机械制造技术基础课程设计-角形轴承箱机械加工工艺及粗铣两小平面夹具设计.doc

目 录 前言 一、零件的分析 二、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基准的选择（三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择（六）各工序的基本工时 三、工装设计分析，提出设计任务书 四、总结 五、主要参考文献前 言 机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业的一门课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在进行课程设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占重要地位。 就我个人而言，希望通过这次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计中尚有许多不足之处，希望指导老师给予批评指教。一、零件的分析 (一) 零件的作用 角形轴承箱是用夹固定在轴承的箱体,通过固定轴承来实现轴承的正常运转槽50h11与端面100h11为配合表面有较高的精度及表面粗糙度。140h11为内圆较高的定位基准180H7孔为轴承配合表面有较高的精度。（2） 零件工艺分析该零件是箱体类零件，形状不规则，加工面大，尺寸精度、形位精度、表面精度要求均较高，零件的主要技术要求分析如下：（参阅附图零件图- ） （1）T1、T2两表面对180H7孔轴线垂直度摆差不大于0.1mm及圆度，主要保证轴承能正确的安装在该箱体上，角形轴承箱利用自行的50h11的凹槽进行定位，因此要T3、T4的精度及槽的定位精度为0.4mm。(2) 铸件要求不能有砂眼、疏松、气孔等铸造缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外力的作用下，不致于发生意外事故。设计夹具时要注意该事项。(3) 由180h7的孔是一比较重要的孔，也是以后机床加工工序的主要定位基准，因此孔的工序是比较重要的，要在夹具设计中考虑，保证达到该孔的精度、粗糙度、与端面的垂直度的要求，主要是确定装夹基准和夹紧块位置。 2、 工艺规程的设计 （一）确定毛坯的制造形式 由于零件的结构比较复杂，又是薄璧零件，所以采用金属型铸造。工件的材料为HT15-33，毛坯的尺寸精度要求为1T1112级。 （二）基准的选择 根据零件的图纸及零件的使用情况分析,知180H7孔,槽宽等均应通过正确的定位才能保证,故对基准的选择应予以分析。 （1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则,为了保证不加工表面和加工表面的位置的要求,应选择不加工表面为粗基准, （2）精基准的选择 在180H7孔加工以后,各工序则以该孔为定位基准,从靠近距离箱体上表面为350mm的端面为轴向尺寸的定位基准。这样满足了基准重合的原则和互为基准的原则。在加工箱体的某些表面时,可能会出现基准不重合,这时需要进行尺寸链的换算。 （三）工艺路线的拟定 （1）工艺路线的拟定 为了保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求,必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为成批生产 , 所以采用通用机床配以专用的工、夹、 具,并考虑工序集中,以提高生产率和减少机床数量,使生产成本下降。 工艺路线方案 铸件, 退火 工序:1.毛坯制造2.粗车端面。 3.粗车180H7 mm孔并倒角。 4.钻、扩、铰孔。 5.粗铣两大平面,两小平面。 6.半精镗两端面、半精镗180H7 mm孔。 7.铣开挡。 8.铣槽。 9.钻孔 。 10.精镗180H7 mm孔。 11.精铣。 此方案是用车削的方法,在车端面的同时将孔一并粗车完成,这样能更好的保证孔与端面的垂直度,然后将两个端面一次铣出,这样有较好的平行度,在用端面定位,用滑柱钻模的钻套定中心,用钻模板直接压紧,也可得到较好的孔与端面的垂直度。 后面的工序均以孔及端面定位,故基准是重合的。 此方案还要考虑工厂的具体条件等因素,如设备,能否借用工、夹、量具等。根据此方案的工艺路线制定出详细的工序划分如下所示: 毛坯为精铸件,清理后,退火处理,以清除铸件的内应力及改善机械加工性能,在毛坯车间调整V型活块,铣去冒口,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间进行加工。 工序:(1) 毛坯制造(2) 粗车端面。 (3) 粗车180H7 mm孔并倒角。 (4) 钻、扩、铰孔。 (5) 粗铣两大平面,两小平面。 (6) 半精镗两端面、半精镗180H7 mm孔。 (7) 铣开挡。 (8) 铣槽。 (9) 铣面 (10) 钻2-25mm孔和钻2-25mm孔。 (11) 精镗180H7 mm孔。 (12) 精铣。 (13)检验。 根据此工序的安排,编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1、确定切削用量及时间定额：工序010 以T1为粗基准，粗铣180孔上端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣22孔上端面。机床：XA5032立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。(4)计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。(五)工序020和工序030 以T1及小头孔外圆为基准180孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣55上端面。机床：XA5032立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。(6)计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序030和040以T1及小头孔外圆为基准，扩、精铰22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。3. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 4.选择切削用量(1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。(2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.5.mm，寿命(3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度5.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 精铰： (六)工序090和100 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗55孔。1.选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量(1）决定进给量查简明手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。(2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为.mm，寿命(3)切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度扩铰和半精铰的切削用量同理如下：扩钻： 半精铰： 3.计算工时所有工步工时相同。4、 小结 通过这次课程设计,使我进一步地了解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识. 通过这次课程设计,使自己对工艺人员所从事的工作有了轻身的体验,学会了查图表、资料、手册等工具书.通过实力对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习. 总之,通过这次课程设计使我受益匪浅,为我今后的学习与工作大下了一个坚实而良好的基础.在此,衷心的感谢指导老师的帮助.五、参考文献李洪主编.机械加工工艺手册.北京：北京出版社，1990艾兴，肖诗纲主编.切削用量手册.北京：机械工业出版社，1994，东北重型机械学院.洛阳工学院.第一汽车制造厂职业大学编.机床夹具设计手册.上海：上海科技出版社1990赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册.上海：上海科学技术出版社，1990.郑修本，冯冠大主编.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，1992. 画了个镗夹具简图，主要是确定装夹基准和夹紧块位置。v型块为活块，做夹紧用。另一边的阴影部分机构为定位基准面。铣夹具简图过几天上来。因为不知道毛坯情况，基准不好找。讨论 是2006版教育版的 用07可以打开 HT150毛坯 其他的都得自己弄 那个180的孔为镗，设计这个夹具！工艺：1工序铣 飞100厚度到尺寸，注意控制对称度和平行度，平行度误差要求小于0.05。2工序车 用回转直径在450以上的车床，2抓卡盘加靠山以轴承套外型定位车内孔到178正负0.2 90厚度的安装臂车到尺寸，注意平行度。3工序铣 铣安装臂58的厚度尺寸，50h11的槽，注意垂直度以及外型350和360的尺寸。4工序镗 镗180孔到尺寸。5工序钻 钻25的孔和6-13的孔。为什么不直接车100的厚度？是因为零件为不规则形状，车的话重心不在圆心，跳动大，会影响180尺寸与端面的垂直度。机械工程学院 机械加工工艺过程卡 零件名称 角形轴承箱材料 HT150 供应状态 毛坯种类 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件数 零件重量(kg) 大批量 铸造毛坯 35.6 1 30.8部门 工序号 工序名称 设备 主要工艺装备名称及规格 名称 型号 夹具 刀具 量具 1 毛坯制造 2 粗车两端面、粗车180H7 mm孔并倒角 卧式车床 CA6140 通用车夹具 45弯头车刀 分度值为0.01mm外径千分尺光滑极限量规 3 钻、扩、铰工艺孔 立式钻床 Z525 专用钻夹具 钻头、扩孔钻、铰刀 分度值为0.01mm游标卡尺 4 粗铣两大平面 万能升降台铣床 X6140 专用铣夹具 硬质合金端铣刀 分度值为0.01mm外径千分尺 5 粗铣两小平面 万能升降台铣床 X6140 专用铣夹具 套装式直齿三面刃铣刀 分度值为0.01mm外径千分尺 6 粗铣两定位槽、半粗铣两定位槽 立式升降台铣床 XA5032 专用铣夹具 高速钢直柄立铣刀 分度值为0.01mm外径千分尺 7 半精镗两端面、半精镗180H7 mm孔 卧式镗床 T68 专用镗夹具 硬质合金镗刀 分度值为0.01mm外径千分尺光滑极限量规 8 精镗180H7 mm孔 卧式镗床 T68 专用镗夹具 硬质合金镗刀 光滑极限量规 9 钻2-25mm孔 立式钻床 Z535 专用钻夹具 高速钢麻花钻头 分度值为0.01mm游标卡尺 10 钻6-13mm孔 立式钻床 Z525 专用钻夹具 高速钢麻花钻头 分度值为0.01mm游标卡尺 11 终检 设计 共 1 页 校核 第1页标记 处数 文件号 签字 日期 标记 处数 文件号 签字 日期夹具设计说明书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。并设计工序60粗铣两小平面。本夹具将用于X6140立式升降台铣床，采用刀具为套装式直齿三面刃铣刀，对两个小平面加工。第一节 设计要求本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，面精度不是主要考试的问题。第二节 夹具设计的有关计算(一)问题的提出本夹具是用来粗铣两个小平面,零件图中两小平面有公差要求,因此这粗铣两小平面也有一定的公差要求.另外,此中心线为一个侧平面的设计基准,有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题.(二)夹具设计 1.定位基准选择 底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以地面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用两个大端面表面作为辅助定位基准时,只有采用自动对中夹具才能同时保证对称的粗铣两小平面的精度的公差要求.为了提高加工效率,现决定采用套装式直齿三面刃铣刀加工出两小平面。 2.切削力及夹紧力计算 由于实际加工的经验可知, 铣削时的主要切削力为铣刀的切削方向,即垂直于第一定位基准面,在两侧只需要采用心型块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算.3.定位误差分析 零件图规定两定位槽宽为52h11mm.长为268mm深为8h11mm采用自动定位对中夹具后,定位误差取决于对中块螺杆以及铣刀的制造误差.同时,对对中块利用调整螺钉进行调整并加工铣后,铣刀面后的误差只有0.08mm.在后续的铣断工序中,利用中间线定位,夹具与定位销的配合间隙为0.05mm.因此加工完成后两定位槽最大误差为 0.08+