机械制造技术课程设计-轴承托脚工艺规程及镗Φ68Φ62孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

设计说明书设计说明书 题目：轴承托脚工艺规程及镗68，62 孔夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 轴承托脚加工工艺规程及镗孔夹具设计是包括零件加工的工 艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个 组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的 连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分 析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 目目 录录 序言序言1 一一. 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二二. 工艺规程设计工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式 4 2.2 基面的选择 5 2.3 制定工艺路线 5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.5 确定切削用量及基本工时 8 三三 夹具设计夹具设计 13 3.1 问题的提出13 3.2 定位基准的选择13 3.3 切削力及夹紧力计算14 3.4 定位误差分析15 3.5 夹具设计及简要操作说明16 总 结17 致 谢18 参考文献参考文献 19 第 1 页 共 23 页 序序 言言 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。 轴承托脚的加工工艺规程及其镗孔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、机械工程材料等进行课程 设计之后的下一个教学环节。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。 第 2 页 共 23 页 一、一、 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 轴承托脚的作用，待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 轴承托脚有 2 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。 1：以两端面为基准的加工面，这组加工面主要是 4- 13 的孔和 68 孔. 2：以68 孔为基准的加工面，这组加工面主要是 4-13 的孔， 8 的孔，m6 螺纹孔。 第 3 页 共 23 页 二二. 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 ht200，考虑到运行时经常需要挂倒档以倒行或 辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这 种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮 廓尺寸不大，选用锻造，采用锻造，退火处理，能保证锻件的尺 寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 基面的选择基面的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好 几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度 要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹 等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如： 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选 择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加 工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而 细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 这样可以保证 该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基 第 4 页 共 23 页 准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表 面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用， 因为粗基准的表面大多数是粗 糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 生产是非常重要的。先选取下端面作为定位基准， 。 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （1） “基准重合” 原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定 位基准，避免基准不重合引起的误差。 （2） “基准统一” 原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基 准定位， 以保证各表面的位置精度， 避免因基准变换产生的误差， 简化夹具设计与制造。 （3） “自为基准” 原则 某些精加工和光整加工工序要求加工 余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他 表面之间的位置精度由先行工序保证。 （4）“互为基准” 原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、 形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （5） 所选的精基准 应能保证定位准确、 夹紧可靠、 夹具简单、 操作方便。 以已经加工好的62 孔和一端面为定位精基准， 加工其它表 面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基 准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专 门的计算，在此不再重复。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精 第 5 页 共 23 页 度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 车 车90，95 外圆 6 镗 镗68，62 孔 7 铣 铣厚度为 17mm 的平台 8 钻 钻 4-13 的小孔 9 钻 钻8 的小孔 10 钻 钻 3-m6 螺纹底孔，攻丝 11 检验 检验 12 入库 入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 镗 镗68，62 孔 第 6 页 共 23 页 6 铣 铣厚度为 17mm 的平台 7 钻 钻 4-13 的小孔 8 钻 钻8 的小孔 9 钻 钻 3-m6 螺纹底孔，攻丝 10 检验 检验 11 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案二没有车90，95 外 圆，从零件图上可以看出，90，95 外圆粗糙度 6.3，有精度 要求的，需要加工，而方案一有这个工序，这样我们保证整个零 件的加工精度要求。综合考虑我们选择方案一。 具体的加工路线如下 1 铸造 铸造 2 时效 处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 车 车90，95 外圆 6 镗 镗68，62 孔 7 铣 铣厚度为 17mm 的平台 8 钻 钻 4-13 的小孔 9 钻 钻8 的小孔 10 钻 钻 3-m6 螺纹底孔，攻丝 11 检验 检验 12 入库 入库 第 7 页 共 23 页 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 轴承托脚零件材料为 ht200 生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直 接获得。 2、端面 由于轴承托脚底面要与其他接触面接触， 同时又是68 孔的中心 线的基准。 粗糙度要求为 12.5， 查相关资料知余量留 3 比较合适。 3、68 孔 毛坯为空心，孔的粗糙度 3.2，参照参数文献，确定工艺尺寸余 量为 3mm. 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序工序 1：铸造：铸造 工序工序 2：时效处理：时效处理 工序工序 3：铣上端面：铣上端面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀 2 p amm=， 0 90dmm=，min/125mv =，4=z。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2 p amm= 第 8 页 共 23 页 2）决定每次进给量及切削速度 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 10001000 125 442 / min 90 s v nr dpp = 按机床标准选取 w n 450min/r 90 450 127/ min 10001000 w dn vm pp = 当 w n 800r/min 时 0.2 4 800640/ mzw ff znmm r= 按机床标准选取640/ m fmm r= 3）计算工时 切削工时：90lmm=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 12 9093 1.13min 450 0.2 m w lll t n fx + + + = 工序工序 4：铣顶端面：铣顶端面 1. 选择刀具 刀具选取端铣刀，刀片采用 yg8, 2 p amm=， 0 85dmm=，50/ minvm=，4=z。 2. 决定铣削用量 4）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 2 p amm= 5）决定每次进给量及切削速度 第 9 页 共 23 页 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 10001000 50 187 / min 85 s v nr dpp = 按机床标准选取 w n 200min/r 85 200 53.38/ min 10001000 w dn vm pp = 当 w n 200r/min 时 0.2 4 200160/ mzw ff znmm r= 按机床标准选取160/ m fmm r= 6）计算工时 切削工时：l=85 mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 12 9853 2.43min 200 0.2 m w lll t n fx + + = 工序工序 5：车：车90，95 外圆外圆 1. 选择刀具 刀具选取外圆车刀，采用 c525 立式车床 2 p amm=， 0 62dmm=，120/ minvm=，4=z。 2. 决定铣削用量 7）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 2 p amm= 8）决定每次进给量及切削速度 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 第 10 页 共 23 页 10001000 120 616 / min 62 s v nr dpp = 按机床标准选取 w n 600min/r 62 600 116/ min 10001000 w dn vm pp = 当 w n 600r/min 时 0.2 4 600480/ mzw ff znmm r= 按机床标准选取480/ m fmm r= 9）计算工时 切削工时：l=62 mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 12 9623 0.62min 600 0.2 m w lll t n fx + + = 工序工序 6: 镗镗68，62 孔孔 1.加工条件 工件材料：ht200，时效处理，砂型铸造 加工要求：镗孔62mm 机 床：卧式镗床 t616 刀 具：弯头镗刀 2.计算切削用量 查简明手册表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得 v =25mm/min m f =0.07mm/z p a =9.6mm 第 11 页 共 23 页 10001000 25 128 / min 3.143.14 62 v nr d = 根据 t616 镗床说明书，取 w n =150 r/min 切削工时：l=16mm 16 1.524min 150 0.07 m f l t v = 工序工序 7：钻：钻 4-13 孔孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 13 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度 v=2434m/min. 取 v=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 30 13 1194r/min 与 1194r/min 相近的机床转速为 1450r/min。现选取 w n =1450r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dnp = 13 1450 25.3/ min 1000 m = 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 t m= fn l w 21 ll + i ;其中 l=18mm; 1 l=4mm; 2 l=3mm; 第 12 页 共 23 页 tm= fn l w 21 ll + = 1843 1450 0.13 + + =0.13min) 其他工序的钻铣工序的切削用量和基本工时相似， 在此不 再累述。 第 13 页 共 23 页 三、三、 夹具设计夹具设计 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。 由指导老师的分配的工序的镗68，62 孔的镗床夹具。 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于镗68，62 孔，精度要求不高，为此，只 考虑保证精度要求和如何提高生产效率上。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 本道工序镗68，62 孔，因此我们采用外圆定位，采用固 定 v 型块和活动 v 型块定位，压板的压紧力即可以满足要求。 3.3 切削力和夹紧力的计算切削力和夹紧力的计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定 夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及 其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式 和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作 用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获 得良好的效益。 由夹具装配图可以看出,由于水平方向上有两个定位销,所以 水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适,只用考虑 z 轴上的夹紧 第 14 页 共 23 页 力就可以了. 查机床夹具设计手册表 1-2-3 得: ppc kfaf 75 . 0 902= 式中: mmap6 . 5= rmmf/05 . 0 = rppprpkmpp kkkkkk sr l = 0 = 4 . 0 ) 150 190 ( 1.01.01.01.0=1.10 所以, 10 . 1 05 . 0 6 . 5902 75 . 0 = c f =587.5n 在计算切削力时,必须把安全系数也考虑在内. 6543210 kkkkkkkk =安全系数 查机床夹具设计手册,表 1-2-1 可知: 5 . 1 0 . 1 3 . 1 0 . 1 0 . 1 2 . 1 5 . 1 6 5 4 3 2 1 0 为接触系数 为操作系数 为手动夹紧系数 为连续切削系数 为刀具钝化系数 为加工性质系数 为基本安全系数 k k k k k k k 所以, 切削力 c kff = =1.51.21.01.01.31.01.5 587.5=2062.13n 因本夹具主要夹紧力是螺母夹紧, 查机械加工工艺师手册表 17-30 得: 第 15 页 共 23 页 夹紧力 n=7950n 此时,实际夹紧力已大于所需 2062.13n 的加紧力了,所以本 夹具可安全工作. 3.4 定位误差分析定位误差分析 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最 小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间 隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定 位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向 上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工 序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差 为： td=dmax-dmin 本工序采用一活动 v 型块，一固定 v 型块定位，工件始终靠近挡 块的一面。故应当能满足定位要求。 3.5 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 使用固定 v 型块和活动 v 型块定位， 采用压板夹紧， 即可 指定可靠的卡紧力。装卸方便，保证导向的精度，这样就大大 的提高了生产效率，适合于大批量生产。 第 16 页 共 23 页 总总 结结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大 学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体 考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械 加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结 合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概 念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实 践相结合，来完成本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解 决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所 有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次 设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程 设计有了很深的体会。 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件 加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。 比如参数的确定、 计算、 材料的选取、 加工方式的选取、 刀具选择、 量具选择等； 也 培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思 考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论 与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成 定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很 多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很 多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了 第 17 页 共 23 页 理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只 有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才 能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了 许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识 理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己 把以前