机械制造工艺学课程设计-横移轴承座机械加工工艺规程设计.doc

1 目录目录 第一章 零件分析.2 1.1 零件图.2 1.2 零件的工艺分析.2 第二章 横移轴承座的工艺设计 .3 2.1 零件毛坯制造形式.3 2.2 定位基准的选择.3 2.3 加工方案的拟定.3 2.4 制定加工路线.4 2.5 加工设备的选择.5 2.6 切削用量的计算.5 第三章 夹具设计.11 3.1 夹具类型及使用机床选择.11 3.2 定位基准及定位元件选择.11 3.2.1 工件定位面选择 .11 3.2.2 定位元件选择及自由度分析.11 3.3 夹紧机构及夹紧元件初步选择.12 3.4 夹具定位元件的设计.13 3.5 定位误差分析.13 3.6 夹具体设计.14 参考文献.15 致谢.16 2 摘 要 本设计是横移轴承座零件机械加工工艺与专用夹具设计，包括了横移轴承 座零件的工艺编制，镗孔、钻孔工序专用夹具的设计以及撰写了设计说明书。 加工工艺和夹具设计是现代企业生产过程中的重要流程，加工工艺包括机 械加工工艺流程、各工序的加工 参数等内容，好的机械加工工艺能够能够简 化加工流程提高加工质量。夹具设计是工艺流程的一部分，他是工艺装备的重 要组成部分，是除了机床以外最重要的工艺辅助装备。 关键词：横移轴承座 夹具 加工工艺 全套图纸加扣 3012250582 3 第一章第一章 零件分析零件分析 1.11.1 零件图零件图 附图 1-1 1.21.2 零件的零件的工艺分析工艺分析 具有良好结构工艺性的零件，能在满足使用要求的前提下，较经济地、高 效地、合格地被加工出来。零件的制造一般要经过毛坏产生，切削加工，热处 理，装配等阶段。进行零件结构设计时，应尽量使其在各个生产阶段具有良好 的结构工艺性。 零件结构工艺性的分析，可从零件尺寸和公差的标注,零件的 组成要素和零件的整体结构等三方面来分析。 因此，本零件的结构特点为： 从零件图上可以看出，本零件属于铸造类零 件，从零件的整体结构上看，该零件的总高为 135mm，上半部分为 100 外圆， 内有 39 通孔、54、57、62H7 沉孔，上有 8 个 8 孔，及 4-12 通孔， 此件的主要表面为有尺寸 85 下面，尺寸 29 侧面，62H7 沉孔，其表面粗糙度 为 1.6 和 3.2，其余为 12.5。 4 第二章第二章 横移轴承座的工艺设计横移轴承座的工艺设计 2.12.1 零件毛坯制造形式零件毛坯制造形式 影响毛坯制造形式的因素： (1)零件材料工艺制造形式材料的工艺性，零件对材料组织和性能要求； (2)零件的结构及外型尺寸； (3)零件生产纲领； (4)现有生产条件及发展前途； (5)零件对毛坯精度表面粗糙度和材料机械性能的要求； 毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。根据零件材料的工艺性 及零件对材料组织的要求，故我的课题件所造毛坯为铸件，其技术要求应符合 国家使用标准。 2.22.2 定位基准的选择定位基准的选择 基准可以分为设计基准和工艺基准，工艺基准又包括定位基准、测量基准、 装配基准等。其中定位基准在加工工艺上显得较为重要，由精基准、粗基准以 及附加基准组成，主要是用于加工工件时进行定位，指代着工件在机床上的位 置。在零件图中，一些相对而言较简单工序的公差和尺寸可以在图中直接进行 测量。然而，对于一些比较复杂的尺寸，需要通过一些方法计算得出。 根据以上定位基准的选择原则，该零件的粗基准为毛料的外毛坯面，精基 准为尺寸 85 下端面。 2.32.3 加工方案的拟定加工方案的拟定 拟定工艺路线的主要内容，除选择基准外，还应包括选择各加工表面的加 工方法，安排工序的先后顺序，确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工 艺装备等，是制定工艺规程的关键阶段。 加工零件的过程包含有许多的加工工艺路线，加工同样零件会制定几种加 工方案以供选择，在加工方案的选取上，除了需要考虑到基本的技术要求等， 还要考虑到工厂的实际情况如生产规模等。在制定一个完善的工艺流程一般需 要考虑到许多的方面： 1、选择合适的定位基准，保证加工精度的同时要方便装夹； 5 2、综合考虑整体加工工艺，前面的加工基准要方便后续工序的加工； 3、根据零件加工的要求合理安排工序集中或工序分散； 4、装夹的位置要考虑到零件的刚度，选择变形量小或对加工精度影响小的 部位进行装夹。 根据上述原则设计工艺路线。 2.42.4 制定加工路线制定加工路线 根据加工方案拟定的分析结果，拟定横移轴承座的加工工艺路线方案如下： 横移轴承座加工工艺路线 工序号工序名称工序内容设备 10铸造按图铸造毛坯 20热去应力退火 30铣 粗铣尺寸 85 下面X51 40铣 半精铣尺寸 85 下面X51 50铣 粗铣尺寸 29 左、右面X51 60铣半精铣尺寸 29 左面、右面 X51 70镗粗镗 39 孔、54 孔、57 孔，62H7 孔 T616 80镗半精镗 62H7 孔 T616 90钻 钻 4-12 孔Z525 100钻钻 8-8 孔 Z525 110入库检验入库 附表 3-1 横移轴承座加工工艺路线 6 min/r6.79 12014.3 301000 d 1000 n v min/8.29 1000 13814.380 1000 vcm dn 2.52.5 加工加工设备的选择设备的选择 1.加工设备的选择 对零件与机床的各方面综合分析，针对零件的结构形状特点和尺寸，工序 30、工序 40、工序 50、工序 60 选 X51 铣床，工序 70、80 选 T616 镗床。 工序 90、100 选 Z525 钻床。 2. 夹具选择 采用专用夹具 3.刀具选择 高速钢铣刀，镗刀，麻花钻。 2.62.6 切削用量的计算切削用量的计算 1.工序 30：粗铣 工序内容：粗铣尺寸 85 下面 背吃刀量：=2mm p p 每齿进给量：查机械加工工艺师手册表 30-15，取=0.15mm/z z f z f 铣削速度：查机械加工工艺师手册表 30-23，取=30m/min vv 机床主轴速度 ：取 n =80r/min n 实际铣削速度： c v 每分进给量： Mz f 铣削宽度： e =145mm e 刀具切入长度：查机械加工工艺师手册表 30-38 公式如下： 1 l mmaDDl e 633)111120120(5 . 0)31 ()(5 . 0 2222 1 具切出长度：查机械加工工艺师手册取=2mm 2 l 2 l 机动时间：查查机械加工工艺师手册公式如下： j t min75.1 120 263145 21 MZ j f lll t 辅助时间min35.02.0t jf t min/120801015.0mmfZnfMZ 7 min/r6.79 12014.3 301000 d 1000 n v min/8.29 1000 13814.380 1000 vcm dn 2.工序 50：粗铣 工序内容：粗铣尺寸 29 左、右面 背吃刀量：=2mm p p 每齿进给量：查机械加工工艺师手册表 30-15，取=0.15mm/z z f z f 铣削速度：查机械加工工艺师手册表 30-23，取=30m/min vv 机床主轴速度 ：取 n =80r/min n 实际铣削速度： c v 每分进给量： Mz f 铣削宽度： e =100mm e 刀具切入长度：查机械加工工艺师手册表 30-38 公式如下： 1 l mmaDDl e 633)111120120(5 . 0)31 ()(5 . 0 2222 1 具切出长度：查机械加工工艺师手册取=2mm 2 l 2 l 机动时间：查查机械加工工艺师手册公式如下： j t min38.1 120 263100 21 MZ j f lll t 辅助时间min28.02.0t jf t 3.工序 60：粗镗 工序内容：粗镗 39 孔、54 孔、57 孔，62H7 孔 确定切削量：单边余量，一次走刀完成。 p ammap2 确定进给量：查阅切削用量简明手册表 1.5 得， fr/08.0mmf 根据切削用量简明手册表 1.28，粗车时硬质合金刀具后刀面最大磨损 限度为 1.0-1.4mm，取 1.2mm，耐用时间 T 为 60min。 确定切削速度：根据切削用量简明手册表 1.27， c v 确定，。 242 v C15 . 0 v x35 . 0 v y 20 . 0 m 各修正系数数为： min/120801015.0mmfZnfMZ 8 min/r8.542 814.3 151000 d 1000 n v ，。 87 . 0 Mv K0 . 1 Tv K8 . 0 Sv K0 . 1 tv K0 . 1 Kv K81. 0 , vK K 切削速度计算公式为： min/56.115 81.004.10.18.00.187.0 08.0260 2429.0 9.0 35.015.02.0 , m KKKKKK faT C v vkkvtvsvTvMv yx p m v c vv 确定主轴转速：， min/16.584 63 56.11510001000 r d v n w c 参考 T616 机床的说明表，取 min/810rn 计算基本时间： j T min76.1 08.0810 114 nf L Tj 辅助时间min34.02.0t jf t 4.工序 70：钻 工序内容：钻 8 孔 进给量 f：查机械加工工艺师手册 表 28-13，取 f=0.25mm/r 钻削速度 v：查机械加工工艺师手册表 28-13，取 v=15m/min 机床主轴速度： n 参考 Z525 机床的说明表，取=592r/min n 实际钻削速度： c v 每分进给量： Mz f 钻孔深度：l=29mm 刀具切入长度：由机械加工工艺师手册表 28-42 得： 1 l mm1.2154cot8.85.0)21(cot5.0 1 r kDl 刀具切出长度：取 2mm 2 l min/14859225.0mmfnfMZ min/4.16 1000 814.3592 1000 vcm dn 9 min/r2.346 1214.3 151000 d 1000 n v 机动时间：由机械加工工艺师手册表 28-42 得： j t 辅助时间：min36.0t f 5.工序 80：钻 工序内容：钻 12 孔 进给量 f：查机械加工工艺师手册 表 28-13，取 f=0.25mm/r 钻削速度 v：查机械加工工艺师手册表 28-13，取 v=15m/min 机床主轴速度： n 参考 Z525 机床的说明表，取=392r/min n 实际钻削速度： c v 每分进给量： Mz f 钻孔深度：l=14mm 刀具切入长度：由机械加工工艺师手册表 28-42 得： 1 l mm1.2154cot125.0)21(cot5.0 1 r kDl 刀具切出长度：取 2mm 2 l 机动时间：由机械加工工艺师手册表 28-42 得： j t 辅助时间：min11.0t f 6.工序 100：半精铣 工序内容：半精铣尺寸 85 下面 背吃刀量：=1mm p p min79.18 148 21.229 8t 21 zm j f lll min74.04 98 21.214 4t 21 zm j f lll min/9839225.0mmfnfMZ min/17 1000 1214.3392 1000 vcm dn 10 min/r2.106 12014.3 401000 d 1000 n v min/4.41 1000 11014.3120 1000 vcm dn min/r2.106 12014.3 401000 d 1000 n v min/4.41 1000 11014.3120 1000 vcm dn 每齿进给量：查机械加工工艺师手册表 30-15，取=0.15mm/z z f z f 铣削速度：查机械加工工艺师手册表 30-23，取=40m/min vv 机床主轴速度 取=110r/min n 实际铣削速度： c v 每分进给量： Mz f 铣削宽度： e =145mm e 刀具切入长度：查机械加工工艺师手册表 30-38 公式如下： 1 l mmaDDl e 633)111120120(5 . 0)31 ()(5 . 0 2222 1 具切出长度：查机械加工工艺师手册取=2mm 2 l 2 l 机动时间：查查机械加工工艺师手册公式如下： j t min27.1 165 263145 21 MZ j f lll t 辅助时间min25.02.0t jf t 7.工序 110：半精铣 工序内容：半精铣尺寸 29 左面、右面 背吃刀量：=1mm p p 每齿进给量：查机械加工工艺师手册表 30-15，取=0.15mm/z z f z f 铣削速度：查机械加工工艺师手册表 30-23，取=40m/min vv 机床主轴速度 取=110r/min n 实际铣削速度： c v 每分进给量： Mz f min/1651101015.0mmfZnfMZ min/1651101015.0mmfZnfMZ 11 铣削宽度：=100mm e e 刀具切入长度：查机械加工工艺师手册表 30-38 公式如下： 1 l mmaDDl e 633)111120120(5 . 0)31 ()(5 . 0 2222 1 具切出长度：查机械加工工艺师手册取=2mm 2 l 2 l 机动时间：查查机械加工工艺师手册公式如下： j t min1 165 263100 21 MZ j f lll t 辅助时间min2.02.0t jf t 8.工序 120：半精镗 工序内容：半精镗 62H7 孔 确定切削量：单边余量，一次走刀完成。 p ammap1 确定进给量：查阅切削用量简明手册表 1.5 得， fr/08.0mmf 根据切削用量简明手册表 1.28，粗车时硬质合金刀具后刀面最大磨损 限度为 1.0-1.4mm，取 1.2mm，耐用时间 T 为 60min。 确定切削速度：根据切削用量简明手册表 1.27， c v 确定，。 242 v C15 . 0 v x35 . 0 v y 20 . 0 m 各修正系数数为： ，。 87 . 0 Mv K0 . 1 Tv K8 . 0 Sv K0 . 1 tv K0 . 1 Kv K81. 0 , vK K 切削速度计算公式为： min/29.136 81.004.10.18.00.187.0 08.0160 2429.0 9.0 35.015.02.0 , m KKKKKK faT C v vkkvtvsvTvMv yx p m v c vv 确定主轴转速：， min/95.688 63 29r d v n w c 参考 T616 机床的说明表，取 min/1160rn 12 计算基本时间： j T min19.0 08.01160 18 nf L Tj 辅助时间min04.02.0t jf t 第三章第三章 夹具设计夹具设计 3.13.1 夹具类型及使用机床选择夹具类型及使用机床选择 根据课题横移轴承座加工工艺及夹具设计，选择了在横移轴承座中比较重 要的工序之一的镗孔、钻孔工序进行夹具设计。根据工艺规程可知，采用镗床、 钻床。镗床、钻床是一种常见的机械加工装备，在夹具设计时，要考虑到机床 工作台的进给方向和进给行程。 3.23.2 定位基准及定位元件选择定位基准及定位元件选择 3.2.13.2.1 工件定位面选择工件定位面选择 选择定位面时应该遵循以下原则：选择大而平整的平面或内圆外圆进行定 位、选择定位面后要方便后续的装夹、定位面所对应的装夹位置应该结构牢固， 在装夹时保证不得有变形现象。根据上述原则选择横移轴承座的底面和 62H7 孔作为定位面。 3.2.23.2.2 定位元件选择定位元件选择及自由度分析及自由度分析 机床的定位元件有很如定位板、定位销、支承钉、定位轴、V 型块等，横 移轴承座铣端面夹具中，由于定位面是底面和 62H7，在镗孔夹具设计中，采 用定位板、支撑钉定位，压板夹紧；在钻孔夹具设计中，应选用芯轴和定位销 进行定位及夹紧。 六点定位原理：限制 6 个自由度，分别是 3 个移动自由度和 3 个旋转自由 度。 对于横移轴承座镗孔夹具，定位板限制三个自由度，支撑钉和定位销限制 三个自由度。 横移轴承座钻孔夹具中，芯轴限制五个自由度，侧面与夹具体上定位销相 接处，限制一个自由度。 3.33.3 夹紧机构及夹紧元件初步选择夹紧机构及夹紧元件初步选择 镗孔夹具中，如图 3-1 所示，用压板、螺柱、螺母作为夹紧机构。螺柱、螺 13 母是标准件，准备夹紧时，先装入工件，然后把压板放置于工件上，螺母装入 需要夹紧的部位，再用扳手拧紧螺母夹紧工件。 钻孔夹具中，如图 3-2 所示，用六角螺母、快换垫圈作为夹紧机构。螺六角 螺母、快换垫圈是标准件，准备夹紧时，先装入工件，然后把快换垫圈放置于 工件上，螺母装入需要夹紧的部位，再用扳手拧紧螺母夹紧工件。 附图 3-1 14 附图 3-2 3.43.4 夹具定位元件的设计夹具定位元件的设计 镗孔夹具中，定向键装配在夹具底面的纵向槽当中，正常使用两个。它距 离尽量布置的要远一些。经过定向键以及铣床的工作台 U 形槽的配合，使本次 设计的夹具上的定位元件的工作表面相对于工作台的送进的方向具有合理的位 置关系。定向键可以承受铣削加工时所产生的扭转的力矩，可以降低夹紧夹具 的螺栓的负荷度，提高夹具在加工当中的稳定性。定位键的具体结构如图所示。 附图 3-3 3.53.5 定位误差分析定位误差分析 15 附图 3-4 工件的定位简图如图 3-4 所示根据现代夹具设计手册表 3-16 公式得： y=D+d+min 其中：夹具中心圆盘与其相配合的工件定位孔的最大间隙，取 H7/f6 则y=0.035+0.058+0=0.093 3.63.6 夹具体设计夹具体设计