机械制造技术课程设计-轴承座机械加工工艺规程及镗φ32孔夹具设计.docx

设计说明书题目：轴承座工艺规程及夹具设计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。轴承座加工工艺规程及钻孔的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，了解筌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。关键记:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目录ABSTRCT3序言1一零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2二.工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确定切削用量及基本工时7三夹具设计Il3.1 问题的提出113.2 定位基准的选择Il3.3 定位方案的设计Il3.4 夹紧装置的设计13典型夹紧结构如下：133.5 切削力及夹紧力的计算133.6 定位误差分析153.7 夹具设计及操作的简要说明16总结17致谢19参考文献20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。轴承座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。-零件的分析1.1 零件的作用轴承座的作用：定位及支撑的作用。1.2 零件的工艺分析轴承座有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1:以顶端面和内孔为基准的加工面,这组加工面主要是铳底端面,钻2-中11的孔。2：以底端面和2-11孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他端面及孔的加工。-.工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产,采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 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。先选取顶端面和内孔作为定位基准，。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2-中11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。2.3 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效理时处时效处理3铳铳底端面4钛铳2-24的端面5钻钻2-ll的孔6铳粗精铳中60的左右端面7锌粗精链中32的孔8铳铳顶端面9钻钻M14的螺纹孔，攻丝10钻钻6的孔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钻钻2-ll的孔4铳铳底端面5钛铳2-24的端面6铳粗精铳中60的左右端面7镇粗精镣632的孔8铳铳顶端面9估钻M14的螺纹孔，攻丝10钻钻中6的孔11检验检验12入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先铳端面，再钻孔，工序安排紧凑合理,可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗车一个工序，不能保证加工精度要求，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铳铳底端面4铳铳2-24的端面5钻钻2-ll的孔6铳粗精铳60的左右端面7锌粗精镶32的孔8铳铳顶端面9估钻M14的螺纹孔，攻丝10钻钻6的孔11检验检验12入库入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生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，由铸造可直接获得。2、轴承座的端面由于轴承座端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。3、轴承座的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：铳底端面1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5nm,J0=35fn,v=25mmin,z=4。2 .决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成CIP=1.5mm2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2nvn/齿，则IOOOv 1000×125= 663.48rmind乃x35dnwV =IOOOTTX 50x7501000=141.3/n/min按机床标准选取%,=750r/min当nw=750rmin时fn=fznw-0.2×4×750=600加机/r按机床标准选取fn=600wwr3)计算工时切削工时：I=85mm,h=9mm,I2=3三,则机动工时为85+9 + 3 750x0.2=0.6467 min工序：钻2-611孔确定进给量/：根据参考文献IV表2-7,当钢的G<800MRz,do=0lbnm时,f=0.39-0.47n/r«由于本零件在加工Q孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)×0.75=0.29O.35三r根据Z525机床说明书，现取/=0.25相机/r切削速度：根据参考文献IV表2J3及表214,查得切削速度y=18wmin所以1000v d1000×18× 1=152r min根据机床说明书，取175r/min ，故实际切削速度为7rdn 4 X11X175IOOO1000=71.98/77 / min切削工时：I = 100/H/2, I、=9nn , I2 = 3nn ,则机动工时为1+I+2I(X)÷9÷31n!-=1.19minnwf375×0.25工序：镜孔机床：卧式镇床刀具：高速钢刀具“8。,产切削深度与：%=Imm进给量/：根据切削深度多,=】加加，再参照机械加工工艺手册UI表2.4-66o因此确定进给量f=OAmrnZr切削速度V：参照机械加工工艺手册表2.4-66,取V=0.35次/s=216/min机床主轴转速，代入（式3.1）得:n=三i=l743rin,H=80rminrd03.14×473.14×47×80八CC,IOOO1000×600.38血s工作台每分钟进给量fm：ftn=fi=0.4×80=32nmmin被切削层长度/：Z=278三刀具切入长度4,代入（式3.7）得：+(2-3)=1-23.1mmtgkr30o刀具切出长度4：，2=35相机行程次数i：，=1机动时间卬：/+/,+I2278+3.7+41tl=!=X1，L32则：本工序用的时间O：X2 = 4"Im8.9minr.=r.+t：.=9.6+8.9=18.5min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,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑,决定设计工序中的32孔。3.1 问题的提出本夹具主要用来馍32的孔,为2个孔系所在的面是垂直的,因此采用1链套导向，装卸工件将会比较困难，我们将着力解决工件的装卸上。3.2 定位基准的选择因为工件不能和夹具体直接接触，所以我们采用了1支撑板定位底面，然后我们以己经加工好的2.中11位，一个采用圆柱销定位，一个采用削边销定位，这样我们的底面限制工件的3个自由度，圆柱销限制工件的2个自由度，削边销限制工件的1个自由度，这样空间的6个自由度都已经限制完了，我们就可以开始加工工件。3.3 定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素”。1.工件及平面定位(1)“主要支承”主要支撑也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度1) “固定支承2) “可调支承”3) “自位支承”(2)辅助支承主要用来提高零件安装的稳定性1)“螺旋式辅助支承”2) “自位式辅助支承”3) “推引式辅助支承”4) “液压锁紧的辅助支承”5) 工件以圆柱孔定位(1)圆柱销(2)圆锥销(3)圆柱心轴3、工件以外圆柱面定位(1)在V形块中定位(2)在圆孔中定位(3)在半圆孔和圆锥孔中定位根据上述表述，我们是在圆柱孔中定位，采用圆柱销和削边销作为定位元件。3.4 夹紧装置的设计在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。典型夹紧结构如下：1 .斜楔夹紧结构2 .螺旋夹紧结构（1）单个螺旋夹紧结构（2）螺旋压板夹紧结构（3）偏心夹紧机构根据上述，本次夹具采用圆柱销和削边销定位，为了快速装卸工件，因此采用压板夹紧工件即可满足要求。3.5 切削力及夹紧力的计算由夹具装配图可以看出，由于水平方向上所受的力与进刀方向一致,所以水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适,只用考虑z轴上的夹紧力就可以了。查机床夹具设计手册表1-2-3得：FC=90P尸SKP式中:Op=5.6mmf=0.05wmr_(122)o4kP=kmpkkrpkr0pktpk=150×1.0×1.0×1.0×1.0=l.10所以，f；=902×5.6×O.O5o-75×1.10.c-7c-w"Dc5(DlN在计算切削力时,必须把安全系数也考虑在内.安全系数k=kiykxk2kykk5kb查机床夹具设计手册，表1-2-1可知：即为基本安全系数1.5匕为加工性质系数.2占为刀具钝化系数0B为连续切削系数LO心为手动夹紧系数3心为操作系数10%为接触系数I5所以，切削力"二K"=1.5XL2XLOXLOXL3XLOX1.5X587.5=2062.13N因本夹具主要夹紧力是螺母夹紧，查机械加工工艺师手册表17-30得：夹紧力N=7950N此时,实际夹紧力已大于所需2062.13N的加紧力了，所以本夹具可安全工作.3.6 定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差八y.y=,+D1+Xlmin式中：J1圆柱销孔的最大偏差D1圆柱销孔的最小偏差lmin圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙彳弋入得：.v=t1+D1+X1,in=0.009+0+0.016=0.025w(2)转角误差式中：ji圆柱销孔的最大偏差f>1圆柱销孔的最小偏差lmin圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙J2削边销孔的最大偏差2削边销孔的最小偏差X2mln削边销定位孔与定位销最小配合间隙Y其中：mi11=2(t÷-)则代入得:tg>e = 0.006220.009+0+0.016+0.009+0+0.0042x305.29贝J:/9=0.00006219°经检验合格3.7 夹具设计及操作的简要说明如前所述,在夹具设计中,为了提高劳动生产率，应首先关注夹紧过程,夹紧机构选用构型压板组成的压板压压紧,当我们把工件,使用一面两销把工件的六个自由度的空间限制后，我们旋转构型压板完成后,试着接触工件旋转螺母和夹紧工件。这是镇杆放入镇套，即可以开始加工工件。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,铸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铸炼与提高；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，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 .切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2 .机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3 .机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4 .机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5 .金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6 .机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年