軸承座的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計-課設.doc

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西南大學工程技術學院課程設計(論文) 工藝綜合課程 課程設計(論文) 題　目: 軸承座的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 學生姓名 楊 進 專 業(yè)機械設計制造及其自動化 學 號_ 222012322220278 班 級_ 2012 級 5班 指導教師 何 輝 波 成 績_ 工程技術學院 2015年 7 月 機械制造工藝學課程設計任務書 題目：軸承座的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 生產綱領： 40000件 生產類型： 大批大量生產 內容： 1. 產品零件圖 1張 2. 產品毛坯圖 1張 3. 夾具零件圖 2張 4. 夾具裝配圖 1張 5. 夾具體圖 1張 6. 機械加工工藝過程卡片 1張 7. 機械加工工序卡片 2張 8. 課程設計說明書 1份 目錄 目錄 3 1 引言 4 2 課程設計目的 4 3 零件的工藝分析 5 3.1 零件的機構及工藝性分析 5 3.2 零件技術要求分析 6 4毛坯的選擇 6 5零件機械加工工藝路線擬定 7 5.1 定位基準的選擇 7 5.1.1 粗基準、精基準的選擇 7 5.2擬定工藝路線 8 5.2.1 加工方法的選擇及加工階段劃分 8 5.2.2零件加工工藝路線 9 5.3 機械加工余量及工序尺寸擬定 10 5.4 切削用量確定 11 5.5 時間定額的確定 13 6. 夾具設計 15 6.1 確定設計方案 15 6.2 定位方式及定位元件 15 6.3導向裝置的分析 15 6.4 確定夾緊機構 16 6.5定位誤差分析 16 7.小結 16 8.參考文獻 17 9.致謝 17 軸承座的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 楊進 工程技術學院機制五班 1 引言 這個學期我們進行了《機械制造技術基礎》課程的學習，對機床夾具及其設計有了一定的了解和掌握，并通過此次課程設計檢驗自己的學習成果，從而進行一次適應性訓練，從中鍛煉和加強自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，通過我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。在課程設中我們分組進行設計，在團隊的實際操作過程中也發(fā)生過一些摩擦，不過在大家的責任心驅使下結果還是團結一致去分析，不僅完成了任務，而且也讓大家培養(yǎng)了團隊協作的意識，相信在以后的學習生活中我們也會受益于此。 2 課程設計目的 機械制造技術基礎課程設計旨在繼承材料成型技術基礎課程設計，讓學生完成一次機械零件的機械加工工藝規(guī)程制定和典型夾具設計的鍛煉，其目的如下： （1） 在結束了機械制造技術基礎等前期課程的學習后，通過本次設計使學生所學到的知識得到鞏固和強化，培養(yǎng)學生全面綜合得應用所學知識去分析和解決機械制造中問題的能力。 （2）通過設計提高學生的自學能力，使學生熟悉機械制造中的有關手冊、圖表和技術資料，特別是熟悉機械加工工藝規(guī)程制訂和夾具設計方面的資料，并學會結合生產實際正確使用這些資料。 （3）通過設計使學生樹立正確的設計理念，懂得合理的設計應該在技術上是先進的、在經濟上是合理的，并且在生產實踐中是可行的。 （4）通過編寫設計說明書，提高學生的技術文件整理、寫作和組織編排能力，為學生將來撰寫專業(yè)技術及科研論文打下基礎?！?〗 3 零件的工藝分析 3.1 零件的機構及工藝性分析 軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致，并且保持平衡；軸承座是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的換用,減少了換件的成本。其零件圖如圖2-1。軸承座的主要幾何元素為支承孔、安裝底面，因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的要求。 分析零件圖可知，軸承座前后端面要求切削加工和倒角加工，并在軸向方向上均大于相鄰表面。12mm孔和22mm孔的端面均為平面可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；47mm孔和42mm孔由車床加工出來；底面和前后孔倆個端面用銑床加工；另外，該零件其余表面精度都較低，不需要加工，通過鑄造就可以達到加工要求。由此可見，該零件的工藝性較好。 圖2-1 軸承座零件圖 3.2 零件技術要求分析 本零件的主要作用是支承作用，根據零件的復雜程度，我們選擇鑄件為制作毛坯。材料為HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)，需要進行人工時效處理。 4毛坯的選擇 根據生產綱領的要求，本零件是大批大量生產，還有零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。零件材料為HT250，采用金屬型鑄造。 是由于鑄鐵具有良好的鑄造性、吸振性、切削加工性及一定的力學性能，并且價格低廉，生產設備簡單，所以在機械零件材料中占有很大的比重，廣泛地用來制作各種機架、底座、箱體等形狀復雜的零件。又由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以選擇灰鑄鐵作為鑄造的材料 根據文獻〖2〗表5-7至5-11，鑄件的公差等級為CT8～10，取CT9。加工余量等級為D～F，取F級。 尺寸40的機械加工余量為0.5mm，即其基本尺寸為40.5mm，尺寸公差為2mm,即毛坯尺寸42.5mm。 孔?42mm的機械加工余量為0.5mm，即該孔的基本尺寸為?41.5mm，尺寸公差為2mm,即孔的直徑為?39.5mm。 底面機械加工余量為0.5mm，尺寸公差為1.7mm，。其它尺寸參照零件圖查得。最后按入體形式標注毛坯尺寸，得到圖2-2所示毛坯尺寸。 圖2-2 軸承座零件毛坯尺寸 5零件機械加工工藝路線擬定 5.1 定位基準的選擇 5.1.1 粗基準、精基準的選擇 1、粗基準面的選擇可依據以下原則： ①不加工表面與加工表面有位置要求， ②主要表面要求保證余量均勻 ③粗基準表面的質量要求要高 ④粗基準不可以重復使用。 2、在銑床上加工底面的時候，考慮到軸承座上的支承孔的加工余量要保證均勻，故可以以軸承座上的支承孔作為粗基準來加工底面。 選擇精基準應遵循以下的原則： ①基準重合原則； ②基準統一原則； ③互為基準原則； ④自為基準原則； ⑤便于安裝原則。 在遵循上述原則的前提下，軸承座前后端面的加工，就是互為精基準，遵循互為基準原則?？爪?7mm的精加工以一面?zhèn)z孔定位，自為基準加工。（同時以兩孔的軸線為精基準，保證孔的同軸度，精加工時，還以端面為精基準，保證孔與端面的垂直度，孔的圓柱度。） 5.2擬定工藝路線 5.2.1 加工方法的選擇及加工階段劃分 ⑴根據軸承座零件圖上各加工表面的表面粗糙度，確定加工件個表面的加工方法選擇、加工階段劃分，如表2-1，2-2。 表2-1 軸承座各表面加工方法 加工表面 表面粗糙度 尺寸精度 形位公差 加工方法 Φ42 Ra 12.5 IT12 無 粗鏜孔 Φ47 Ra 1.6 IT8 圓柱度0.01 粗鏜→半精鏜→精鏜 底面 Ra 6.3 IT8 孔的平行度為0.08 粗銑 →半精銑 支承孔左右端面 Ra 6.3 IT8 要求有一定的對中性 粗銑→半精銑 4個螺栓孔 Ra 6.3 IT8 無 鉆 4個沉頭孔 Ra12.5 IT12 無 粗銑 4個軸承蓋連接螺紋孔 無 IT8 無 鉆→攻絲 表2－2軸承座零件加工階段的劃分 加工階段 加工內容 說明 基準面加工 粗銑底面 互為基準，反復加工 粗銑支承孔左端面 粗銑支承孔右端面 精銑支承孔右端面 粗銑支承孔右端面 精銑支承孔右端面 粗加工 粗鏜孔 去除材料，達到精加工基本尺寸（含精加工余量），為精加工做準備。 粗鏜孔 鉆螺栓孔 粗銑沉頭孔 精加工 半精鏜、精鏜內孔φ47mm 倒角、去毛刺 5.2.2零件加工工藝路線 毛坯為精鑄件，清理后，進行人工時效處理，以消除鑄件的內應力，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間加工。 方案如下表： 加工工序表 工序號 加工內容 說明 010 鑄造毛坯 020 夾軸承孔兩側毛坯，粗銑軸承座底面，半精銑底面 達到圖樣要求 030 粗銑φ42mm側的φ77mm端面 留精銑余量 半精銑φ42mm側的 φ77mm端面 達到圖樣要求 040 粗銑φ47mm側的φ77mm端面 留精銑余量 半精銑φ47mm側的φ77mm端面 達到圖樣要求 050 粗鏜內孔φ42mm 達到圖樣要求 060 粗鏜內孔mm ， 達到圖樣要求 半精鏜內孔 mm, 精鏜內孔mm 070 鉆4-φ12的孔 達到圖樣要求 080 鉆4-M6螺紋孔，孔口倒角 達到圖樣要求 090 攻4-M6螺紋孔 達到圖樣要求 100 銑4-φ22的沉頭孔 達到圖樣要求 110 去毛刺，倒角 手工倒孔口角及去銳邊毛刺 120 檢驗 抽樣檢測 130 入庫 5.3 機械加工余量及工序尺寸擬定 表2-4加工余量、工序尺寸 工序 工序基本尺寸 工序尺寸偏差 粗銑底面 16mm，加工余量1.2mm 半精銑地面 15mm,加工余量1mm 粗銑內孔側端面（左端面） 42.25mm,加工余量0.25mm 半精銑內孔側端面（左端面） h=41.25mm,加工余量1mm 粗銑右端面 d=41mm,加工余量0.25mm 半精銑右端面 h=40mm,加工余量1mm 內孔 φ42mm，加工余量2.5mm 內孔 粗鏜：φ45.5mm 半精鏜：φ46.5mm 精鏜：φ47mm 鉆孔 加工余量為12mm，深度為15mm 銑孔 加工余量為22mm深度為2mm， 鉆4*M6連接螺孔 加工余量為5mm，深度為40mm 攻4*M6連接螺紋 攻絲的加工余量為1mm，深度為40mm。 5.4 切削用量確定 工序：銑底面 1、確定背吃刀量：=1.2mm。 2、確定進給量f：查文獻〖2〗表5-86得，每齒粗銑的進給量為mm/Z,取0.3mm。每齒精銑的進給量為0.2mm. 3、計算切削速度： 選取銑床的主軸轉速為200r/min（粗銑）300r/min(半精銑)，銑刀的直徑為10mm，所以切削速度為： 粗銑切削速度 ： (5-1) 半精銑切削速度：(5-2) 工序：粗銑φ42mm側的φ77mm端面及粗銑φ47mm側的φ77mm端面 1、確定背吃刀量：每個工序=0.25mm。 2、確定進給量f：查文獻〖2〗表5-86得，每齒粗銑的進給量為0.3mm/Z。 3、計算切削用量：用10mm的圓柱立銑刀來加工，取銑床的主軸轉速為n=200r/min（粗銑），300r/min(半精銑)，則切削速度 粗銑切削速度： (5-3) 半精銑切削速度： (5-4) 工序：粗鏜內孔φ42mm 1、確定背吃刀量：粗車=2.5mm。 2、確定進給量f：查文獻〖2〗表5-83得取值范圍為,f=0.5 mm/r。 3、確定切削速度：粗鏜時的取值范圍是,取值。 主軸轉速定為n=550r/min。 (5-5) 工序：粗鏜、半精鏜、精鏜內孔φ47mm 粗鏜： 1、確定背吃刀量： =3.5mm。 2、確定進給量f：又上已查文獻〖2〗表5-83，可取f=0.5 mm/r。 3、確定切削速度：粗鏜時，取,主軸轉速定為n=450r/min， 半精鏜： 1、確定背吃刀量： =1mm。 2、確定進給量f：查文獻〖2〗表5-83得f的取值范圍,取f=0.5 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時，的取值范圍為,取. 主軸轉速定為n=600r/min， (5-6) 精鏜： 1、確定背吃刀量： =0.5mm。 2、確定進給量f：查文獻〖2〗表5-83得f的取值范圍,取f=0.3mm/r。 3、確定切削速度：精鏜時，的取值范圍是,. 主軸轉速定為n=550r/min， (5-7) 工序：銑4-φ22mm沉頭孔 1、確定背吃刀量： =22mm，深度為2mm。 2、進給量f：查文獻〖 2 〗表5-78得f的取值范圍, f=0.80mm/r。 3、轉速n：n=300r/min。 4、確定切削速度：=20.7m/min=0.3m/s (5-8) 5.5 時間定額的確定 工序：銑底面 查文獻〖2〗表3-14 粗銑基本時間0.3min=18s, （5-9） 半精銑基本時間 （5-10） 其中=70mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度； 為工作臺水平進給量。 (5-12) (5-13) 其中d=10mm；，=3~5，取=4mm， =240mm/min。 (5-14) (5-15) 工序：粗鏜、半精鏜、精鏜內孔φ47mm 粗鏜： （5-16） 其中=27mm ，取 ，取，。 =2～3，取=3mm，=5mm,進給兩次，即i=2。 半精鏜： （5-17） 精鏜： (5-18) 時間總額 （5-19） 工序：粗鏜內孔φ42mm 粗鏜： （5-20） 6. 夾具設計 設計對象：軸承座銑削φ77端面銑床夾具。 設計要求：銑寬度為77mm的兩端面，兩端面間距42.5mm，通過每端銑1.25mm，使兩端面間距達到40mm。 6.1 確定設計方案 本夾具體是鑄件，由于軸承座上端為非加工表面，所以采用浮動V形塊夾緊，可以避免較低加工精度，安裝調節(jié)螺栓時，采用螺母防松機構。夾緊采用螺旋夾緊與鉸鏈夾緊方式，結構簡單，夾緊可靠，V型塊可以伴隨夾緊螺旋一起運動，實現基本的機械自動化，除此之外，V型塊，夾緊螺旋，鉸鏈夾緊元件都可以更換，更大限度提升了夾具體的利用率。其次，可以讓夾具在車床上進行鏜孔加工。 6.2 定位方式及定位元件 1）工件定位方式 定位方案：根據加工要求，用定位銷定位軸承座底座側邊，限制兩個自由度,，用定位板定位底面消除三個自由度、、，以浮動V形塊定位大端外圓Φ77，可以消除一個自由度，實現完全定位。 2） 定位元件 定位銷*2，滑動V型塊，支承板 6.3導向裝置的分析 ⑴夾具體中浮動V型塊的運動路線要保證，故選用兩塊有溝槽的結構塊限制V型塊的運動。 ⑵對刀裝置：采用對刀塞尺4 JB/8032.1-1999，對刀塊。 6.4 確定夾緊機構 1）工件夾緊方案及夾緊裝置 因為軸承座的大端外圓用浮動V形塊定位及壓緊，零件底面的夾緊選用鉸鏈壓板，兩者共同作用。 6.5定位誤差分析 該夾具以底面、側面和孔中心線為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。孔與左側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規(guī)定，由資料〖6〗《互換性與技術測量》表可知： 取（中等級）由《機床夾具設計手冊》可得： ① 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 7.小結 通過這次設計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過經過同組成員共同努力，最終大家都很順利的完成了畢業(yè)設計。 在課設的過程中，由于理論知識不夠完善，實踐能力尚不成熟，以及一些疏忽和大意的存在，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予批評指正。 圖5-1 軸承座銑端面夾具總裝簡圖 8.參考文獻 【1】 機械制造工藝學.第2版.清華大學.王先逵.機械工業(yè)出版社 【2】 機械制造技術基礎課程設計指導教程.鄒青.機械工業(yè)出版社 【3】 機床夾具設計.張權民.科學出版社 【4】 機械精度設計與檢測技術基礎.楊沿平.機械工業(yè)出版社 【5】 機械加工工藝手冊.北京出版社 【6】 互換性與技術測量. 9.致謝 專用夾具是為零件的某一道工序加工而設計制造的，它廣泛用于大量生產中，它不但提高了生產率而且也提高加工精度，改善勞動條件。 通過這次課程設計，我個人對夾具有了更進一步的了解，夾具體是夾具的主體部分，是與銑床相接的部位、也是支撐夾緊元件、工件的主要部分：要求其有一定的強度和剛度、穩(wěn)定性，自己的能力在這次課程設計中也得到了提升。在設計的過程中又一次把所學的知識做了一次綜合式的復習，為接下來要做的畢業(yè)設計做好了很好的準備工作；同時在設計中也發(fā)現自己的很多不足之處：缺乏實際的經驗，有些實物沒有見過很難想像，只能通過找相應的參考資料，然后再通過想象把他們綜合到一起，再通過實例對比，進行設計。因此在夾具設計中存在有很多的不足之處，還懇請老師您予以指導和指正。同時，也感謝老師在設計過程中的諄諄教導，使自己及時改正錯誤，收益良多. 指導教師評語： 成績評定： 指導教師： 年 月 日 18