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1、摘要端盖，是安装在电机等机壳后面的一个后盖，俗称“端盖”。本论文主要分析了端 盖加工工艺规程及专用夹具的设计。分析了其各面和孔的加工方法及切屑余量等参数， 制定了三条加工工艺路线，并从中选取了最为合理的一条，该路线计算出时间定额，选 取适合的机床和刀具制作相应的工序过程卡片。本论文针对其中精糛中间大孔这道工序 设计了夹具。绘制出机床联系尺寸图表达夹具与机床相对位置关系，绘制加工示意图表 达工件定位及镗杆的选择，最后对夹具的定位，夹紧力大小完成整个夹具装配图，并对 其中典型零件进行拆画，实现了对端盖的加工。关键词：加工工艺；端盖;目录摘要1第一章绪论31.1选题的背景和意义31.2课题研究的主要
2、内容41.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段4第二章零件加工工艺的总体设计52.1变速箱端盖生产的相关分析52.2零件功用的相关分析52.3零件工艺分析62.4零件工艺规程设计72.3.2零件毛坯制造形式的确定72.3.3零件机械加工工艺路线的拟定72.3.4确定加工余量102.2.5切削用量及工时定额的确定12第三章专用夹具设计183.1钻4M6底孔夹具设计183.2铳侧面夹具设计21结论25致谢26参考文献27第一章绪论1.1选题的背景和意义随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。产品的精度要求越来越高、更新换 代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。尤其是宇航、军工、
3、造船、汽车 和模具等行业，用普通机床进行加工（精度低、效率低、劳动强度大）已无法满足生产 要求，从而一种新型的数字程序控制的机床应运而生。这种机床是一种综合运用了计算 机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化典型产品。数控机床是 一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该系统能够逻辑地处理有其他符号 编码指令（刀具移动轨迹信息）所组成的程序。具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹 的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而控制刀具与工件相对运动，加工出所需 要的零件的机床，即为数控机床。1）根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写程序。2）所编程序指令输入机
4、床数控装置中。3）数控装置对程序（代码）进行翻译、运算之后，向机床各个坐标的伺驱动 机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床的各运动部件，并控制所需要运动4）在机床上加工出合格的零件。本论文主要分析了端盖加工工艺规程及专用夹具的设计。分析了其各面和孔的加工 方法及切屑余量等参数，制定了三条加工工艺路线，并从中选取了最为合理的一条，该 路线计算出时间定额，选取适合的机床和刀具制作相应的工序过程卡片。本论文针对其 中精糛中间大孔这道工序设计了夹具。随着计算机数控（CNC）机床，特别是加工中心的发展，为工序集中创造了条件。在 加工中心上，一次装夹可以加工以前要多台设备、多道工序才能加工完成的内容，有时
5、甚至一次装夹就可以完成全部加工内容，加工出合格的产品。数控加工工艺是指在 CNC 机床上加工零件的工艺，它与普通机床的零件加工工艺最大不同之处，在于加工顺序、 刀具路径、切削参数等规定的特别详细。1.2 课题研究的主要内容论文主要分析了端盖加工工艺规程及专用夹具的设计。分析了其各面和孔的加工方 法及切屑余量等参数，制定了三条加工工艺路线，并从中选取了最为合理的一条，该路 线计算出时间定额，选取适合的机床和刀具制作相应的工序过程卡片。本论文针对其中 精糛中间大孔这道工序设计了夹具。绘制出机床联系尺寸图表达夹具与机床相对位置关 系，绘制加工示意图表达工件定位及镗杆的选择，最后对夹具的定位，夹紧力大
6、小完成 整个夹具装配图，并对其中典型零件进行拆画，实现了对端盖的加工。1.3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（1）在设计过程中，我们必须要认真分析零件图，了解零件的结构特点和相关的 技术要求，对零件的每一个细节，都应仔细的分析，如加工表面的平行度、粗糙度、垂 直度，特别是要注意零件各个空系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度）和他们的相互位置 精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），零 件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清楚零件的每一个尺寸。（2）首先要分析零件的结构工艺性，接着制定工艺路线，选择合适的加工方案， 然后确定加工顺序，再进行工序设计，工艺尺
7、寸连的计算，最后制定工艺规程卡片。变速箱端盖加工工艺研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合 理及可行的最优方案。（3）根据零件图分析，选择合适的定位原件和定位基准，然后选择合适的定位设 计，用于实现工件的正确定位，然后进行定位误差的分析和计算，工件在夹具定位后要 夹紧。第二章零件加工工艺的总体设计2.1变速箱端盖生产的相关分析变速箱（图2-1）主要指的是汽车的变速箱，它分为手动、自动两种，手动变速箱 主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力 变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变 矩。功能为：一、改变传动
8、比；二、在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶； 三、利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动 力输出。图2-1变速箱示意图2.2零件功用的相关分析本次课题研究的零件是端盖，端盖的种类很多，用途也很广。端盖的一端可以是封 闭的，用于变速箱的变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承， 起到轴向定位的作用，本例中的端盖，其内部有18的可以起到定位轴的零件作用，外 圆80和内孔均有Ra=1.6的配合要求，4-M8和4-M6起到固定端盖的作用。如图2-2 所示：gllZ铀；甜朋#抽-nit?，iitfflfcO 5图2-2变速箱端盖零件图2.3零件
9、工艺分析由零件图可以看出，该端盖的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也 不大，但主要注意其位置精度要求。下面将主要表面分为三部分，(1) 以内孔为中心的一组加工面：这组加工面包括：4 M8、4M6螺纹孔及其4 2小孔。(2) 以四边定位一组加工面：这组加工面包括：80外圆、40外圆、42小孔、5.5深的环槽及其倒角。(3) 左右端面：这组加工面包括：94尺寸四个侧面以上各表面的主要技术要求如下：(3-1) 4M8、4M6螺纹孔及其4 2小孔表面粗糙度为Ra=3.2。(3-2) 80外圆、18孔的表面粗糙度为Ra=1.6,40外圆、42小孔(3-3) 4- 5.5mm的端面与轴心线有位
10、置0.02mm的要求。其Ra为1.6。( 3-4) 94 尺寸四个侧面表面粗糙度为 Ra=3.2零件要求调质HRC3045,其坯重为1.39kg。由分析可知,三组加工表面可以选择其中一组表面为粗基准进行加工,然后再以加工过 的表面为精基准加工其他各组表面,并保证他们之间的相互位置精度。2.4零件工艺规程设计2.3.1 零件生产类型的确定零件的生产纲领为：N=Qn (1+a%) (1+b%)(件/年)其中，产品年产量Q为台/年,每台产品中该零件的数量为n件/台,零件备品率为a%,零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产2.3.2零件毛坯制造形式的确定零件为 45 钢,在工作时
11、端盖在某些场面要经常正反转,与接触表面受摩擦作用,所 以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷,要求有较高的强度,因此应该选择锻件 毛坯。由于零件的轮廓尺寸不大,生产纲领达到大批生产水平,可以采用模锻成型,这 对于提高生产率,减少切削加工的劳动量,保证加工精度,都是有利的。2.3.3 零件机械加工工艺路线的拟定(1) 、定位基准的选择：定位基准的选择是拟定零件的机械加工路线,确定加工方案中首先要做的重要工作。 基面选择正确、合理与否,将直接影响工件的技工质量和生产率。在选择定位基准时, 需要同时考虑一下三个问题：(1-1)以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准,才能保证加工时精度,使整 个机
12、械加工工艺过程顺利地进行。（1-2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为精基面。（1-3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面。 另外，我们还应从粗精基准选择的基本原则为出发点：a. “基准重合”原则。应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准。b. “基准统一”原则。应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。c. “互为基准”原则。当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很 高时，可互为基准，反复进行加工。d. “自为基准”原则。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均匀，应尽 量选择加工表面本身作为基准。（2）、粗基准选择：a. 如果必须保证
13、工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。b. 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。c. 应尽量选择与加工表面的位置精度要求较高的非加工面为粗基准。d. 选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边。浇冒口及其他缺陷，以保 证定位准确可靠。 .e. 粗基准一般只使用一次，不再重复使用。精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题， 即在可能的情况下，应尽量选择18孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要 求，选择18孔和端面作为精基面。4M8、4M6螺纹孔及其4-2小孔等主要尺 寸以18孔和右端面作为精面。这样才能实现位置的要求。对于80外圆与18内孔
14、有相互位置要求，加工时采用基准统一原则，达到技术要求。粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以四边和一个端面作为粗基面， 镗，半精镗内孔。零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度 的要求，另外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特 点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。该工件毛坏经模锻成型，根据表 2-9得知孔已锻出。金属加工工艺及工装设计黄 如林主编。其各表面加工方法选择如下： 18 内孔粗镗精镗；各外圆表面粗车精车；4M8、4M6 钻攻丝；四侧面铣侧面。(3) 、零件各表面加工顺序的确定：(3-1
15、)加工阶段的划分：为达到规定的技术要求，该端盖的加工可分为如下三个加 工阶段：a. 粗加工阶段：车外圆，铳四边，内孔，环槽；b. 半精加工阶段：以精车后为主要精基准，精车，外圆，端面8个2小孔；c. 精加工阶段：以端面和四边定位，加工18内孔。对于精度要求很高，表面粗糙度参数值要求很小(IT6及IT6以上，Ra冬0.02卩m) 的零件，还需要专门精度和减小表面粗糙度为主，一般不用纠正形状精度和位置精度。(3-2)加工工序的安排：a. 机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的 具体特点，先安排四边，端面，内孔的加工。由于18内孔是主要精基准，又由于18 内孔作为定位基准，须以精加工后的四边作为主要精基准，车四边，端面，然后加工出 一个孔，最后加工出四个孔与环槽。b. 热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理， 以消除锻造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理调质处理，以获 得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。c. 辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检 验工序。在终检前应安排清洗工序，
