轴承座机械加工工艺规程及铣底面夹具设计.rar

东南大学机械工程学院 机械制造课程设计说明书机械制造课程设计说明书 设计题目：设计轴承座零件的机械加工工艺规程设计题目：设计轴承座零件的机械加工工艺规程 及铣底面工序的专用夹具及铣底面工序的专用夹具 班级：020083 设计者：） 指导老师： 目录目录 课程设计任务书正文- 一、 零件的工艺分析 - 二、确定生产类型- 三、确定毛胚- - 四、工艺规程设计- - 五、工装设计分析及设计任务书- - 六、小结- 七、主要参考文献- - 机械制造工程原理课程设计任务书机械制造工程原理课程设计任务书 一、设计题目一、设计题目 设计 轴承座 零件的机械加工工艺规程及 铣底面 工序的专用夹具。 二、原始依据二、原始依据 1生产类型：成批生产； 2零件图样。 三、设计内容三、设计内容 1零件图 1 张（选做） ； 2毛坯草图 1 张； 3制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡 片及指定工序的机械加工工序卡片各 1 份。或填入机械加 工工艺过程综合卡片； 4设计指定的专用夹具，绘制夹具装配总图 1 张，绘制所设 计夹具的大件零件图 1 张； 5编写设计说明书 1 份。 四、起讫时间四、起讫时间 2011 年 8 月 23 日至 2011 年 9 月 7 日 五、进度安排五、进度安排 课程时间进度安排如表 1 所示，供参考。 表表 1 课程设计时间进度安排课程设计时间进度安排 序号内容时间分配 1领取设计任务书，熟悉资料，搜集设计资料。7% 2分析零件图，绘制零件工作图， 7% 3拟定工艺方案，绘制零件毛坯图7% 4拟定零件的机械加工工艺过程，选择加工方 法和设备、工艺装备，填写工艺路线卡和工 序卡。 18% 5拟定夹具设计方案，设计并绘制夹具装配图 和夹具大件零件图。 42% 6编写设计说明书。12% 7答辩。7% 一 零件的工艺分析 一、零件的作用 零件是轴承座，该零件25H6mm 孔与滚动轴承的外圈相配合。6H7mm 的孔与油 杯相配合。2 个11-22 锪平 2 的孔用于定位。 二、零件的工艺分析 零件的视图正确、完整。缺轴承座的两个宽，通过比例可得分别为 26,32，公差及技术 要求齐全。 该零件需要加工底面、两个侧面、2 个定位孔、油杯孔、轴承孔，如图，其余表面的 精度要求并不高，即不需要加工，只需要按照铸造时的精度即可。 图 2 三、零件的生产类型 生产类型为成批生产，即小批生产。 二 确定毛坯 该零件的材料为灰铸铁。查表，根据生产类型为小批生产，铸件结构简单，可确定为 手工砂型铸造。 此外为消除残余应力还应该安排人工时效。 三 加工方法的选择及工艺路线的制定 一、定位基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析知 11 的孔，轴承端面，顶面，6 及 25 的 孔等均需要定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。 （1） 、粗基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工 表面为粗基准，以此加工轴承座底座底面和其他表面。 因此，根据“重要基准互为基准”的原则，选择轴承孔中心线为粗基准。 （2） 、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，以粗基准加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为 定位精基准。 二 制定工艺路线 毛胚为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在毛 胚车间铣削去浇冒口，达到毛胚的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。 本零件的加工面有底面、两个侧面、顶面、2 个定位孔、油杯孔、轴承孔，材料为 HT200.以公差等级或粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表 面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下。 （1）底面，表面粗糙度为 Ra3。2um，需进行粗铣和半精铣。 （2）两个侧面，表面粗糙度为 Ra6.3um，需进行粗铣和半精铣 （3）顶面，表面粗糙度为 Ra12.5um，需进行粗铣 （4）2 个定位孔，表面粗糙度为 Ra12.5um，需进行钻孔和锪孔 （5）油杯孔，公差等级为 IT7，表面粗糙度为 Ra0.8，需进行钻孔，粗铰和精铰 （6）轴承孔，公差等级为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.8，需进行粗镗，半精镗，精镗， 浮动镗刀精镗。 按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。 工序 1：以16 的轴承孔及顶面定位，粗铣、半精铣底面，照顾尺寸 40mm 工序 2：以底面定位，粗铣顶面 工序 3：以一侧面定位，粗铣另一侧面；以粗铣好的侧面定位，粗铣另一侧面。 工序 4：以底面定位，粗镗、半精镗、精镗及浮动镗刀精镗轴承孔，倒角 工序 5：以底面定位，钻和锪定位孔，钻、粗，精铰油杯孔 工序 6：去毛刺 工序 7：检验 根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。 机械加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸的确定。 毛胚尺寸的确定，画毛胚图。 轴承座其材料为 HT200。由于产品的精度要求不高，生产纲领为批量生产，所以毛胚 选用机器造型。毛胚铸出后进行退火处理，以消除铸件在铸造过程中产生的内应力。 查表，根据工艺方法、零件材料，可查得尺寸公差 1113，取 13，加工余量 H，根据 原则：砂型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量 等级需降低一级选用。孔的加工余量等级可选用与顶面相同的等级。 确定各种加工表面的尺寸公差与总加工余量等级： 面公差等级余量等级加工方法 底面13H单面 侧面左13J单面 侧面右13J单面 顶面13H单面 轴承孔13J双面 查表得，各加工方法与机械加工余量 粗铣半精铣粗镗半精镗精镗 1.52.0mm0.60.8mm2.0mm0.8mm0.1 确定毛坯尺寸 零件尺寸加工余量铸件尺寸 40+0.052.542.5 325（2.5+2.5）37 24226 25H66（双面 3）19 （毛坯图见图纸） 四铣底面工序设计及相关计算 1.机械加工余量 本工序要经过粗铣和半精铣两步，其中 粗铣余量：1.8mm 半精铣余量：0.7mm 2.机床及刀具的选择 本工序选择：立式铣床 X52K，纵向进给 刀具选择：硬质合金面铣刀（YG6） ，直径 32mm，齿数 4 粗铣： 背吃刀量 ap=1.8mm 侧吃刀量 ae=26mm 每齿进给量 fz=0.180.28mm/z 根据公式 vf=fz*z*n，机床转速选择 375r/min Vf=270420mm/min，根据机床参数，选择 316mm/min 因而 fz=0.21mm/z 查表得，灰铸铁铣削速度范围 1.01.83m/s 铣削速度 v=60*pi*n/1000=1.178m/s 计算铣削力 Fz=9.81*54.5*ae（1.0）*fz（0.74）*ap（0.9）*z*d（-1.0） =992N 铣削功率 p=Fz*V/1000=1.17KW 而 X52K 最大功率可为 7.5KW，故可用 半精铣： 背吃刀量 ap=0.7mm 侧吃刀量 ae=26mm 查表得，半精铣每转的进给量 f=0.51.0mm/r 机床转速选择 n=750r/min Vf=f*n=375750mm/min，选择 475mm/min 每转进给量 f=0.63mm/r 铣削速度 v=60*pi*n/1000=1.49m/s 计算铣削力 Fz=9.81*54.5*ae（1.0）*fz（0.74）*ap（0.9）*z*d（-1.0）=321N 铣削功率 P= p=Fz*V/1000=478W 工作时间 由夹具的夹持方式决定了，需走刀两次 对称铣削，铣平面的基本时间 f j v lll t 21 辅助时间 jjf ttt2 . 0)2 . 015 . 0 ( 主偏角 90 r k ，mmaddl e 8)31 ()263232(*5 . 0)31 ()(5 . 0 2222 1 ,mmmml231 2 mml37 粗铣的基本时间sTj9 . 860* 316 2837 半精铣的基本时间sTj9 . 560* 475 2837 由于需要走刀两次，粗铣时间sttT fj 212*9 . 8*2 . 1 1 半精铣时间sttT fj 142*9 . 5*2 . 1 1 五 夹具设计 本夹具是工序 1：铣底面的专用夹具，在 X52K 立式铣床上加工平面。 所设计的夹具装配图及工序简图见资料袋里的附图。有关说明如下。 （1） 、定位方案 分析零件图可知，所加工的底面距轴承孔中心线的距离为 40 两个锥销：一个锥销固定，一个可调，限制 5 个自由度； 支承钉：相当于一点定位，限制 1 个自由度。 另有一个可调支撑 所以共限制了 6 个自由度。 （2） 、夹紧机构 采用结构简单的螺旋压紧机构，为了工件取放方便，选取转动压板（GB/T 8010.2-1999） 。 压板夹紧力的主要作用是防止工件在铣削力下产生的振动和倾覆，手动螺旋压紧是可靠的， 可以免去夹紧力的计算。 （3） 、对刀装置 为能迅速，准确的确定铣刀与定位元件的位置，铣床夹具应设置安装对刀块。对底面的加 工采用对刀块确定刀具位置，对刀块根据 JB/T 8031.21999，塞尺按 JB/T 8031.1-1999 选取 （4） 、夹具与机床连接元件 考虑到夹具的刚度，强度和工艺性要求，采用铸铁夹具体结构。T 型螺钉确定夹具与机床 的位置，用螺栓紧固连接。 （5） 、使用说明 安装工件时，拧开夹紧元件上的球面带肩螺母，将压板转开，同时拉开可动的锥销，把工 件安装在夹具体上（锥销对准工件的轴承孔，调节可调支撑，调整好后螺母锁紧） 。再将转 动压板转回，然后旋紧螺母，使压板把工件压紧。 加工完毕后，拧开夹紧元件上的两个螺母，将两个压板后撤，把工件从夹具体上取下。 （6）结构特点 该夹具结构简单，操作方便。但需手动夹紧，而且需要转动转动压板，且定位需要拉动可 动锥销，调节可调支撑，所以耗时长，效率较低。考虑到生产类型为成批生产，可以适用。 （7）绘制夹具零件图，装配图 六、小结 为期两周的机械制造课程设计结束，回顾整个设计的过程，觉得自己受益匪浅。课程设计 作为机械制造基础 、 机械设计课程的重要教学环节，使理论与实践更加接近，加深 了我对理论知识的理解，强化了生产实习中的认知。 本次课程设计主要经过了以下几个阶段： 1、熟悉资料，搜集设计资料 2、分析零件图，绘制零件工作图 3、拟定工艺方案，绘制零件毛胚图 4、拟定零件的机械加工工艺过程，选择加工方法和设备、工艺装备，填写工艺路线卡和工 序卡 5、拟定夹具设计方案，设计并绘制夹具装配图和夹具大件零件图 6、编写设计说明书 通过这次设计，我基本掌握了一个简单零件的加工工艺过程分析，工艺文件的编制，专用 夹具设计的方法和步骤。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。 这次锻炼使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题方面得到了一次较好的训练。 提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 主要参考文献 1机械制造基础 机械工业出版社 2机械制造技术基础课程设计 高等教育出版社 3机械制造工程实训 上海科学技术出版社 4机械设计手册 连接与紧固 机械工业出版社 5机械制图手册机械工业出版社 6机械制造工艺及机床夹具设计北京理工大学出版社 7机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社 8李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社 9王凡.实用机械制造工艺设计手册.北京：机械工业出版社 10艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社 11王启平.机床夹具设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 12王润孝.制造工程基础.北京：科学出版社 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 第 1 页共 1 页 零件名称轴 承 座年产设计钢领10000材 料HT200毛坯种类铸件 工 序 号 工 序 名 称设 备 名 称设 备 型 号 设备 数量 作业 时间 min 工时 定额 min 设备 负荷率 % 备 注 010粗铣上面和两侧面铣床X503210.821