轴承座工艺及钻Φ17孔夹具设计【4张图纸】【课设】
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轴承座
工艺及
钻Φ17孔
夹具设计
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轴承座工艺及钻Φ17孔夹具设计
说明书 19页5700字数+工序卡片+工艺卡片+4张CAD图纸
轴承座工艺及钻Φ17孔夹具设计说明书.doc
A0-夹具装配图.dwg
A1-夹具体.dwg
A3-轴承座毛坯图.dwg
A3-轴承座零件图.dwg
机械加工工序卡.doc
机械加工工艺过程卡.doc
目录
机械制造工艺学课程设计任务书3
前言4
1. 零件的分析5
1.1.零件的作用5
1.2.零件的工艺分析5
2.确定生产类型5
3.确定毛坯6
4. 工艺规程的设计6
4.1.定位基准的选择6
4.1.1.粗基准的选择6
4.1.2.精基准的选择6
4.2. 工艺路线的拟定7
5.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定10
5.1 .毛坯尺寸的确定10
5.2.粗铣底底座底面10
5.3.Ф40端面的加工12
5.4.Ф11面的加工12
5.5.Ф60内孔12
5.6.钻Ф17孔13
5.7.钻Ф55的孔14
5.8.时间定额计算14
6.夹具设计17
7.参考文献18
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。
（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Ra6.3、内孔端面及内孔的精度要求均为6.3,轴承座的顶面为Ra12.5。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。
2.确定生产类型
已知此轴承座零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量不足100Kg，查第7页表1.1-3，可确定该零件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。
- 内容简介：
-
宁波大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号资料编号产品名称零件名称轴承座共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号6钻铰13HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1806211设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具开工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件10s工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至13mm高速钢钻刀、游标卡尺960200.12513.87522 铰孔至左2mm铰刀、塞规.、卡尺97212513.1536.8 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期宁波大红鹰学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号资料编号产品名称轴承座零件名称轴承座共2页第1页材 料 牌 号HT150毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸18062每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备工 时准终单件140前端面半精铣轴承座40前端面，使前后端面距为50mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具240后端面半精铣轴承座40后端面，使前后端面距为50mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具3座顶、底面粗铣轴承座顶面，使其与定面台面距60mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具4顶内侧面 半精铣顶内侧面，使两内侧面相距70mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具511上端面半精铣上端面，使其与顶面台面距50mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具645内端面 半精铣扩口至45mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具740内端面扩孔至40mm立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具840内倒角 车一个2.5mm 的倒角卧式车床卧式车床、游标卡尺、专用夹具911孔 钻、铰孔至11mmZ525高速钢钻刀、铰刀、塞规、卡尺101317孔 钻、铰孔至1317Z525高速钢钻刀、铰刀、塞规、卡尺11去毛刺钳工台平锉12中检塞规、百分表、卡尺等 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期宁波大红鹰学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号资料编号产品名称轴承座零件名称轴承座共2页第2页材 料 牌 号HT150毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸18062每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备工 时准终单件13时效处理14清洗清洗机15终检塞规、百分表、卡尺等 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 目录机械制造工艺学课程设计任务书3前言41. 零件的分析51.1.零件的作用51.2.零件的工艺分析52.确定生产类型53.确定毛坯64. 工艺规程的设计64.1.定位基准的选择64.1.1.粗基准的选择64.1.2.精基准的选择64.2. 工艺路线的拟定75.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定105.1 .毛坯尺寸的确定105.2.粗铣底底座底面105.3.40端面的加工125.4.11面的加工125.5.60内孔125.6.钻17孔135.7.钻55的孔145.8.时间定额计算146.夹具设计177.参考文献18机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计轴承座零件的加工工艺规程 生产纲领： 5000件 生产类型： 批量生产 内容：1. 产品零件图 1张2. 产品毛坯图 1张3. 机械加工工序卡片 1套4. 课程设计说明书(50008000字) 1份前言 机械制造工艺学课程是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，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，学生我肺腑的恳请老师能够给予指教批评。1. 零件的分析1.1.零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。1.2.零件的工艺分析 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。 （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Ra6.3、内孔端面及内孔的精度要求均为6.3,轴承座的顶面为Ra12.5。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。 2.确定生产类型 已知此轴承座零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量不足100Kg，查第7页表1.1-3，可确定该零件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。3.确定毛坯零件材料为HT200，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41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-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。4. 工艺规程的设计4.1.定位基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知40H8的孔，轴承端面、顶面、17 及11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。 4.1.1.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。 4.1.2.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。4.2. 工艺路线的拟定 方案1 140前端面半精铣轴承座40前端面，使前后端面距为50mm240后端面半精铣轴承座40后端面，使前后端面距为50mm3座顶、底面粗铣轴承座顶面，使其与定面台面距60mm4顶内侧面 半精铣顶内侧面，使两内侧面相距70mm511上端面半精铣上端面，使其与顶面台面距50mm645内端面 半精铣扩口至45mm740内端面扩孔至40mm840内倒角 车一个2.5mm 的倒角911孔 钻、铰孔至11mm101317孔 钻、铰孔至131711去毛刺12中检 (2).工艺路线方案二： 工序1：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X6132卧式铣床加工。 工序2：粗镗及半精镗40的内孔， 以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。 工序3：粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。 工序4：钻、扩11的孔，钻、扩16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具 工序5： 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X6132卧式铣床铣削。 (3).工艺路线方案三： 工序1：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X6132卧式铣床铣削。 工序2：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X6132卧式铣床加工。 工序3： 粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。 工序4：粗镗及半精镗40的内孔， 以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。 工序5：钻、扩11的孔，钻、扩16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具。 4.3.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1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。5.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5.1 .毛坯尺寸的确定 轴承座其材料为HT200。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IT9级。由文献（1）表2-2，可查出铸件主要尺寸的公差。 5.2.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110x15， 机床的型号X6132 刀具：YG6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-10 =60 =10。 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2mm，文献表8-30可知精加工余量为1mm，由于两脚底面较小，根据实际情况，调整为0.2mm，故其粗加工余量为(2-0.2)=1.8mm。 b）确定每齿进给量 由切削加工简明实用手册表8-95 ，取每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z,取精加工每齿的进给量为1.5mm/Z.粗铣走刀一次ap=1.8mm，精铣走刀一次ap= 0.2mm。c)计算切削用量 由表8-56，取粗铣、精铣的主轴转速分别为150r/min和300r/min，由前面选择的刀具直径110mm，故相应的切削速度分别为：V =dn/1000= =56.52m/min V=dn/1000=m/min=113m/min d) 校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。 由文献表2.4-96得切削功率为P=92.4x10-5ZnK 取Z=16 n=2.5r/s =10mm =0.2mm =1.8mm 而K=KKF2 由文献表2.4-94可知K=1 KF2=1 故K=1 故=92.4xxxxx1.8x16x2.5x1=0.35KW 其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。5.3.60两端面的加工两端面的加工由铣削来完成，此时，刀具：YG6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mm，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8-95可得：=2mm f=2mm/r 由文献表8-56可得n=600r/min 则就可确定相应的切削的速度：故V=226.08m/min5.4.65顶面的加工 顶面的加工由铣削来完成，工序余量为2mm 由文献表8-95可得=3mm 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110的YG6硬质合金面铣刀。可取f=1.5mm/r 由文献表8-56可取n=600r/min 则相应的切削速度V=117.75m/min 5.5.40内孔 由零件图及毛坯图知，加工总余量为mm，由于精度要求，须粗镗和半精镗各一次。由文献表8-86，粗加工时，取进给量F=0.5mm/r =mm 精加工时，=1mm,F=0.2mm/r。 由表8-87查得粗镗40mm内孔的切削速度 V =1.2m/min V=1.6m/min 由此算出转速为 n=61.15r/minn=81.5m/min 5.6.钻17孔 该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后，再由扩孔钻钻出。由文献表8-81得扩孔时的余量为mm，根据实际情况可取为2mm,故钻孔的余量为Z=12-2=10mm 钻孔工序尺寸及公差为拉孔工序尺寸及公差为11H9()。由文献表8-69,钻孔的进给量f=0.2mm/r，由文献表8-71求得钻孔时的切削速度v=0.35m/s=21m/min由知扩孔的进给量为0.8mm/s。由此算出转速为：n=668.8r/min 按钻床的实际转速取n=600r/min，则实际切削速度为：v=dn/1000=21.85m/min 由表8-78得F=CFdFfFK=588.6xdxfxK M=CdmfKx10=225.63x dxfx Kx0 因为加工灰铸铁时K=K 由文献表8-78，可查的K=1，故F=588.6x11.6x0.2x1=1884.1N M=225.63x11.6x0.2x1x10=6.6N.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。5.7.钻11的孔 该孔先由高速钢钻头钻出后，再由圆孔拉刀拉出。由文献表8-24拉孔时的余量为0.5mm，故 Z=7.75mm 钻孔：工序尺寸及公差为15.5 拉孔：工序尺寸及公差为16H9（） 由文献表8-69取钻孔的进给量F=0.25mm/r 由文献表8-71求得钻孔时的切削速度为V=0.35m/s=21m/min 由此算出转速为：n=431.4r/min。按钻床的实际转速为480r/min。则实际切削速度为V=23.36m/min。由表8-78得F=588.6xdxfxK M=225.63xxfxKx10 因为加工灰铸造铁时，K= K，由8-78可查得K=1 故F=588.6 x15.5x0.25x1=3009.6N M=225.63x15.5x0.25x1x10=13.6N.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。 5.8.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11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= 式中l=cotK+(1)l=，钻盲孔时，l0l=30 l=2 f=0.3 n=600 l=cot()+1.5=5.1因此，t=0.206min 所以t=4t=0.824min()辅助时间由机械加工工艺手册表2.5-41确定开停车 0.015min升降钻杆0.015min主轴运转0.02min清除铁屑0.04min卡尺测量0.1min装卸工件时间由机械加工工艺手册表2.5-42取min故辅助时间t=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min(3)作业时间t t（.824）=2.014min（4）常量工作场地时间T 由机械制造工艺学取则Tx=2.014x3%=0.06。（）休息与生理需要时间由机械制造工艺学取则x=0.06。（）准备与终结时间由机械加工工艺手册可知表2.5-44取部分时间为简单件26min深度定位0.3min使用钻模式6min由设计给定5000件，则T/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。（7） 单件时间t tTT.134min（8） 单件计算时间T/n2.14min。六、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。（1）足够的刚度和强度 设计夹具时，应保证在夹紧力和切削力等外力条件下，不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加强筋。（2）夹具安装稳定 机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底面面积也越大。为使夹具体平面与机床工作台接触良好，夹具体底平面中间部位应适当挖空。（3） 夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。（4）便于清除切屑 为防止加工中切屑聚积在定为元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计家具时，要考虑切屑排除问题。(一)问题的提出本夹具是用来铣两个台阶面,零件图中上面和轴承孔中心线有公差要求,因此这两个平面也有一定的公差要求.另外,上面为该零件的配合面,有一定的粗糙度要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题. (二)夹具设计 1定位基准选择 上面对孔的中心线有一定的平面度、同轴度公差要求,因此应以地面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用轴承孔的内圆表面作为辅助定位基准时,会产生过定位，只有采用削边销才能保证零件的定位要求. 2切削力及夹紧力计算对夹紧机构要求：1夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置；2夹紧力要适当，既保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形；3夹紧机构操作安全、省力、夹紧迅速；4夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型相适应。结构应尽量简单，便于制造与维修；5具有良好的自锁性。由于实际加工的经验可知,立铣刀铣削时的主要切削力为铣刀的切削方向,即平行于第一定位基准面,在前后两端面需要采用挡块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算.3定位误差分析 1） 根据定位基准的选择原则，采用以 17孔以及端面来定位。2） 切削力及夹紧力计算3）查表可得=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、.=.0.9因此Fz=.595N 查表可得=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、.=.0.87 因此 扭矩 M=1.6Nm 由夹紧力机
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