机械制造技术课程设计-轴承支架加工工艺及铣B面夹具设计.doc

全套图纸加扣3012250582 目录第一章绪论1第二章 分析轴承支架零件22.1零件的作用分析2第三章轴承支架的工艺研究33.1 重要的加工面精度分析33.2轴承支架的毛坯选用33.3选择基面43.4比较分析不同方案43.5轴承支架零件的机械加工工艺的装备机床选取6第四章机械切削用量的计算7第四章专用铣床夹具设计144.1问题的提出144.2定位基准的选择144.3定位误差分析144.4切削力的计算与夹紧力分析154.5定向键与对刀装置设计154.6夹具设计及操作简要说明17结束语18参考文献19致 谢20第一章绪论历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。设计面临的问题在本次给定的轴承支架，零件的设计过程当中，就要求对轴承支架工件的机械加工工艺过程和专用机床夹具进行了设计，在考虑工件的加工工艺路线时，有可能也会编制工艺方案不是比较的合适，而且有时也出现了不能确保加工零件当中所能达到要求的精度。在编制专用夹具设计时，也可能因为定位的基准不太合理的选取，导致过定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能达到要求。在确定夹紧零件时因为选用的零件的大或者小及尺寸等的不太合适，而不能达到夹紧的需要，或许也能因为夹紧力的作用点或者作用的面的位置不够合适而使要加工的零件发生翻转。因此在设计的过程当中应该编制好几套设计的方法，相比较以后选择最合理的方案，而且也要多多求教指导的老师以及校友们，并且多多的研究和设计有关的文献资料来尽自己最大的可能完成这次的设计。第2章 分析轴承支架零件2.1零件的作用分析这次我的设计的是轴承支架零件的工艺以及夹具的设计，轴承支架零件是机械中的基础零件，安装在机床上，齿轮再安装在轴上，用来传动力及运动路线，使挂轮做复合运动，因此要求轴承支架有足够的强度和刚度。第三章轴承支架的工艺研究3.1 重要的加工面精度分析轴承支架待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：(1) 底面236孔。(2) 面及面与68孔的垂度要求为0.03mm(3) 面与面平行度的要求为0.12mm由上面分析可知，可以先加工轴承支架68及端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此轴承支架零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。（2）主要的加工基准的面：1）以镗68孔及上下端面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有： 轴承支架工件的钻直径36孔以及轴承支架工件的铣面与面。3.2轴承支架的毛坯选用一般的毛坯分为锻造件、铸造件、冲压件，一般的轴承支架零件毛坯选择铸造方式来加工即可。 我们选用铸铁200，硬度在150-230HBW，最大拉伸强度约220MPA。200材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。因为轴承支架为6000件中型生产加工的水平，而且根据轴承支架的形状，铸件平面的性能的要求不低，我觉得选择沙模铸造比较合适，不仅可以减少不必要的劳动力支出，还能极大地加快零件的生产速度与质量保证3.3选择基面（1） 机械加工工艺粗基准的遴选 就轴承支架工件来说，选取轴承支架工件的平面来当作轴承支架制造的粗基准，在运用夹紧机构进行夹紧，以端面钻36孔，来当作重要的定位基准，来限制，四个方向。其次使用一个面来定位去掉向的自由度，来达到定位的最终目的。（2） 精基准的遴选 主要要考虑到基准会不会重合的问题，以及考虑是否方便于装夹的问题，选择已经加工完成的68孔及端面来作为轴承支架精加工的基准。3.4比较分析不同方案当零件生产的批量不一样时，工件的加工路线也会有比较大的区别，现在制定出轴承支架中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.表 2.1 思路一工序号工序名称工 序 内 容10铸造铸造成型20时效时效去除铸造应力30钻钻236孔40钻扩236孔50镗粗镗68孔60镗半精镗6870镗精镗68孔80铣粗铣面90铣粗铣面100铣粗铣面110铣粗铣面120钳工钳工130终检终检表2.2 思路二工序号工序名称工 序 内 容10铸造铸造成型20时效时效去除铸造应力30铣粗铣面40铣粗铣面50镗粗镗68孔60镗半精镗6870镗精镗68孔80铣粗铣面90铣粗铣面100钻钻236孔110钻扩236孔120钳工钳工130终检终检加工路线的的比较与讨论：思路二与思路一不一样的地方在于改变了加工的顺序 将端面的加工放到了前面。先加工完面然后再来加工孔，其他的相关步骤不作改变。经过讨论知道方法变动了以后轴承支架生产速度跟质量都有了不小的提升。并且工件在其他技术要求方面也有了相应的改善。 第一方案先加工各个孔的钻加工，然后再来进行铣端面，进行加工，这样各个端面的同轴精度的要求就不能得到保证，为了保证各个同轴度要求的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔的原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,轴承支架毛坯的端平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道思路一并不适合。加入选用思路二加工，先来加工基准面68孔及其端面，再来加工各孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因素下来讲，得出思路二非常的合理。所以我使用按思路二来加工轴承支架。3.5轴承支架零件的机械加工工艺的装备机床选取1、轴承支架零件机械加工装备机床的选取：依照轴承支架零件图分析得出，轴承支架零件的圆弧R4.5槽切削 加工选用62铣床比较合适。钻孔选用512钻床，镗68孔 选用618镗床2、轴承支架零件加工选取机械切削加工使用刀具本次设计的零件铸造成型表面，成批生产，一般采用通用或标准机械切削加工使用刀具，铣床上用铣刀，钻头选用锥柄麻花钻，车刀选用合金材料。3、轴承支架零件加工选取夹具尽量选取机床所配备的国标通用夹具，并付诸设计专用夹具的使用4、轴承支架零件机械切削加工选取量具对于批量生产的轴承支架零件，主要选取通用的游标卡尺、内外径千分尺、百分表等通用的量具用于机械切削加工的尺寸测量。第四章机械切削用量的计算工序 粗铣面从所给出的条件可以知道：轴承支架加工件的材料指定200，毛胚可以铸件生产。使用62形式的铣床来对工件进行加工。我们依然选择性价比最合适的的硬质合金铣刀 铣刀刀杆伸出的长度我们选择，铣削加工相应的深度是=2.0mm。因此能够确定机床进给量。机械机械切削加工时候所必须的速度：翻阅3表格2.2-7取铣床主轴加工零件时的转动的速度，按照里面的公式（2.5）可以的出：，看3上面对应的表格3.1-44 ,故加工时的的速度实际得：制造时每分钟的走刀量： 切削层的宽度：所用刀具制造的宽度： 切外来： 选择根据经验选取：制造所使用的时间：查取1上面对应的表格2.3-36能够计算出辅助费时： min工序粗铣面机床：X62铣床刀具：YG8硬质合金盘铣刀140mm，8齿。选择刀具前角后角，副后角，刀齿斜角,主刃,过渡刃,副刃过渡刃宽。 因为切削量较小，故可以选择，一次走刀即可完成所需长度。 进给量： , 切削速度： (见文献10.表3.16） = r/min根据机床使用说明书，取r/min (见文献10.表4.2-29）故实际切削速度为V=当时，工作台的每分钟进给量应为 （mm/min）查机床说明书： mm/min切削工时，由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程 mm,则机动工时为工序 粗镗68孔选用618镗床，来对零件进行加工刀具选择材质为硬质合金的镗刀进给的量：按照参考资料5附表2.5-39，选择切削加工的速度：根据参考书5附表2.4-46，选择根据公式（2.6）镗床主轴的转动速度：，选择实际切削加工的速度：被切削加工层的长度：镗刀切入的长度：镗刀切出的长度：走刀的次数是1按照参考书5附表2.3-46可以知道辅助所耗掉的时间 工序 半精镗68孔选用618镗床，来对零件进行加工刀具选择材质为硬质合金的镗刀深度加工：机床的加工进给距离：依据教科书籍3资料表2.3-67，刀具刀杆伸出的长度选择，切削加工的深度是=。所以进给量确定为切削加工的速度：依据教科书籍3资料表2.4-5，得出主轴制造时的转动速度：，取实际的车削的速度，： 镗床工作台每分钟的进给量：镗削层的长取：镗刀切入的长度得：刀具切出的距离为： 取行程的次数：机器加工的时间：根据参考书1附表2.1-38加工工的步辅助时间是： min工序精镗68孔切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故工序：钻236孔工件材料为200铁，孔的直径为30mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为512钻床。钻头为30mm标准高速钢麻花钻。确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表28-10可查出，查512钻床说明书，取。 根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，故查512钻床说明书，取。实际切削速度为 由参考文献2，表28-5，故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序：扩236孔机床：512立式钻床刀具：36直柄麻花钻 进给量：进给量切削速度：按照参考书籍5附表2.1.102，选择根据公式2.4钻床主轴的转动速度：，取钻头回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 次数为1机动时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道钻孔的辅助的时间工序 钳工 检验第四章专用铣床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，决定设计粗铣B面的夹具。4.1问题的提出 本夹具主要用于粗铣B面，表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，产品质量则不予考虑。4.2定位基准的选择选择A面（D面辅助定位）、左侧端面和前侧端面来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是支承板208012（可调支承钉）、A型支承钉和A型固定式定位销，定位分析如下：1、 轴承支架A面（D面辅助定位）与支承板208012（可调支承钉）相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2、 轴承支架左侧端面与A型支承钉相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动。3、 轴承支架前侧端面与A型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Y轴称动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。4.3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。4.4切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M12螺母锁紧，查表得夹紧力为24720N=61800N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示：图 1.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下：表 1.1 定向键数据表 BLHhDd1夹具体槽形尺寸 公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.013-0.03325124126.618+0.0774对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。对刀块选用圆形对刀块，其结构如下图所示：圆形对刀块的规格及主要尺寸：塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0140.54.6夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择由A型光面压块、螺杆、支座和滚花螺母等组成夹紧机构夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。18结束语在这次设计过程中，真正让我感受到了知识的重要性。在这次的轴承支架零件的设计当中，使用学过的CAD的画图软件，来对图纸进行绘制，因为很久都没有使用了，所以现在在开始画图的时候就出现很多问题，开始也不是很得心应手。但是熟练一下就能够画了。CAD制图对以后工作也是有很大的帮助的。把大学几年所学的专业的知识，和实际的应用相互联系到轴承支架的设计当中来了。对轴承支架机械加工工艺规程的制定，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的,这样在加工工件就可以用什么使用机床加工，保证怎样加工，加工工艺装备及设备等。在轴承支架零件的设计当中也发现了自己欠缺的地方。对我自己来讲轴承支架零件的设计，有收获也有不合理的地方，好处是a综合的运用的以前所学的各种知识，巩固了以前所学的知识。 B对多中参考书籍的查找，各样加工的余量以及切削加工的用量。 C养成了自己研究问题以及解决实际问题的水平。不合理的地方：D需要在以后的工作学习的实践当中