軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計.doc

合肥財經(jīng)職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文（實踐）報告居中三號字宋體加粗系 別 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)電一體化 年 級 機(jī)電2班 學(xué) 制 三 年 學(xué) 號 090113070046 姓 名 汪 寧 居中三號字宋體加粗 編 號名 稱件 數(shù)頁 數(shù)1任務(wù)書和零件圖一份2零件毛坯圖一張3機(jī)加工工藝規(guī)程卡一套4機(jī)加工工序卡一套5零件定位方案圖一張6夾具裝配圖一張7夾具零件圖(含夾具體)一套8課程設(shè)計說明書一份9機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計設(shè)計題目： 軸承座加工工藝及夾具設(shè)計 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級： 機(jī)電2班 學(xué) 號：090113070046 學(xué)生姓名： 汪寧 指導(dǎo)老師： 張書紅 工程經(jīng)濟(jì)系2010 年 10月30日軸承座加工工藝及夾具設(shè)計一、 設(shè)計任務(wù)1. 設(shè)計課題:軸承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計2. 絲攻M4螺紋孔專用夾具設(shè)計3. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)4. 設(shè)計要求：1) 零件毛坯圖 1張2) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1套3) 機(jī)械加工主要工序的工序卡片 1套4) 夾具裝配圖 1張5) 夾具零件圖 若干張6) 設(shè)計說明書 1份二、設(shè)計說明書 目錄序言.5一、 零件加工工藝設(shè)計.61、 零件的工藝性審查.62、 基準(zhǔn)選擇原則.73、 定位基準(zhǔn)選擇.74、 擬定機(jī)械加工工藝路線.85、 確定機(jī)械加工余量，工序尺寸以及公差.86、 選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備.97、 確定切削用量9二、夾具設(shè)計.121、問題提出.122、家具設(shè)計.13三、小節(jié).15四、參考文獻(xiàn).17序 言機(jī)械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)計是我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練。我們在完成課程設(shè)計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會！其主要目的是：1.培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨(dú)立能力，拓寬和深化所學(xué)的知識。2. 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，設(shè)計思維，掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法。3.培養(yǎng)學(xué)生正確的使用技術(shù)知識，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力和技巧。4. 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)整研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法。一、零件加工工藝設(shè)計（1） 零件的工藝性審查：1） 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸承座如附圖1所示。該零件是起支撐軸的作用。零件的主要工作表面為40的孔內(nèi)表面。主要配合面是22的軸孔。零件的形狀比較簡單，屬于較簡單的零件，結(jié)構(gòu)簡單。2） 主要技術(shù)要求：零件圖上主要技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)至HB230-250,銳邊倒角，未注倒角0.5x45，表面作防銹處理。3） 加工表面及其要求：a) 總寬：為180.05mm。b) 軸孔：22的孔徑：22+0.018 0mm，表面粗糙度Ra1.6um，c) 34的外圓：直徑為34-0.007 -0.025mm，表面粗糙度為Ra1.6um，外圓與內(nèi)孔的同軸度不超過0.02m.，軸肩距為12mm。d) 左端面：外圓直徑為52，上下邊面距離38mm。e) 螺紋孔：大徑為4mm，軸心距離左軸肩3mm。f) 通孔：左端面均布4-4.5通孔，左右中心距36mm，上下中心距27mm。g) 退刀槽：距離右端面12mm，尺寸為1.5x334） 零件的材料：零件在整個機(jī)器當(dāng)中起的作用一般，不是很重要。選用45#。毛坯選擇：1） 確定毛坯的類型及制造方法零件為批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為粗加工后的產(chǎn)品。2) 確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛坯的形狀及尺寸如附圖2所示。選用55x20的短圓棒。3）繪毛坯根據(jù)附圖1所示的零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面上加上加工余量，繪制毛坯零件圖如附圖2所示。（2） 基準(zhǔn)原則：粗基準(zhǔn)的選用原則1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應(yīng)選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn)。3、粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則。粗基準(zhǔn)的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)，通常只允許使用一次。精基準(zhǔn)的選用原則1、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。3、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準(zhǔn)的原則反復(fù)加工。4、自為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準(zhǔn)。（3） 定位基準(zhǔn)選擇由于附圖1所示的支座的零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以22孔及其右端面為設(shè)計基準(zhǔn)。工藝順序的安排原則有四點(diǎn)：、1. 先加工基準(zhǔn)面，再加工其他面。2. 一般情況下，先加工平面，再加工孔。3. 先加工主要平面，再加工次要平面。4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。根據(jù)上述四條工序安排原則以及粗、精基準(zhǔn)選擇的原則，確定各加工表面的基準(zhǔn)如下：a) 兩端面。 互為基準(zhǔn)，保證相互位置要求的原則。b) 22的孔。 精基準(zhǔn)，統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。c) 上下兩面。 互為基準(zhǔn)，保證相互位置要求的原則。d) 44.5孔：左端面。 精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。e) M4螺紋孔： 下端面。精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。f) 1.5x33溝槽。精基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合原則。(4)擬定機(jī)械加工工藝路線：擬定加工路線：一 銑左右端面。二 鉆中心孔。三 熱處理。四 車內(nèi)孔22。五 車外圓。六 銑大端面上下面。七 鉆44.5。八 絲攻M4螺紋孔。九 車溝槽。十 清洗，去毛刺，倒角。十一 檢驗。由于進(jìn)行的是批量的生產(chǎn)，本工藝路線是采用工序分散的原則組織工序的，被加工孔44.5可在普通鉆床上用鉆模加工。優(yōu)點(diǎn)是裝夾次數(shù)少，夾具數(shù)目也少，易于保證表面的位置精度，減少工序間的運(yùn)輸量，縮短生產(chǎn)周期。（5）確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查機(jī)械制造工藝技術(shù)手冊，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下：表1 加工余量表工序工序內(nèi)容單邊余量工序尺寸表面粗糙度工序一銑左右端面1183.2m工序四車內(nèi)孔221mm22mm1.6m工序六銑上下兩端面5mm60mm3.2m工序七鉆孔44.52.75mm4.5mm12.5m工序九車1.5x33溝槽1mm1.5x33mm6.5m（6）選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為：工序一： X62臥式萬能銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0200/0.2mm 游標(biāo)卡尺。工序四：數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺。工序七：Z4012鉆床，44.5麻花鉆，專用夾具，游標(biāo)卡尺。工序九：數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺。（7）確定切削用量1）工序一 銑左右兩端面 加工條件：X62臥式萬能銑床，兩把YT15三面刃銑刀，刀盤直徑125mm，寬12mm，齒數(shù)20，專用夾具，0200、0.2mm 游標(biāo)卡尺，柴油冷卻。a.確定背吃刀量 端面的總加工余量為5mm，由毛坯圖已知銑削寬度為ae=60mm，一次走刀加工 ，ap=5 mm.b. 確定進(jìn)給量及基本工時 根據(jù)工藝手冊中表4.2-38，萬能銑床X62，刀桿直徑為22mm，再查切削手冊表3.15和工藝手冊表4.2-38可得，我們可以取進(jìn)給量f=0.10mm/z。c計算切削速度 根據(jù)切削手冊表3.27可得，Cv=186mm, qv=0.2, yv=0.4, uv=0.2, m=0.2, xv=0.1,Pv=0,修正系數(shù)kv=1.1,選擇刀具使用壽命T=60min. vc= Cvd0qvkv /(TmapxvfyvaeuvzPv) =1861250.21.1/(600.250.10.10.2600.2200) 4.6m/min.d.確定銑床主軸轉(zhuǎn)速 nw=1000vc/（dw）=10004.6/(3.1422) 66.6 r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-39，與66.6r/min相近的轉(zhuǎn)速為75r/min?，F(xiàn)選擇nw=75r/min.所以實際切削速度為v=5 m/min.e.計算基本時間 按工藝手冊表6.2-7，=80mm, 1+(13) +(13)=9mm.2=2mm.時間t=0.61min，取時間t=40s。2) 工序七 鉆孔4.5 加工條件 Z4012鉆床，4.5mm標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆，專用夾具，0200、0.2mm 游標(biāo)卡尺，柴油冷卻。a.確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7，f=1.01.2，查工藝手冊4.2-16，根據(jù)機(jī)床實際縱進(jìn)給量取f=0.12mm/rb.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削手冊表2.12可得，鉆頭后刀面的最大磨損限度為0.81.2mm,使用壽命為70min.c.計算切削速度 根據(jù)切削手冊表2.30，Cv=4.8, zv=0.4, xv=0, yv=0.7,m=0.2, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=4.8391.0/(700.219.500.120.7)18m/min nv=1000vc/(dw)=100018/(3.1439)147r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-15，按機(jī)床實際鉆速選取nw=125r/min,則實際切削速度為v=15m/min.e.計算基本時間 按工藝手冊表6.2-7，=60mm,=12mm，=90。，取1=2mm.2=2mm.時間t=4.3min，取時間t=260s。3)工序四 車內(nèi)孔22加工條件 數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺，22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。a.確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊4.2-16，根據(jù)機(jī)床實際縱進(jìn)給量取f=0.9mm/rb.計算切削速度 根據(jù)切削手冊表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5400.61.0/(250.2540.20.90.3) 52.6m/min nv=1000vc/(dw)=100052.6/(3.1440)418.8r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-15，按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min.c.計算基本時間為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s.4）工序九 車溝槽1.5*33 加工條件 數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺，22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。a.確定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊4.2-16，根據(jù)機(jī)床實際縱進(jìn)給量取f=0.9mm/rb.計算切削速度 根據(jù)切削手冊表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5400.61.0/(250.2540.20.90.3) 52.6m/min nv=1000vc/(dw)=100052.6/(3.1440)418.8r/min根據(jù)工藝手冊表4.2-15，按機(jī)床實際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min.c.計算基本時間為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s.(8)填寫工藝文件 按上述確定的工藝過程填寫機(jī)械加工工藝過程卡片（附表1）和機(jī)械加工工序卡片（附表2附表5）二、夾具設(shè)計（1）問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第八道工序攻絲M4的夾具。本工序的加工要求為：M4，軸心距離左軸肩3mm 本工序的主要加工條件為：手用絲錐上M4*1.25 ，3.8麻花鉆，上下兩端面已加工好，達(dá)設(shè)計圖樣要求。未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為IT1112，表面粗糙度為Ra=12.5m，在鉆床夾具上加工時適當(dāng)控制切削用量，可保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要考慮的是要如何保證孔軸線與3.8孔軸線的位置度要求。（2）夾具設(shè)計 1）定位方案及定位元件的確定與設(shè)計 定位方案的確定根據(jù)工序加工的要求，我將定位方案確定如下：以左端面為主要定位基準(zhǔn)，限制3個自由度，以內(nèi)孔為輔助定位，限制2個自由度，以下底面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制1個自由度。用螺栓螺母夾緊孔22的另一端面。本方案是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計制造，裝卸工件較方便，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。定位元件的設(shè)計 根據(jù)定位方案，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示22孔采用短銷大平面組合定位，限制5個自由度，下底面采用兩個支撐釘，防止其轉(zhuǎn)動，采用緊固螺釘。圖1 定位圖定位誤差計算根據(jù)所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為，影響位置度的定位誤差為：=22.112mm21.936mm=0.176mm由于工件對位置度公差沒有特別要求，則我們認(rèn)為該影響位置度的定位誤差滿足加工要求。夾緊力的計算本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)夾具設(shè)計手冊表1-2-7可得，切削力D鉆頭直徑f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm)Kp修正系數(shù)查表1-2-8可得，Kp=0.4=66740.360.70.4=522N查機(jī)械設(shè)計手冊可得，摩擦因數(shù)理論夾緊力F=實際夾緊力FK=FKK安全系數(shù)。對于該工件的加工，安全系數(shù)K可按下式計算：K=1.01.01.01.31.01.0=1.3實際夾緊力FK=2372.51.3=3084.25N取實際夾緊力FK=3.5 KN.2）導(dǎo)向方案的選擇導(dǎo)向方案的選擇 如圖所示，由于零件是批量生產(chǎn)，考慮鉆模磨損后可以更換，選擇標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可換鉆模。根據(jù)夾具的手冊表1-7-4，鉆模至工件表面的距離按選取，考慮本工序加工時鉆頭較細(xì)，防止切屑將鉆頭憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取10mm。小 節(jié)時光飛逝，為期兩個星期的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。回首這段時間的設(shè)計過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺！在這次設(shè)計過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中，首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中還用到了CAD制圖和一些計算機(jī)軟件，因為學(xué)的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計，因為機(jī)床夾具的設(shè)計在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設(shè)計過，因此，在開始的設(shè)計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料，終于將它設(shè)計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多知識，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。在這次械制造工藝課程設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。收獲：1）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運(yùn)用的這次設(shè)計中，鞏固了以前所學(xué)的知識。2）學(xué)會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。3）學(xué)會了，分析問題，解決問題的能力。不足之處：1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實踐中進(jìn)一步改進(jìn)。2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計不是很精確，需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進(jìn)一步改進(jìn)。綜上所述：這次的械制造工藝課程設(shè)計對我以后的工作起了很大的幫助，我認(rèn)識到，無論是工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎，時時處處細(xì)心。參考文獻(xiàn)1、顧崇衍 等編著。機(jī)械制造工藝學(xué)。陜西：科技技術(shù)出版社，1981。2、倪森壽 主編。機(jī)械制造工藝與裝備。化學(xué)工業(yè)出版社，2001。3、張進(jìn)生 主編。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，1994。4、姜敏鳳 主編。工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社，2003。5. 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計手冊編寫組 編。機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計手冊。機(jī)械工業(yè)出版社，1989。6、胡家秀 主編。簡明機(jī)械零件設(shè)計實用手冊。機(jī)械工業(yè)出版社，1999。7、江南學(xué)院 肖繼德 南京金陵職業(yè)大學(xué) 陳寧平 主編。機(jī)床夾具設(shè)計（第二版）。機(jī)械工業(yè)出版社，1997。8、倪森壽 主編。機(jī)械制造工藝與裝備習(xí)題集和課程設(shè)計指導(dǎo)書?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2001。9、劉越 主編。機(jī)械制造技術(shù)。化學(xué)工業(yè)出版社，2001。10、趙如福主編。金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）。上?？萍技夹g(shù)出版社，1981。11、南京工程學(xué)院 陳于萍 主編 沈陽大學(xué)周兆元副主編?；Q性與測量技術(shù)基礎(chǔ)。機(jī)械工業(yè)出版社，2004。