——主轴转速
——进给量
钻孔：
式中：
——工件切削部分长度
——切入量
——切出量取1～4mm
——主轴转速
——进给量
4．铰孔：
式中：
——工件切削部分长度
——切入量当时，取13～15
——切出量取1～4mm
——主轴转速
——进给量
1.辅助时间及总加工时间（作业时间）计算公式：
辅助时间的计算：
，本题取
总加工时间的计算：
3.3.2各道工序的设计
（一）工序Ⅰ
工步1粗车一端面
粗车一端面
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
90°端面车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[1]表5-2，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表5-2，=60~75m/min故取=70m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
2.计算工时定额的、时间及作业时间
计算：
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步2半精车一端面
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
90°直头端面车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.5mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=130m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式min
总加工时间的计算：
min
工步3粗车外圆
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-745°直头外圆车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[1]表5-2，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表5-2，=60~75m/min故取=70m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
3.计算工时定额、辅助时间及作业时间
由表5-39计算
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步4半精车外圆
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
45°直头外圆车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.5mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=130m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式min
总加工时间的计算：
min
工步5粗车Φ52内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[1]表5-2，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表5-2，=60~75m/min故取=70m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
4.计算工时定额、辅助时间及作业时间
由表5-39计算
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步6半精车Φ52内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.5mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=130m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式min
总加工时间的计算：
min
工步7精车Φ52内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=150m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
（二）工序Ⅱ
工步1粗车Φ35.72内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[1]表5-2，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表5-2，=60~75m/min故取=70m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
由表5-39计算
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步2半精车Φ35.72内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.5mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=130m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式min
总加工时间的计算：
min
工步3精车Φ35.72内孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°内孔车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=150m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
（三）工序Ⅲ
工步1粗车一端面
粗车一端面
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°直头端面车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[1]表5-2，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表5-2，=60~75m/min故取=70m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
6.计算工时定额、辅助时间及作业时间
由表5-39计算
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步2半精车一端面
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°直头端面车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.5mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=130m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式min
总加工时间的计算：
min
工步3精车一端面
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
CK6140
刀具：
根据参考文献[1]表19-790°直头端面车刀
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.3mm,一次走刀
2.确定进给量根据参考文献[4]表5-3，取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表5-3，取=150m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
切入行程切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
（四）工序Ⅳ
工步1钻4×φ5孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
Z3025
刀具：
根据参考文献[1]表6-85直柄麻花钻（5）
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为2mm
2.确定进给量根据参考文献[1]表4-76，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[1]表9-14，=16~24m/min故取=20m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
根据参考文献[3]表6.2-5得公式
切出行程=3mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步2铰4×φ5孔
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
Z3025
刀具：
根据参考文献[4]表9-10直柄机用铰刀（5）
量具：
游标卡尺
2）计算切削用量及工时定额
1.确定背吃刀量毛坯厚度方向加工余量为0.2mm
2.确定进给量根据参考文献[4]表9-26，，故取。
3.确定切削速度根据参考文献[4]表9-27，取=29m/min
4.确定机床主轴转速
在实际生产中采用
实际的切削速度为：
5.计算工时定额、辅助时间及作业时间
根据参考文献[3]表6.2-5得公式
切出行程=28mm切削行程
基本时间：
min
根据公式
min
总加工时间的计算：
min
工步3攻4×M5.105螺纹
1）加工条件
工件材料：
304
机床：
Z3025
刀具：
根据参考文献[1]表4-127高速钢机动丝锥
量具：
螺纹千分尺
2）计算切削用量及工时定额
升级会员 