机械制造技术课程设计-轴承座机械加工工艺规程及钻φ13孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 轴承座轴承座机械加工工艺规程及机械加工工艺规程及13 孔孔夹夹 具设计具设计 班 级： 机械 10-01 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2013/7/4 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目:轴承座机械加工工艺规程及轴承座机械加工工艺规程及13 孔夹具设计孔夹具设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产） 三、上交材料三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4 编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教 师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体） 。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设 计全部内容。 （约 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方 法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师 沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 8第 2021 天，答辩 五、指导教师评语五、指导教师评语 该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概 念 及 计 算 ， 设 计 方 案 ， 图 纸 表 达 ，说明书撰写 。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 综合评定成绩：综合评定成绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 【摘要】轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅 让内圈 转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转 方向） ，并且保持平衡；轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体,以 便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了 使用厂家的成本.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安 装在其中。期中13 孔是将轴承座固定的作用孔。随着科学技术的 不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分 广阔，尤其是在汽车和电子电器等高速发展的领域。本次课程设计 设计的课题就是轴承座的设计，是在学完汽车制造工艺学后进行的 一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运 用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。 【关键词】轴承座 工艺规格设计 夹具设计 工序 工艺性 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 【abstract】is used to support bearing,bearing fixed bearing outering,just make innerring,outerring remain motionless,is always consistent with the transmission direction(such as motor running direction),and keep balance;and the concept of the bearing is the bearing and casing assembly,so that the application of such benefits is can have a better cooperation, theuse of more convenient,reduce the cost of using manufactuer. as for the shape,a variety,is usually a box body ,the bearing can be installed in it.along with the advance of science and technology,it occupies more and more important position in national economy,the development prospect is very baoad,especi- ally in fast- growing sectors such as cars and electronic appliance.this design curriculum design topic is the design of the bearing seat,after learning the automotive technology is a teaching link;under the guidance of the teacher,the requirement in the design preliminary learn to the integrated use of previously learned all courses,and independent complete a project of basic training. 【key words】bearing technology specification design fixture design process manufacturability 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目录目录 1、 前言 1 2、零件功能和结构分析 1 3、 工艺分析 1 3.1 确定生产类型 2 3.2 确定毛坯类型 2 3.3 确定毛坯余量 2 4、 工艺路线的确定 3 4.1 选择定位基准 3 4.2 制定工艺路线 3 4.3 选择加工设备和工艺设备 4 5、机械加工工序设计 4 5.1 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4 5.2 确定切削用量及时间定额 6 6、夹具设计 11 7、参考文献 13 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1、前言、前言 机械制造工程学课程设计是在学完了机械制造工程学等课程，并进行了生 产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求我们全面地综合运用本课程及其 有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的 设计。这次课程设计主要锻炼我们分析问题和解决问题的能力；培养我们熟悉 并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力；培养我们识图、制图、运算 和编写技术文件等基本技能。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各 位老师给予指导。 2、零件功能与结构分析、零件功能与结构分析 轴承座主要用于各种承载机构中，通过轴承座安装轴承来实现支 撑。零件上方的 30 轴承孔与轴承相连，而上面和侧面则是用于与 其它零件的装配。生产时毛坯可以为铸件。零件的材料为 ht200，灰 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。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1. 轴承座上面和轴承孔中心线的同轴度误差为 0.01mm，平面度误 差为 0.008mm。 2. 轴承孔内孔 30，两轴承孔中心线平行度误差为 0.03mm。 3. 定位销孔 8 4. 左右两端面的平行度误差为 0.03mm，且垂直度误差为 0.03mm 由上面分析可知，可以粗加工轴承座的两侧面，然后以此作为精基准采用 专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及 机床所能达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据 上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 3、工艺分析、工艺分析 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 3.1 确定生产类型确定生产类型 已知此轴承座零件的生产纲领为 10000 件/年，查机械制造工艺 及设备设计指导手册321 页表 15-2，可确定该轴承座生产类型为大 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，大量采用专用工装。 3.2 确定毛坯类型确定毛坯类型 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查机 械加工工艺手册选用铸件尺寸公差等级 it11 级。 3.3 确定毛坯的加工余量确定毛坯的加工余量 根据机械制造工艺及设备设计指导手册选用加工余量为 ma-g 级，并查表确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选 择及加工余量如下表所示： 示 意 图 加工 面代 号 基本 尺寸 加工余 量等级 加工余 量 说明 a 42mm g 4 双侧加 工 b 9mm g 4.5x2 孔降一 级 c 6mm g 3x2 孔降一 级 d 2x1m m g 2x1 单侧加 工 e 15mm g 4 双侧加 工 f 30mm g 4.5x2 孔降一 级 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 g 8mm g 4x2 孔降一 级 h 38mm g 4 双侧加 工 i 4mm g 2 孔降一 级 4、工艺路线的确定、工艺路线的确定 4.1 选择定位基准：选择定位基准： （1） 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以轴承 孔外圆表面为辅助粗基准。 （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，以粗加工后的底面为主 要的定位精基准，以轴承孔，定位销孔为辅助的定位精基准。 4.2 制定工艺路线制定工艺路线 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 采用通用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 械制造工艺及设备设计指导手册 ，选择零件的加工方法及工艺路线 方案如下： 010 粗铣上面与两侧面 100 粗镗，半精镗轴承孔 020 粗铣,半精铣, 精铣下 端面 110 精磨轴承孔 030 粗铣前后两端面 120 去毛刺 040 铣工艺槽 130 清洗 050 半精铣, 精铣上面 140 检验 060 半精铣, 精铣后端面 070 钻下端面 3 个孔并沉孔 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 080 钻，铰定位销孔 090 钻 4 油道孔 4.3 选择加工设备和工艺设备选择加工设备和工艺设备 （1）.机床的选择： 工序 010、050、均为铣平面，可采用 x5032 立式铣床。 工序 020、030、040、060 均为铣平面，可采用 x6130a 卧式铣 床 工序 070、080、090 采用钻床。 工序 090 采用镗床 工序 100 采用磨床。 （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，采用高速钢铣刀。 （4）.选择量具：定位销孔，轴承孔，下端面 3 个孔采用极限量规。 （5）.其他：采用千分尺。 5、机械加工工序设计、机械加工工序设计 5.1 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表 面的各个加工工序的加工余量如下： 加 工 表 面 工 序 名 称 工序间 余量 工序间 最小极 限尺寸 工序间 公差数 公差值 尺寸公差 表面 粗糙 度 轴 承 孔 精 磨 轴 承 孔 0.3（双 边） it7 0.021 30 30 0 021. 0+ 0.8 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 半 精 镗 轴 承 孔 3（双边） it9 0.52 29.7 7 .29 52. 0 0 + 1.6 粗 镗 轴 承 孔 5.7（双 边） it11 1.3 26.7 7 .26 3 . 1 0 + 3.2 铸 件 1.6 21 21 1 6 . 0 + - 12.5 上 面 精 铣 0.3 it9 0.050 15 15 050. 0 0 + 1.6 半 精 铣 1.5 it10 0.07 14.7 7 .14 007 . 0 0 + 3.2 粗 铣 2.2 it12 0.18 13.2 2 .13 18. 0 0 + 6.3 铸 件 1.6 11 11 1 6 . 0 + - 12.5 下 端 面 精 铣 0.3 it9 0.08 29.92 30 000. 0 08. 0 + - 1.6 半 精 铣 1.5 it10 0.10 30.22 22.30 000. 0 1 . 0 + - 3.2 粗 铣 2.28 it12 0.25 31.72 72.31 0 25. 0- 6.3 铸 件 1.6 34 34 1 6 . 0 + - 12.5 左 右 两 端 面 精 铣 0.5 38 1.6 半 精 铣 3.0 38.5 3.2 粗 铣 4.5 41.5 6.3 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 铸 件 46 12.5 两 侧 面 粗 铣 6 42 6.3 铸 件 1.6 . 48 1 6 . 0 + - 12.5 8 尺 寸 铰 0.2 it7 0.015 8 8 015. 0 0 + 1.6 钻 7.8 it12 0.15 7.8 8 . 7 15. 0 0 + 3.2 铸 件 12.5 5.2 确定确定切削用切削用量及量及时间时间定定额额 (一) 工序 010 以下端面为粗基准，粗铣上面和两侧面。 1. 加工条件 工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,铸造。 加工要求：粗铣上面和两侧面。 机床：x5032 立式铣床。 刀具：高速钢莫氏锥柄立铣刀。据机械加工工艺手册 （后简 称工艺手册 ）取刀具直径 do=25mm，l=45, 齿数 z=4。 2. 切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较小， 侧面 ap=1.8mm， 上面 ap=2.2mm, 故 可 以 选 择 总 切 深ap=3 mm一 次 走 刀 即 可 完 成 所 需 长 度 。 查 表 af=0.12-0.07mm/z,取 af=0.1 mm/z 2）计算切削速度 据x5032铣 床 参 数 ， 选 择nc=800r/min, , 则 切 削 速 度v c=3.14*25*800/1000=62.8m/min, v fc=800*0.4=320 mm/min, 实际进给量为 f =af *z=0.1*4)=0.4mm/r 5)校验机床功率 查工艺手册pm=1.16kw,而机床所能提供功 率为 ppm。故校验合格。 最 终 确 定 ap=3mm， nc=800r/min,vfc=320mm/min， v c=62.8m/min， f 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 z=0.4mm/r 6）计算基本工时 tml/ vf=70/320=0.21min。 按同样的方法计算出工序 50 半精铣,精铣上面的切削用量： f=0.4mm/r v=62.8m/min nc=800r/min vfc=320mm/min tml/ vf=60/320=0.187min f=0.32mm/r v=62.8m/min nc=800r/min vfc=256mm/min tml/ vf=60/256=0.24min 工序 20 粗铣,半精铣, 精铣下端面和铣上面计算方法相似 查表得：ap=2.25mm，nc=450r/min,vfc=720mm/min,v c=89m/min， f z=1.6mm/r , tm0.15min f=1.2mm/r v=89m/min nc=450r/min vfc=540mm/min tml/ vf=100/540=0.12min f=0.8mm/r v=89m/min nc=450r/min vfc=360mm/min tml/ vf=100/360=0.3min 工序 30 粗铣前后端面和粗铣上面相似 查表得：ap=55mm，nc=500r/min,vfc=800mm/min，v c=98m/min，f =1.6mm/r tm0.15min ap=5 5mm，nc=500r/min,vfc=800mm/min，v c=198m/min，f =1.6mm/r tm0.15min 工序 60 半精铣,精铣前后端面和半精铣,精铣上面相似 f=2mm/r ,v=89m/min ,nc=450r/min ,vfc=900mm/min , tm l/ vf=120/900=0.14min f=1.0mm/r v=118m/min nc=600r/min vfc=600mm/min tml/ vf=120/600*1.0=0.2min f=2mm/r ,v=89m/min ,nc=450r/min ,vfc=900mm/min , tm l/ vf=120/900=0.14min f=1.0mm/r v=118m/min nc=600r/min vfc=600mm/min 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 tml/ vf=120/600*1.0=0.2min (二) 工序 40 铣工艺槽 1. 加工条件 工件材料：ht200, hb=190241,铸造。 加工要求：粗铣工艺槽。 机床：x1532 铣床。 刀具：片状铣刀。铣削宽度 ae=2,深度 ap=1,故据工艺手册取 刀具直径 do=50mm，d1=13, ,z=20。 2. 切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1mm，一次走刀 即可完成所需长度。 2） 每转进给量查工艺手册af=0.15mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查工艺手册后刀面最大磨损为 0.150.20mm。 查工艺手册寿命 t=20min 4） 计算切削速度 按工艺手册 ，查得 n=600r/min,则 vc 95m/min，据 x1532 铣床参数，则实际进给速度 v f= n af z=600*0.15*20/1000= 4.5m/min。 5)校验机床功率 查工艺手册pm=0.73kw,而机床所能提供功 率为 ppm。故校验合格。 最终确定 ap=1mm，nc=600r/min,vfc=4.5m/min，v c=95m/min，f =3mm/r。 6）计算基本工时 tml/ vf=200/600*3=0.12min。 （三）工序 070 钻 3 个孔并沉孔 钻 6 的孔，孔深 15，通孔，精度 h7，机床-e3040 x 16 摇臂 钻。 1. 选择钻头 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 根据 gb-1435-85,选择直柄短麻花钻钻头， do=6mm. 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查工艺手册进给量为 0.27-0.33mm/r 确定进给量 f=0.30mm/r ap=3 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 （查 工艺手册 ） 为 0.50.8mm， 寿命 t=35min （3）切削速度 切削条件 cv=8.1 zv=0.25 xv=0 yc=0.55 m=0.125 kwv=1.0 ktv=1.0 kmv=1.0 ksv=0.75 kxv=0.84 kv=0.63 查表 修正得出： v =10m/min nc =1000*10/(3.14*6)=530r/min 查机床转速数据取 nc =550r/min 实际切削速度 v=3.14*6*550/100=10.5m/min 3.计算工时 min25 . 0 3 . 0550 40 = = nf l tm 9 孔 孔深 15，通孔，精度 h7，机床-e3040 x 16 摇臂钻 ap=3 13 孔 孔深 15，通孔，精度 h7，机床-e3040 x 16 摇臂钻 ap=3 按同样的方法计算出 9 孔和 13 孔的切削用量 f=0.5mm/r v=12m/min nc=450r/min vfc=13m/min tml/ vf=40/450*0.5=0.18min f=0.6mm/r v=12m/min nc=300r/min vfc=12.5m/min tml/ vf=200/300*0.6=0.12min （四）工序 80 钻，铰定位销孔。 8 孔 孔深 15，通孔，精度 h7，机床-e3040 x 16 摇臂钻 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 1. 选 择 钻 头 选 择 锥 柄 麻 花 钻 钻 头 ， 1202=j 7012=j 30=b 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查工艺手册 rmmf/2 . 0= （2）切削速度 查工艺手册 min/ 5 . 17 mvc= 。 修正系数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k 0 . 1= tv k 0 . 1=kxv 0 . 1 1 = v k 0 . 1= apv k 故min/ 5 . 17 mvc=。 min/775 1000 0 r d v n= p 查工艺手册机床实际转速为 min/775rnc= 故实际的切削速度 min/19 1000 0 m nd v s c = p 3.计算工时 tml/ vf=0.13min 按同样的方法计算出铰的切削用量 f=0.65 v=16.56m/min n=750r/min vf=19m/min tm l/ vf=0.041min 按同样的方法计算出工序 90 钻 4 油道孔的切削用量 f=0.2mm/r v=12m/min nc=950r/min vfc=12m/min tm 0.16min （五）100 粗镗 ，半精镗轴承孔 镗孔 d=20 1.确定进给量 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 根据加工条件选择进给量 0.3-1.0mm/r，受限于工艺要求，选择 进给量为：f=0.3mm/r. 2.计算切削速度： 查表： ，v=25-40m/min 选择 v=30m/min nc =1000*30/(3.14*20)=413r/min 查钻床参数选择：nc =450r/min 3.计算工时：tml/ vf=0.7min 按同样的方法计算出半精镗轴承孔的切削用量 f= 0.5mm/r v=40m/min nc =650r/min tm l/ vf=0.3min （六）110 工序精磨轴承孔 选择平形砂轮，宽度 40mm，d25mm 内圆磨床 mgd2110 查 手 册 主 轴 转 速nw 50-500r/min ， 砂 轮 转 速ns 8000-18000r/min 取 vs=2