机械专业课程设计“轴承座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（含全套图纸）.doc

目录1 序言-12.1零件分析-32.1.1 零件的用途-52.2确定生产类型-52.3确定毛坯类型-62.4 确定工艺规程-62.4.1 选择定位基准-72.4.2 制定工艺路线-72.4.3 选择加工设备-82.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-82.5确定切削用量及基本工时-83铣床夹具设计-93.1卧式铣床夹具设计- 103.2夹具设计及简要操作说明- 124结束语-145参考文献- 15全套完整版设计，联系 1538937061序言随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。2轴承座加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是轴承座。它位于车床变速机构中，主要固定轴承作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT250，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔16。(2) 16的圆孔及其端面与16中心圆孔的同轴度要求为0.03mm(3) 16与底面应有平行度的要求为0.08mm（4）钻底面2×16孔（5）铣底平面及两侧面端面由上面分析可知，可以先加工轴承座底面,以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此轴承座零件年生产量为5000件，是生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT250。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的底面为主要的定位粗基准，以侧面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的16内孔及其端面作为主要的定位精基准2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序铣底面与端面采用X6022型卧式铣床 工序钻孔攻丝 采用Z535立式钻床 工序镗孔采用T618卧式镗床 选择夹具该轴承座的生产纲领为中批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在镗孔16，由于精度高，可采用硬质合金镗刀，其它各也的加工用高高速钢麻花钻便可选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1铣底平面3IT10156.3-0.10.12钻M8底孔及攻M8螺纹3.5IT127 M86.3-0.050.053钻底面2×63.25IT1066.3-0.10.14铣两端平面3IT10306.3-0.10.15钻扩16孔21IT121612.5-0.050.056半精镗16孔2.5IT7163.2-0.050.057对零件各尺寸进行完工检测由于此零件结构简单，同时在加工中采用了工序集中原则，所以在各工序安排中不存在基准不重合误差避免了由于基准不重合造成的加工难度，也满足了零件各表面形位公差的要求，符合零件设计者最初思想，下面是采用基准重合原则加工所形成轴向工序尺寸链.2.5确定切削用量及基本工时工序：钻16孔.机床：Z535立式钻床工序：钻16孔.刀具：15直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。 根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为 由参考文献2，表28-5，故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min工序:攻M8的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.33min工序：铣底平面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：较大所以铣削深度暂定：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为5机动时间：，0.127×5×3=1.91查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min工序：镗16的孔:机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min工序钻2×6（1） 钻削要素：切削速度： r/min,=/齿，ap = d0/2mm （钻孔直径为d0 ），a:确定进给量f:由切削手册查得当 d=3-6mm时，f=0.2-0.4mm/r ，V=50-80m/min则取f=0.25mm/rb:确定主轴转速：选择的刀具材料是高速刚麻花钻，根据加工的材料为HT250,选v=50m/min,则n=1061(r/min)按工艺手册选择主轴转速为n=1100.选用Z525的立式升降台钻床符合要求。其实际切削速度v=31.08m/min(2)切削工时，按工艺手册查表的=0.076min. 第3章 铣床夹具的设计铣床夹具的装配图3.1 卧式铣床夹具的设计 经过与指导老师的协商，本夹具用在卧式铣床上加工底平面。机床卧式铣床。刀具为ø50的端面铣刀。3.1.1问题的提出本夹具主要用来底面,有一定的技术要求，要求相对于ø16H8的轴线的平行度为0.2，表面粗糙度为6.3。主要应考虑机械加工的精度，而提高劳动生产率，降低劳动强度为次要因素。3.1.2定位基准的选择粗基准的选择主要应考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。本次设计是基准重合的/3.1.3夹具的结构设计夹具的总体结构为盘类形状。3.1.4定位元件的选择及要求：本夹具选用的定位元件是一个定位块和一个定位盘。限制了水平三个自由度。用一个定位盘上的面限制底面的三个自由度。定位盘的定位基面必须有足够的精度，因为工件的定位是通过定位副的接触实现的，定位盘的精度直接影响工件的定位精度，因此，该定位盘基面应有足够的精度，以适应的加工要求。该定位盘应有足够刚度和强度，定位盘不仅限制工件的自由度，还有支撑工件，承受夹紧力和切削力的作用，所以应该有足够刚度和强度，以免使用中变形或破坏。定位盘的耐磨性好，定位盘的工艺性要好，定位盘的的结构应力求简单，合理，便于加工，装配和更换。定位盘的材料：453.1.5夹紧元件的选择本夹具夹紧元件，采用移动螺栓。3.1.6夹具体的设计夹具材料选用45，盘类结构。夹具体采用铸件。3.1.7夹紧方案的设计夹紧力的作用点在轴承座定位基面的对面，落在定位盘的支承范围内，保证定位可靠，作用点处在零件刚性较好的部位，减小了夹紧变形。夹紧力的方向：夹紧力的方向朝向零件定位底面以保证水泵叶轮的定位精度。该夹紧力的方向有利于减小夹紧力，在工件上铣床上铣销，夹紧力因于铣销轴向力工件的重力同向，切削力、重力由夹具的固定支承承受。切削扭矩由夹紧力所产生的摩擦力矩平衡，轴向力和重力所产生的摩擦力矩有利于减小所需夹紧力。故所需夹紧力可最小。夹紧力对工件定位的可靠性、工件和夹具的变形、夹紧机构的复杂程度和传动装置的选择有很大的影响。夹紧力的大小计算涉及到复杂的动力平衡问题，这里只作粗略的估算。 FJ=KFJ0=1.5×600=900N1. 夹紧元件的结构：在夹紧机构中多数是以斜锲夹紧机构、螺旋夹紧机构以及偏心夹紧机构为基础构成的，这三种夹紧机构合称为基本夹紧机构。本夹紧机构采用螺旋夹紧机构，它的结构形式变化最多，选用典型的移动压板，它的结构紧凑，使用方便。2. 夹具与工作台安装联结方式：本铣夹具通过定位键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的位置。定位键采用沉头螺钉固定在夹具体底面的纵向槽中，使用两个，两定位键的距离较远，定位精度较好。定位键与夹具体的配合为H7/h6。为提高夹具安装精度，定位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或者在安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以小轴间隙的影响。 铣床夹具的夹具体设计有耳座，并通过M16的螺栓将夹具紧固在机床的工作台T形中，耳座的间距与T形槽的间距一致。 3.2 夹具设计及操作的简要说明工件以底面,侧面,定位，在孔16的地方用快速螺旋夹紧机构夹紧，旋转手柄，当加工完毕后，压紧手柄螺旋转动，使工件与夹具体之间松开。及可换另一零件加工.该夹具结构简单，操作方便。故适用于加工要求精度不高的情况下。铣床夹具的装配图及夹具主要零件图分别见图纸 第五部分结束语 首先，先对零件进行了分析，通过对零件有一个大概的了解。然后就是找资料了。查资料是做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆、资料室去虽说是比较原始的方式，但确实也在那里找到了好多有用的资料。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。其次，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。最后，就是着手搞了。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图在设计期间，遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。我还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。参 考 文 献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社，199612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，198347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，199412