4-轴承托脚零件机械加工工艺规程及[钻3-M6孔夹具设计]【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 轴承托脚 零件名称 轴承托脚 共 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 10 钻 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 钻 3纹 底孔，攻丝 麻花钻，丝锥，游标卡尺 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 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 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 铣下端面 用夹 具 ， 端铣刀 ，游标卡尺 4 铣 铣顶端面 用夹具，端铣刀 ，游标卡尺 5 车 车 90， 95 外圆 用夹具， 外 圆车刀 ，游标卡尺 6 镗 镗 68， 62 孔 用夹具， 弯头镗刀 ，游标卡尺 7 铣 铣 厚度为 17平台 用夹具，端铣刀 ，游标卡尺 8 钻 钻 43 的小孔 13 钻头，游标卡尺 9 钻 钻 8 的小孔 8 钻头，游标卡尺 10 钻 钻 3纹 底孔，攻丝 花钻，丝锥，游标卡尺 11 检验 检验 12 入库 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 设计说明书 题目： 轴承托脚 工艺规程及 钻 3 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。 轴承托脚 加工工艺规程及 钻 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 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 8 三 夹具设计 13 题的提出 13 位基准的选择 13 削力及夹紧力计算 14 位误差分析 15 具设计及简要操作说明 16 总 结 17 致 谢 18 参考文献 19 第 1 页 共 23 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。 轴承托脚 的加工工艺规程及其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 23 页 一、 零件的分析 零件的作用 轴承托脚 的作用，待查 零件的工艺分析 轴承托脚 有 2 个加工面他们 相互之间没 有 任何 位置度要求。 1： 以 两 端面 为基准的加工面，这组加工面主要是 43 的孔 和 68 孔 . 2： 以 68 孔为基准的加工面，这组加工面主要是 43 的孔 ， 8 的孔 ， 纹孔 。 第 3 页 共 23 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 锻造 ，采用 锻造，退火处理 ，能保证 锻 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。 （ 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 第 4 页 共 23 页 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 下端 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 62 孔 和一端面 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 。 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 第 5 页 共 23 页 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 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 车 车 90， 95 外圆 6 镗 镗 68， 62 孔 7 铣 铣厚度为 17平台 8 钻 钻 43 的小孔 9 钻 钻 8 的小孔 10 钻 钻 3纹 底孔，攻丝 11 检验 检验 12 入库 入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 镗 镗 68， 62 孔 6 铣 铣厚度为 17平台 第 6 页 共 23 页 7 钻 钻 43 的小孔 8 钻 钻 8 的小孔 9 钻 钻 3纹 底孔，攻丝 10 检验 检验 11 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案 二没有 车 90， 95 外圆 ，从零件图上可以看出， 90， 95 外圆 粗糙度 有精度要求的，需要加工，而方案一有这个工序，这样我们保证整个零件的加工精度要求。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 铣下端面 4 铣 铣顶端面 5 车 车 90， 95 外圆 6 镗 镗 68， 62 孔 7 铣 铣厚度为 17平台 8 钻 钻 43 的小孔 9 钻 钻 8 的小孔 10 钻 钻 3纹 底孔，攻丝 11 检验 检验 12 入库 入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 第 7 页 共 23 页 轴承托脚 零 件材料为 产类型为大批量生产，采用 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 锻造 可直接获得。 2、 端面 由于 轴承托脚 底面要与其他 接触面 接触， 同时又是 68 孔的中心线的基准。 粗糙度要求为 相关资料知余量留 3 比较合适 。 3、 68 孔 毛坯为空心， 孔的 粗糙度 照参数文献，确定工艺尺寸余量为 3 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： 铣上端面 1. 选择刀具 刀具选取 端铣刀 2pa ， 0 90d ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决 定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 2pa 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。 第 8 页 共 23 页 根据表查出 齿/2.0 ，则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 5 4 4 2 / m i 按机床标准选取450 r 9 0 4 5 0 1 2 7 / m i 0 0 1 0 0 0 当800r/ 0 . 2 4 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 r3） 计算工时 切削工时： 90l ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 9 0 9 3 1 . 1 3 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 4： 铣顶端面 1. 选择刀具 刀具选取 端 铣刀，刀片采用 2pa ， 0 85d ， 5 0 / m ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 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 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 第 9 页 共 23 页 1 0 0 0 1 0 0 0 5 0 1 8 7 / m i 按机床标准选取200 r 8 5 2 0 0 5 3 . 3 8 / m i 0 0 1 0 0 0 当200r/ 0 . 2 4 2 0 0 1 6 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 1 6 0 /mf m m r6） 计算工时 切削工时： l=85 1 ， 2 ，则机动工时为 12 9 8 5 3 2 . 4 3 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 5： 车 90， 95外圆 1. 选择刀具 刀具选取 外圆 车刀 ，采用 式车床 2pa ， 0 62d ， 1 2 0 / m ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 2pa 8） 决定每次进给量及切削速度 根据表查出 齿/2.0 z ，则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 6 1 6 / m i 第 10 页 共 23 页 按机床标准选取600 r 6 2 6 0 0 1 1 6 / m i 0 0 1 0 0 0 当600r/ 0 . 2 4 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 r9） 计算工时 切削工时： l=62 1 ， 2 ，则机动工时为 12 9 6 2 3 0 . 6 2 m i 0 0 . 2l lt n f x 工序 6: 镗 68， 62 孔 工件材料： 效处理，砂型铸造 加工要求： 镗孔 62 床：卧式 镗床 具： 弯头镗刀 查简明手册表 v =25mm/z 0 0 0 1 0 0 0 2 5 1 2 8 / m i 1 4 3 . 1 4 6 2 第 11 页 共 23 页 根据 床说明书，取 150 r/削工时： L=166 1 . 5 2 4 m i 0 0 . 0 7m 工序 7： 钻 43 孔 机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 13 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 1000 30 13 1194r/ 1194r/近的机床转速为 1450r/选取450r/ 所以实际切削速度000 1 3 1 4 5 0 2 5 . 3 / m i m 5) 切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=181l =4 2l =3 第 12 页 共 23 页 tm= 18 4 31450 =其他工序的钻铣工序的切削用量和基本工时相似， 在此不再累述。 第 13 页 共 23 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 的 工序的 钻 3 钻 床夹具 。 题的提出 本夹具主要用于 钻 3纹孔 ， 这 钻 3纹孔所在圆周和 62 孔有 同心 圆 关系 ， 为此， 只考虑保证精度要求和如何提高生产效率上，可以利用 62 孔作为定位基准 。 位 基准的选择 本道工序 钻 3纹孔 ，因此我们采用 62 孔 及其端面 定位， 用 心轴 和挡销 定位， 一端面限制 3个自由度 ， 心轴限制 2个自由度， 挡销限制 1 个旋转方向的自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用 开口垫圈 夹紧，开口垫圈 的压紧力即可以满足要求 。 削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 第 14 页 共 23 页 钻削力矩 式（ 5 式中： 5 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 6F 2 6 x 5 x 0 . 2 0 x 1 7 4 1 2 5 6 N 1 9 0 . 8 0 . 6T 1 0 x 5 x 0 . 2 0 x 1 7 4 3 2 5 4 7 N . m 本道工序加工 孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在 心轴 上定位， 心轴 为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用 下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。 0 . 0 1 2 0 . 0 2 3 0 . 0 3 2 0 . 0 6 72 T d 式中 定位副间的最小配合间隙（ 工件圆孔直径公差（ 定 位 销 外 圆 直 径 公 差 （ 。 第 15 页 共 23 页 套设计 加工需钻，然后攻丝，因 为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们 切削才能满足加工要求。故选用快换钻套以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 麻花钻钻孔，根据 84 的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 5。再用标准 锥攻丝 ， 具设计及操作的简要说明 使用 心轴定位，采用开口压板快速夹紧 ，即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。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 16 页 共 23 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 第 17 页 共 23 页 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，当然
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