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轴承
加工
工艺
47
夹具
设计
- 资源描述:
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轴承座加工工艺及钻φ47孔夹具设计,轴承,加工,工艺,47,夹具,设计
- 内容简介:
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目 录1.机械加工工艺规程设计2 1.1 零件类型与作用2 1.2 结构工艺性和技术要求分析2 1.3零件的材质、热处理及机械加工工艺性3 1.4 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状32 机械加工工艺路线拟定5 2.1 定位基准的选择5 2.2表面加工方法的选择6 2.3 零件加工工艺路线72.3.1方案72.3.2选择设备和工艺装备8 2.4刀具选择103.机械加工工序设计12 3.1 切削用量、工序余量的确定12 3.2公差的计算13 3.3 工时内容的确定144. 镗床夹具设计19 4.1夹具定位方案:19 4.2工件的夹紧方案:19 4.3夹具原件的选择和确定:19结 论20参考文献201.机械加工工艺规程设计这个学期我们进行了机械制造工艺学课程的学习,对机床夹具及其设计有了一定的了解和掌握,并通过此次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,同时,在课程设计过程中,我们认真查阅资料,切实地锻炼了我们自我学习的能力,检验了我们学习的效果。在课程设计,我们通过查阅课本以及同学们之间的相互讨论研究,进一步增进了同学们的合作意识和对专业基础知识的了解。 1.1 零件类型与作用轴承座是用来支撑轴承的,固定轴承的外圈,仅仅让内圈转动,外圈保持不动,始终与传动的方向保持一致,并且保持平衡;轴承座是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。1.2 结构工艺性和技术要求分析件直接接触的表面,对加工轴承座的主要几何元素为支承孔、安装底面,因为这是与其他零及加工精度有很大的影响,轴承支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度,因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度没有前面的要求高,能达到Ra 6.3就可以了。辅助元素为底平面的安装螺孔、支承孔周围的轴承盖连接孔,支承座身的铸造结构,主要为固定连接作用,对精度要求不高。1.3零件的材质、热处理及机械加工工艺性灰铸铁铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能,并且价格低廉,生产设备简单,所以在机械零件材料中占有很大的比重,广泛地用来制作各种机架、底座、箱体等形状复杂的零件。本零件的主要作用是支承作用,根据零件的复杂程度,我们选择铸造制作毛坯。材料为HT250,其强度、耐磨性、耐热性均较好,减振性良好,铸造性能较优,需要进行人工时效处理。1.4 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状根据生产纲领的要求,本零件是大批大量生产,还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求,我们选择毛坯的制造方式为铸造。零件材料为HT250,采用金属型铸造。根据表5-7至5-11,铸件的公差等级为CT810,取CT9。加工余量等级为DF,取F级。其它尺寸参照零件图查得。最后按入体形式标注毛坯尺寸,得到毛坯尺寸:见 表1 表1 毛坯尺寸工件尺寸/mm机械加工余量/mm基本尺寸/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm尺寸400.5mm40.5242.5孔420.541.5239.5底座尺寸150.515.51.717.2尺寸30.53.51.75.22 机械加工工艺路线拟定2.1 定位基准的选择1.粗基准面选择原则:1.不加工表面与加工表面有位置要求; 2.主要表面要求保证余量均匀; 3.粗基准表面的质量要求要高; 4.粗基准不要重复使用;轴承座的粗基准选择上要考虑支撑孔的加工余量要均匀,所以选择支撑孔端面作为粗基准来加工底面。2.精基准选择应遵循以下的原则:1.基准重合原则;2.基准统一原则;3.互为基准原则;4.自为基准原则;5.便于安装原则。选择精基准的出发点是保证加工精度,特别是加工表面的相互位置精度的实现,以及定位安装的准确方便。轴承座精基准选择时,一定要保证加工面自身形状精度,位置精度则由前面的工序保证。同时,精基准选择时,一定要保证工件的夹、压稳定可靠,夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下,轴承孔前后端面的最终精加工,就是互为基准加工,遵循互为基准原则。2.2表面加工方法的选择根据轴承座零件图上各加工表面的技术要求,考虑到各加工表面的粗糙度要求,确定工件各表面的加工方法如下: 支撑孔左右端面:粗糙度要求Ra 6.3,尺寸40mm未注公差尺寸,应与底面垂直;加工方法:粗铣42端面粗铣47端面;底面:粗糙度要求Ra 6.3,尺寸15mm未注公差尺寸,与轴承孔有平行度0.08mm;加工方法:粗铣底面;42内孔:尺寸42mm未注公差尺寸,粗糙度要求Ra 12.5,与底面距离为95mm;加工方法:粗镗;47内孔:尺寸47mm尺寸精度H7,内孔长度27mm,孔面粗糙度要求Ra 1.6,端面粗糙度要求Ra6.3;加工方法:粗镗半精镗精镗;底座4个螺栓孔:尺寸12mm未注公差要求,孔面粗糙度要求Ra 6.3,厚度尺寸13mm;加工方法:钻孔;底座4个沉头孔:尺寸22mm未注公差要求,孔面与端面粗糙度要求Ra 12.5;考虑到孔12mm厚为13mm;加工方法:粗钻;支撑端面上4个螺纹孔:尺寸M6mm,在62mm圆环上均匀分布;加工方法:钻M6mm孔攻丝;2.3 零件加工工艺路线依据零件生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析确定采用工序集中的加工模式;这样有利于采用高效的专用设备和工艺装备,生产效率高,工件装夹次数少,辅助时间短,加工表面间的位置精度易于保证;毛坯为精铸件,清理后,进行人工时效处理,以消除铸件的内应力,在毛坯车间铣削除去浇冒口,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间加工。2.3.1方案工序10:以支承孔为粗基准定位,夹轴承底座两端毛坯面,铣轴承座底面,照顾尺寸15mm和表面粗糙度要求,为后续加工提供精基准定位;工序20:以底面为基准定位,粗铣42mm侧的77mm端面;工序30: 以42mm侧的77mm端面为定位基准,粗铣47mm侧的77mm端面到图样要求;工序40:以47mm侧的77mm端面为定位基准,粗镗内孔42mm并照顾Ra12.5,加工倒角。工序50:以42mm侧的77mm端面和内孔42mm为定位基准,考虑同轴度要求,粗镗内孔47mm满足尺寸27mm。工序60:热处理,消除内应力。工序70:精镗47mm孔面。工序80:以底面和侧面为定位基准, 钻412的孔。工序90:以底面和侧面为定位基准,锪422的沉头孔,考虑4个均匀分布孔的尺寸13mm。工序100:以支撑孔端面和内孔定位,设置分度机构,钻62圆上4*M6螺纹孔。工序110:攻4-M6螺纹。工序120:去毛刺,清理工件表面。工序130:进行时效处理,消除加工产生的内应力。 工序140:检验、入库。2.3.2选择设备和工艺装备1)机床的选原则:1. 机床尺寸规格与工件的形状尺寸应相适应;2. 机床精度等级与本工序加工要求应相适应;3. 机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应;4. 机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应;依据课本1p3031页机床选择原则和各类型机床适用范围介绍,依据表1表5-18和表5-28,对轴承座加工机床选择如下表所示:表2 轴承座加工机床选择:工序号加工内容机床设备说明10铣底面X5020A根据表5-20,常用,工作台尺寸、机床电动机功率均合适20粗铣42mm侧的77mm端面X5032根据表5-20,常用,工作台尺寸、机床电动机功率均合适30粗铣47mm侧的77mm端面X5032根据表5-20,常用,工作台尺寸、机床电动机功率均合适40粗镗内孔42mmT68根据表5-24,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适50粗镗内孔47mmT68根据表5-24,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适60热处理70精镗内孔47mmT68根据表5-25,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适80钻4*12孔Z5125A根据表5-21,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适90锪4*22沉头孔Z3025B根据表5-22,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适100钻4*M6孔Z5125A根据表5-21,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适110攻螺纹CA6140根据表5-21,常用,工件孔径、机床电动机功率均合适120倒角、去毛刺手工倒孔口角及去锐边、毛刺130进行时效处理消除加工产生的内应力140检验、入库2.4刀具选择依据加工方法、工件材料、加工尺寸、精度和表面粗糙度要求、加工经济性等因素,选择时应尽可能选择效率高,成本低的标准化刀具,与设备和加工方法匹配,对各工序道具的材料、类型、结构和尺寸选择如下表所示:表3-刀具选择工序号加工内容机床设备刀具说明10铣底面X5020AB型可转位套式面铣刀根据表2-16和5-33,加工尺寸为98x70mm,选择刀盘直径为125mm20粗铣42mm侧的77mm端面X5020AA型可转位套式面铣刀根据表2-16和5-33,加工尺寸为77mm,选择刀盘直径为100mm30粗铣47mm侧的77mm端面X5020AA型可转位套式面铣刀根据表2-16和5-33,加工尺寸为77mm,选择刀盘直径为100mm40粗镗内孔42mmT68机夹单刃镗刀机夹单刃镗刀可以镗内孔50粗镗孔47mmT68机夹单刃镗刀机夹单刃镗刀可以镗内孔60热处理70精镗47mm空面T5125A机夹单刃镗刀机夹单刃镗刀可以镗内孔且符合表面粗糙度要求80钻4*12孔Z5125A12mm直柄麻花钻根据表5-36选用GB/T6136.2-2008标准刀具90锪4*22沉头孔Z3025B12mm直柄超长麻花钻根据表5-36选用GB/T1438.2-2008表5-38选用直柄锥面锪钻标准刀具100钻4*M6孔Z5125A5mm直柄超长麻花钻根据表5-36选用GB/T6136.3-2008标准刀具110攻螺纹CA6140M6机用丝锥具体规格由零件内螺纹模数确定120倒角、去毛刺钳工台130进行时效处理振动时效设备140检验、入库测量工具3.机械加工工序设计3.1 切削用量、工序余量的确定(1)底面:毛坯尺寸为17.2mm,铣底面的工序尺寸为15mm,加工余量为2.2mm。(2)42mm侧的77mm端面:毛坯尺寸为42.5mm,铣铣端面的工序尺寸为41.25mm,加工余量为1.25mm。(3)47mm侧的77mm端面:预留尺寸为41.25mm,铣铣端面的工序尺寸为40mm,加工余量为1.25mm。(4)42mm孔:粗镗时预留孔为39.5mm,工序尺寸为41.2mm,加工余量为2mm。半精镗时工序尺寸为42mm,加工余量为0.5mm。(5)47mm孔:粗镗时预留孔为42mm,工序尺寸为45.5mm,加工余量为3.5mm。半精镗时工序尺寸为46.5mm,加工余量为1mm。精镗时工序尺寸为47mm,加工余量为0.5mm。(6)22mm孔: 钻削后的加工余量为10mm,锪孔深度为2mm。(7)12mm孔:钻削的加工余量为12mm,深度为13mm。(8)M6孔:钻削的加工余量为5mm,深度为40mm。(9)攻M6螺纹:攻丝的加工余量为1mm,深度为40mm。3.2公差的计算工件在铣床夹具上加工时,加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差D、夹具误差J、夹具在主轴上的安装误差A和加工方法误差G的影响。如夹具图所示,轴承座在夹具上加工时,尺寸的加工误差的影响因素如下所述:(1)定位误差D由于底座上表面既是工序基准,又是定位基准,基准不重合误差B为零。工件在夹具上定位时,定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差Y为零。因此,尺寸15mm的定位误差D等于零。(2)夹具误差J夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差,即夹具总图上尺寸15mm的公差为0.02,以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.(3)安装误差A采用精密安装,夹具的安装误差几乎可以忽略不计。(4)加工方法误差G如铣床上安装夹具基准与夹具体底面间的误差、铣床主轴进给误差、工件与夹具体的平行度垂直度误差等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的制造精度和装配精度等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm轴承座零件的铣床夹具总加工误差是: 精度储备:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.3 工时内容的确定工序10:铣底面1、确定背吃刀量:Ap =2.2mm。2、确定进给量f:查表5-86得,每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z。3、计算切削用量: 选取铣床的主轴转速为220r/min,铣刀的直径为125mm,所以切削速度分别为:V=dn/1000=3.141252201000=86.35m/min4、确定时间定额(2个工位)一个工位基本时间0.648min=39s其中=70mm为切削加工长度;为刀具切入长度;为刀具切出长度; 为工作台水平进给量其中:d=125mm;,=35,取=4mm,=176mm/min。工序20、30:粗铣42mm侧的77mm端面及粗铣47mm侧的77mm端面1、确定背吃刀量:每个工序=1.25mm。2、确定进给量f:查表5-86得,每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z。3、计算切削用量:用100mm的铣刀来加工,取铣床的主轴转速为n=220r/min,则切削速度V=dn/1000=3.14*100*220/1000=69.08m/min。4、确定时间定额基本时间0.644=39s。其中=77mm ,取, =35,取=4mm。=176mm/min。工序40:粗镗内孔42mm1、确定背吃刀量:粗镗Ap=2mm,半镗车Ap=0.5mm。2、确定进给量f:查表得f=0.4 mm/r。 3、确定切削速度:粗镗时主轴转速定为n=610r/min,Vc1=dn/1000=3.14x41.5x600/1000=74.42 m/min4、确定时间定额粗车时。其中=40mm ,取, ,取,。=23,取=3mm,=5mm。工序50、70:粗镗 精内孔47mm粗车:1、确定背吃刀量: =3.5mm。2、确定进给量f:查表得f=0.4 mm/r。3、确定切削速度:粗镗时主轴转速定为n=610r/min,Vc1=dn/1000=3.14x45.5x610/1000=87.15 m/min。4、确定时间定额。其中=27mm ,取, ,取,。=23,取=3mm,=5mm。精镗:1、确定背吃刀量: =0.5mm。2、确定进给量f:查表得f=0.4 mm/r。3、确定切削速度:粗镗时主轴转速定为n=970r/min,Vc1=dn/1000=3.14x47x970/1000=146.15m/min。4、确定时间定额。工序80:钻4-12mm孔 1、确定背吃刀量: =12mm,深度为13mm。2、进给量f:查表得 f=0.35 mm/r。3、确定切削速度Vc:查表得 Vc=15m/min。4、计算转速n:n=1000xV/d=1000x15/x12=397.89r/min,所以 取n=400r/min 得 Vc=15.08 m/min。5、确定时间定额。走刀长度,切入长度,切出长度,。 工序90:钻、锪4-22mm孔;1、确定钻削量: =12mm,锪孔=22mm深度2mm2、进给量f:查表得 fc=0.35 mm/r。3、转速n:n=600r/min。4、确定钻削削速度Vc: Vc=dn/1000=3.14x22x600/1000=41.45m/min。5、确定时间定额。,。工序100:钻孔:M6螺纹孔加工之前的钻孔直径为5 mm 1、确定背吃刀量: =5mm。2、进给量f:查表得 f=0.2 mm/r。3、确定切削速度Vc:查表得 Vc=15m/min。4、计算转速n:n=1000xV/d=1000x15/x5=954.93r/min,所以 取n=1000r/min 得 Vc=15.71m/min。5、确定时间定额。工序110:攻M6螺纹1、确定背吃刀量: =1mm。2、确定进给量:进给量应为螺距P=0.75mm,故f=0.75mm/r。3、确定机床主轴转速n=267r/min。4、计算切削速度V:V=(668)1000=5.0
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