设计轴承零件的机械加工工艺规程及4xφ12孔工艺装备设计

课程设计题目轴承零件的机械加工工艺规程及4X12孔工艺装备设计班级机械工程及其自动化课程设计任务书一、设计题目设计轴承零件的机械加工工艺规程及4X12孔工艺装备设计二、原始资料1被加工零件的零件草图1张2生产类型50000件/年三、上交材料1被加工工件的零件图1张2工件的毛坯图1张3机械加工工艺过程卡片1张4与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张5夹具装配图1张7课程设计说明书70008000字1份说明书主要包括以下内容（章节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献列出参考文献包括书、期刊、报告等，10条以上课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印四、进度安排参考1熟悉零件,画零件图2天2选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天3工艺装备设计画夹具装配图及夹具体图9天4编写说明书3天5准备及答辩2天五、指导教师评语成绩指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够不及格设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘要轴承零件制造的工艺文件摘要产品制造工艺过程各项内容要求一定程序进行编制，文件标准形式固定下来形成工艺文件。工艺文件分为综合工艺文件，即将一个产品要求统一编制，一个文件简单明了。查询适用于产品结构简单生产，批量场合类型工艺文件产品制造技术专业特点分类2002机床,入世是挑战更是机遇，专家指出要加大我国数控机床研发力度，加快普及型数控机床的发展。漫话中国机床制造业的服务竞争中国铣床和加工中心市场的现状和展望国内外车床的技术水平和发展方向，世界加工中心的生产、需求和发展动向国内外机床发展趋势世界数控系统发展趋势，切削加工技术和数控机床的发展。将产品制造工艺过程的各项内容和要求按照一定的程序进行编制，以文件和标准的形式固定下来，就形成了工艺文件。工艺文件可以分为两种一是综合型工艺文件，即将一个产品的所有要求统一编制在一个文件中，简单明了，便于查询，适用于产品结构简单、生产批量小的场合。二是分类型工艺文件，即根据产品制造技术的专业特点分类编制，突出专业特点，适用于各类产品。轴承作为一种标准化机械零件部件，除了个别品种外，大多数品种的生产流程基本相似。因此，轴承零件的制造工艺文件的编制便于实现规范化、系列化。ABSTRACTROLLINGPARTSMANUFACTURINGPROCESSDOCUMENTABSTRACTMANUFACTURINGPROCESSREQUIRESTHEELEMENTSOFPROCEDUREDOCUMENTATIONSTANDARDSDOWNINTHEFORMOFADOCUMENTOFPAPERDOCUMENTSINTOINTEGRATEDTECHNOLOGYPRODUCTSTOBEAREQUIREMENTTOPREPAREADOCUMENTCLEARANDSIMPLEQUERYTOTHEPRODUCTMIXSIMPLEPRODUCTIONQUANTITIESOCCASIONTYPEOFPAPERPRODUCTSMANUFACTURINGTECHNOLOGYPROFESSIONALCHARACTERISTICSOFCATEGORY2002MACHINE,THEWTOISACHALLENGEMOREOPPORTUNITIESEXPERTSPOINTEDOUTTHATCHINASCNCMACHINETOOLSTOINCREASERESEARCHANDDEVELOPMENTEFFORTSTOSPEEDUPTHEPOPULARIZATIONOFCNCMACHINETOOLSTALKINGABOUTTHEDEVELOPMENTOFCHINASMACHINETOOLMANUFACTURINGSERVICESCOMPETITIONMILLINGANDPROCESSINGCENTRESINCHINAMARKETSTATUSANDPROSPECTSATHOMEANDABROADLATHETECHNOLOGYANDDEVELOPMENTOFTHEPROCESSINGCENTEROFWORLDPRODUCTION,DEMANDANDTHEDEVELOPMENTTRENDSOFWORLDDEVELOPMENTTRENDOFDOMESTICANDFOREIGNMACHINETOOLCNCMACHININGTECHNOLOGYDEVELOPMENTTRENDSANDTHEDEVELOPMENTOFCNCMACHINETOOLSPRODUCTMANUFACTURINGPROCESSOFTHECONTENTANDREQUIREMENTSINACCORDANCEWITHCERTAINPROCEDURESFORTHEPREPARATION,DOCUMENTATIONANDSTANDARDSINTHEFORMOFFIXED,THEFORMATIONOFADOCUMENTTECHNOLOGYFILESCANBEDIVIDEDINTOTWOTYPESFIRSTGENERALOFDOCUMENTS,TOBEAPRODUCTOFALLTHEREQUIREMENTSOFUNITYINTHEPREPARATIONOFADOCUMENT,CLEARANDSIMPLE,READILYACCESSIBLEANDAPPLICABLETOTHEPRODUCTSTRUCTUREISSIMPLE,THEPRODUCTIONOFSMALLQUANTITIESOFOCCASIONSSECOND,THETYPEOFCLASSIFIEDDOCUMENTS,NAMELY,MANUFACTURINGTECHNOLOGYPRODUCTSINACCORDANCEWITHTHECLASSIFICATIONOFPROFESSIONALCHARACTERISTICS,PROMINENTPROFESSIONALCHARACTERISTICS,APPLICABLETOALLTYPESOFPRODUCTSROLLINGASASTANDARDIZEDMACHINEPARTSCOMPONENTS,INADDITIONTOINDIVIDUALSPECIES,MOSTSPECIESOFSIMILARPRODUCTIONPROCESSESTHEREFORE,BEARINGPARTSOFTHEMANUFACTURINGPROCESSFORTHEPREPARATIONOFDOCUMENTSTOACHIEVESTANDARDIZED,ANDSERIALIZATION目录1零件的工艺分析12机械加工工艺设计221毛坯的制造形式222基面23制订机械加工工艺路线331表面加工方法的确定332工序顺序的安排433确定工艺路线54机械加工余量、工序尺寸及公差的确定641确定切削用量及时间定额65夹具设计851夹具选择8心得体会12参考文献131零件的工艺分析该设计是轴承零件的加工工艺和4X12孔的工艺装备要求4X12在轴承零件底座的左右2边，每边孔心距40MM,2边孔心距180MM。分析如表项目公差等级尺寸及偏差MM粗糙度UM圆顶台面IT1112125125的前端面IT1112563125的后端面IT1112563底座底端面IT1121563625的内端面IT11856316的孔IT1116632机械加工工艺设计21毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为4000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。铸件需经时效处理。毛坯工艺确定毛坯的尺寸公差和加工余量铸造类型（砂型）基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级公差CT加工余量底座底面215CT9MAG285圆顶台面12CT9MAG1625孔内面85CT9MAG225大圆前后面125CT9MAG25522基面基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。221粗基面的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择125圆后面和625的内面。采用125圆面定位加工其前面，用625的内面加工轴承零件底座底面。可以为后续工序准备好精基准。222精基面的选择选加工后的125后面为精基准面来加工其前面。选轴承零件底座底面为精基准面来加工625的内面和圆顶台面。3制订机械加工工艺路线生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。1工序工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定31表面加工方法的确定根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,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。查机械制造课程设计指导书10页表17、18、19，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下轴承零件各表面加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注125前端面IT1163粗铣半精铣表18125后端面IT1163粗铣半精铣表18625内端面IT1163钻扩表17圆顶台面IT11125粗铣表18底座底面IT1163粗铣半精铣表1816孔IT763锪表1712孔IT8钻铰表11032工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准曲柄左端面和右端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原则，先加工曲柄端面，再加工孔，确定工艺路33确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了曲柄的工艺路线。工序号工序名称机床装备刀具量具1125前端面铣床铣刀游标卡尺2125后端面铣床铣刀游标卡尺3625内端面钻床钻刀游标卡尺4圆顶台面铣床铣刀游标卡尺5底座底面铣床铣刀游标卡尺612孔钻床钻刀铰刀塞规卡尺716孔钻床锪刀塞规卡尺8去毛刺钳工台平锉9中检塞规、百分表、卡尺等10时效处理11清洗清洗机12终检塞规、百分表、卡尺等加工设备和工艺设备1机床的选择采用Z525立式钻床、钻床。2选择夹具该曲柄的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3选择刀具在铣床上加工的各工序，采用高速钻刀即可保证加工质量。4选择量具采用塞规双用游标卡尺。4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定孔12的工序尺寸由表228课查得，钻孔余量Z1MM，粗铰余量M005，锥销孔加工工序的加工余量项目内容精度等级工序尺寸工序余量钻IT11111112孔铰IT812119541确定切削用量及时间定额主轴转速的确定1钻、铰12锥孔,以轴承底座右端面为基准。刀具钻头直径为11MM的高速钢钻头，锥度铰刀头直径为12MM高速钢铰刀。机床Z525立式钻床2钻孔工步背刀吃量P的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定P11MM。进给量的确定由表522，选取该工步得进量F01MM/R。切削速度的计算由表531，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度V20M/MIN选取。由公式N1000V/D可求得该工序钻头钻速N960R/MIN,参照表49所列Z525型立式钻床得主轴转速，取转速N960R/MIN。再将此转速代入公式VND/10003316M/MIN。3粗铰孔工步1）背吃刀量的确定取P095MM。2）进给量的确定由表531，选取该工步得进给量F1MM/R。3切削速度的计算由表531，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度V2M/MIN选取。由公式N1000V/D可求得该工序钻头钻速N80R/MIN,参照表49所列Z525型立式钻床得主轴转速，取转速N97R/MIN。再将此转速代入公式VND/1000364M/MIN时间定额的计算工序6钻、铰12孔1）钻孔工步根据表551，钻孔的基本时间可由公式求得。12T/LFNLFNL30MM,L21MM,L1D/2COTKR1250MMF01MM/RN960R/MIN。则该工步的基本时间T30501/01MM/R/960R/MIN225S2）粗铰孔工步根据表541，铰孔基本时间可由公式TL/FNLL2L1/FN,LPDD/2,KR15，L11MM，F1MM/R，N97R/MIN则该工步的基本时间T198S。3）辅助时间的计算TF辅助时间TF基本时间T之间的关系为TF（01502）T钻孔辅助时间TF0222545S铰孔辅助时间TF02198396S其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间TB是作业时间的27，休息与生理时间TX是作业时间的24，本设计均取3，则工序的其他时间（TBTX）可按关系式（33）（TFT）计算。工序9的其他时间TBTX6（108S20S4S）2S单件计算时间TD2S108S20S4S368S。5夹具设计51夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。（一）提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，短圆柱销限制2个自由度，削边销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理。（二）设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对12孔进行加工，这个孔尺寸精度为IT12，表面粗糙度W为毛坯的粗糙度，钻、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。（三）夹具设计1、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工12孔时，采用轴承底座右端面和轴承底座底面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为面与面定位，因为该定位元件的定位基准为面的轴线，存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。90,HH时DWB2HHTANGDWH02、切削力及夹紧力的计算刀具11的麻花钻，12的锥度铰刀。钻孔切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式HBDSP609067式中P钻削力T钻削深度,30MMS每转进给量,01MMD麻花钻直径,11MMHB布氏硬度，140HBS所以HBDSP6090671687（N）钻孔的扭矩SM60940201式中S每转进给量,025MMD麻花钻直径,11MMHB布氏硬度，140HBSHBSDM609402013613NM铰孔时的切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式TP6040219式中P切削力T钻削深度,30MMS每转进给量,1MMD铰孔钻直径,12MMHB布氏硬度，140HBS所以HBSTP6040219873（N）铰孔的扭矩DPHBST406075031式中T钻削深度,80MMS每转进给量,03MMD麻花钻直径,12MMHB布氏硬度，140HBSDPHBST40607503110476（NM）钻孔夹紧力查机床夹具设计手册P70表36，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式WKF2LCFF1B/CFLFA807（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为通过轴承底座底面和侧面为定位基准，在垫块平面和实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺栓和螺母夹紧机构夹紧工件。定位元件定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。4确定导向装置本