机械加工工艺-角形轴承箱设计说明书

.序言机械制造技术基础课程设计，是在我们学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行生产实习的基础上进行的又一实践性教学环节。这是我们在进行毕业之前，对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。通过此次此次设计，应该得到下述各方面的锻炼：1) 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。2) 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效省力，经济合理，而且能保证加工质量的夹具的能力。3) 学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，能够做到熟练使用。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多的不足之处，希望各位老师多加指导。一、零件的分析 （一）零件的作用题目所给的零件是机用床的角形轴承箱。它位于车床机构中，主要用来支撑、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和表面粗糙度。140h11为内圆较高的定位基准，180H7孔为轴承配合有较高的精度。 （二）零件尺寸图 （三）零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制知，原样图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。根据零件的尺寸图，可以初步拟定零件的加工表面，其间有一定位置度要求。为此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求，分述如下：在尺寸图中，左视图上标注的零件的两侧面（100h11）垂直于基准C（180H7孔的轴线）其垂直度公差为0.1mm。在左视图上标注的宽度为50h11的（两槽）槽的两侧面平行于基准B（左视图中零件的左侧面），其平行度公差为0.12mm。左视图上标注的180H7的孔有圆度要求，其圆度公差为0.008mm。在尺寸图中，视图上标注的宽度为50h11的两槽的内槽面有垂直度要求，其垂直度公差为0.12mm。主视图上标注为6-1300.4的孔，有位置度的要求，其位置度公差为0.6mm在尺寸图中，俯视图上标注的宽度为50h11槽，有位置度要求，其公差值为0.4mm。由零件图可知，零件的不加工表面粗糙度值为6.3um。零件的材料为HT200。铸件要求不能有吵眼、疏松、气孔等铸造缺陷，以保证零件强度、硬度及刚度，在外力作用下，不致于发生意外事故。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。二、确定毛坯1、选择毛坯该零件材料为HT200，考虑到轴承的正反转和主要受径向力等情况，以及参照零件图上所给的该零件不加工表面的粗糙度要求，对于不进行机械加工的表面的粗糙度通过铸造质量保证，属批量生产，且该零件的外形尺寸不复杂，又是薄壁零件，故采用金属型铸造。2、确定毛坯尺寸 由参考文献1表2.2-3可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级由表2.24。故取CT为10级，MA为E级。参阅文献资料可知，可用查表得方法确定各加工表面的总余量，但由于查表确定的总余量值各不相同，一般情况下，除非有另有规定，一般要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只规定一个值，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选取。故取所有两基准面面额单边余量为5mm；L形平台单边余量2.5mm；两端面双边余量2mm，内孔双边余量3.5mm。其毛坯图外型尺寸的公差要求及公差值详见毛坯图。3.设计毛坯图 根据上面毛坯尺寸的确定，将零件图转变为毛坯图。详见毛坯零件图。三、工艺规程设计（一）选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。1、粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取零件的上面和右面的直角平面为粗基准。2、精基准的选择：主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸链换算。（二）零件表面加工方法的选择由上述的零件分析和查阅相关文献，根据本零件的加工要求，使用到的主要机床有：铣床，镗床，钻床；铣床主要用来铣削直角边、槽；镗床主要用来镗削端面，镗孔；钻床主要用来钻孔。根据零件的表面粗糙度质量要求和尺寸公差要求，对要求机械加工的各端面和孔，现制定加工方法如下：1、 对于两个直角面，其表面粗超度值为6.3um，由机械制造工艺设计手册可知：需通过粗铣和半精铣的加工工序获得。2、 对于长度为75mm的凹台，其表面粗糙度值为12.5um，由机械制造工艺设计手册可知：只需进行一次铣削即可获得。3、 对于180H7mm的孔，其表面粗糙度值为1.6um，由机械制造工艺设计手册可知：可通过粗镗，精镗的加工工序获得。4、 对于250mm的两个端面，其表面粗糙度为6.3um，由机械制造工艺设计手册可知：这两端面可以通过粗铣和半精铣的加工方法获得要求的表面质量。5、 对于零件上的6-13，这6个孔，其表面粗糙度为12.5um，只需通过一次钻削即可获得。6、 对于两个直角面上的50h11mm的槽，其表面粗超度值为6.3um，由参考文献11.4-7可知：这两个槽通过粗铣和半精铣的加工工序可获得。7、 对于零件侧面上的2-25的两个通孔其表面粗糙度为12.5um，只需通过一次钻削即可获得。按照图纸要求，其余未加工表面质量，通过铸造工艺保证。（三）制定工艺路线制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下, 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线如下：工序一 铣两大平面工序二 铣两小平面工序三 镗180H7孔工序四 铣两端面工序五 钻孔工序六 铣槽工序八 钻孔四、机械加工工序的确定“角形轴承座，零件材料为HT200，硬度180200HB，生产类型大批量，金属型铸造毛坯。”据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工工机床如下：工序号工序说明机床1铣一直角平面X61W立式铣床2铣另一直角平面X61W立式铣床3铣长度为75mm的凹台XA5032立式铣床铣另一长度为75mm的凹台XA5032立式铣床4粗镗加工180H7的孔T68卧式镗床精镗加工180H7的孔T68卧式镗床5铣180H7的端面XA5032立式铣床铣另一180H7的端面XA5032立式铣床6倒角T68卧式镗床翻遍倒角T68卧式镗床7钻6-13的孔Z525立式钻床8铣宽度为50mm的凹槽XA5032立式铣床9铣另一宽度为50mm的凹槽XA5032立式铣床10钻25的通孔Z535立式钻床 钻另一25的通孔Z535立式钻床五、确立切削用量及基本工时工序十 钻2-25的通孔 1、加工条件：钻2-25的孔。 2、机床：钻床，Z535立式钻床。 2.、选择钻头 选择高速钢锥柄长麻花钻钻头，粗钻时do=25mm，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 .3、选择切削用量 （1）决定进给量根据参考文献2表2.7，按加工要求决定进给量：根据根据参考文献2表2.7，当加工要求为H12H13精度，铸铁的硬度为180200HBS，d0=16mm时，fz=0.700.86mm/z，所以， fz=0.70mm/r。根据参考文献2表2.8 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根据参考文献2表2.12，后刀面最大磨损限度为0.50.8mm，寿命（3）切削速度根据参考文献2表2.13 修正系数 故。机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率根据参考文献2表2.20 所以 故满足条件，校验成立。4、计算工时T=L/nf=60/275*1.45=0.87min六、夹具设计（一）定位方案的选择根据工序加工要求，工件在夹具中的定位方案如下：以180中心孔为主要定位基准，限制5个自由度（X，Y方向移动、转动、Z方向的移动），右侧平面处的支承钉限制1个自由度（Z方向转动.按照基准重合以及精基准的原则，X,Y,Z方向用设计基准作为定位基准，以避免基准不重合而引起的基准不重合误差，有利于保证加工精度。（二）定位元件设计 本工序采用右侧面和短心轴作为主要定位元件。如夹具总装图所示这样能较容易、较稳定地保证加工精度。用夹具装夹工件时，工件相对与刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、教稳定地保证工件的加工精度。能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。夹紧力的计算:因采用的是手动夹具故夹紧力无须计算。（三）夹紧装置的选择及设计夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。夹紧力作用点的选择应遵循的规则：1.为了使定位稳定，夹紧力作用点应该落在主要的定位支承面上，活络在主要的定位支承面上的支承点所围成的面积内。2.夹紧力应作用在工件刚性较好的部位上，不应该使工件产生夹紧变形或使工件产生翻砖力矩；3.为了防止工件在加工过程中产生振动，夹紧力的作用点应尽量靠近被加工表面；4.夹紧力作用点的数目，应尽量在工件的整个接触面上分布均匀，以减小夹紧变形。该夹具是用六角头螺母手动夹紧，在装夹过程中方便简单，节约了大量的装夹时间，并采用压板作为夹紧力的实施件。操作方便，使用安全、可靠，且改善工人的劳动条件，减轻劳动强度。在夹紧过程中也不会使工件产生变形，且具有自锁功能，能保证加工过程中加工件位置的确定。（四）夹紧装置设计夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。 1、具有足够的强度和刚度 2、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构近可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸 3、安装稳定牢靠 4、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验 5、尺寸要稳定且具有一定精度。6、清理方便 夹具体毛坯制造方法的选择：综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸：在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。七、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