【毕业设计论文】轴承座零件的机械加工设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 机械加工技术 课程设计说明书 设计题目：设计“轴承座”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备 2 目 录 前言 课程设计说明书正文 一、零件的分析 （一） 、零件的作用 （二） 、零件的工艺性分析 二、确定生产类型 三、确定毛坯 ( 一) 、确定毛坯的种类 ( 二) 、绘制铸造件毛坯图 四、工艺规程设计 ( 一) 定位基准的选择 ( 二) 工艺路线的拟定 （三） ，机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 五、工装设计分析提设计任务书 六、小结 七、主要参考文献 3 前言 机械制造工艺学课程是在学完了机 械制造工艺学包括机床夹具设计和大部分 专业课，并进行了生产实习的基础上的一个 教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对 所学课程的一次深入的全面的总复习，也是 一次理论联系实际的训练。因此，它在今年 的学习中占有重要的地位。 我个人的感想是，希望经历了这次课 程的设计，对自己的将来所从事的工作，进 行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻 炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕 业后的工作打下一个良好的基础。 由于自己的理论知识的不完善，实践能力的 缺乏，设计之中不免有一些不合理的地方， 学生我肺腑的恳请各位老师能够给予指教 批评。 4 一 零件的分析 （一）零件的作用 上紧定螺丝，以达到内圈周向、 轴向固定的目的 但因为内圈 内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。 （二）零件的工艺分析 该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度要求并 不高，零件的主要技术要求分析如下： （参阅附图 1 ） （1 ） 由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承 座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不 高， 也就是说其余的表面不需要加工， 只需按照铸造 时的精度即可。底座底面的精度为 R a 6 . 3 、内孔、端 面及内孔的精度要求均为 6 . 3 。轴承座在工作时，静 力平衡。 （2 ） 铸件要求不能有砂眼、 疏松等缺陷， 以保证零件的强 度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意 外事故。 二 确定生产类型 已知此轴承座零件的生产纲领为 5 0 0 0 件/ 年，零件的质量不 足 1 0 0 K g ，查机械制造工艺与夹具第 7 页表 1 . 1 - 3 ，可确定该拨 5 叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为： 加工过程划分阶 段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。 三 确定毛坯 （1 ）确定毛坏种类 零件材料为 H T 2 0 0 ， 考虑零件在机床运行过程中所受冲击 不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择 木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册 第 4 1 页表 2 . 2 - 5 , 选用铸件尺寸公差等级为C T - 9 。这对提高 生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安 排人工时效。 （2 ）绘制铸造件零件图 四 工艺规程的设计 （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6 2 . 5 H 9 的 孔，轴承端面、顶面、1 6 及1 2 的孔等均需正确定位 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。根据零件图所示，故应 选轴承底座上表面为粗基准， 以此加工轴承底座底面以及其它 表面。 ( 2 ) 精基准的选择 6 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精基准。 （二） 工艺路线的拟定 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, 可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具, 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： 方案一： 工序一：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座 的上表面为定位粗基准， 采用 X 6 1 3 2卧式铣床加工。 粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基 准，使用 X 6 1 3 2 卧式万能铣床进行加工。 铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表 面为定位基准，同样使用 X 6 1 3 2卧式铣床铣削。 工序二：粗镗及半精镗6 2 . 5 的内孔， 以内孔轴线为 基准，采用镗床专用夹具。 工序三： 钻、 扩1 2 的孔， 钻、 扩1 6 的孔。 采用 Z 5 2 5 立式钻床加专用夹具 方案二： 工序一： 粗铣轴承座的下底面。 以轴承座的底座的 7 上表面为定位粗基准，采用 X 6 1 3 2卧式铣床加工。 工序二：粗镗及半精镗6 2 . 5 的内孔， 以内孔轴 线为基准，采用镗床专用夹具。 工序三：粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面 为基准，使用 X 6 1 3 2卧式万能铣床进行加工。 工序四：钻、扩1 2 的孔，钻、扩1 6 的孔。采 用 Z 5 2 5 立式钻床加专用夹具 工序五： 铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还 以下表面为定位基准，同样使用 X 6 1 3 2卧式铣床铣削。 方案三： 工序一：铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下 表面为定位基准，同样使用X 6 1 3 2卧式铣床铣削。 工序二：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的 上表面为定位粗基准，采用 X 6 1 3 2卧式铣床加工。 工序三： 粗铣轴承座的端面， 以轴承座的下底面为 基准，使用 X 6 1 3 2卧式万能铣床进行加工。 工序四：粗镗及半精镗6 2 . 5 的内孔， 以内孔轴线 为基准，采用镗床专用夹具。 工序五：钻、扩1 2的孔，钻、扩1 6的孔。采用 Z 5 2 5立式钻床加专用夹具。 三个工艺方案的比较与分析 方案一： 在第一道工序 内容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三在 8 第一道工序时，选择的粗基准为底面，这样不符合粗基准选 择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应 选择不加工面为粗基准这一原则。 方案一与其相比，在铣完底面后，直接在铣床上铣削底 面及顶面，如此，相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、 操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作 并能生产率高。另外，零件的加工要求就整体来说，其精度 并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工经济性并不 是很好。但在选择方案的时候，还应考虑工厂的具体条件等 因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。 故本次 设计选择方案一。 根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示： 毛坯为精铸件，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，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的 技术要求，然后送到机械加工车间来加工。 工序： （1 ） 粗铣底座底面 以轴承座的上表面为粗 基准，将毛坯装夹在 X 6 1 3 2万能卧式铣床上，按照粗加工的余量来 进行粗铣毛坯。 （2 ） 精铣底座底面 以粗铣床的基础上，根 据实际情况， 调整铣床的相关参数， 精加工轴承座的 9 下底面。 （3 ） 粗铣端面 （4 ） 粗铣顶面 （5 ） 镗6 2 . 5 的内孔 （6 ） 钻1 2 的孔 （7 ） 钻1 6 的孔 （8 ） 去毛刺 （9 ） 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。见附表 1 0 ： 机械加工工艺过程卡；附表 2 0 9 0 ；机械加工工序卡。 （三） ，机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 1 . 毛坯尺寸的确定，画毛坯图。 轴承座其材料为H T 2 0 0 。由于产品的精度要求不高，生产纲领 为中批生产，所以毛坯选用砂型铸造。毛坯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。 由文献 （1 ）表 2 - 2 ，该种铸件的尺寸公差等级为 I T 9 级。 由文献 （1 ）表 2 - 2 ，可查出铸件主要尺寸的公差，现将主要毛坯 尺寸及公差所示： 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 公差 I T 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 I T 6 2 . 5 两端面 8 5 2 + 2 9 内孔 6 2 5 4 5 8 . 5 9 底面 3 0 2 9 由此，可绘出其零件的毛坯图（见附图 2 ） 10 2 . 粗铣底底座底面 底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀 （高速钢） ，铣刀的规格为1 2 0 x 1 5 ， 机床的型号X 6 1 3 2 刀具：Y G 6 硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时，是断续切削， 刀齿受很大的机械冲击， 在选择几何角度时， 应保证刀齿具有足够 的强度。由金属切削原理与刀具可取o 0 s- 1 0 0 r= 6 0 0 0 = 1 0 0。 加工要求 粗铣轴承座的下底面。 a ) 确定加工余量 由毛坯图可知：总加工余量为 2 m m ，文献 )2( 表 8 - 3 0 可知精 加工余量为 1 m m ，由于两脚底面较小，根据实际情况，调整为 0 . 2 m m ，故其粗加工余量为( 2 - 0 . 2 ) = 1 . 8 m m 。 b ）确定每齿进给量 由切削加工简明实用手册表 8 - 9 5 ，取每齿粗铣的进 给量为 0 . 2 m m / Z , 取精加工每齿的进给量为1 . 5 m m / Z . 粗铣走刀一次 ap= 1 . 8 m m ，精铣走刀一次 ap= 0 . 2 m m 。 c ) 计算切削用量 由表 8 - 5 6 ，取粗铣、精铣的主轴转速分别为 1 5 0 r / m i n 和 3 0 0 r / m i n ，由前面选择的刀具直径1 2 0 m m ，故相应的切削速度分 别为：V 粗 = d n / 1 0 0 0 = 1000 150120x = 5 6 . 5 2 m / m i n V 精= d n / 1 0 0 0 = 1000 300120x m / m i n = 1 1 3 m / m i n 11 d ) 校核该机床功率（只需校核粗加工即可） 。 由文献 )2( 表 2 . 4 - 9 6 得切削功率为P m= 9 2 . 4 x 1 0 - 5 14. 0 0 D 86. 0 e a 72. 0 f a p aZ n Kmp 取 Z = 1 6 n = 60 150 = 2 . 5 r / s ea= 1 0 m m f a= 0 . 2 m m p a= 1 . 8 m m 而 K m p= K vK F 2 由文献 )2( 表 2 . 4 - 9 4 可知 K v= 1 K F 2= 1 故 K m p= 1 故 m p= 9 2 . 4 x 5 10x 14. 0 120x 86. 0 10x 72. 0 2 . 0x 1 . 8 x 1 6 x 2 . 5 x 1 = 0 . 3 5 K W 其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。 3 . 6 2 . 5 两端面的加工 两端面的加工由铣削来完成，此时，刀具：Y G 6 硬质合金端铣 刀，刀具不变，机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图 可知为m m ，由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不 考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。 由表 8 - 9 5 可得： p a= 2 m m f = 2 m m / r 由文献 )2( 表 8 - 5 6 可得 n = 6 0 0 r / m i n 则就可确定相应的切削的速度：故 V = 1000 dn = 1000 600120x = 2 2 6 . 0 8 m / m i n 4 . 1 2 顶面的加工 顶面的加工由铣削来完成， 工序余量为 2 m m 由文献 )2( 表 8 - 9 5 可得 p a= 3 m m 且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加工 完成。由于上表面较小，可采用端铣刀加工，但是增加了换刀 时间，降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直径为1 2 0 的 Y G 6 12 硬质合金面铣刀。可取 f = 1 . 5 m m / r 由文献 )2( 表 8 - 5 6 可取 n = 6 0 0 r / m i n 则相应的切削速度 V = 1000 dn = 1000 600120x = 1 1 7 . 7 5 m / m i n 5 . 6 2 . 5 074. 0 0 + 内孔 由零件图及毛坯图知，加工总余量为m m ，由于精度要求， 须粗镗和半精镗各一次。由文献 )2( 表 8 - 8 6 ，粗加工时，取 进给量 F = 0 . 5 m m / r pa= m m 精加工时， p a= 1 m m , F = 0 . 2 m m / r 。 由表 8 - 8 7 查得粗镗6 2 . 5 m m 内孔 的切削速度 V 粗 = 1 . 2 m / m i n V精= 1 . 6 m / m i n 由此算出转速 为 n 粗= d v 1000 = 5 .62 2 . 11000 x x = 6 1 . 1 5 r / m i n n 精= d v 1000 = 5 .62 6 . 11000 x x 8 1 . 5 m / m i n 6 . 钻1 2 孔 该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后，再由扩孔钻钻出。由 文献 )2( 表 8 - 8 1 得扩孔时的余量为m m ， 根据实际情况可取 为 2 m m , 故钻孔的余量为 Z 钻= 1 2 - 2 = 1 0 m m 钻孔工序尺寸及公差为 0044. 0 0 10+拉孔工序尺寸及公差为 1 2 H 9 ( 043. 0 0 + ) 由文献 )2( 表 8 - 6 9 , 钻孔的进给量f = 0 . 2 m m / r ，由文献 )2( 表 8 - 7 1 求得钻孔时的切削速度 v = 0 . 3 5 m / s = 2 1 m / m i n 由 知扩孔的进给量为0 . 8 m m / s 由此算出转速为：n = D v 1000 = 10 211000 x x = 6 6 8 . 8 r / m i n 13 按钻床的实际转速取n = 6 0 0 r / m i n ，则实际切削速度为： v =d n / 1 0 0 0 = 1000 6 .11x = 2 1 . 8 5 m / m i n 由表 8 - 7 8 得 F = C F d x 0F f yF K F= 5 8 8 . 6 x d0x f 8 . 0 x K f M = C md x 0m f ymK mx 1 0 3 = 2 2 5 . 6 3 x d9 . 1 0 x f8 . 0x K mx 0 3 因为加工灰铸铁时 K M= Kf 由文献 )3( 表 8 - 7 8 ， 可查的 K f= 1 ， 故 F = 5 8 8 . 6 x 1 1 . 6 x 0 . 2 8 . 0 x 1 = 1 8 8 4 . 1 N M = 2 2 5 . 6 3 x 1 1 . 69 . 1 x 0 . 28 . 0x 1 x 1 0 3 = 6 . 6 N . m 它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩, 故机床刚 度足够。 7 . 钻1 6 的孔 该孔先由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔拉刀拉出。由 文献 )3( 表 8 - 2 4 拉孔时的余量为 0 . 5 m m ，故 Z 钻= 2 5 . 016 = 7 . 7 5 m m 钻孔：工序尺寸及公差为1 5 . 5 0044. 0 0 + 拉孔：工序尺寸及公差为1 6H 9 （ 043. 0 0 + ） 由文献 )3( 表 8 - 6 9 取钻孔的进给量F = 0 . 2 5 m m / r 由文献 )3( 表 8 - 7 1 求得钻孔时的切削速度为 V = 0 . 3 5 m / s = 2 1 m / m i n 由此算出转速为： n = d v 1000 = 5 .11 211000 x x = 4 3 1 . 4 r / m i n 。 按钻床的 实际转速为 4 8 0 r / m i n 。则实际切削速度为 V = 1000 dn = 1000 4805 .15xx = 2 3 . 3 6 m / m i n 。由表 8 - 7 8 得 F = 5 8 8 . 6 x d 0x f 8 . 0 x K f M = 2 2 5 . 6 3 x 9. 1 0 dx f8 . 0x K mx 1 0 3 14 因为加工灰铸造铁时，K m= Kf 由 8 - 7 8 可查得 K f= 1 故 F = 5 8 8 . 6 x 1 5 . 5 x 0 . 2 58 . 0x 1 = 3 0 0 9 . 6 N M = 2 2 5 . 6 3 x 1 5 . 59 . 1 x 0 . 2 58 . 0x 1 x 1 0 3 = 1 3 . 6 N . m 它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩，故机床刚 度足够。 8 . 时间定额计算 根据设计要求， 只计算一道工序的工时，下面计算加工1 2 孔的工时定额。 （） 机动时间 由文献机械加工工艺手册表 2 . 5 - 7 得钻孔时的计算公式 为：t = fn lll 21+ + 式中 l 1= 2 D c o t Ky+ ( 1 ) l 2= ，钻盲孔时，l20 l = 3 0 l 2= 2 f = 0 . 3 n = 6 0 0 l 1=2 12 c o t (2 118 ) + 1 . 5 = 5 . 1 因此，t = 3 . 0600 21 . 530 x + = 0 . 2 0 6 m i n 所以 t b= 4 t = 0 . 8 2 4 m i n ( ) 辅助时间 由机械加工工艺手册表 2 . 5 - 4 1 确定 开停车 0 . 0 1 5 m i n 升降钻杆 0 . 0 1 5 m i n 主轴运转 0 . 0 2 m i n 15 清除铁屑 0 . 0 4 m i n 卡尺测量 0 . 1 m i n 装卸工件时间由机械加工工艺手册表 2 . 5 - 4 2 取m i n 故辅助时间 t a= ( 0 . 0 1 5 + 0 . 0 1