軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)學(xué)院： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 班級(jí)： 機(jī)制076姓名： 張赫 學(xué)號(hào)：107011178指導(dǎo)老師： 葉岳松 成績： 日期： 2010.7.16 機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械加工工藝規(guī)程與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)1. 設(shè)計(jì)課題:軸承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2. 絲攻m4螺紋孔專用夾具設(shè)計(jì)3. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)4. 設(shè)計(jì)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(jì)說明書 1份二、設(shè)計(jì)說明書 目錄序言.5一、 零件加工工藝設(shè)計(jì).61、 零件的工藝性審查.62、 基

2、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(jì).121、問題提出.122、家具設(shè)計(jì).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(jì)是我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)極為重要的實(shí)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(shí)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?cè)谕瓿烧n程設(shè)計(jì)的同時(shí)，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(cè)，圖冊(cè)等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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

3、作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！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(shí)。2. 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)思維，掌握工程設(shè)計(jì)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(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)（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4

4、0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

5、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(gè)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(shí)，一般不選擇加

6、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(huì)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(jì)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(gè)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(gè)加工表面間的位置精度要求比較高的時(shí)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(shí)，可選擇加工表面作為自身的定位基準(zhǔn)。（

7、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(jì)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)

8、 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(yàn)。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(cè)，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

9、 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cak

10、6136，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(shí) 根據(jù)工藝手冊(cè)中表4.2-38，萬能銑床x62，刀桿直徑為22mm，再查切削手冊(cè)表3.15和工藝手冊(cè)表4.2-38可得，我們可以取進(jìn)給量f=0.10mm/z。c計(jì)算切削速度 根據(jù)切削手冊(cè)表3.27可得，cv=186mm, qv

11、=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(cè)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(shí)際切削速度為v=5 m/min.e.計(jì)算基本時(shí)間 按工藝手冊(cè)表6.2-7，=80m

12、m, 1+(13) +(13)=9mm.2=2mm.時(shí)間t=0.61min，取時(shí)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(cè)表2.7，f=1.01.2，查工藝手冊(cè)4.2-16，根據(jù)機(jī)床實(shí)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(cè)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(jì)算切削速度 根據(jù)切削手冊(cè)表2.30，cv=4.8, zv=0.4, xv=0, yv=0.7,m=0.2, 表2，31得，修

13、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(cè)表4.2-15，按機(jī)床實(shí)際鉆速選取nw=125r/min,則實(shí)際切削速度為v=15m/min.e.計(jì)算基本時(shí)間 按工藝手冊(cè)表6.2-7，=60mm,=12mm，=90。，取1=2mm.2=2mm.時(shí)間t=4.3min，取時(shí)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)

14、切削手冊(cè)表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊(cè)4.2-16，根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取f=0.9mm/rb.計(jì)算切削速度 根據(jù)切削手冊(cè)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(cè)表4.2-15，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實(shí)際切削速度為v=63m/min.c.計(jì)

15、算基本時(shí)間為減少輔助時(shí)間，參照鉆孔得時(shí)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(cè)表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊(cè)4.2-16，根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取f=0.9mm/rb.計(jì)算切削速度 根據(jù)切削手冊(cè)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

16、nv=1000vc/(dw)=100052.6/(3.1440)418.8r/min根據(jù)工藝手冊(cè)表4.2-15，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實(shí)際切削速度為v=63m/min.c.計(jì)算基本時(shí)間為減少輔助時(shí)間，參照鉆孔得時(shí)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(jì)（1）問題的提出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)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.

17、25 ，3.8麻花鉆，上下兩端面已加工好，達(dá)設(shè)計(jì)圖樣要求。未淬硬鋼實(shí)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(shí)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(shí)，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(jì) 1）定位方案及定位元件的確定與設(shè)計(jì) 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(gè)自由度，以內(nèi)孔為輔助定位，限制2個(gè)自由度，以下底面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制1個(gè)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(jì)制造，裝卸工

18、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(jì) 根據(jù)定位方案，設(shè)計(jì)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(gè)自由度，下底面采用兩個(gè)支撐釘，防止其轉(zhuǎn)動(dòng)，采用緊固螺釘。圖1 定位圖定位誤差計(jì)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(duì)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(jì)算本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)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.

19、4=522n查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，摩擦因數(shù)理論夾緊力f=實(shí)際夾緊力fk=fkk安全系數(shù)。對(duì)于該工件的加工，安全系數(shù)k可按下式計(jì)算：k=1.01.01.01.31.01.0=1.3實(shí)際夾緊力fk=2372.51.3=3084.25n取實(shí)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(cè)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(shí)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(shí)光飛逝，為期兩個(gè)星期的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲?；厥走@段時(shí)

20、間的設(shè)計(jì)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(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。這次設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)的作用。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)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(jì)中還用到了cad制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件，

21、因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長了，因此在開始畫圖的時(shí)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(duì)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(shí)際應(yīng)用中來了。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識(shí)講的，并沒有親自設(shè)計(jì)過，因此，在開始的設(shè)計(jì)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(jì)，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識(shí)，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個(gè)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(jì)一個(gè)零件，需要花好長時(shí)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(jià)的。因此，我們也要用心去體會(huì)每個(gè)設(shè)計(jì)者的心思，這樣才能