机械制造技术课程设计-轴承座零件机械加工工艺及钻M8孔夹具设计.docx

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1、机械制造技术基础课程设计题目：轴承座零件的机械加工工艺规程及M8孔夹具设计班级:姓名:学号:指导教师:完成日期:任务书轴承座零件的机械加工工艺规程及M8孔夹具设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图1张（2）生产类型：（中批或大批大量生产）三、上交材料1 .所加工的零件图1张2 .毛坯图1张3 .编制机械加工工艺过程卡片1套4 .编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5 .绘制夹具装配图（AO或AI）1张6 .绘制夹具中1个零件图（AI或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7 .课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容

2、。（约5000-8000字）1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1 .第12天查资料，绘制零件图。2 .第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3 .第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4 .第1113天，完成夹具装配图的绘制。5 .第1415天，零件图的绘制。6 .第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7 .第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、成绩评定优秀良好中等及格不及格满分得分平时表现勤奋好学，善于思考勤奋积极，态度认真比较勤

3、奋不够勤奋不勤奋，态度不端正10图纸质量方案合理新颖，表达规范方案合理，图纸比较规范方案一般，图纸基本规范方案基本合理，图纸欠规范方案不合理，图纸不规范40说明书质量内容全面，准确内容全面，基本准确内容一般，准确性一般内容基本全面，有小错误内容不全，错误较多20答辩回答问题准确流利回答问题比较准确回答问题基本准确回答问题欠准确回答错误30总分100综合评定成绩：口优秀、口良好、口中等、口及格、口不及格指导教师日期摘要机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的

4、训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。设计意义：本次实践的学习可以将我们之前所学习的理论知识进行实地学习，并且实践和理论的相结合很好的处理了本次对轴承座的工作。完成了对轴承座的合理并且较好铳削以及钻孔。轴承座零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。本次活动是第一次接触实践生产，产生了较多的问题，但也在自己的努力下得以成功完成。并且我相信对以后我们的工作学习有很深远的影响。AbstractMechanicalmanufacturingtechnologycurriculumdesigni

5、scarriedoutafterwefinishedtheUniversityofallbasiccourses,technicalbasiccourseandthemostspecializedof.Thisisourpriortothegraduationdesignofthecourseofathoroughandcomprehensivereview,isalsoatheorycontactpracticeandtraining.Therefore,itinourfouryearsofuniversitylifeoccupiesanimportantposition.Designsig

6、nificance:thepracticeoflearningcanbeourtheoreticalknowledgebeforelearningfieldlearning,andthecombinationoftheoryandpracticeisverygoodtodealwiththeworkofthebearingseat.Thebearingseatisreasonableandwelldrillingandmilling.Bearingpartsofthebottomsurfaceofthebasesurface,theinnerhole,theendsurfaceandabear

7、ingseatthetopsurfaceofaroughnessrequirements,therestofthesurfaceprecisionrequestisnothigh.Thatistosaytherestofthesurfacedoesnotneedtobeprocessed,justfollowthecastingprecision.Thiseventisthefirstcontactwiththeproductionpractice,therehavebeenmanyproblems,butalsointheirowneffortstocompletesuccessfully.

8、Ibelieveandhaveafar-reachingimpactonourworkandstudy.目录前言7课程设计说明书正文81、零件的分析81.1零件的工艺性分析8L2确定生产类型82、确定毛坯92.1确定毛坯的种类92. 2绘制铸造件毛坯图93、工艺规程设计112.1 定位基准的选择113. 2工艺路线的拟定113. 3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定134、夹具体设计203.1 夹具选择204. 2设计思想204.3夹具设计215、小结246、主要参考文献25前言机械制造行业是发展生生产力的重要基础，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

9、上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活因为机械制造业的存在变得更加丰富起来，所以我们的生活离不开机械制造业的存在。机械制造业是我们国家经济增长的保证，是经济发展的有力支柱。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。作为本次实训的场地，阜锦开关厂集研究、开发、生产为一体技术力量雄厚，各种专业配套设备齐全，生产工艺先进，具有完善的质量保障体系，产品质量严格把关，精益求精，产品合格率高。多年来在科技人员的不断努力下，精心研制机械产品，各项技术指标，优先于国家标准，产品远销国内外，在同行业中名列前茅。因此我们学到了很多实践内容，对以后的学习产

10、生了很大的影响，也使得我们对自己的未来更加具有信心。1零件的分析1.1零件的工艺分析该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度要求并不高，零件的主要技术要求分析如下：由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求,其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra63内孔、端面及内孔的精度要求均为6.3。轴承座在工作时，静力平衡。铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。1.2确定生产类型已知大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设

11、备以通用设备为主，采用专用工装。2确定毛坯2.1确定毛坏种类零件材料为HT200,考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择金属砂型铸件毛坯。2.2绘制铸造件零件图3工艺规程的设计3.1 定位基准的选择根据零件图纸及零件的使用情况分析，知62.5H9的孔，轴承端面、顶面、16及12的孔等均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。1.1 .1粗基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选轴承底座上表面为粗基准，以此加工轴承底座底面以及其它表面。1.2 .2精基准的选择考虑要保证

12、零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。3.2 工艺路线的拟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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：方案一：工序一：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铳床加工。粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工

13、。铳轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铳床铳削。工序二：粗镶及半精镶中62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用链床专用夹具。工序三：钻、扩中12的孔，钻、扩16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具方案二：工序一：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铳床加工。工序二：粗镇及半精镇中62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用镇床专用夹具。工序三：粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工。工序四：钻、扩中12的孔，钻、扩中16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具工序五：铳轴承座上面的小圆柱的上顶

14、面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铳床铳削。方案三：工序一：铳轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铳床铳削。工序二：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铳床加工。工序三：粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工。工序四：粗链及半精镶中62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用镇床专用夹具。工序五：钻、扩中12的孔，钻、扩16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具。三个工艺方案的比较与分析方案一：在第一道工序内容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三在第一道工序时，选择的

15、粗基准为底面，这样不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应选择不加工面为粗基准这一原则。方案一与其相比，在铳完底面后，直接在铳床上铳削底面及顶面，如此，相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作并能生产率高。另外，零件的加工要求就整体来说，其精度并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工经济性并不是很好。但在选择方案的时候，还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。故本次设计选择方案一。根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示：毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在

16、毛坯车间铳削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。工序：粗铳底座底面以轴承座的上表面为粗基准，将毛坯装夹在X6132万能卧式铳床上，按照粗加工的余量来进行粗铳毛坯。精铳底座底面以粗铳床的基础上，根据实际情况，调整铳床的相关参数,精加工轴承座的下底面。粗铳端面粗铳顶面镇62.5的内孔钻12的孔钻中16的孔去毛刺检验根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。3.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。3.3.1毛坯尺寸的确定，画毛坯图.轴承座其材料为HT200。由于产品的精度要求不高，生产纲领为大批生产,所以毛坯选用砂型铸造。毛坯铸出后进行退火处理，以消除铸件在铸造过

17、程中产生的内应力。由文献表2-2,该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。由文献表2-2,可查出铸件主要尺寸的公差，现将主要毛坯尺寸及公差所示:毛坯尺寸公差图主要面尺寸零件尺寸总余量公差IT主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差IT62.5两端面852+29内孔62.5458.59底面30293.3.2粗铳底底座底面底面由粗铳和精铳两次加工完成，采用三面刃圆盘铳刀（高速钢），铳刀的规格为120x15,机床的型号X6132刀具：YG6硬质合金端铳刀。由于铳刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选角度时，应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取Y,=5入S=-100r=6OoOCq10

18、0O加工要求：粗铳轴承座的下底面。a）确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为2mm,由机械制造技术基础课程设计指导书2-23可知精加工余量为Imm,由于两脚底面较小，根据实际情况，调整为0.2mm,故其粗加工余量为（2-0.2）=L8mm。b）确定每齿进给量由机械制造技术基础课程设计指导书5=1,取每齿粗铳的进给量为O.2mmZ,取精加工每齿的进给量为1.5mmZ.粗铳走刀一次ap=l.8mm,精铳走刀一次ap=O.2mmoc）计算切削用量由表5-2,取粗铳、精铳的主轴转速分别为150rmin和300rmin,由选择的刀具直径120mm,故相应的切削速度分别为：V知二.dn/0002Oxl5O

19、乃=56.52mmin粗1000Vw二.dn000=120-3004nmjn-j3mmin精1000Cl）校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。由文献表2.4-96得切削功率为Pw=92.4xlO5Dl486apZnKpm取Z=16n-i=2.5rsa=IOmmaf=0.2mma=1.8mm60fp而Kp,“二K,KR由文献表2.4-94可知Kv=IKF2=I故KPnI=I故p=92.4xIO-5X120o,4xIO086xO.2072xl.8x16x2.5xl=0.35KW其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。62.5两端面的加工两端面的加工由铳削来完成，此时，刀具：YG6硬质合金端铳刀，刀

20、具不变，机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图可知为2mm,由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铳，以提高进给量提高加工效率。由表2-23可得：=2mmf=2mmr由机械制造技术基则就可确定相应的切削的速础课程设计指导书表4T8可得n=600rInin度:,rUdn故V=1000120x600;T1000=226.08mmin中12顶面的加工顶面的加工由铳削来完成，工序余量为2mm由机械制造技术基础课程设计指导书表2-24可得p=3mm且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加工完成。由于上表面较小，可采用端铳刀加工，但是增加了换刀时间，降低了效率。故刀具仍可用刀

21、具刀具直径为120的YG6硬质合金面铳刀。可取f=l.5mmr由机械制造技术基础课程设计指导书表4-18可取n=600rmin则相应的切削速度V二四二坨竺”=117.75mmin10001000由零件图及毛坯图知，加工总余量为4mm,由于精度要求，须粗镇和半精镣各一次。由机械制造技术基础课程设计指导书表5-1,粗加工时，取进由表8-87查得由此算出转速为给量F=0.5mmrp=3mm精加工时，ap=lmm,F=0.2mmro粗镶中62.5mm内孔的切削速度V粗=1.2mminV梢=1.6mmin100Ov1000x1.22IU/.nti,=61.15rmndG62.51OOOv1OOOxl.6

22、o1U/.ntt81.5mmnd公62.5钻中12孔该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后，再由扩孔钻钻出。由机械制造技术基础课程设计指导书得扩孔时的余量为3mm,根据实际情况可取为2mm,故钻孔的余量为Z钻=12-2=10mmm钻孔工序尺寸及公差为01OJoo44拉孔工序尺寸及公差为12H9(;0043)由文献表8-69,钻孔的进给量f=0.2unr,由机械制造技术基础课程设计指导书求得钻孔时的切削速度v=0.35ms=21mmin由879知扩孔的进给量为0.8mms,由此算出转速为：门二色匕二幽凹二668.8rmin,按钻床的实DxlO际转速取n=600rmin,则实际切削速度为：v=dn1000

23、=21.85mmin,由表8-78得F=CFdJFfyFKf=588.6xd0xf08xKyM=C,dImfvmKwxl0-3=225.63xdxfoxKwx03因为加工灰铸铁时KM=K,由文献表8-78,可查的K=l,故F=588.6xll.6x0.20-8xl=1884.INM=225.63xll.6,9x0.2o8x1x10-3=6.6N.m它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩,故机床刚度足够。钻牛16的孔该孔先由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔拉刀拉出。由文献表8-24拉孔时的余量为0.5mm,故Z钻二16；5=7.75mm钻孔：工序尺寸及公差为15.5*xm4拉孔：工序尺寸及公差为

24、16H9(0043)由文献表8-69取钻孔的进给量F=0.25mmr由文献表8-71求得钻孔时的切削速度为V=0.35ms=21mmin由此算出转速为：1000V_IOQOa24rmin0按钻床的实际转速为480rmin0则实际切dx1.5削速度为V=vl5,5x480=23.36mmin0由表8-78得F=588.6xd0xf08xKf100010000fM=225.63x9xf08xKwxlO-3因为加工灰铸造铁时，Km=Ky由8-由可查得Kf=I故F=588.6xl5.5x0.250x1=3009.6NM=225.63x15.5,9x0.25o8xlxl-3=13.6N.m它们均小于机床

25、所能提供的进给率和扭转力矩，故机床刚度足够。时间定额计算根据设计要求，只计算一道工序的工时，下面计算加工12孔的工时定额。(1)机动时间由文献机械制造技术基础课程设计指导书表5-39得钻孔时的计算公式为：廿/+4+1式中l|=?cotKy+(l2)12=14,钻盲孔时，12=01=30I2=2f=0.3n=600112181一11. cot()+1.55.11 22因此，t=30+l+2=o206min所以t,=4t=0.824min600x0.3万(2)辅助时间由机械制造技术基础课程设计指导书确定开停车0.015min升降钻杆0.015min主轴运转0.02min清除铁屑0.04min卡尺测

26、量0.Imin装卸工件时间取1min故辅助时间t=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min(3)作业时间TB=Q+或=(1.19+0.824)=2.014min(4)常量工作场地时间TS由机械制造工艺学取=3%则TS=TBxa=2.014x3%=0.06。（5）休息与生理需要时间Tr取A=3%则Tr=TBX4=0.06。(6)准备与终结时间T由机械制造技术基础课程设计指导书取部分时间为简单件26min深度定位O.3min使用钻模式6min由设计给定5000件，则Ten=(26+0.3+6)/5000=0.00646mino(7)单件时间Tp=t+tzj+Ts+

27、Tr=2.134min(8)单件计算时间TC=TP+Tn=2.Mmino4夹具体设计从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。选择几个工序的工艺装备提出“专用工艺装备设计任务书”以便交给工装设计人员进行设计。4.1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。4.Ll提出问题（1

28、）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；设计夹具由移动弯压板夹紧工件，支撑板起支撑工件的作用。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和钱刀，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。4.2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M8孔进行加工，这个孔尺寸精度为m2,表面粗糙度W为毛坯的粗糙度，钻、粗较以可满足其精度。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。4

29、.3夹具设计4.3.1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M8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。dw(Y)=TDlTdl+SAC,1TDl+Tdl+Sl+TD2+Td2S2=tan-12L4.3.2切削力及夹紧力的计算刀具：7.6的麻花钻，7.8的锥度锐刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册HO表3-6,得钻削力计算

30、公式：P=70.6)09SHF式中P钻削力t钻削深度25mmS每转进给量，0.ImmD麻花钻直径，12mmHB布氏硬度，140HBS所以P=70.69sHB。=1281(N)钻孔的扭矩：M=o.oi4)25,o-94HB式中S每转进给量，0.25mmD麻花钻直径，13mmHB布氏硬度，140HBSM=0.014)25w/6=124.66(NMM)较孔时的切削力：查机床夹具设计手册HO表3-6,得钻削力计算公式：nr1L20.4/y06P=9itSHB式中p切削力t钻削深度25mmS每转进给量，ImmD较孔钻直径，中13mmHB布氏硬度，140HBS所以P=9.i2504B6二8399(N)钱孔

31、的扭矩：P=0.031f75S6HBgD式中t钻削深度，25mmS每转进给量，0.3mmD麻花钻直径，13mmHB布氏硬度，140HBSP=0.031f75S6HB4D=377.87(NMM)钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：W=K(F2(L+cf)+Flb)(cf+Lf+a)=908(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。4.3.3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。采用手动螺栓和压板夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以

32、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。4.3.4确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、钱的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13,确定钻套高度H=2d=212=24mm,排泄空间h=0.7d=8.4mm。d：基本偏差F7(0.0100.022);D=22mm,偏差m6(0.0010.010)5小结通过这次课程设计使我进一步的理解了所学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亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制。和切削用

33、量的选择计算等做了一次练习。完成了老师教给的任务，并在这一过程中对自己所学的东西有了进一步的加深。十分感谢老师能布置这样的作业，能让我们能在实践中充实自己。总之，通过这次课程设计使我受益非浅，为我今后的学习及工作打下了坚实而良好的基础。在此，忠心感谢各位老师的帮助和指导。6：参考文献1机械制造技术基础课程设计指导书2陈立德，机械制造装备设计，北京：高等教育出版社，2006o3李昌年，机床夹具设计与制造M,北京：机械工业出版社，2006O4刘友才，机床夹具设计M,北京：机械工业出版社，1992o5孟少龙，机械加工工艺手册第1卷M,北京：机械工业出版社，1991。6金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册M,上海：上海科学技术出版社，1979。7马贤智，机械加工余量与公差手册M,北京：中国标准出版社，1994。8上海金属切削技术协会，金属切削手册M,上海：上海科学技术出版社，1984。9周永强，高等学校毕业设计指导M,北京：中国建材工业出版社，2002o10余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M,重庆：重庆大学出版社，1995o