机械制造技术课程设计-主轴承座工艺及钻4-φ14孔夹具设计.doc

目 录第1章 引 言1第二章 主轴承座加工工艺32.1主轴承座工艺的研究32.2 主轴承座的技术要求，32.3 确定毛坯的制造形式42.4 确定定位基准42.4.1粗基准选择的原则42.4.2精基准选择的原则52.5 编制工艺方案52.5.1 加工工艺路线52.6 主轴承座，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.7 切削加工用量与基本工时确定7工序：钻扩414孔10第三章 钻414孔夹具设计153.1钻414孔夹具设计163.1.1问题的提出163.1.2选用定位的基准163.1.3计算切削力与夹紧力163.1.4定位误差分析173.1.5 操作的简单说明18结 论18参 考 文 献20全套图纸加扣3012250582 第1章 引 言中国的机械生产行业是一个生产具备一定外形位置及尺寸的工件和产品，并且将他们制作成机械行业的设备。机械生产行业的产品不但能直接给大家使用，又能给别的行业供应生产设备，机械制造行业中有着各种各样的机械或其他的设备。制造业是人们的生活中所离不了的，所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。所以说从其中一种层面的来说，机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。生产上面使用的夹具，也是放在各种机器上面把零件重力夹紧、精准定位，把切削刀具固定引导方向的一种设备，它的最主要的一个功能，是将零件对应与生产设备和加工刀具的一个合理的方位，并在生产折工程中维持一个不改变的方位，在现代制造业加工中比较有特色的：现在的机械加工飞速的发展，要求质量的比较高，品种也有许多不同的规格，产品更新换代的时间比较非常快。体现了在机械制造业上面，各种各样批量中小型加工占的比例较大。这是为了和这些要求相适应，就必须要准备好生产上面的前序工作，从而机床使用的装夹工具是加工中非常重要的一部分。当代自动化加工夹具的未来与方向1.标准化 标准化的完善，不单单是指现在所有夹具上面的一种标准，因此不同类型的的夹具在结构上要标准。只有这样才能够使夹具和制造以及装配的工作简单，有减少加工的时间和减少成本非常有好处。2.可调化与组合化 此种能够提高专用制作夹具的使用的范围，对从前工艺要求有一点发生变化就导致夹具坏掉的情况，夹具能够被反复的使用。适合专用夹具组合化的设计的原理，使用比较的元部件设计以后，就能够适合使用，在许多种不一样的零件的需要。3.精密化 随着机械部件的加工生产，提高了装配的技术水平，高精度加工的机床大批量的涌现，一定就要增加机床夹具的精密度。4.高效的自动化 为生产安全和效率得以改进，这也为了生产的安全文明，这使自动化夹具设计出来制造出来的工装更合适人机配合的工程学原则，从中可以大大地提高了生产的效益，这又可以大大地减少了加工成本，高效自动化的夹具，来取得较多的经济上面的效益。5.模块化 经过选择模块化的设计，能够增加设计的效率，减少设计的时间。我对本工装夹具的设计是在学完了了所有的机械制图、以生产制造技术为基础、机械设备的设计、机械零件制造工程材料学等的基础下，进行的一个全面的考核。用正确的方法解决这个零件在生产中的定位，夹紧和工艺路线的安排，合理地解决工艺尺寸这一类问题，以设计出专用生产夹具确保了尺寸和零件的加工品质。我的这个设计主要是培养个人本身体的自学能力和创新能力。我的这个设计是综合层次性、实践性都很强的、涉及到的知识面也非常全面。因此在设计的过程当中不但要注意到基本原则、基础的理论，也要注意到现实生产的需求，唯有把种种理论和现实生产相结合，这样才可以更好地完成此个设计。因为我的设计水准不太好，能力有限，所以难免容易出现少许缺陷等问题，在此本人恳请老师们能给予批评和指导。第二章 主轴承座加工工艺2.1主轴承座工艺的研究主轴承座零件是长距离匀速往复运动机当中特别主要的主件。主轴承座的主要起到的作用，就是和长距离匀速往复运动机中传递运动与动和，起到了传动的作用，对40孔有比较高的精的度要求，是非常重要的加工工序。两侧端面以及孔钻414孔，因为它们要求表面的光洁度不太高，因此加工不需要太精细。40孔加工，镗40孔的光洁度的要求为1.6，钻镗就可以完成，主轴承座位置度的精度与各个面的表面的质量。都能反映出长距离匀速往复运动机装配的质量的好坏，故它的性能与工作的寿命就能反映出来，因此主轴承座的加工是比较关键也比较主要的。2.2 主轴承座的技术要求，图1 主轴承座零件图良好的工件的结构，不仅要可以满足技术的要求，而且还要有比较好的机械加工的性能，也就是要能对工件的加工比较的方便，要可以达到工件的加工要求，劳动量尽最大可能的减少。在编制零件机械加工工艺时。设计时要仔细研究工件加工工艺，要仔细研究咋样才能从工艺上面满足加工的要求。2.3 确定毛坯的制造形式主轴承座年产量是5000台/年；达到中批的生产的水平，选择Q235A的材料。按照书本6P597的表3-66，研究主轴承座的外形太简单，有制造精度的要求；主轴承座制造的性能以及使用年限及年产量 ；采用铸造来提高主轴承座零件毛坯的制造的精度，减低制造的余量。2.4 确定定位基准2.4.1粗基准选择的原则 合理的选取加工定位的基准，是主轴承座加工过程的重要的要求，也是满足主轴承座制造的精度的主要的问题。定位的基准分为粗以及精和辅助的加工的基准。在首道加工工序中，选择主轴承座毛坯的上面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基准，在后面的工序当中，选择以加工好的表面，作为定位的基准，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。1 零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准，它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面，那么就要选取里面的一个面和铣钻加工，连在一起的区域的精度要求较高的表面来做基准。尽量做到壁厚均匀并且有对称的外形，装卸少等。2采取加工时的余量需求平等主要面做粗加工的基准。这种方式就可以确保平等地减去少一点的加工余量，能把上表面留下比较光滑细致的零件，这样能大大加大零件的耐磨使用性。2一般来说加工时的余量可以把比较小的区域面做粗加工基准。那就能确保这个区域还有比较多的加工需余量。4从上面分析一般要选取平面、光滑、表面积比较大的区域面做粗加工基准，这样就能保证夹紧力和定位比较紧靠。零件面上有浇注口、冒出口、飞料边、毛胚刺边这一类区域面都不能用来做粗加工基准，有需要的时候需要经初步手工加工，再进行定位。5粗加工基准面应不要重复地选用，因为粗加工时基准的区域面一般是比较粗糙并太不平整的。所以重复选用比不太容易保证区域面的尺寸和形状精度。对于本题目的主轴承座而言，我们就要选用外圆80 ，54孔的面作为粗加工基准；先用车床车削出来外圆与端面并要车到要求上面的3.2m粗糙度光洁，这样可以对下后面的加工面做作精加工基准的工作。2.4.2精基准选择的原则1基准面重叠的准则。就是最大限度地选择，我们选设计基准；来当作制造的定位精加工基准。不会因为定位基准与设计基准不一样而发生误差。2加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 3互换制造基准的原理。在取精基准制造时，此时有两个制造的区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。4以自为加工基准的原理。有时精加工工序，要求的余量均匀并且小，这样能选用精加工表面做为本身的基准。就我们这个设计来说想保证孔的尺寸和孔、孔端面的平面、这个平面和另一平面中的位置，要确保主轴承座在这个加工生产过程里，一般上都可以用一个基准面进行定位。在主轴承座CAD图分析知道，零件外圆与端面及孔平直，它占有比较大的区域面积，可以当作精加工基准使用。可是使用平整一个面，只能确定主轴承座的三个位置度，如果使用左右两侧面来定位，就得配合合理的专用夹具，就能可加工生产外圆面和两侧面的平面。2.5 编制工艺方案主轴承座的生产量为中批生产，主轴承座加工首道工序为统一基准来加工。加工的顺序是先以两端面来定位，对孔以及两端的平面来加工。后面工序的加工顺序。遵从粗精分开的原则，以及先加工面后加工孔的加工的原理。2.5.1 加工工艺路线经过对以上问题的分析，制定两套机械制造的方案1方案工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3钻钻攻46孔 钻扩414孔4铣铣12mm两侧面5车车外圆80 ，54孔6钳工去锐边毛剌7检终检方案工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3车车146大外圆及端面4车车101外圆及端面5车车外圆80 ，54孔6铣铣12mm两侧面7钻钻攻46孔8钻钻扩414孔9钳工去锐边毛剌10检终检1方案， 编制的工序非常的集中，而且先孔后面的顺序。对中批量生产的主轴承座不太好，加工时的效率也较低，并且主轴承座的质量也不能达到要求，用方法2，对管理生产的加工很方便，而且满足了加工基准与设计基准重合的原则，对主轴承座的质量要求有保障。故方案2是非常合适的。2.6 主轴承座，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 分析研究主轴承座工件时的作用，材质的强度就要求非常的高，当是主轴承座的结构不太复杂，所以选用材质为Q235A铸造的零件毛坯。2.6.1确定主轴承座毛坯的余量根据参考书籍的表1.1-12，可得主轴承座毛坯的端面的余量为，平面的余量为，主轴承座毛坯的尺寸的偏差。根据附表2.4-6可得到 2.7 切削加工用量与基本工时确定工序 ：铣12mm两侧面粗铣12mm两侧面已知的要求：选择主轴承座的材质料为Q235A，铸件。取X62W式的机床。查阅参考书籍7的表3337取的材料的硬质合金的铣刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照主轴承座毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时精铣12mm两侧面查参考书籍7的表3135铣刀的材质选择的三面刃的盘铣刀或者面铣刀， ，齿的个数为-加工30mm两侧面的一个边的余量是深度加工：进给量每齿：查参考书籍2的表3235，选择切削的加工的速度：查参考书籍3的表1832，选择铣床主轴的转速，查书籍的公式式（2.2）知道：查参考书籍8的表3.2-37 切削加工的实际的速度：加工进给的量，查书籍的表（1.4）得：工作台60秒的进给量： 得加工切削层的长度：由主轴承座毛坯的长度得 刀具切入的长度：得铣刀切出的尺寸长度：得切削为1次机加工的用时：查参考书籍3的表2.2-47知道切削的辅助的用时工序：钻扩414孔根据零件的形状选择Z4120式的机床，按照参考书籍7的表4.3-14至4.5-16能够知道其技术的参数加工孔的刀具选用为锥柄的硬质合金钻头， ；扩孔的刀具选用材质选合金锥柄的扩钻；（1）加工孔；深度的加工：加工进给的量f：查参考书籍2的表9-74取，由机床的使用说明书，选取技术的参数： 加工时速度V：查参考书籍2的表6-77取： 钻床主轴的转速n：由钻床使用说明书选用： 加工的实际的速度：加工的用时：查参考书籍7的表6.3-6可知： （1-8）得 （2） 扩孔：深度的加工： ； 加工进给的量f：查参考书籍2的表6-68取，由钻床使用说明书得： 加工时的实际速度V：查参考书籍2的表3-83得出： 钻床主轴转速n：查钻床使用的说明书选用： 加工实际的速度：加工的用时：查参考书籍2的表5.2-6知道： 公式当中：，写入公式1-8知道： 工序：车146大外圆及端面根据工序的加工要求，选用CA6140式的机床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用硬质合金的车刀。所选车刀的宽度。刀具的几何的参数查参考书籍7的表9.1-25选用：、。车146外圆深度的加工：刀具的耐用度：查参考书籍3的表9.6-9的表9.4-7取后刀面磨损的极限选取，使用年限。实际的加工的速度V：查参考书籍3的表9.3-11选择 车床主轴转速： 根据CA6140式车床加工的说明知： 加工实际速度：工作台60秒的进给量加工： 根据CA6140机床的使用的说明书得： 校验车床的机动的功率：由参考书籍3P5-107页3.5的式子： 其中， ，把上面的代入式（2-8）知道： 把、V算入1-3知：由于CA6140机床电机的功率为7.5KW，故加工车削用量能够满足加工。确定加工用时：由参考书籍2的表9.3-36加工的切削加工的时间得： 其中：，查参考书籍2的表9.2-37知，计入式2-5得： 车端面进给量：按照参考书5的表2.2-36，取速度加工：按照书籍资料5的表2.3-46，取参照式子（2.3）转速：，选择实际车削速度：加工层的距离：刀具切入的距离：车刀切出的距离：走刀1次切削层的距离：刀具切入的距离：车刀切出的距离：1次走刀加工用时：根据参考书3附表2.2-44能够知道车削加工的辅助的时间工序 车101外圆及端面根据工序的加工要求，选用CA6140式的机床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用刀具的材质为硬质合金的镗刀。刀具的宽度取选择，其几何的参数查参考书籍4的表9.1-25选用：、。深度的加工：每一转的加工的进给量为，故加工的速度计算转速的计算：根据CA6140加工的说明： 实际加工速度： 工作台60秒进给量加工： 参照CA6140使用说明： 切削用时：查参考书籍4的表9.2-39加工的时间得： 其中：，查参考书籍3的表9.1-36知，算入式2-5知： 工序 车外圆80 ，54孔；深度加工：进给量：根据按照资料书籍7的表2.7-59，取加工速度：根据按照资料书籍7的表2.3-58，取机床转速，由式字（14）知：，取加工实际速度，由式字（1.9）知：切削层加工距离：铣刀切入的距离： 式（1.5）铣刀切出的距离： 得走刀1次加工时间： 由（1.4）工序 去毛刺工序 检验19第三章 钻414孔夹具设计3.1钻414孔夹具设计工厂为了提高工人生产产品的速度，在短的时间内加工更多的产品，还要保证产品的加工质量，所以在对主轴承座进行加工时，就要做专用的加工工序的夹具。经过分析主轴承座零件，还要求设计加工钻扩414孔专用铣床的夹具。钻414孔平面的专用夹具，使用在钻床Z4120上面来对主轴承座进行加工。刀具使用钻头3.1.1问题的提出钻414孔的专用夹具，是用来对钻414孔侧面进行，钻414孔平面对40的孔具规定的位置精人工加工的强度，而精度要求就不是特别主要问题。3.1.2选用定位的基准按照主轴承座工件的工序简图能够知道：钻扩414孔对40的中心的线，具有尺寸的要求以及位置度的要求，其设计的基准是101孔的中心的线。所以选用101孔的轴线来找中心的线，能够使它的定位的误差满足所要求的范围以内，此种定位的结构比较的简单也容易操作。为了增加主轴承座生产的量，减低加工的辅助用时，确定设计手动的方式来对主轴承座进行夹紧加工3.1.3计算切削力与夹紧力选取铣刀来对主轴承座钻414孔进行加工按照参考书籍【6】的表2-26知道： 得： 所以： ： ： 分析切削力要把安全的系数加入计算的里面。安全的系数式子当中：安全基本的系数， ； 性质加工的系数， ； 磨损刀具的系数， ； 铣削断续加工的系数， ； 为消除水平的铣削力，夹紧力实际的应为 所以： 公式中与为设计夹具的定位面，与夹紧的面上的摩擦的系数，取。知道 因此设计的钻414孔的夹具设计是合理的。3.1.4定位误差分析钻414孔夹具设计的专用的夹具，选择中孔来定位的定位的基准。其定位的误差主要是：由公式得子 本种定位的方案可以满足要求的。3.1.5 操作的简单说明所设计的专用夹具，用来钻414孔夹具设计。定位选择一个面两个定位V型块定位，来进行加工的定位的方案。钻414孔夹具设计时能够实现完全的定位。专用夹具设计的时后主要就是要分析的是工件的能方便的取出来，选取移动的定位块来对主轴承座夹紧。主轴承座加工合格以后，移动压紧的螺栓，往后面拿出合适的距离，这样主轴承座工件就能比较容易地拿出来。把移动的螺栓往右面移动带动活动V型块，来进行对工件进行夹紧，往右面拧紧螺栓；就可以切削加工了。加工好以后在把移动的压板退出后合适的距离，这样就能把主轴承座零件直接