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1、西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(論文)鄭州科技學(xué)院機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計題目: 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名 韓正帥 專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化學(xué) 號_ 201033031 班 級_ 2010 級 2 班 指導(dǎo)教師 張曉瑩 機械工程學(xué)院2013年 11 月機械加工工藝課程設(shè)計任務(wù)書題目：軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 4000件生產(chǎn)類型： 批量生產(chǎn)內(nèi)容：1. 產(chǎn)品零件圖 1張2. 產(chǎn)品毛坯圖 1張3. 夾具零件圖 3張4. 夾具裝配圖 1張5. 機械加工工藝過程卡片 1張6. 機械加工工序卡片 2張7課程設(shè)計說明書 1份目錄1 引言32 零件的分析32.1
2、 零件的類型及功用32.2 零件的工藝分析32.2.1 分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性42.2.2 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀42.3 定位基準(zhǔn)的選擇52.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇52.3.2 精基準(zhǔn)的選擇52.4 表面加工方法的選擇62.5零件加工工藝路線62.6選擇設(shè)備和工藝裝備73 機械加工余量、工序尺寸的確定94 切削用量及基本工時105 軸承座零件的銑床夾具設(shè)計145.1設(shè)計方案的討論145.1.1初定夾具結(jié)構(gòu)方案145.1.2 切削力及夾緊力的計算145.2 夾具體結(jié)構(gòu)特點的論述155.3 夾具體主要技術(shù)條件及優(yōu)缺點的分析155.4誤差分析與計算155.5 軸承座零件
3、的銑床專用夾具的總體設(shè)計166 小結(jié)177參考文獻18軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計1 引言這個學(xué)期我們進行了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，對機床夾具及其設(shè)計有了一定的了解和掌握，并通過此次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設(shè)計過程中，我們認(rèn)真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。在課設(shè)中我們分組進行設(shè)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(zé)任心驅(qū)使下結(jié)果還是團結(jié)一致去分工完成任務(wù)，結(jié)果也讓大家鍛煉了團隊協(xié)作的意識，相信在以后的學(xué)習(xí)生活中我們也會受益。2 零件的分析2.1 零件的類型及功用軸承座是用來支
4、撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)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(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本。其零件圖如圖2-1。2.2 零件的工藝分析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影響，軸承支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關(guān)系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到Ra 6.
5、3就可以了。輔助元素為底平面的安裝螺孔、支承孔周圍的軸承蓋連接孔，支承座身的鑄造結(jié)構(gòu)，主要為固定連接作用，對精度要求不高。圖2-1 軸承座零件圖2.2.1 分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復(fù)雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。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。2.2.2 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，本零件是大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜程度及加工表面與非加工表面的技術(shù)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。根據(jù)表5-7至5-11，鑄件的
6、公差等級為CT810，取CT9。加工余量等級為DF，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?？?2mm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。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(biāo)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2.3 定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位基準(zhǔn)，保證各加工表面的余量足夠并分配合理，由于粗基準(zhǔn)是對毛坯進行第一次機械加工的定位基準(zhǔn)，因此與毛坯的狀況關(guān)系很大。在銑
7、床上加工底面的時候，以左右端面作為粗基準(zhǔn)來加工底面。2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現(xiàn)，以及定位安裝的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下的原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；互為基準(zhǔn)原則；自為基準(zhǔn)原則；便于安裝原則。精基準(zhǔn)選擇時，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單及操作簡便。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(zhǔn)，遵循互為基準(zhǔn)原則?？?7mm的精加工以一面?zhèn)z孔定位，自為基準(zhǔn)加工。2.4 表面加工方法的選擇依據(jù)各種加工方法的經(jīng)濟精度和表面粗糙度、已確定的生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小等因素來選擇各表面的加工方
8、法。如表2-1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42Ra 12.5無無車47Ra 1.6IT7圓柱度0.01車底面Ra 6.3無對孔的平行度為0.08銑支承孔左右端面Ra 6.3無無銑4個螺栓孔Ra 6.3無無鉆4個沉頭孔Ra12.5無無銑4個軸承蓋連接螺紋孔無無無鉆、攻絲2.5零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(nèi)應(yīng)力，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機械加工車間加工。方案：工序10：夾軸承孔兩側(cè)毛坯，粗銑軸承座底面，照顧尺寸95mm和表面粗糙度。工序20：粗銑42mm側(cè)的77mm端面，留余量。工序30
9、：粗銑47mm側(cè)的77mm端面到圖樣要求。工序40：粗車、半精車內(nèi)孔42mm至47mm側(cè)的77mm端面，倒角。工序50： 粗車內(nèi)孔47mm到尺寸，半精車內(nèi)孔47mm孔，精車內(nèi)孔47 孔，倒角。工序60：銑4-22的沉頭孔。工序70： 鉆4-12的孔。工序80： 鉆4-M6螺紋孔，孔口倒角。工序90： 攻4-M6螺紋孔。工序100：去毛刺。 工序110：檢驗。工序120：入庫。2.6選擇設(shè)備和工藝裝備1) 機床選擇機床的選原則有：（1） 機床尺寸規(guī)格與工件的形狀尺寸相適應(yīng)。（2） 機床精度等級與本工序加工要求相適應(yīng)。（3） 機床電動機功率與本工序加工所需功率相適應(yīng)。（4） 機床自動化程度和生產(chǎn)效
10、率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。表2-2 軸承座加工各機械加工工序機床選擇工序號加工內(nèi)容機床設(shè)備說明10粗銑底面X5020A根據(jù)表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適20粗銑42mm側(cè)的77mm端面X5020A根據(jù)表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適30粗銑47mm側(cè)的77mm端面X5020A根據(jù)表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適40粗車內(nèi)孔42mmCA6140根據(jù)表5-25，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適50粗車、半精車、精車內(nèi)孔47mmCA6140根據(jù)表5-25，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適60銑4-22孔X5020A根據(jù)表5-20，常用，工作臺
11、尺寸、機床電動機功率均合適70鉆4-12孔Z5125A根據(jù)表5-21，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適80鉆4-M6孔Z5125A根據(jù)表5-21，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適90攻螺紋CA6140根據(jù)表5-18，常用，工件螺紋孔徑、機床電動機功率均合適2) 刀具選擇 盡可能選擇效率高，成本低的標(biāo)準(zhǔn)化刀具，與設(shè)備和加工方法匹配，如表2-3。表2-3 軸承座加工各機械加工工序刀具選擇工序號加工內(nèi)容機床設(shè)備刀具說明10粗銑底面X5020AB型可轉(zhuǎn)位套式面銑刀根據(jù)表2-16和5-33，加工尺寸為98x70mm，選擇刀盤直徑為125mm20粗銑42mm側(cè)的77mm端面X5020AA型可轉(zhuǎn)位套
12、式面銑刀根據(jù)表2-16和5-33，加工尺寸為77mm，選擇刀盤直徑為100mm30粗銑47mm側(cè)的77mm端面X5020AA型可轉(zhuǎn)位套式面銑刀同上40粗車、半精車內(nèi)孔42mmCA6140機夾車刀機夾車刀可以車內(nèi)孔50粗車、半精車、精車內(nèi)孔47mmCA6140機夾車刀同上60銑4-22mm孔X5020A中齒直柄立銑刀22選擇鉆12mm孔后锪22mm孔，沒有此規(guī)格的锪鉆70鉆4-12mm孔Z5125A12mm直柄麻花鉆根據(jù)表5-36選用GB/T6135.2-2008標(biāo)準(zhǔn)刀具80鉆4-M6孔Z5125A5mm直柄超長麻花鉆根據(jù)表5-36選用GB/T6135.3-2008標(biāo)準(zhǔn)刀具90攻螺紋CA6140
13、M6機用絲錐具體規(guī)格由零件內(nèi)螺紋模數(shù)確定3 機械加工余量、工序尺寸的確定1) 底面：毛坯尺寸為17.2mm，銑底面的工序尺寸為15mm，加工余量為2.2mm。2) 42mm側(cè)的77mm端面：毛坯尺寸為42.5mm，銑端面的工序尺寸為41.25mm，加工余量為1.25mm。3) 47mm側(cè)的77mm端面：預(yù)留尺寸為41.25mm，銑端面的工序尺寸為40mm，加工余量為1.25mm。4) 42mm孔：粗車時預(yù)留孔為39.5mm，工序尺寸為41.5mm，加工余量為2mm。半精車時工序尺寸為42mm，加工余量為0.5mm。5）47mm孔：粗車時預(yù)留孔為42mm，工序尺寸為45.5mm，加工余量為3.5
14、mm。半精車時工序尺寸為46.5mm，加工余量為1mm。精車時工序尺寸為47mm，加工余量為0.5mm。6）22mm孔: 銑削的加工余量為22mm，深度為2mm。7）12mm孔：鉆削的加工余量為12mm，深度為13mm。8）M6孔：鉆削的加工余量為5mm，深度為40mm。9）攻M6螺紋：攻絲的加工余量為1mm，深度為40mm。4 切削用量及基本工時工序10：銑底面 1、確定背吃刀量：=2.2mm。2、確定進給量f：查表5-86得，每齒粗銑的進給量為0.2mm/Z。3、計算切削用量： 選取銑床的主軸轉(zhuǎn)速為220r/min，銑刀的直徑為125mm，所以切削速度分別為：V=dn/1000=3.14*
15、125*220/1000=86.35m/min4、確定時間定額（2個工位）一個工位基本時間0.648min=39s其中l(wèi)=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。l1=0.5d-C0d-C0+13=40mm。 C0=0.030.05d=0.04125mm=5mm。其中d=125mm；，=35，取=4mm，=176mm/min。工序20、30：粗銑42mm側(cè)的77mm端面及粗銑47mm側(cè)的77mm端面 1、確定背吃刀量：每個工序=1.25mm。2、確定進給量f：查表5-86得，每齒粗銑的進給量為0.2mm/Z。3、計算切削用量：用100mm的銑刀來加工，取銑
16、床的主軸轉(zhuǎn)速為n=220r/min，則切削速度V=dn/1000=3.14*100*220/1000=69.08m/min。4、確定時間定額基本時間0.644=39s。其中l(wèi)=77mm ，取，l1=0.5d-C0d-C0+13=32.4mm。 C0=0.030.05d=0.04100mm=4mm。=35，取=4mm。=176mm/min。工序40：粗車、半精車內(nèi)孔42mm 1、確定背吃刀量：粗車=2mm，半精車=0.5mm。2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時主軸轉(zhuǎn)速定為n=610r/min，Vc1=dn/1000=3.14x41.5x600/1000=74
17、.42 m/min，半精車時主軸轉(zhuǎn)速定為n=850r/min：Vc2=dn/1000=3.14x42x800/1000=104.25 m/min。4、確定時間定額粗車時Tb1=l+l1+l2+l3ifn=0.208min=13s。其中l(wèi)=40mm ，取，l1=aptankr+23=23mm ，取，l1=2mm。=23，取=3mm，l3=5mm。半精車時Tb2=l+l1+l2+l3ifn=0.156min=9s。工序50：粗車、半精車、精車內(nèi)孔47mm粗車： 1、確定背吃刀量： =3.5mm。2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。3、確定切削速度：粗車時主軸轉(zhuǎn)速定為n=610r/min，
18、Vc1=dn/1000=3.14x45.5x610/1000=87.15 m/min。4、確定時間定額Tb1=l+l1+l2+l3ifn=0.152min=9s。其中l(wèi)=27mm ，取，l1=aptankr+23=23mm ，取，l1=2mm。=23，取=3mm，l3=5mm。半精車： 1、確定背吃刀量： =1mm。2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。3、確定切削速度：粗車時主軸轉(zhuǎn)速定為n=850r/min，Vc1=dn/1000=3.14x46.5x850/1000=124.12m/min。4、確定時間定額Tb2=l+l1+l2+l3ifn=0.109min=7s。精車： 1、確定
19、背吃刀量： =0.5mm。2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。3、確定切削速度：粗車時主軸轉(zhuǎn)速定為n=970r/min，Vc1=dn/1000=3.14x47x970/1000=146.15m/min。4、確定時間定額Tb3=l+l1+l2+l3ifn=0.095min=6s。工序60：銑4-22mm孔 1、確定背吃刀量： =22mm，深度為2mm。2、進給量f：查表得 fc=0.080mm/z。3、轉(zhuǎn)速n：n=600r/min。4、確定切削速度Vc： Vc=dn/1000=3.14x22x600/1000=41.45m/min。5、確定時間定額Tb=(l-d)/fMc+(h+l1)
20、/fMc=0.042min=3s。l=d,l1=12,fMc=fczn=0.0802600=96mm/min。工序70：鉆4-12mm孔 1、確定背吃刀量： =12mm，深度為13mm。2、進給量f：查表得 f=0.35 mm/r。3、確定切削速度Vc：查表得 Vc=15m/min。4、計算轉(zhuǎn)速n：n=1000xV/d=1000x15/x12=397.89r/min，所以 取n=400r/min 得 Vc=15.08 m/min。5、確定時間定額Tb=l+l1+l2fn=0.136min=8s。走刀長度l=13mm，切入長度l1=3mm，切出長度l2=3mm,。工序80：鉆孔：M6螺紋孔加工之
21、前的鉆孔直徑為5 mm 1、確定背吃刀量： =5mm。2、進給量f：查表得 f=0.2 mm/r。3、確定切削速度Vc：查表得 Vc=15m/min。4、計算轉(zhuǎn)速n：n=1000xV/d=1000x15/x5=954.93r/min，所以 取n=1000r/min 得 Vc=15.71m/min。5、確定時間定額Tb=l+l1+l2fn=0.23min=14s。走刀長度l=40mm，切入長度l1=3mm，切出長度l2=3mm。工序90：攻M6螺紋1、確定背吃刀量： =1mm。2、確定進給量：進給量應(yīng)為螺距P=0.75mm，故f=0.75mm/r。3、確定切削速度Vc：查表5-97得 Vc=8.
22、9m/min。185 軸承座零件的銑床夾具設(shè)計設(shè)計對象：軸承座銑削77端面銑床夾具。設(shè)計要求：銑寬度為42.5mm的兩端面，每端銑1.25mm，使寬度達到40mm。5.1設(shè)計方案的討論5.1.1初定夾具結(jié)構(gòu)方案1）工件定位方案定位方案：根據(jù)加工要求，以浮動V形塊定位大端外圓77，可以消除一個自由度，再用定位銷定位軸承座底座側(cè)邊，限制兩個自由度，用定位板定位底面消除三個自由度，實現(xiàn)完全定位。 2）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，所以可以用鉤形壓板壓緊。 5.1.2 切削力及夾緊力的計算由機床夾具設(shè)計手冊查表可得：切削力由式2.11得： 查機床夾具設(shè)計手冊表得： 即：
23、切削扭矩由式2.12得： 即：實際所需夾緊力：由式2.13得： 取，即：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力由式1-2-10得：該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用V塊壓緊工件。即： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。5.2 夾具體結(jié)構(gòu)特點的論述 本夾具體是鑄件，底面為了減輕重量，所以挖去了一部分。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(diào)節(jié)螺栓時，采用螺母防松機構(gòu)。加緊采用螺旋夾緊，結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠。5.3 夾具體主要技術(shù)條件及優(yōu)缺點的分析 夾具體的上平面與底面的平行度要求較高，主要是為了防止裝夾后工件傾斜。 優(yōu)點：V形塊和定位銷是可換的。在多次裝夾、拆裝后，
24、由于V形塊是定位和加緊的，頻繁使用會導(dǎo)致精度降低，當(dāng)加工出的零件達不到要求時，換V形塊就行。 缺點：工作時間長了或者切削力太大可能引起夾具體整體變形，達不到要求。這時就需要重新設(shè)計。5.4誤差分析與計算該夾具以底面、側(cè)面和頂面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)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?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由資料6互換性與技術(shù)測量表可知：?。ㄖ械燃墸┯蓹C床夾具設(shè)計手冊可得： 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 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 磨損
25、造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.5 軸承座零件的銑床專用夾具的總體設(shè)計（1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2） 當(dāng)工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾
26、具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應(yīng)該加防護罩。圖5-1 軸承座銑端面夾具總裝簡圖6 小結(jié) 通過這次設(shè)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(shè)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(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過經(jīng)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(shè)計。在課設(shè)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(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予批評指正。7參考文獻【1】 機械制造工藝學(xué).第2版.清華大學(xué).王先逵.機械工業(yè)出版社【2】 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程.鄒青.機械工業(yè)出版社【3】 機床夾具設(shè)計.張權(quán)民.科學(xué)出版社【4】 機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)基礎(chǔ).楊沿平.機械工業(yè)出版社【5】 機械加工工藝手冊.北京出版社指導(dǎo)教師評語：成績評定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日
軸承座夾具設(shè)計
