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機械制造技術課程設計說明書
設計題目：CA10B解放汽車中間軸軸承支架零件的
機械加工工藝規(guī)程及夾具設計
學生：
學號：
班級：
指導教師：
目 錄
序 言.…………………………………………………………………………………….2
一、零件的分析………………………………………………………….……………...3
〈一〉零件的作用……………………………………………………………………...3
〈二〉零件的工藝分析……………………………………………………………….4
二、工藝規(guī)程的設計……………………………………………….……………….….5
<一> 確定毛坯的制造形式………………………………………..………………..5
<二> 基準的選擇…………………………………………………………………….…..5
<三> 制定工藝路線……………………………………………………………………..6
<四> 機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………..7
<五> 切削用量以及機床的確定………………………………………….…..10
三、 零件專用夾具的設計…………………………………………………….….11
<一> 夾具設計與具體說明……………………………………………………...11
<二> 方案確定……………………………………………………………………….…13
四．課程設計總結………………………………………………………………….…..14
參考書目……………………………………………………………………………..……..15
序 言
課程設計是《機械制造裝備設計》課程的一個實踐性教學環(huán)節(jié)，是在我們學完了《機械制造技術基礎<含夾具設計>》、《機械設計》、《機械制造裝備基礎》等專業(yè)基礎課之后進行的。其目的在于，通過機床主傳動設計和成型刀具的設計，使學生受到方案比較、結構分析、零件計算、機械制圖、技術條件編寫及技術資料查詢等方面的綜合訓練，培養(yǎng)初步具有機床部件和工具的設計能力。
對我們來講，我將會抓住這樣一次難得的機會，繼續(xù)鞏固我們已經(jīng)學過的《機械制造技術基礎》等課程；不斷提高自己的發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力；為明年的畢業(yè)設計及今后的工作打下良好的基礎。
最后，感謝老師對我們的指導！
一、零件的分析
〈一〉零件的作用
題目給出的是CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架，它的主要作用是（1)起到穩(wěn)固滾子的作用 (2)在安裝時起到固定滾珠的作用,利于安裝。要求零件的配合符合要求。
（軸承的正面觀察圖）
〈二〉零件的工藝分析
零件的加工過程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與?140孔成5.5°的夾角，同時要保證支架兩側(cè)板的平面與水平面成30°的夾角，孔中心到頂小孔所在平面的距離為40mm，且每孔中心線與豎直方向零件的夾角成60°夾角。要保證以上尺寸要求，先將?1400+0.26的內(nèi)孔和端面加工完成，再以內(nèi)孔和端面為定位基準對上凸臺表面進行加工，最后以?1400+0.26內(nèi)孔，端面，和上?13的小孔（一面兩銷）為定位基準，加工支架兩側(cè)板，其中主要加工面粗糙度為6.3μm，其余表面粗糙度為50μm。
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
50+00.4
IT12
50
粗銑
1400+0.26
IT9
6.3
粗銑-半精銑
13+00.4
IT12
50
鉆
二、工藝規(guī)程的設計
<一>確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT200,故它的零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，又是大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益。
<二>基準的選擇
基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。
（1）粗基準的選擇
先選取?155外圓為定位基準，利用三爪卡盤為定位元件，銑?155兩端面，再以?155外圓為定位基準，利用三爪卡盤為定位元件，銑?1400+0.26內(nèi)孔。
（2）精基準的選擇
以?1400+0.26內(nèi)孔，?155端面，?13孔（兩面一銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。
<三> 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。
工序號
工藝名稱
機床設備
刀具
量具
1
粗車一端面
臥式車床
硬質(zhì)合金車刀
游標卡尺
2
粗車，半精車內(nèi)孔Φ140H7
臥式車床
硬質(zhì)合金車刀
游標卡尺
3
銑削中間凸平面
立式銑床
鑲齒套式面銑刀
游標卡尺
4
鉆中間孔
立式鉆床
高速鋼麻花鉆
游標卡尺
5
粗銑兩側(cè)平面
立式銑床
鑲齒套式面銑刀
游標卡尺
6
鉆側(cè)平面的孔
立式鉆床
高速鋼麻花鉆
游標卡尺
7
鉆圓柱上的孔
立式鉆床
高速鋼麻花鉆
游標卡尺
8
測量,檢查
鉗工臺
9
清洗
清洗機
10
終檢
<四>機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA10B中間軸軸承支架零件材料為HT200,生產(chǎn)類型為大批量
產(chǎn).根據(jù)上訴資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
（1）選擇毛坯
毛坯選用鑄件，采用金屬模機器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5°。
(2) 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量
由《指導》表2－10——表2－12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。
公差等級：由軸承支架的公用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級,選用IT12級公差.
鑄件重量：已知機械加工后軸承支架的重量為3kg，由此可見初步估計加工前毛坯的重量為４kg。
鑄件形狀復雜系數(shù)：對軸承支架零件圖進行分析計算，可大致確定鑄件外廓包容體的長度、寬度和高度，即l=265mm b=55mm h=175mm，由《指導》公式２－３和２－５可計算出該軸承支架鑄件 的形狀復雜系數(shù)：
S==４／lbhρ＝４kg／（265×55×175×7.2×10-6 ）kg=0.217
0.16
>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯兩表面之間的厚度為50mm+2mm=52mm厚;
?140內(nèi)孔的加工：
參照<<機械加工工藝手冊>>,其加工余量為0.5mm,粗鏜0.4mm,精鏜0.1mm,故毛坯的尺寸為?140mm-0.5mm=139.50+0.26mm;
銑中凸臺面：
參照<<機械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯凸臺平面的厚度為12mm+2mm=14mm;
鉆中間?13的孔：
參照<<機械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其進行鉆孔;
銑側(cè)兩平面：
參照<<機械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯兩側(cè)平面的厚度為12mm+2mm=14mm;
鉆兩側(cè)平面孔：
參照<<機械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其進行鉆孔;
鉆圓柱面上兩小孔
參照<<機械加工工藝手冊>>,因其公差等級要求比較低(兩孔軸線之間的距離為32±0.1mm,兩孔的直徑為?7.20+0.2,故可直接對其進行鉆孔;
<五> 切削用量以及機床的確定
1. 車兩端面,選用C-620-1臥式車床,采用硬質(zhì)合金車刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關手冊,V=37m/min.進給量為0.5mm/r;
2. 粗車?1400+0.26mm內(nèi)孔, 選用C-620-1臥式車床,采用硬質(zhì)合金車刀,d=25mm,車銷速度:參考有關手冊V=25m/min,進給量為0.5mm/r;半精車?1400+0.26mm內(nèi)孔,選用C-620-1臥式車床,采用硬質(zhì)合金車刀,d=25mm,車銷速度:參考有關手冊V=20m/min,進給量為0.2mm/r
3. 銑中間凸平面,選用X50A立式銑床, 采用w18Cr4V立銑刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關手冊,V=37m/min.進給量為0.25mm/r;
4. 鉆中間?13的孔,選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=13mm, 鉆削速度:參考有關手冊,V=23m/min.進給量為0.3mm/r;
5. 銑支架兩側(cè)平面,選用X6030臥式銑床采用w18Cr4V臥銑刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關手冊,V=37m/min.進給量為0.25mm/r;
6. 鉆支架兩側(cè)平面小孔, 選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=13mm, 鉆削速度:參考有關手冊,V=23m/min.進給量為0.3mm/r;
7. 鉆圓柱面上兩小孔, 選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=7.2mm, 切削速度:參考有關手冊,V=18m/min.進給量為
0.2mm/r.
三、 零件專用夾具的設計
根據(jù)所加工零件是中間軸軸承支架，其加工數(shù)量是屬于大批量生產(chǎn)，為了提高勞動生產(chǎn)率，并能夠保質(zhì)保量生產(chǎn)，降低勞動強度，則需要設計專用夾具。選用銑的孔端面的專用夾具，此夾具將用在立式鉆床Z525中。刀具為高速鋼麻花鉆頭。
問題的提出：
本夾具使用來加工的孔，此孔的加工精度的高低，有助以后工件配合，所以對其實有一定的技術要求。 面Ｂ作為主要定位基準。
<一>夾具設計與具體說明：
（1）確定定位元件
根據(jù)工序所規(guī)定的定位基準，采用上邊一
個彈簧V形塊定位，下邊用短定位銷與壓板定心定位，這種組合定位方案，限制了工件的６個自由度，低面支座壓板限制了工件上下移動的自由度，而圓柱短銷又限制了工件的４自由度。彈簧Ｖ形塊限制了旋轉(zhuǎn)自由度．根據(jù)以上分析可知，本工件實現(xiàn)了完全定位。對于工序尺寸半徑，其定位基準與工序基準重合，定位誤差對于加工孔德位置度公差要求，基準重合加工孔徑尺寸由刀具直接保證，由上述分析可知，該定位方案合理，可行。
（2）確定導向裝置
本工序只要求對被加工孔進行鉆削加工，達到工序簡圖上所規(guī)定的加工要求，故既可以選用快換鉆套，也可以固定鉆套，這還要根據(jù)車間加工的各方面條件采用的方式不同。而這次設計的夾具所用的鉆套是用固定鉆套。
（3）確定夾緊機構
針對是比較大量生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用彈簧V形塊夾緊機構，這可以通過在鉆套上固定的V形塊隨著模板的前后運動實現(xiàn)工件的夾緊要求，這是由于鍛造出來的零件的撥模斜度是，而V形塊也是，根據(jù)受力分析可知，其夾緊力為F1，則圓柱面將受到此零件所受的力為2F1+所以只要往下的力夠大的話，就可以使工件夾緊，而由滑柱式鉆?？梢詽M足這方面的要求。
（4）夾具操作簡要說明
本夾具是用在鉆床上的專用夾具，其整個操作過程簡便快捷，首先，把所加工的零件，放在支座上，并使其套近在夾具上邊的短圓住銷．通過壓板與之相配，使其定位，這樣可以初步定位了。然后，通過彈簧Ｖ型塊，卡緊加工工件一斷，使其在旋轉(zhuǎn)方向固定，這樣就可以使V形塊定位。這樣，整個零件的定位夾緊就完成了。之后就可以對工件進行鉆削加工。
<二> 方案確定：
（１）定位方案
工件以Φ孔及端面定心基準與定位基準，其中在帶臺肩短銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。
此方案的定位誤差只與夾具和對刀裝置的制造誤差有關。因此，定位方案合理。
（２）夾緊機構
采用手動提供動力，通過螺紋機構帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。
（３）對刀裝置
采用對刀塊對刀。
確定對刀塊的對刀面與定位元件表面之間的尺寸，水平方向尺寸為1４（，其公差取工件相應尺寸公差的１／３，即（1/3）×０.２６=０.０７８ mm，對稱標注為（１４±０.０７８）mm。
（４）夾具與機床連接元件
采用４個標準定位鍵，固定在夾具體地面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對于機床工作臺T型相匹配的要求。
（５）夾具體
通過夾具體把夾具各組成部分聯(lián)結起來。
四．課程設計總結
首先我們由衷的感謝老師提供我們這樣一個鍛煉自己的機會，進過這十幾天的學習，本次的課程設計就結束了，不過至今我感慨萬分。的確，從選工序開始，從理論到實踐，可以說是苦多于甜，有些東西根本很難下手，但還是學到了很多的東西。這次課程設計的確顯得有點心有余而力不足，很多準備不是很充分
我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊。必須發(fā)揮團隊協(xié)作的精神，團隊協(xié)作是我們實訓成功的一項非常重要的保證，并且這次的課程設計也正好鍛煉了我們這一點，這也是非常寶貴的。程設計完滿結束，總的來說，進過這門課的學習收獲還是相當大的。
參考書目
1.《機械制造技術基礎課程設計指導書》，馮濤等主編。
2．《機械加工工藝手冊》，孟少農(nóng)主編，機械工業(yè)出版社
3．《機械加工工藝設計手冊》，張耀宸，航空工業(yè)出版社
4．《機械制造技術基礎》，曾志新主編，武漢理工大學出版社
5．《機械設計課程設計手冊》，吳宗澤主編，高等教育出版社
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