机械制造技术课程设计-轴承座零件的机械加工工艺规程及钻Φ11孔夹具设计【全套图纸】 .doc

辽宁工程技术大学课程设计20辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：轴承座零件的机械加工工艺规程及孔11孔工艺装备设计班级： 机械09-3班 姓名： 指导教师：完成日期： 2012年6月22日课程设计任务书一、设计题目 设计轴承零件的机械加工工艺规程及11孔工艺装备设计 二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图 1张(2) 生产类型: 50000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 工件的毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(7) 课程设计说明书(7000-8000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语全套图纸，加153893706成 绩： 指导教师日期摘要 零件的工艺分析，加工4x11孔在轴承座中的位置和作用。分析零件上哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度形状精度位置精度，表面粗糙度等技术要求，明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法和拟定工艺路线时重点考虑。其次是机械加工工艺设计。毛坯的制造形式即毛坯工艺确定毛坯的尺寸公差和加工余量以及基面的选取、制订机械加工工艺路线。工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。表面加工方法的确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。工序顺序的安排先基准后其他先粗后精”先主后次先面后。确定工艺路线。机械加工余量、工序尺寸及公差的确定。确定切削用量背吃刀量，切削速度，进给量的确定。时间定额包括作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。夹具设计包括定位方案的 确定选取定位原件，以及选择加紧方案和加紧原件以及夹紧力的计算等问题。关键字：轴承座；工艺：钻孔；夹具；精度 abstractrolling parts manufacturing process document abstract: manufacturing process requires the elements of procedure documentation standards down in the form of a document of paper documents into integrated technology products to be a requirement to prepare a document clear and simple query to the product mix simple production quantities occasion type of paper products manufacturing technology professional characteristics of category 2002: machine, the wto is a challenge more opportunities experts pointed out that chinas cnc machine tools to increase research and development efforts to speed up the popularization of cnc machine tools talking about the development of chinas machine tool manufacturing services competition milling and processing centres in china market status and prospects at home and abroad lathe technology and development of the processing center of world production, demand and the development trends of world development trend of domestic and foreign machine tool cnc machining technology development trends and the development of cnc machine tools product manufacturing process of the content and requirements in accordance with certain procedures for the preparation, documentation and standards in the form of fixed, the formation of a document. technology files can be divided into two types: first general of documents, to be a product of all the requirements of unity in the preparation of a document, clear and simple, readily accessible and applicable to the product structure is simple, the production of small quantities of occasions. second, the type of classified documents, namely, manufacturing technology products in accordance with the classification of professional characteristics, prominent professional characteristics, applicable to all types of products. rolling as a standardized machine parts components, in addition to individual species, most species of similar production processes. therefore, bearing parts of the manufacturing process for the preparation of documents to achieve standardized, and serialization. 目录1.零件的工艺分析12.机械加工工艺设计22.1 毛坯的制造形式22.2 基面23.制订机械加工工艺路线33.1表面加工方法的确定33.2工序顺序的安排43.3确定工艺路线54.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定64.1确定切削用量及时间定额：65.夹具设计85.1夹具选择8心得体会 .12参考文献131.零件的工艺分析该设计是轴承零件的加工工艺和4x11孔的工艺装备要求：4x11在轴承零件底座的左右2边，每边孔心距40 mm,2边孔心距80 mm。分析如表： 表1-1项目公差等级尺寸及偏差mm 粗糙度um60的前端面it11606.360的后端面it11606.3底座底端面it111041.632的内端面it11321.616的孔it11166.3 2.机械加工工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为ht150，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为4000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。铸件需经时效处理。毛坯工艺确定毛坯的尺寸公差和加工余量 表2-1铸造类型（砂型）基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级公差ct加工余量底座底面104ct9ma-g2.55孔内面32ct9ma-g1.85大圆前后面60ct9ma-g2.05螺纹孔8ct9ma-g1.51 2.2基面 基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。2.2.1 粗基面的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择60圆后面和32的内面。采用60圆面定位加工其前面，用32的内面加工轴承零件底座底面。可以为后续工序准备好精基准。2.2.2 精基面的选择 选加工后的60后面为精基准面来加工其前面 。选轴承零件底座底面为精基准面来加工32的内面及m8的螺孔。3.制订机械加工工艺路线 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。 工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 1. 工序 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定3.1表面加工方法的确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。查机械制造课程设计指导书10页表1-7、1-8、1-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 轴承零件各表面加工方案 表3-1加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注60前端面it116 .3粗铣-半精铣表1-860后端面it116.3粗铣-半精铣表1-832内端面it111.6钻-铰表1-7圆顶螺纹孔it96.3用精致铣刀盘铣齿表1-12底座底面it111.6粗铣-半精铣表1-816孔it76.3钻-扩表1-711孔it812.5钻_铰表1-103.2工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准轴承座底面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原则，先加工轴承座端面，再加工孔及螺纹，确定工艺路3.3确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了轴承座的工艺路线。 表3-3工序号工序名称机床装备刀具量具160前端面 铣床铣刀游标卡尺260后端面铣床铣刀游标卡尺332内端面钻床钻刀铰刀游标卡尺4底座底面铣床铣刀游标卡尺5m8螺纹铣床精致铣刀盘游标卡尺611孔钻床钻刀铰刀塞规.卡尺716孔钻床钻刀塞规.卡尺8去毛刺钳工台平锉9中检塞规、百分表、卡尺等10时效处理11清洗清洗机12终检塞规、百分表、卡尺等加工设备和工艺设备1 机床的选择：采用z525立式钻床、钻床。 2 选择夹具：该轴承座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用高速钻刀即可保证加工质量。4选择量具：采用塞规.双用游标卡尺。4.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定孔11的工序尺寸由表2-28可查得，钻孔余量z=1mm，粗铰余量m=0.05，表4-1锥销孔加工工序的加工余量项目内容精度等级工序尺寸工序余量11孔钻it111010铰it81110.954.1确定切削用量及时间定额：主轴转速的确定1.钻、铰11锥孔,以轴承底座右端面为基准。刀具：钻头直径为10mm的高速钢钻头，锥度铰刀头直径为11mm高速钢铰刀。机床：z525立式钻床2.钻孔工步背刀吃量p的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定p=10mm。进给量的确定 由表5-1，选取该工步得进量f=0.2mm/r。切削速度的计算 由表5-1，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=20m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=637r/min,参照表4-3所列z525型立式钻床得主轴转速，取转速n=680r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=21.35m/min。3.粗铰孔工步1）背吃刀量的确定 取p=0.25mm。2）进给量的确定 由表5-1，选取该工步得进给量f=0.5mm/r。3切削速度的计算 由表5-1，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=2m/min选取。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头钻速n=63r/min,参照表4-9所列z525型立式钻床得主轴转速，取转速n=97r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=3.05m/min时间定额的计算：工序6：钻、铰11孔1） 钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 求得。l=20mm,l2=1mm,l1=d/2cotkr+(14)=5.0mm;f=0.12mm/r;n=680r/min。则该工步的基本时间t=(20+5.0+1)/0.12mm/r /680r/min=19.1s 2） 粗铰孔工步 根据表5-41，铰孔基本时间可由公式t=l/fn=(l+l2+l1 )/fn, lp=(d-d)/2, kr=15，l1=0.19mm，f=1mm/r，n=97r/min则该工步的基本时间t=l/fn=(l+l2+l1 )/fn=(20+0.19+13)/97/0.5=41s。3） 辅助时间的计算tf辅助时间tf基本时间t之间的关系为tf=（0.15-0.2）t钻孔辅助时间tf=0.219.1=3.82s铰孔辅助时间tf=0.241=8.2s其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间tb是作业时间的2%-7%，休息与生理时间tx是作业时间的2%-4%，本设计均取3%，则工序的其他时间（tb +tx）可按关系式（3%+3%）（tf+t）计算。工序9钻孔的其他时间：tb +tx=6%（19.1s+3.82s）=1.37s工序9铰孔的其他时间：tb +tx=6%（41+8.2）=2.95s工序9钻孔单件计算时间td=19.1+3.82+1.37=24.29s工序9铰孔的单件计算时间td=41+8.2+2.95=52.15s。5.夹具设计5.1夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。（一）提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，短圆柱销限制2个自由度，削边销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合v形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理。（二）设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对11孔进行加工，这个孔尺寸精度为it12，表面粗糙度w为毛坯的粗糙度，钻、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。（三）夹具设计1、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工11孔时，采用轴承底座右端面和轴承底座底面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为面与面定位，因为该定位元件的定位基准为面的轴线，存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。对于垂直放置的销:dw=td+td+s=0.004(1/51/3)td,故定位误差小于工件相应的误差的1/51/3，次定位方案合理。 2、切削力及夹紧力的计算刀具：11的麻花钻，12的锥度铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册p70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 p钻削力t钻削深度, 20mms每转进给量, 0.12mmd麻花钻直径, 10mmhb布氏硬度，140hbs 所以 =1917（n）钻孔的扭矩： 式中 s每转进给量, 0.12mmd麻花钻直径, 10mmhb布氏硬度，140hbs=553.8(nm)铰孔时的切削力：查机床夹具设计手册p70表3-6，得钻削力计算公式：式中 p切削力t钻削深度,20mms每转进给量, 1mmd铰孔钻直径, 11mmhb布氏硬度，140hbs 所以 = 417（n）铰孔的扭矩： 式中 t钻削深度, 80mms每转进给量, 0.3mmd麻花钻直径, 11mmhb布氏硬度，140hbs =10476（nm）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册p70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：w=k(f2(l+cf)+f1b)/(cf+lf+a) =807（n）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过轴承底座底面和侧面为定位基准，在垫块平面和实现完全定位，以钻模板引导刀