中间轴轴承支架课程设计说明书.doc

机械制造工艺学课程设计班级 姓名 学号 机械制造工艺学课程设计任务书一、设计课题名称:设计“中间轴轴承支架”零件的机械加工工艺规程设计二、设计要求:1、零件图一张2、毛坯图一张3、工艺过程卡一份4、工序卡若干5、设计说明书一份6、零件批量为成批或大批7、工艺过程卡中一般要求机械加工工序达到8道以上，包含的不同类型的的机械加工机床达到四种以上。8、工艺过程卡、工序卡按提供的标准格式设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日指导老师： 年 月 日目录一、零件的分析41.1零件的作用：4二、工艺规程的设52.1 确定毛坯的制造形式52.2 基准的选择52.2.1 粗基准的选择52.2.2 精基准的选择52.3 制定工艺路线62.4 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.4.1.Ø155两端面92.4.2. 140 内孔的加工92.4.3. 铣中凸台面92.4.4. 钻中间Ø13的孔92.4.5. 铣侧两平面102.4.6. 钻两侧平面孔102.4.7. 钻圆柱面上两小孔102.5 切削用量以及机床、加工工时的确定10三课程设计总结18前 言 机械工艺学课程设计是对机械制造所以知识的综合运用，这次课程设计是对自己未来从事的工作进行的一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决题的能力，为今后的工作打下良好的基础。也是一次理论联系实际的训练，因此它在我四年的大学生活中占有重要地位。 一、零件的分析1.1零件的作用： 题目给出的是CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架，它的主要作用是： (1)起到稳固滚子的作用 (2)在安装时起到固定滚珠的作用,以利于安装。 二 . 零件的工艺分析零件的加工过程中，要保证零件上部的折弯部分在竖直方向与Ø140孔成5.5的夹角，同时要保证支架两侧板的平面与水平面成30的夹角，孔中心到顶小孔所在平面的距离为40mm，且每孔中心线与竖直方向零件的夹角成60°夹角。要保证以上尺寸要求，最好先将的内孔和端面加工完成，再以内孔和端面为定位基准对上凸台表面进行加工，最后以内孔，端面，和上Ø13的小孔（一面两销）为定位基准，加工支架两侧板，其中主要加工面粗糙度为6.3m，其余表面粗糙度为12m. 二、工艺规程的设2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，又是大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益。 2.2 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要2.2.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准， 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 先选取Ø155外圆为定位基准，利用三爪卡盘为定位元件，铣Ø155两端面，再以Ø155外圆为定位基准，利用三爪卡盘为定位元件，镗Ø140内孔。 2.2.2 精基准的选择 精基准选择的原则 基准重合原则。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。 互为基准的原则。 (4),自为基准原则。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 以Ø140内孔，Ø155端面，Ø13空（两面一销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 2.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，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，以便生产成本尽量降低。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 需加工的面： Ø 155的两端面：粗铣 以Ø155外圆和一端面为基准 Ø144内孔：粗镗精镗 以Ø155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到 Ø139.9mm,半精镗内孔到Ø140 上凸台面：粗铣 以内孔和一端面为基准 两侧凸台面：粗铣 以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的 小孔为定位基准 三个Ø13的孔：钻孔 以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的小孔为定位基准 2个相距30的Ø7的孔：钻孔 以Ø140和Ø155一端面为基准 1).工艺路线方案一 工序1 以Ø155外圆为定位基准，粗镗Ø140内孔，车Ø155一端面； 工序2 掉转，以Ø155外圆为定位基准，车Ø155另一端面，半精镗140内孔； 工序3 以Ø140内孔为定位基准，铣顶小凸台面； 工序4 以Ø140内孔为定位基准，钻中间Ø13的孔； 工序5 以Ø140内孔，中间Ø13小孔，Ø155端面为定位基准，铣支架两侧台平面； 工序6 以Ø140内孔，中间Ø13小孔，Ø155端面为定位基准，钻支架两侧台平面的13小孔， 工序7 以Ø155外圆为定位基准，钻2XØ7.2小孔； 工序8 检查。 2). 工艺路线方案二 工序1 铣销 以Ø155外圆和一端面为基准,铣一端面,粗糙度为12m,翻转铣另一端面,粗糙度为12m; 工序2 镗销 以Ø155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到Ø139.8mm,半精镗内孔到Ø140,倒2X45°倒角,粗糙度为6.3m; 工序3 铣销 以内孔和一端面为基准,铣上中间凸平面,使其厚度为12mm,表面粗糙度为12m; 工序4 钻孔 以Ø140内孔和一端面为基准,钻中间的孔,粗糙度为12m; 工序5 铣销 , 以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的小孔为定位基准铣支架两侧平面.表面粗糙度为12m; 工序6 钻孔 以140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的小孔为定位基准(一面两销),钻支架两侧平面Ø13的孔,表面粗糙度为12m; 工序7 钻孔 以Ø140和Ø155一端面为基准,钻圆柱面上两小孔,2 XØ7.2 ,保证两孔间距离为32±0.1mm; 工序8 检查. 比较以上两种方案,两种方案的定位基准基本一样,加工工序的 步骤也一样,但方案一中155端面用车销加工也可以,但由于工件上 面的突出部分使得车销时转动起来工件的离心力太大,这样会影响加 工的精度,同时也给夹具的设计带来一定的难度,况且其工件装夹的次 数要比第二种方案多,故影响加工效率,.而第二种方案中, 155两端面采用铣销加工,这样工件上面的突出部分就不会对加工产生大的影响.所以第二种方案更为经济合理,选第二种方案. 2.4 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA10B中间轴轴承支架零件材料为HT200,生产类型为大批量生产.根据上诉资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量。 工序尺寸以及毛坯尺寸如下: 2.4.1.Ø155两端面 参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12m),故可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两表面之间的厚度为12mm+2mm=52mm厚; 2.4.2. 140 内孔的加工 参照<<机械加工工艺手册>>,其加工余量为0.5mm,粗镗0.4mm,精镗0.1mm,故毛坯的尺寸为140mm-0.5mm= 139.5mm; 2.4.3. 铣中凸台面 参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12m),故 直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯凸台平面的厚度为12mm+2mm=14mm; 2.4.4. 钻中间Ø13的孔 参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12m),故可直接对其进行钻孔; 2.4.5. 铣侧两平面 参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12m),故可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两侧平面的厚度为12mm+2mm=14mm; 2.4.6. 钻两侧平面孔 参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12m),故可直接对其进行钻孔; 2.4.7. 钻圆柱面上两小孔 参照<<机械加工工艺手册>>,因其公差等级要求比较低(两孔轴线之间的距离为32±0.1mm,两孔的直径为7故可直接对其进行钻孔; 工序余量及工序尺寸等汇总表： 加工表面 工序名称 工序余量/mm 表面粗糙度/um 工序基本尺寸/ mm 155两端面 粗铣 2 12 50 内孔 粗车 0.4 12.5 139.9 半精车 0.1 6.3 140 中凸台面 粗铣 2 12 12 中间13的孔 钻孔 12 两侧平面 粗铣 2 12 12 钻两侧平面孔 钻孔 12 圆柱面上两小孔 钻孔 12 2.5 切削用量以及机床、加工工时的确定工序1. 铣两端面 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：YG6式铣床；刀具：X52K立铣刀=100mm,z=10；切削液：普通乳化液（乙醇胺） 切削用量： (1)决定铣削深度ap (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为12m ，所以可以在一次走刀内切完) ap=h=1mm (2)决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣刀直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min (查表3.8) (4)根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=1 fz=0.18 ct=98m/min nt =322r/min ft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/min n=nt k=322×0.89×0.8=230r/min f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(设计手册表4.2-35)选择 nc =300r/min fc=375mm/min 因此 实际切削速度和每齿进给量为 C=d0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z 切削速度： V=94.2 m/min. 进给量为0.125mm/z; 机床要求：根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min，近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 切削工时：tm = L / f 式中 L=176mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则 L=(176+35)=221mm 故tm=221 / 375=0.56min 工序2. 粗镗140mm内孔, 精镗140mm内孔 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为25m；机床：T611卧式镗床；刀具：通空镗刀,d=25mm；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量： 有工艺手册表2.3-10得 粗镗孔至139.9,单边余量Z=0.8mm 一次镗去全部余量ap=0.8 mm 进给量f=0.52 mm/r 根据有关手册确定卧式镗床的切削速度为r=35m/min n =1000r / d =1000×35 / 3.14×12 =223r/min 查表4.2-20 T611卧式镗床主轴转速n=212r/min 切削工时 L=12 L2=3 L3=4mm 则 t1=(L1+L2+L3) / nf =(12+3+4) /212×0.52=0.15min 半精镗孔 单边余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap0.1mm 进给量 f =0.2mm/r 根据有关手册,确定卧式镗床切割进度=12m/min 查表4.2-20 T611卧式镗主轴转速 n =315 r/min 切削工时：L=12 L2=3 L3=4 则 t2=(L+L2+L3) / nf=(12+3+4 ) / 3.5×0.2=0.3min工序3. 铣中间凸平面 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：YG6立式铣床；刀具：X52K立铣刀,=100mm,z=10；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量： (1)决定铣削深度ap (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为12m 所以可以在一次走刀内切完) 详细资料请加qq：648569809 9 / 13 ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣刀直径=100mm,z=10 故刀具寿命T=180min (查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/min nt =322r/min ft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/min n=nt k=322×0.89×0.8=230r/min f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(设计手册表4.2-35)选择 nc =300r/min fc=375mm/min 因此 实际切削速度和每齿进给量为 C=d0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z 切削速度：V=94.2 m/min.进给量为0.125mm/z 机床要求：根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min，近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 切削工时：tm = L / f 式中 L=48mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则 L=(45+35)=83mm 故tm=83 / 375=0.22min 工序4. 钻中间13的孔 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：Z3025立式钻床；刀具：直柄小麻花钻,d=13mm；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量： (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则 f =(0.360.44) ×0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 ,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/min n =1000/d0=1000×22/(3.14×20)=312 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min 切削工时：tm =L / nf= L+Y+/ nf=(12+10)/400×0.4=0.14min 工序5. 铣支架两侧平面 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：YG6立式铣床；刀具：X52K立铣刀,=100mm,z=10；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量： (1)决定铣削深度ap (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为12m 所以可以在一次走刀内切完) ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣刀直径=100mm,z=10 故刀具寿命T=180min (查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/min nt =322r/min ft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/min n=nt k=322×0.89×0.8=230r/min 详细资料请加qq：648569809 11 / 13 f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(设计手册表4.2-35)选择 nc =300r/min fc=375mm/min 因此 实际切削速度和每齿进给量为 C=d0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z 切削速度：V=94.2 m/min.进给量为0.125mm/z 机床要求：根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min，近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 切削工时：tm = L / f 式中 L=28mm 根据0表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则 L=(28+35)=63 故tm=63 / 375=0.17min 工序6. 钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔, 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：Z3025立式钻床；刀具：直柄小麻花钻,d=13mm；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量： (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则 f =(0.360.44) ×0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 ,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/min n =1000/d0=1000×22/(3.14×20)=312 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min 切削工时：tm =L / nf= L+Y+/ nf=(12+10)/400×0.4=0.14min 工序7. 钻圆柱面上两小孔 加工条件：工件材料：HT200; 加工要求：粗糙度为12m；机床：Z3025钻床；刀具：直柄小麻花钻,d=7.2mm,；切削液：普通乳化液（三乙醇胺） 切削用量：(1)按加工要求决定进给量 根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200 d=7.2mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.2=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则 f =(0.360.44) ×0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/min n =1000/d0=1000×22/(3.14×20)=312 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min 切削工时：tm =L / nf= L+Y+/ nf=(7.5+10)/400×0.4=0.11min 三课程设计总结就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题、查找资料的能力，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计确显得有点心有余而力不足，以前对基础知识没有很好的掌握，以后需要多加巩固。 总的说来,在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情! 参考文献1.机械制造技术基础课程设计指导书，冯涛等主编。2机械加工工艺手册，孟少农主编，机械工业出版社3机械加工工艺设计手册，张耀宸，航空工业出版社4机械制造技术基础，曾志新主编，武汉理工大学出版社5机械设计课程设计手册，吴宗泽主编，高等教育出版社18