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

辽宁工程技术大学课程设计 辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：轴承座的机械加工工艺规程及工艺装备设计轴承座的机械加工工艺规程及工艺装备设计 班 级： 机械 10-2 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期：2013 年 7 月 2 日 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽宁工程技术大学课程设计 任任 务务 书书 一、一、 设计题目设计题目 轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 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。 辽宁工程技术大学课程设计 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。 8第 2021 天，答辩 辽宁工程技术大学课程设计 1 五、指导教师评语五、指导教师评语 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 2 摘摘 要要 本机械制造技术基础课程设计主要是以研究轴承座机械工艺加 工工艺规程和设计加工轴承座孔专用镗床夹具为目的。 针对轴承座的 基本结构，用查表法制定出其工序及工艺流程。按大批量生产条件， 确定其铸件的尺寸公差与机械加工余量。 并确定孔加工的基本时间与 辅助时间。在详细制定镗削轴承座孔的工艺过程中，需要根据加工余 量、镗刀切削用量、及选用的机床相应的主轴转速级数来选用每个工 步的背吃刀量、进给量、切削速度。在设计镗床夹具部分，应用六点 定位原理，确定出工件的定位方案。其中夹具应包括定位元件及定位 装置、夹紧装置、对刀与导引元件、夹具体、其他元件及装置。通过 设计加工工艺规程和夹具能够实现加工轴承座孔的整个过程。 关键词：关键词：机械加工工艺规程、镗床、夹具、孔加工、六点定位原 理、夹具体。 辽宁工程技术大学课程设计 3 abstract the design of the curriculum of foundation of mechanical manufacture technology is focus on the research of the bearing blocks machining procedure and the chucking appliance for boring mill of it according to the fundamental structure of the bearing block, we can establish its production processes and machining technology . using the method of look- up table. in terms of its large production manufactural condition , we make sure of the dimensional tolerance the mechanical machining allowance of this foundry good and its machining fundamental and auxiliary time. in the process of establishing its machining technology , we need depend on machining allowance boring cutters cutting parameters and the lathe main axiss techographs to figure out the back engagement of the cutting edge the load and the cutting speed. at the part of designing the chucking appliance for the boring lathe, we use the six points setting principle to lay down the setting plan. and the chucking appliance is composed of setting elements gripping holder guiding arrangement and the clamp. through designing the procedure of machining and the clamp we can achieve the goal of machining the hole of the bearing block. keyword: the procedure of mechanical machining production technology boring lathe chucking appliance machining hole six points setting principle clamp 辽宁工程技术大学课程设计 4 目目 录录 1 机械加工工艺规程的制订 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 轴承座的工艺分析及生产类型的确定错误！ 未定义书签。错误！ 未定义书签。 1.1.1 轴承座的用途 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1.2 轴承座的技术要求： . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1.3 轴承座的工艺性分析 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1.4 确定轴承座的生产类型 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 工序尺寸及其公差的确定 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2.1 确定加工方案 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2.2 用查表发确定加工余量 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2.3 计算各工序尺寸的基本尺寸 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2.4 确定各工序尺寸的公差及其偏差错误！未定义书错误！未定义书 签。签。 1.3 拟定轴承座工艺路线 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.1 定为基准的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.2 表面加工方法的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.3 加工阶段的划分 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.4 工序的集中与分散 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.5 工序顺序安排 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2热处理工序 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3辅助工序 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3.6 确定工艺路线 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 辽宁工程技术大学课程设计 5 1.4 切削用量、时间定额的计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.4.1 切削用量的计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.4.2 时间定额的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2 镗床专用夹具设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1 定位方案 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1.1 确定定位元件 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1.2 定位误差的分析 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1.3 定位元件的配合尺寸 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.2 确定导向装置 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3 确定夹紧机构 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3.1 夹紧力的计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3.2 确定定位元件之间及定位元件与工件之间的尺寸 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3 本课程设计体会 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 辽宁工程技术大学课程设计 6 1 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订 1.1 轴承座的工艺分析及生产类型的确定轴承座的工艺分析及生产类型的确定 1.1.1 轴承座的用途轴承座的用途 通过给轴承座上紧紧定螺丝，来达到内圈周向、轴向固定的目的，但轴承外圈 与轴承座内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。轴承座在工作时， 静力平衡。该轴承座零件，用来安装轴承，形状一般，精度要求较高，零件的主 要技术要求分析如下： 由零件图可知，零件的底座底面、端面、孔有粗糙度要求，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 ra1.6，端面精度为 ra6.3,35f孔的精度要求为 ra1.6，8f孔的 精度要求为 ra1.6，11f孔内表面精度要求为 ra12.5，16f孔内表面精度为 ra6.3、底面精度为 ra3.2。 104 55.02 35+0.0390 f0.01a 20 60 16 10 r30 a 1.6 3.2 6.3 6.3 1.6 8012 60 40 20 20 m8 4-11 12.5 2-8+0.0220 1.6 图 1-1 1.1.2 轴承座的技术要求：轴承座的技术要求： 该轴承座的各项技术要求如下表所示： 辽宁工程技术大学课程设计 7 表1-1 加工表面 尺寸偏差 （mm） 公差及精 度等级 表面粗糙度 (um) 形位公差(mm) 轴承座左端面 60 it13 6.3 35f 孔内表面 039 . 0 0 35+f it8 1.6 f0.01a mm8f 孔 022. 0 0 8+f it8 1.6 mm16f 孔内表面 16f it13 6.3 mm16f 孔底面 16f it13 3.2 f0.01a mm11f 孔 11f it13 12.5 轴承座底面 104 it13 1.6 1.1.3 轴承座的工艺性分析轴承座的工艺性分析 该轴承座结构简单，形状普通，属一般类零件。主要加工表面有35 孔内 表面，要求其轴线与底面的平行度满足 0.01mm，其次就是；11、16 和8 孔通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外， 其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削的粗加工就可以 达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。 1.1.4 确定轴承座的生产类型确定轴承座的生产类型 本课程设计轴承座的生产类型定为大批量生产。 1.2 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 1.2.1 确定加工方案确定加工方案 查阅 机械制造基础课程设计指导书 表 2-40， 对于基本尺寸为 mm100f ， 公差为 0.039mm,其公差等级为 it8。再由表 1-7，确定其加工方案为粗镗半精 镗精镗。 1.2.2 用查表发确定加工用查表发确定加工余量余量 毛坯总余量：由表 2-1 和 2-5，对于大批量生产，砂型机造型，取尺寸公 差等级为 10 级，加工余量等级为 g 级，这是底、侧面的加工余量等级。砂型铸 辽宁工程技术大学课程设计 8 造孔的加工余量等级降低一级选用，其加工余量等级为 ct10 级，rma-h 级。再 由表 2-4 查得，每侧的加工余量数值为 3mm,故毛坯孔的加工总余量为 mmz4= 总 。 精镗余量 mmz3.0= 精 （表 229） 半精镗余量 mmz7.3)3.026(=-= 半精 粗镗余量 mmz2= 粗 (表 229) 1.2.3 计算各工序尺寸的基本尺寸计算各工序尺寸的基本尺寸 精镗后工序基本尺寸为 mm35f （设计尺寸） ；其他各工序基本尺寸依次为： 半精镗 35-0.3=34.7mm 粗镗 34.7-3.7=31mm 毛坯 31-2=29mm 1.2.4 确定各工序尺寸的公差及其偏差确定各工序尺寸的公差及其偏差 工序尺寸的公差按加工经济精度确定： 精镗：it8,公差值为 0.039mm(表 240)； 半精镗：it9 (表 17)；公差值为 0.062mm(表 240)； 粗镗： it11（表 17） ；公差值为 0.160mm(表 240)； 毛坯：ct10;公差值为 2.6mm(表 23)。 工序尺寸偏差按“入体原则”标注： 精镗： 039. 0 0 35+f ；半精镗： 062. 0 0 7 . 34 + f 粗镗： 160. 0 0 31+f ； 毛坯孔： 3 . 129f 辽宁工程技术大学课程设计 9 工序尺寸及公差计算表（表 1-2） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏 差 精镗 0.3 35 0.039 039. 0 0 35+f 半精镗 3.7 34.7 0.062 062. 0 0 7 . 34 + f 粗镗 2 31 0.160 160. 0 0 31+f 毛坯 6 29 2.6 3 . 129f 轴承座的毛坯图如下图所示： 29 r30 20 104 66 91.02 291.3 61.02 图 1- 2 1.3 拟拟定轴承座工艺定轴承座工艺路线路线 1.3.1 定定为基准为基准的的选择选择 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要求， 应选择 不加工表面为粗基准。 根据零件图所示， 应选轴承底座上表面和右端面为粗基准， 以此加工轴承底座底面和左端面以及其它表面。 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，以粗加工后的底面和左端面为主要的定位精基准，即以轴承座的 下底面和左端面为精基准。 辽宁工程技术大学课程设计 10 1.3.2 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据轴承座零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度， 确定加工件各 表面的加工方法，如下表所示： 表 1-3 1.3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该轴承座加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加 工加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（轴承座底面和左端面）准备好，使后续工序 都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗镗 35f 孔，钻 8f 、 16f 、 11f 孔。 在半精加工阶段，完成半精镗 35f 孔，粗铰 8f 孔，扩 16f 、 11f 孔。 在精加工阶段，完成精镗 35f 孔，精铰 8f 、 16f 孔以及 m8 内螺纹的加工。 1.3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排轴承座的加工工序。该轴承座的生产类型为大批生 产，采用工序集中原则可以提高生产率；而且可以减少工件的装夹次数，不但可 缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面 加工表面 尺寸精度等 级 表 面 粗 糙 度 ra/um 加工方案 轴承座左端面 it13 6.3 粗铣 35f 孔内表面 it8 1.6 粗镗半精镗精 镗 mm8f 孔 it8 1.6 钻粗铰精铰 mm16f 孔内表 面 it13 6.3 钻扩 mm16f 孔底面 it3 3.2 钻扩铰 mm11f 孔 it12 12.5 钻扩 轴承座 10460 底面 it13 1.6 粗铣精铣 辽宁工程技术大学课程设计 11 的相对位置精度要求。 1.3.5 工序顺序安排工序顺序安排 1.机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准轴承座底面和左端 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“先面后孔”原则，先加工轴承座底面和左端面，再加工各孔。 2热处理工序热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高 材料的综合力学性能。 该轴承座在工作过程中不承受冲击载荷， 也没有各种应力， 故采用退火处理即可满足零件的加工要求。 3辅助工序辅助工序 在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该轴承座工序的安 排顺序为：热处理基准加工粗加工半精加工精加工。 1.3.6 确定工艺路线确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上， 下表列出了轴承座的工艺路线 辽宁工程技术大学课程设计 12 表 1-4 工 序 号 工序名称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗铣底面 以轴承底座的上表面为粗基准加工轴承座的下底面 卧式铣床 x61 铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺 粗铣左端面 以轴承右端面为粗基准加工轴承座的左端面 卧式铣床 x61 铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺 精铣底面 进一步精加工底面 卧式铣床 x61 铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺 精铣左端面 进一步精加工左端面 卧式铣床 x61 铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺 2 镗 35 孔 以下底面为精基准粗镗、半精镗、精镗 35 孔 镗床 t68 镗刀、镗床专用夹具、游标卡尺 3 钻 8 孔 以左端面为精基准钻、粗铰、精铰两个 8 孔 立式钻床 535 钻头、钻床专用夹具、游标卡尺 钻 11 孔 以左端面为精基准钻、扩四个 11 孔 立式钻床 535 钻头、钻床专用夹具、游标卡尺 钻 16 孔 以左端面为精基准钻、扩、铰四个 16 孔 立式钻床 535 钻头、钻床专用夹具、游标卡尺 4 攻 m8 螺纹 以左端面为精基准攻 m8 内螺纹 卧式车床 ca6140 丝锥、车床专用夹具、游标卡尺 5 去毛刺 去除加工后铸件表面的毛刺 钳工台 平锉 6 中检 对半成品的尺寸进行中期检验 塞规、百分表、卡尺等 7 热处理 轴承座 35 孔局部淬火、低温回火 淬火机 8 磨削加工 磨削轴承座底面和左端面 平面磨床 m7120a 砂轮、磨床专用夹具、游标卡尺 9 清洗 清洗加工后的轴承座 清洗机 10 终检 对最终成品进行尺寸上的检验 塞规、百分表、卡尺等 1.4 切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算 在这只计算粗镗半精镗精镗35 孔此工序的切削用量和时间定额。 1.4.1 切削切削用用量量的计的计算算 粗镗阶段 （1）背吃刀量的选择： 粗镗前孔的直径是 29mm,因此粗镗的背吃刀量 mmap22931=-= （2）进给量的选择： r mm f6 . 0= （表 529） （3）切削速度的选择： 由表 529 知灰铸铁件上粗镗 mm31f 的孔 20=v min 35m 暂将切削速度 v 辽宁工程技术大学课程设计 13 取为 min 30m 由公式 min 04.3081000 31 30 1000 r d v n = pp 又由镗床 t68 的 18 级转速 取 min 315rn = 实际切削速度 min 68.30 1000 31315 1000 m dn v= = pp 半精镗阶段 （1）背吃刀量的选择： 半精镗孔的直径是 31mm,因此粗镗的背吃刀量 mmap7 . 331 7 . 34=-= （2）进给量的选择： r mm f5 . 0= （表 529） （3）切削速度的选择： 由表 529 知灰铸铁件上粗镗 mm7 .34f 的孔 25=v min 40m 暂将切削速度 v 取为 min 34m 由公式 min 9 .3111000 7 .34 34 1000 r d v n = pp 又由镗床 t68 的 18 级转速 取 min 315rn = 实际切削速度 min 3 .34 1000 7 .34315 1000 m dn v= = pp 精镗阶段 （1）背吃刀量的选择： 精镗孔的直径是 34.7mm,因此粗镗的背吃刀量 mmap3 . 07 .3435=-= （2）进给量的选择： r mm f3 . 0= （表 529） （3）切削速度的选择： 由表 529 知灰铸铁件上粗镗 mm35f 的孔 15=v min 30m 暂将切削速度 v 取为 min 27m 由公式 min 6 .2451000 35 27 1000 r d v n = pp 辽宁工程技术大学课程设计 14 又由镗床 t68 的 18 级转速 取 min 250rn = 实际切削速度 min 5 .27 1000 35250 1000 m dn v= = pp 1.4.2 时间时间定定额额的确定的确定 工步 1：粗镗 i fn lll i fn l t j 21+ + = 2) 32( tan 1 =+= kr a l p 4 2 =l 1=i r mm f6 . 0= min 315rn = )(95.201 60 315 6 . 0 4260 stj= + = )(14 . 3 %15stt jf = )(96 . 0 %4)(sttt fjb =+= )(72. 0%3)(sttt fjx =+= )(77.25sttttt xbfjdj =+= 工步 2：半精镗 i fn lll i fn l t j 21+ + = 2) 32( tan 1 =+= kr a l p 4 2 =l 1=i r mm f5 . 0= min 315rn = )(14.251 60 315 5 . 0 4260 stj= + = )(77 . 3 %15stt jf = )(16. 1%4)(sttt fjb =+= )(87. 0%3)(sttt fjx =+= )(71.27sttttt xbfjdj =+= 辽宁工程技术大学课程设计 15 工步 3：精镗 i fn lll i fn l t j 21+ + = 2) 32( tan 1 =+= kr a l p 4 2 =l 1=i r mm f3 . 0= min 250rn = )( 8 . 521 60 250 3 . 0 4260 stj= + = )(92. 7%15stt jf = )(43 . 2 %4)(sttt fjb =+= )(82 . 1 %3)(sttt fjx =+= )(05.57sttttt xbfjdj =+= 辽宁工程技术大学课程设计 - 16 - 2 镗床专用夹具设计镗床专用夹具设计 2.1 定定位位方案方案 2.1.1 确定定确定定位元件位元件 轴承座以底面、右端面、轴承座底座侧面为定位基准，根据六点定位原理 采用采用平面与定位销组合的定位方案。 底面三个定位销限制 x y z 轴承座侧面两个定位销限制 z x 轴承座右端面的定位销限制 y 定位元件能限制工件的六个自由度，能实现工件的正确定位。 2.1.2 定定位位误差的分析误差的分析 对于工序尺寸 55.02mm 而言 0=d b 0=dj 01. 0 3 1 3 1 0=dd=dd bjd 2.1.3 定定位元件位元件的的配配合尺寸合尺寸 定位孔与定位销的配合尺寸取为 6 7 8 n h f 在夹具上标出定位销配合尺寸 712ff 。 2.2 确定导确定导向向装装置置 本工序要求对被加工孔依次进行粗镗半精镗精镗等 3 个工步的加工， 最终达到规定的加工要求，故选用快换镗套作为刀具的导向元件。 通过查阅机床夹具设计手册确定镗套的长度 h=(12.5d)=50mm,排屑 空间 h=0.5d=14.5mm。 辽宁工程技术大学课程设计 - 17 - 2.3 确定夹紧机构确定夹紧机构 2.3.1 夹紧力夹紧力的计的计算算 螺旋夹紧机构夹紧力 dd f ql w z1 0 3 2 )tan( 2 + = fa （21） 式中 螺纹摩擦角 1 d 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16 z d 螺杆直径 a 螺纹升角 q 手柄作用力