設(shè)計(jì)軸承蓋零件加工工藝規(guī)程及加工φ26孔專(zhuān)用夾具

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：班級(jí)：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目 二、原始資料(1) 被加工零件的零件草圖 1張(2) 生產(chǎn)類(lèi)型: 50000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 工件的毛坯圖 1張(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1張(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張(5) 夾具裝配圖 1張(7) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000- 1份四、進(jìn)度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫(huà)零件圖 2天(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫(huà)夾具裝配圖及夾具體圖) 9天(4) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)

2、成 績(jī)： 指導(dǎo)教師日期成績(jī)?cè)u(píng)定采用五級(jí)分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮精神不夠： 不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)精神不夠。摘要本文是有關(guān)軸承座工藝步驟

3、的說(shuō)明和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法的具體闡述。工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)后，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。據(jù)資料所示，軸承座是變速器中的主要外部零件，其主要作用是實(shí)現(xiàn)變速器中傳動(dòng)作用和正常工作的。在設(shè)計(jì)軸承座機(jī)械加工工藝過(guò)程時(shí)要通過(guò)查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機(jī)床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具，進(jìn)給量，切削速度、功率，扭矩等用來(lái)提高加工精度，保證其加工質(zhì)量。關(guān)鍵詞 機(jī)械加工、工藝規(guī)程、專(zhuān)用夾具、軸承座目錄1 軸承座的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型

4、的確定61.1 軸承座的用途61.2軸承座的技術(shù)要求71.3軸承座工藝分析72 確定毛坯 、繪制毛坯簡(jiǎn)圖82.1選擇毛坯82.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量82.3繪制軸承座毛胚的鑄造簡(jiǎn)圖93、擬定軸承座工藝路線93.1、定位基準(zhǔn)的選擇93.1.1 精基準(zhǔn)的選擇103.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇103.2各面、孔加工方法的確定103.3加工階段的劃分113.4工序的集中與分散113.5工序順序的安排113.51機(jī)械加工工序113.52熱處理工序113.53輔助工序113.6確定加工路線124 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用134.1機(jī)床設(shè)備的選用134.2工藝裝備的選用135 加工余量、工序尺寸和公差

5、的確定136 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算136.1切削用量的計(jì)算136.11 鉆孔工步146.2時(shí)間定額的計(jì)算156.21基本時(shí)間的計(jì)算156.22輔助時(shí)間的計(jì)算166.23其他時(shí)間的計(jì)算166.24單件時(shí)間的計(jì)算177 夾具設(shè)計(jì)177.1問(wèn)題的提出177.2夾具設(shè)計(jì)177.21 定位方案177.22 夾緊機(jī)構(gòu)187.23 夾具與機(jī)床聯(lián)接元件187.24 定位誤差分析187.25切削力及夾緊力的計(jì)算188 設(shè)計(jì)體會(huì)189 參考文獻(xiàn)19軸承蓋零件圖1、軸承座的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定1.1、軸承座的用途(一）零件的作用上緊定螺絲，以達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的 但因?yàn)閮?nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于

6、輕載、無(wú)沖擊的場(chǎng)合。（二）零件的工藝分析 該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：（參閱附圖1）由零件圖可知，零件的底座底面、端面、槽及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說(shuō)其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時(shí)的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3，端面及內(nèi)孔的精度要求為Ra12.5，槽的精度要求為Ra1.6，軸承座頂面精度要求為Ra3.2。軸承座在工作時(shí)，靜力平衡。1.2、軸承座的技術(shù)要求：該軸承座的各項(xiàng)技術(shù)要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度(um)形位公差(mm)軸承座底面140IT96.3軸承座

7、上表面140IT93.254的上端面60IT1112.5前端面和 后端面160IT1112.5160x170的槽170IT81.6120的半孔120IT1112.570x140的槽70x140IT1112.525的孔25IT1112.50.06A26的孔26IT1112.51.3、審查軸承蓋的工藝性。1.4、軸承座的生產(chǎn)類(lèi)型 已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量不足100Kg，查機(jī)械制造工藝與夾具第7頁(yè)表1.1-3，可確定該撥叉生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主， 采用專(zhuān)用工裝。2、確定毛胚、繪制毛胚簡(jiǎn)圖2.1選

8、擇毛胚零件材料為HT150，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-10。這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時(shí)效。2.2確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。2.2.1公差等級(jí)由軸承蓋的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為CT=11。端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項(xiàng)目機(jī)械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm備注軸承座底面5.26060.52表2-4軸承座上端面5.0140145表2-454上端面5.2606

9、5.2表2-4前端面和后端面5.2160165.2表2-4170x160的槽5.0170165.0表2-4120的半孔4.4120115.6表2-42.2.3繪制軸承蓋毛坯簡(jiǎn)圖3、擬定軸承蓋工藝路線3.1、定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選軸承底座上表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底座底面以及其它表面。3.2.2粗基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)。3.2 、表面加工方法的

10、確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案?jìng)渥⑤S承座底面IT96.3粗銑-半精銑表1-8軸承座上表面IT93.2粗銑-半精銑表1-854的上端面IT1112.5粗銑表1-8前端面和 后端面IT1112.5粗銑表1-8160x170的槽IT81.6粗銑-精銑表1-8120的半孔IT1112.5粗鏜-半精鏜表1-770x140的槽IT1112.5粗銑表1-825的孔IT1112.5鉆表1-726的孔IT1112.5鉆表1-73.3、加工階段的劃分該端蓋加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、

11、半精加工兩個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（端蓋右端面和26孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑端蓋左端面、方形端面。在半精加工階段，完成端蓋左端面的精銑加工和120孔的鏜-半精鏜加工及25孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對(duì)位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機(jī)械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原

12、則，首先加工精基準(zhǔn)端蓋右端面和26孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋右端面，再加工25孔。3.5.2熱處理工序 鑄造成型后，對(duì)鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該端蓋在工作過(guò)程中不承受沖擊載荷，也沒(méi)有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該端蓋工序的安排順序?yàn)椋涸?、熱處理基?zhǔn)加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。4、加工余量、工序尺寸和工差的

13、確定在這只確定鉆25孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得鉆孔余量Z鉆=25mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，鉆：IT10。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，鉆：0.15mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鉆：25mm,它們的相互關(guān)系如下圖所示。5、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算在這只計(jì)算鉆25孔此工序的切削用量和時(shí)間定額。5.1、切削用量的計(jì)算5.1.1鉆孔工步.鉆25孔該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出底孔由文獻(xiàn)表5-22,鉆孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r，由文獻(xiàn)表5-22求得鉆孔時(shí)的切削速度v=16m/min由此算出轉(zhuǎn)速為：n=21

14、2.31r/min按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=200r/min，則實(shí)際切削速度為：v=dn/1000=15.072m/min5.2、時(shí)間定額的計(jì)算基本時(shí)間tj的計(jì)算（1） 鉆孔工步根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中切削工時(shí) l=140mm; l2=4mm; l1=D/2*cotkr+(12)=26/2*cot54+1mm=10mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間2.5min。.2.2輔助時(shí)間ta的計(jì)算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.150.2) tj

15、 ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：鉆孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x150s=22.5s;5.2.3. 其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于端蓋的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(150s+22.5s)=10.35

16、s;5.2.4單件時(shí)間tdj的計(jì)算這里的各工序的單件時(shí)間分別為：鉆孔工步tdj鉆=150s+22.5s+10.35s=182.85s;因此，此工序的單件時(shí)間tdj=tdj鉆=182.85s將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。6.夾具設(shè)計(jì)夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。6.

17、1提出問(wèn)題（1）怎樣限制零件的自由度；一個(gè)面限制3個(gè)自由度，長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)限制2個(gè)自由度，定位銷(xiāo)限制1個(gè)自由度。（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊工件。（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過(guò)鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。6.2設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。本夾具主要用來(lái)對(duì)25孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT10，表面粗糙度Ra12.5，鉆以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.3夾具

18、設(shè)計(jì)6.3.1定位分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工25孔時(shí)，采用軸承座底面和26孔內(nèi)圓柱面作為定位基準(zhǔn)。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個(gè)面與兩個(gè)孔定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.060mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0365mm6.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：25的麻花鉆。鉆孔切削力：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P

19、70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式： 式中 P鉆削力t鉆削深度,140mmS每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD麻花鉆直徑, 25mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =7443（N）鉆孔的扭矩： 式中 S每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD麻花鉆直徑, 25mmHB布氏硬度，140HBS=54(NM)鉆孔夾緊力：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P70表3-6，查得工件以一個(gè)面和兩個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長(zhǎng)度則所需夾緊力 =766（N）根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3夾具操作說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過(guò)26孔和底面為定位基準(zhǔn)，在圓柱32銷(xiāo)、平面和定位銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來(lái)實(shí)現(xiàn)工件定位。該設(shè)計(jì)用可換