“轴承通盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备.doc
“轴承通盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（全套含CAD图纸）
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重庆 大学 网络教育学院 毕业 设计论文 “轴承通盖 ”零件的机械 加工工艺规程及工艺装备 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘 要 轴承通盖 零件加工工艺 设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及 切削用量 设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量。 关键词 ： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 in In of to of to of of of is to 目 录 摘 要 . 2 目 录 . 4 第 1 章 序 言 . 1 第 2 章 零件的分析 . 2 . 2 . 3 第 3 章 工艺规程设计 . 4 定毛胚的制造形式 . 4 面的选择 . 4 定工艺路线 . 4 艺路线方案一 . 5 艺路线方案二 . 5 艺方案的比较与分析 . 5 择加工设备和工艺装备 . 6 床选用 . 6 择刀具 . 6 择量具 . 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 定切削用量及基本工时 . 8 序 . 8 定粗车左端面的切削用量 . 8 序 . 10 序 . 11 定半精车左端面的切削用量 . 11 定半精镗 137 的切削用量 . 13 序 . 13 序 . 13 总 结 . 17 致 谢 . 18 参 考 文 献 . 19 1 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力 支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 轴承通盖 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等 的基础下，进行的一个全面的考核 。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具， 保证尺寸 证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产 实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 零件的分析 件的作用 题目所给的是轴承盖 . 其主要作用是 轴承外圈的轴向定位；防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用 . 图 1 轴承通盖正面 3图 1 轴承通盖反面 3 3 件的工艺分析 零件的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削 ,零件的主要技术要 求分析如下： (1)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 孔、端面及内孔的精度要求均为 承座在工作时，静力平衡。 (2)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。 均布其余图 3 轴承通盖零件图 4 第 3 章 工艺规程设计 定毛胚的制造形式 零件材料为 产批量为中等批量 ，铸件的特点是液 态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型 铸造 ，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过 程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像 轴承通盖 这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果以 315 外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。零件图中给出了以中心轴线为基准，加工时零件绕基准轴线作无轴向移动旋转一周时， 最后选取 315 做为粗基准，利用三爪卡盘卡住这个面做主要定位面。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 5 艺路线方案一 工序 粗车 315 的端面及外圆，倒角为 0451 。 工序 掉头，粗车 215 的端面及外圆，粗车 315 的端面 工序 半精车 215 端面及外圆，半精车距离为 面。 工序 车 185 的端面及 内 圆，半精车距 离为 端面，半精镗 137 的 内 孔。 工序 精镗 137 内孔 。 工序 精镗 0141 5 5 内槽，两侧夹角 工序 掉头，车 2条 206 和 182 深度为 5的槽 。 工序 钻孔 174 。 工序 铣 4条宽度为 15深度为 5的槽。 工序 钳去毛刺。 工 序 终检。 工序 库。 艺路线方案二 工序 机器砂模造型。 工序 时效处理。 工序 划粗加工线。 工序 车 185 的端面及内圆，半精车距离为 端面，半精镗 137 的内孔 。 工序 半精镗 137 内孔 。 工序 精镗 0141 5 5 内槽，两侧夹角 。 工序 掉头， 粗车 315 的端面及外圆，倒角为 0451 ,粗车 215 的端面及外圆，粗车 315 的端面 ,半精车 215 端面及外圆，半精车距离为 面 。 工序 车 185 的端面及内圆，半精车距离为 端面，精镗 137 的内孔 。 工序 钻孔 174 。 工序 铣 4条宽度为 15深度为 5的槽 工序 终检。 工序 库。 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设 6 备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案 一 减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。 选择方案一。 择加工设备和工艺装备 床选用 工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 钻孔，选用 臂钻床。 铣 4 条宽度为 15 深度为 5 的槽 ,这两个面的要求精度 不 高 ,从经济角度看 ,采用 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围 为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册（主编 徐圣群） 表 12择双斜边二号砂轮。 择 量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 轴承通盖 ” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册）， 7 表 种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度 43 269，表 铸铁的物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用 的表格均加以 *号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 序 粗车 315 的端面及外圆，倒角为 0451 。 ，已知加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮，机床 通车床，工件用内钳式卡盘固定。 定粗车左端面的切削用量 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 1机床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸 = 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 （ 3 9 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 1机床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 1机床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 10 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = （ 3 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。 . 计算基本工时 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量 y + = 则L =127 +1 = （ 3 序 掉头，粗车 215 的端面及外圆，粗车 315 的端面 本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。 采用工序确定切削用量的方法，得本 工序的切削用量及基本时间如下： 11 f= n=3.8 v=50.4 6s 序 半精车 215 端面及 外圆，半精车距离为 面 定半精车左端面的切削用量 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 1机床进给量（表 9）在机械 制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 1机床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 12 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀 加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切 削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量 y + = 则L =126+1 = 13 定半精镗 137 的切削用量 所选用的刀具为 质合金圆形镗刀，主偏角为 50 ，直径为 16圆形镗刀，其耐用度为 60T ap ，当半精镗铸料，镗刀直径为 镗刀伸出长度 给量为： 。 按表 的计算公式确定 V = （ 3 式中 m = V=124.6 选择 n= n =1200 20 实际切削速度为： v = 确定半精镗孔 的基本时间 50s 序 掉头，车 2条 206 和 182 深度为 5的槽 . 本工序仍半精车。已知条件与工序相同，车端面，可采用工序相同的可转位车刀。 序 钻孔 174 ，本工序采用计算法。 表 3速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（ 用途 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或10 00 r 14 不用钻模钻孔 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表 头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为 4500，表 准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻 17 ，则螺旋角 =300 ，锋交 2 =1180 ，后角 00 ,横刃斜角 =500 ，L=197mm,116 表 3准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 径范围 直柄麻花钻 l 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2）单刃加工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 = 60 15 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量为 f=根据表 中 可知，进给量取 f= 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 190钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 孔时加工机动时间计算公式： Ti= （ 3 其中 2 2 3则： t= =工序 掉头，车 2条 206 和 182 深度为 5 的槽 ， 铣 15 宽的 槽 。 机床：铣床 6132刀具：错齿三面刃铣刀 粗 铣 15槽 切削深度pa：据参考文献 3表 6 查得：进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1表30 32 查得切削速度 24 / m 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 4 6 2 . 1 / m i 1 4 1 2 5 ， 按照参考文献 3表 74，取 75 / 实际 切削速度 v ： 3 . 1 4 1 2 5 7 5 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 6 1 8 7 5 / 6 0 1 . 3 5 /a Z n m m s 25 1000 1000 16 工作台每分进给量 1 . 3 5 / 8 1 / m i m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 20l ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 1 2 )=63具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 2 0 6 3 2 1 . 0 5 m i l lt f 精铣 15槽 切削深度据参考文献 3表 6 查得：进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1表30 32 查得切削速度 23 / m ， 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i 1 4 1 6 0 ， 按照参考文献 3表 74，取 4 7 m 。 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 8 2 2 4 7 . 5 / 6 0 1 . 3 9 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 . 3 9 / 8 3 . 6 / m i m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 20l ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 1 2 )=81具切出长度2l： 取 2 走刀次数为 1 机动时间222 2 0 8 1 2 1 . 2 3 m i . 6l lt f 本工序机动时间：12 1 . 0 5 1 . 2 3 2 . 2 8 m i nj j jt t t 17 总 结 毕业 设计 即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更 好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 我们踏入 社会 打下了好的基础。 毕业 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此 我 们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了 很 多，也非常珍惜 大学 给我们的这次设计的机会，它将是我们 毕业 设计完成的更出色的关键一步。 18 致 谢 这次 毕业 设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠， 由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了 毕业 设
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