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齿轮 轴承 零件 工艺 规程 底端 夹具 设计 课程设计 优秀 优良 通过 答辩

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零 件 号 材料 制 日期 机械加工工艺过程综合卡片 零件名称 齿轮 轴承座 毛坯重量 指导 生产类型 批量 毛坯种类 铸件 审核 工序 安装工位 工步 工 序 说 明 工序简图 机床 夹具或辅助工具 刀具 量具 走刀次数 走刀长度(切削深度(进给量(mm/r) 主轴转数(r/切削速度(m/工时定额 (基本时间 辅助时间 服务时间 1 2 1 1 1 铸造 时效处理 3 1 以 100 和 87 外圆作为定位基准，铣 87 上端面 立式铣床用夹具 端 铣刀 卡尺 1 87 3 00 136 4 1 以 100 和 87 外圆 和一侧面 作为定位基准， 铣底端面 立式铣床用夹具 端铣刀 卡尺 1 317 3 00 5 1 1 以 加工过的底端面 100和 87 外圆作为定位基准， 钻，扩，铰 52 孔 立式钻床用夹具 麻花钻，扩孔钻 ，铰刀 卡尺 1 1 1 100 100 100 3 3 3 00 68 200 32 11 6 1 1 以加工过的 52 孔， 87端面， 底端面和一侧面作为定位基准， 铣 100 端面 立式铣床 用夹具 端 铣刀 卡 尺 1 100 3 50 7 1 1 以加工过的 52 孔， 87端面， 底端面和一侧面作为定位基准， 镗 80 孔 卧式镗床用夹具 弯头镗刀 卡板 1 20 3 800 80 8 1 1 以加工后的 52 和 80 孔内孔及其端面作为定位基准，采用一面两销定位， 铣 70面 立 式铣床用夹具 端 铣刀 卡尺 1 140 3 00 9 1 以加工后的 52 和 80 孔内孔及其端面作为定位基准，采用一面两销定位， 钻 87 上端面 3纹孔 立式 钻 床用夹具 麻花钻 丝锥 卡尺 1 1 16 12 3 3 00 275 10 1 1 以加工后的 52 和 80 孔内孔及其端面作为定位基准，采用一面两销定位， 钻 87 下端面 3纹孔 立式钻床 用夹具 麻花钻，丝锥 卡尺 1 1 16 12 3 3 00 275 1 1 1 检验 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 齿轮轴承座 零件名称 齿轮 轴承座 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铸造 铸造 2 时效处 理 时效处理 3 铣 铣 87 上 端面 用夹具 ， 端铣刀 ，游标卡尺 4 铣 铣 底 端面 用夹具，端铣刀 ，游标卡尺 5 钻 钻，扩，铰 52 孔 用夹具， 麻花钻，扩孔钻，铰刀 ，游标卡尺 6 铣 铣 100 端面 用夹具，端铣刀，游标卡尺 7 镗 镗 80 孔 用夹具 ， 弯头镗刀 ，游标卡尺 8 铣 铣 70面 用夹具，端铣刀 ， 游标 卡尺 9 钻 钻 87 上端面 3纹 孔 用夹具， 麻花钻，丝锥，螺纹量规， 游标卡尺 10 钻 钻 87 下端面 3纹孔 用夹具，麻花钻，丝锥，螺纹量规，游 标卡尺 11 检验 检验 ，入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计说明书 题目： 齿轮轴承座 零件的工艺规程及 铣底端面 夹具设计 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 齿轮轴承座零件的工艺规程及铣底端面夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用 夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 4 面的选择 传 5 定工艺路线 5 械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸的确定 6 定切削用量及基本工时 14 三 夹具设计 15 题的提出 15 位基准的选择 15 削力及夹紧力计算 16 位误差分析 17 具设计及简要操作说明 18 总 结 19 致 谢 22 参考文献 23 第 1 页 共 27 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要 指标。 齿轮轴承座零件的工艺规程及铣底端面夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们 批评指正。 第 2 页 共 27 页 一、 零件的分析 零件的作用 齿轮轴承座零件 作用，待查 零件的工艺分析 齿轮轴承座 有 2 个加工面他们 相互之间没 有 任何 位置度要求。 1： 以底端面 为基准的加工面，这组加工 的 主要是 铣 100 端面 和钻，扩，铰 52 孔 。 2： 以 52 孔为基准的加工面，这组加工面主要是各个孔端面及其 螺纹 孔 。 第 3 页 共 27 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件 成批 生产 ，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 基面的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的 重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 第 4 页 共 27 页 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工 艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取 底端 面作 为定位基准，。 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 已经加工好的 52 孔 和端面 为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复 。 第 5 页 共 27 页 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的 条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案 ： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣 87 上端面 4 铣 铣底端面 5 钻 钻，扩，铰 52 孔 6 铣 铣 100 端面 7 镗 镗 80 孔 8 铣 铣 70面 9 钻 钻 87 上端面 3纹孔 10 钻 钻 87 下端面 3纹孔 11 检验 检验，入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 第 6 页 共 27 页 3 铣 铣 87 上端面 4 铣 铣底端面 5 钻 钻 52 孔 6 铣 铣 100 端面 7 镗 镗 80 孔 8 铣 铣 70面 9 钻 钻 87 上端面 3纹孔 10 钻 钻 87 下端面 3纹孔 11 检验 检验，入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一 钻，扩，铰 52孔 ，因为 52 孔 的粗糙度 度要求比较高，需要经过钻，扩，铰才能保证加工精度要求，有利用后面工序加工的时候利用钻扩铰后的 52 孔 定位， 这样能 能更好地保证工件 钻孔时 的位置度要求 ，而方 案二只有钻 52 孔 这一工步，很难保证加工精度要求，综合考虑我们选择方案一。 具体的加工路线如下 ： 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣 87 上端面 4 铣 铣底端面 5 钻 钻，扩，铰 52 孔 6 铣 铣 100 端面 7 镗 镗 80 孔 8 铣 铣 70面 9 钻 钻 87 上端面 3纹孔 第 7 页 共 27 页 10 钻 钻 87 下端面 3纹孔 11 检验 检验，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零 件材料为 生产类型为大批量生产，采用 砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 底 端 面 由于 底面要与其他接触面 接触， 同时又是 52 孔的中心线的基准。 粗糙度要求为 相关资料知余量留 2 比较合适 。 3、 孔 毛坯为空心， 铸造出孔。孔的精度要求介于 间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 2 确定切削用量及基本工时 工序 1：铸造 工序 2：时效处理 工序 3： 铣 87上端面 1. 选择刀具 刀具选取 端 铣刀，刀片采用 p ， 0 87d ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 第 8 页 共 27 页 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 ，则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 5 4 5 7 / m i 按机床标准选取500 r 8 7 5 0 0 1 3 6 / m i 0 0 1 0 0 0 当500r/ 0 . 2 4 5 0 0 4 0 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 4 0 0 /mf m m r3） 计算工时 切削工时： 87l ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 8 7 9 3 0 . 9 9 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 4：铣 底 端 面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 2pa ， 0 140d ， 2 5 0 / m ， 2z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 第 9 页 共 27 页 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 2pa 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床 说明书，其功率为为 6等系统刚度。 根据表查出 0 zf m m 齿，则 1 0 0 0 1 0 0 0 2 5 0 5 6 8 / m i 按机床标准选取600 r 1 4 0 6 0 0 2 6 3 . 7 / m i 0 0 1 0 0 0 当600r/ 0 . 4 2 6 0 0 4 8 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 4 8 0 /mf m m r6） 计算工时 切削工 时： l=317 1 ， 2 ，则机动工时为 12 3 1 7 9 3 2 . 7 4 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 5： 钻，扩，铰 52 孔 工步 1： 钻孔至 51 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 0 51d 时， 。由于本零 件在加工 51 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 第 10 页 共 27 页 根据 床说明书，现取 0 /f m m r 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 3 1 / m 所以 1 0 0 0 1 0 0 0 3 1 1 9 3 / m i 根据机床 说明书，取 2 0 0 / m 故实际切削速度为 5 1 2 0 0 3 2 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 0 0 9 3 1 . 7 5 m i 0 0 . 3 2l lt 工步 :2：扩孔 利用钻头将 51孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m 61231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书 第 11 页 共 27 页 取 8 ，实际切削速度为 5 1 . 8 5 6 8 1 1 / m i 0 0 1 0 0 0 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 52孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 2 0 0 / m 实际切削速度3.9 。 切削工时： 00 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 0 0 9 3 1 . 6 m i 0 0 . 3 5l lt 工序 6： 铣 100 端面 1. 选择刀具 刀具选取 端 铣刀，刀片采用 3pa ， 0 100d ， 2 2 5 / m ， 4z 。 2. 决定铣削用量 第 12 页 共 27 页 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 3pa 8） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 ，则 1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 5 7 1 6 / m i 按机床标准选取750 r 1 0 0 7 5 0 2 3 5 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 当750r/ 6 0 07 5 按机床标准选取 6009） 计算工时 切削工时： 100l ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 0 0 9 3 0 . 7 5 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 7：镗 80孔 切削用量： 毛坯孔径 d=80 由表 ： f=0.5 m/r v=80 m/r 则 n=318V/D=1817m/r 取 D=1800r/际切削速度 0 3 . 1 4 8 0 1 8 0 0 7 . 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 工作台每分钟进给量 m 0 01 8 0 05.0 m 第 13 页 共 27 页 被切削层长度 20l 刀具切入长度13( 2 3 ) 2 830p m mt g k t g 刀具切出长度32 取 2 行程次数 i ： 1i 基本工时1式（ ：121 6 1 2 1 0 . 0 1 m i l lt f 工序 8：铣 70面 1. 选择刀具 刀具选取 端 铣刀，刀片采用 3pa ， 0 70d ， 1 7 5 / m ， 2z 。 2. 决定铣削用量 10） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 3pa 11） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 6等系统刚度。 根据表查出 0 zf m m 齿，则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 7 5 7 9 6 / m i 按机床标准选取800 r 7 0 8 0 0 1 7 5 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 当 800r/ 第 14 页 共 27 页 0 . 4 2 8 0 0 6 4 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 6 4 0 /mf m m r12） 计算工时 切削工时： 140l ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 4 0 9 3 0 . 7 6 m i 0 0 . 4l lt n f x 工序 9：钻 87上端面 3纹孔 工步 1：钻 纹 底孔 10用高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得 mm/机（切削表 0 0 v 1 0 0 0 x 1 6 5 1 0 r / m i nD x 1 0n 机机 按机床选取 5 0 0 / m Dn x 1 0 x 5 0 0 1 5 . 7 m / m i 0 0 1 0 0 0 机机 基本工时： 12 1 6 3 3 0 . 1 5 7f 5 0 0 0 . 2 8l l lt 机 机步 2： 攻螺纹 择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m 第 15 页 共 27 页 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 3 8 ( / m i n )10 查按机床选取 2 7 5 / m 6 m 基本工时：12 1 2 3 3 0 . 0 5 2 ( m i n )2 7 5 1 . 2 5l l lt 机工序 10: 钻 87 下端面 3纹孔 钻 87 下端面 3纹孔 切削用量工时计算与 钻 87上端面 3纹孔 的相同，在此不再累述。 工序 11：检验，入库 第 16 页 共 27 页 三 、 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 第 4 道 工序的 铣底端面的铣 床夹具 。 题的提出 本夹具主要用于 铣底端面 ， 粗糙度 基准 A 有垂直度要求 ， 底端面主要是其他加工面的定位基准，加工时主要 考虑如何提高生产效率上 和精度要求 。 位 基准的选择 本道工序加工 底端面 ，我们采用已加工 好的 87 端面和外圆以及 100 外圆 定位， 采用活动 V 型块和固定 V 型块定位，再加上挡销定位，由于铣削力比较大，我们采用可调节辅助支撑，使用手柄带动 可以满足要求 。 定位方案如下： 第 17 页 共 27 页 削力和夹紧力的计算 粗铣时受力最大， 选用高速端面铣刀 刀具：高速钢端面铣刀， 140 铣时的轴向力 查文献 表 1501 . 0 0 . 89 . 8 14 2 . 7 , 1 . 0 , 0 . 8 , 1 . 09 . 8 1 4 2 . 7 4 0 . 3 1 . 0 7 8 0 F d f y 由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力 摩擦系数 1f 查 4表 31f = 第 18 页 共 27 页 安全系数 54321 ， 式中 基本安全系数 加工状态系数 刀具钝化系数 文献 4表 3 切削特点系数 考虑加紧动力稳定性系数 L=20 H=42 l=34 . 8 1 1 . 5 1 . 2 1 . 5 1 . 0 1 . 3 6 4 0 2 0 87560 . 2 5 4 2 3 4 查文献 4表 3 手柄 用 夹 紧 力 9994Q 许，因此选用该手柄夹 紧足以满足加紧要求。 位误差分析 夹具的主要定位元件为活动 V 型块和固定 V 型块和挡销，该V 型块是根据零件定位方案设计的专用件，定位精度较高，同时铣面时，面自身没有精度要求，因此定位误差可以不予考虑。 具设计及操作的简要说明 使用 V 型块和挡销 ，采用 手柄 快速夹紧 ，即可指定可靠的卡 紧力。 同时我们采用 圆形对刀块 ，保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产 。 第 19 页 共 27 页 装配图附图如下 ： 夹具体如下 第 20 页 共 27 页 总 结 这次 设计 是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实 践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 这次 设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独 立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只 第 21 页 共 27 页 有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题