軸承座加工工藝規(guī)程及鏜削120孔專用夾具設(shè)計

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1、 目 錄 1、軸承座的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1、軸承座的用途 1 1.2、軸承座的技術(shù)要求： 2 1.3、審查軸承座的工藝性 2 1.4、確定軸承座的生產(chǎn)類型 3 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 3 2.1選擇毛胚 3 2.2確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量 3 2.2.1公差等級 3 2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 3 2.2.3繪制軸承座毛坯簡圖 4 3、擬定軸承座工藝路線 4 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 4 3.1.1．精基準(zhǔn)的選擇 4 3.1.2．粗基準(zhǔn)的選擇 4 3.2 、表面加工方法的確定 4 3.3、加工階段的劃分

2、5 3.4、工序的集中與分散 5 3.5、工序順序的安排 5 3.5.1機(jī)械加工工序 5 3.5.2．熱處理工序 6 3.5.3．輔助工序 6 3.6、確定工藝路線 6 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 7 5、切削用量、時間定額的計算 7 5.1、切削用量的計算 7 5. 7 5.2、時間定額的計算 8 5.2.1．基本時間tj的計算 8 5.2.2．輔助時間ta的計算 8 5.2.3. 其他時間的計算 8 5.2.4．單件時間tdj的計算 9 6.夾具設(shè)計 9 6.1提出問題 9 6.2設(shè)計思想 10 6.3夾具設(shè)計 10 6.3.1定位分析 10

3、 6.3.2切削力及夾緊力的計算 10 6.3.3夾具操作說明 11 7. 體會與展望 12 參考文獻(xiàn) 13 1、軸承座的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1、軸承座的用途 1零件的作用 上緊定螺絲，以達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的 但因為內(nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合。 2零件的工藝分析 該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：（參閱附圖1）由零件圖可知，零件的底座底面、端面、槽及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只

4、需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3，端面及內(nèi)孔的精度要求為Ra12.5，槽的精度要求為Ra1.6，軸承座頂面精度要求為Ra3.2。軸承座在工作時，靜力平衡。 1.2、軸承座的技術(shù)要求： 該軸承座的各項技術(shù)要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 低端面 400X160 IT10 6.3 軸承座前后端面 130 IT10 12.5 Φ54上端面 Φ54 IT10 12.5 Φ120上端面 φ250+0.03 IT10 1.6 Φ120上側(cè)端面 170

5、0+0.16 IT10 1.6 // 0.06 A 軸承座上端面 50X160 IT10 3.2 300x80的槽 Φ140 IT10 12.5 Φ120的半孔 Φ1200+0.14 IT10 12.5 Φ25的孔 Φ25 IT10 12.5 Φ26的孔 Φ26 IT10 12.5 Φ26孔上表面凸臺 Φ54 IT10 12.5 40*40孔, 40*40 IT10 12.5 55*55孔 55*55 IT10 12.5 1.3、審查軸承座的工藝性 該軸承座結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，

6、屬一般的底座類零件。主要加工表面有Φ120上側(cè)端面，要求其兩個端面平行度滿足0.06mm，其次就是；φ25和φ26孔通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.4、確定軸承座的生產(chǎn)類型 已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量不足100Kg，查《機(jī)械制造工藝與夾具》第7頁表1.1-3，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主， 采用專用工裝。2、確定毛

7、胚、繪制毛胚簡圖 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 2.1選擇毛胚 零件材料為HT200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸機(jī)械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT10。這對提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時效。 2.2確定毛胚的尺寸公差和機(jī)械加工余量 由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機(jī)械加工余量。 2.2.1公差等級 由軸承座的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為CT=10。 2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 項目 機(jī)械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯

8、尺寸/mm 備注 低端面 5.2 2.8 65.21.4 Φ54上端面 5.2 2.8 65.21.4 軸承座上端面 5.2 3.6 145.21.8 Φ120上端面 5 3.6 1301.8 Φ120上側(cè)端面 5 4 1602 Φ120的半孔 4.4 3.6 115.61.8 軸承座前后端面 5.2 4 170.42 2.2.3繪制軸承座毛坯簡圖 3、擬定軸承座工藝路線 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 3.1.1．精基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工

9、表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選軸承底座上表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底座底面以及其它表面。 3.1.2．粗基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)。 3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)軸承座零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 400X160底面 IT10 6.3 粗銑-半精銑 Φ120上端面 IT10 1.6 粗銑-半精銑 Φ54上端面

10、 IT10 12.5 粗銑 軸承座前后端面 IT10 12.5 粗銑 160x25的槽 IT10 12.5 粗銑-精鏜 Φ120的半孔 IT10 12.5 粗鏜-半精鏜 Φ26孔 IT10 12.5 鉆 Φ25的孔 IT10 12.5 鉆 40*40孔 IT10 12.5 粗銑 55*55孔 IT10 12.5 粗銑 Φ130的半孔 IT10 12.5 粗銑 3.3、加工階段的劃分 該軸承座加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（軸承座右端面和φ26孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工

11、序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑軸承座左端面、方形端面。在半精加工階段，完成軸承座左端面的精銑加工和φ120孔的鏜-半精鏜加工及φ25孔等其他孔的加工。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排軸承座的加工工序。該軸承座的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。 3.5、工序順序的安排 3.5.1機(jī)械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——軸承座右端面和φ26孔

12、。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工軸承座右端面，再加工φ25孔。 3.5.2．熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進(jìn)行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該軸承座在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3.5.3．輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該軸承座工序的安排順序為：在、熱處理——基準(zhǔn)加工——粗加工——精加工。 3.6、確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了軸承座的工藝

13、路線 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 1 退火 2 粗銑 粗銑400X160底面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 3 半精銑 半精底面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 4 粗銑 粗銑Φ54上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 5 粗銑 Φ120上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 6 半精銑 半精銑上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 7 粗銑 粗銑軸承座前端、后端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 8 粗銑 粗銑上端面的160x25的槽 X61

14、臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 9 精銑 精銑上端面的160x25的槽 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 10 鉆 鉆Φ26孔 X61臥式萬能銑床 麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī) 11 粗鏜 粗鏜Φ120的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺 12 半精鏜 半精鏜Φ120的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺 13 粗鏜 粗鏜Φ130的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺 14 鉆 鉆Φ25的孔 X61臥式萬能銑床 麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī) 15 粗銑 粗銑Φ26孔上表面凸臺 X61臥式萬能銑床 端

15、銑刀、游標(biāo)卡尺 16 粗銑 銑40*40孔, 銑55*55孔 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標(biāo)卡尺 17 去毛刺 去毛刺 鉗工臺 18 檢驗 檢驗 塞規(guī)、卡尺、百分表等 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 在這只確定鉆φ120孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可查得鉆孔余量Z鏜 =3.3mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鏜：IT10。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，鏜：0.16mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鏜：φ1200+0.14mm,它們的相互關(guān)系如下圖所示。

16、5、切削用量、時間定額的計算 在這只計算粗鏜-半精鏜φ120孔此工序的切削用量和時間定額。 5.1、切削用量的計算 5. 粗鏜Ф120孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻(xiàn)表5-29,鏜孔的進(jìn)給量f=0.3mm/r，由文獻(xiàn)表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min 由此算出轉(zhuǎn)速為：n===81.38r/min 按鏜床的實際轉(zhuǎn)速取n=100r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000==36.86m/min 半精鏜Ф120孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻(xiàn)表5-29,鏜孔的進(jìn)給量f=0.2mm/r，由文獻(xiàn)表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min

17、由此算出轉(zhuǎn)速為：n===79.61r/min 按鏜床的實際轉(zhuǎn)速取n=80r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000==30.144 5.2、時間定額的計算 5.2.1．基本時間tj的計算 粗鏜孔工步 根據(jù)表5-41，鏜孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=4/2*cot54+1.1mm=4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間5.53s。 半精鏜孔工步 根據(jù)表5-41，鏜孔的基本時間可由公式

18、tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm; f=0.2mm/r;n=100mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間10.3s。 5.2.2．輔助時間ta的計算 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為： 粗鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x5.53s=0.83s; 半精鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x10.3s

19、=1.55s; 5.2.3. 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于軸承座的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為： 粗鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s; 半精鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.

20、711s 5.2.4．單件時間tdj的計算 這里的各工序的單件時間分別為： 鏜孔工步tdj鉆=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆=19.301s;將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。 6.夾具設(shè)計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成

21、本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 6.1提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由螺旋夾緊工件。 （3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 6.2設(shè)計思想 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ120孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為IT10，表面

22、粗糙度Ra12.5，鏜以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。 6.3夾具設(shè)計 6.3.1定位分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工φ120孔時，采用軸承座底面和φ26孔內(nèi)圓柱面作為定位基準(zhǔn)。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個銷定位，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =

23、0.060mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0365mm 6.3.2切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ120的鏜刀。 ①鏜孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鏜削力計算公式： =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4N =1940x2.20.9x0.30.6x36.86-0.3x0.5 =324.5N =2880x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3N =959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89 ②鏜孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P

24、70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式： 式中 φ───螺紋摩擦角 ───平頭螺桿端的直徑 ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16 ───螺桿直徑 ───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力 =766（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 6.3.3夾具操作說明 此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過φ26孔和底面為定位基準(zhǔn)，在圓柱32銷、平面和定位銷實現(xiàn)完全定位，。采用手動螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。 定位元件： 定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準(zhǔn)或定位基面與

25、夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。該設(shè)計用可換定位銷 7. 體會與展望 通過這三個星期的學(xué)習(xí)，我們在老師的修改與指導(dǎo)下下，終于完成了夾具的設(shè)計。在這次設(shè)計中歷練了我的設(shè)計的能力，以及對于一個零件加工方法的認(rèn)知。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設(shè)計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟，學(xué)會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設(shè)計使

26、我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。讓我們對機(jī)械制造的知識有了更加全方位的了解，也讓我們充分認(rèn)識到了自己的不足，在有些數(shù)據(jù)的查找與使用方面略顯不足，而且對于有些公式中的未知量也不是很熟悉。 參考文獻(xiàn) [1]孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機(jī)床夾具設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社，1991 [10]張龍勛主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)及習(xí)題.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.11 [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2002