【K157】軸承座加工工藝規(guī)程及鏜削φ120孔專用夾具設(shè)計(jì)【含高清CAD圖紙和文檔全套】

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This is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help This design is cover, have part drawing, casting chart, each one, mechanical drawings machining process card and with the design fixtures corresponding that procedure process card every one. First we must be familiar with the parts, the title of the parts are cover. Understand the role of the cover, next according to the properties and parts drawing parts on each end of the roughness of blank size and determined mechanical machining allowance. Then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the process, formulate the roadmap cover the workpiece clamping fixture, draw assembly drawings. 目 錄1、軸承座的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定11.1、軸承座的用途11.2、軸承座的技術(shù)要求：21.3、審查軸承座的工藝性21.4、確定軸承座的生產(chǎn)類型32、確定毛胚、繪制毛胚簡(jiǎn)圖32.1選擇毛胚32.2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(jí)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(jiǎn)圖43、擬定軸承座工藝路線43.1、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43.2 、表面加工方法的確定43.3、加工階段的劃分53.4、工序的集中與分散53.5、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63.6、確定工藝路線64、加工余量、工序尺寸和工差的確定75、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算75.1、切削用量的計(jì)算75.2、時(shí)間定額的計(jì)算8 5.2.1基本時(shí)間tj的計(jì)算8 5.2.2輔助時(shí)間ta的計(jì)算8 5.2.3. 其他時(shí)間的計(jì)算8 5.2.4單件時(shí)間tdj的計(jì)算96.夾具設(shè)計(jì)96.1提出問題96.2設(shè)計(jì)思想106.3夾具設(shè)計(jì)10 6.3.1定位分析10 6.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算10 6.3.3夾具操作說明117. 體會(huì)與展望12參考文獻(xiàn)13 圖11、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?yàn)閮?nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場(chǎng)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，只需按照鑄造時(shí)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(shí)，靜力平衡。1.2、軸承座的技術(shù)要求：該軸承座的各項(xiàng)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(jí)表面粗糙度(um)形位公差(mm)低端面400X160IT106.3軸承座前后端面130IT1012.554上端面54IT1012.5120上端面250+0.03IT101.6120上側(cè)端面1700+0.16IT101.6/0.06A軸承座上端面50X160IT103.2300x80的槽140IT1012.5120的半孔1200+0.14 IT1012.525的孔25IT1012.526的孔26IT1012.526孔上表面凸臺(tái)54IT1012.540*40孔,40*40IT1012.555*55孔55*55IT1012.51.3、審查軸承座的工藝性該軸承座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀普通，屬一般的底座類零件。主要加工表面有120上側(cè)端面，要求其兩個(gè)端面平行度滿足0.06mm，其次就是；25和26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，查表1-3，可確定該軸承座生產(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、確定毛胚、繪制毛胚簡(jiǎn)圖2、確定毛胚、繪制毛胚簡(jiǎn)圖2.1選擇毛胚零件材料為HT150，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(jiǎn)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(jí)為CT10。這對(duì)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(shí)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(jí)由軸承座的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為CT=10。2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項(xiàng)目機(jī)械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm備注低端面5.22.865.21.454上端面5.22.865.21.4軸承座上端面5.23.6145.21.8120上端面53.61301.8120上側(cè)端面541602120的半孔4.43.6115.61.8軸承座前后端面5.24170.422.2.3繪制軸承座毛坯簡(jiǎn)圖 圖23、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(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案400X160底面IT106.3粗銑-半精銑120上端面IT101.6粗銑-半精銑54上端面IT1012.5粗銑軸承座前后端面IT1012.5粗銑160x25的槽IT1012.5粗銑-精鏜120的半孔IT1012.5粗鏜-半精鏜26孔IT1012.5鉆25的孔IT1012.5鉆40*40孔IT1012.5粗銑55*55孔IT1012.5粗銑130的半孔IT1012.5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(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（軸承座右端面和26孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(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120孔的鏜-半精鏜加工及25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(shí)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(duì)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 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26孔。 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先面后孔”原則，先加工軸承座右端面，再加工25孔。3.5.2熱處理工序 鑄造成型后，對(duì)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?yàn)椋涸?、熱處理基?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路線工序號(hào)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54上端面 X61臥式萬能銑床端銑刀、游標(biāo)卡尺5粗銑120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26孔X61臥式萬能銑床麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī)11粗鏜粗鏜120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120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130的半孔X61臥式萬能銑床高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺14鉆鉆25的孔X61臥式萬能銑床麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī)15粗銑粗銑26孔上表面凸臺(tái)X61臥式萬能銑床端銑刀、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(tái)18檢驗(yàn)檢驗(yàn)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120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(jí)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：120+0.14mm,它們的相互關(guān)系如下圖所示。5、切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算在這只計(jì)算粗鏜-半精鏜120孔此工序的切削用量和時(shí)間定額。5.1、切削用量的計(jì)算粗鏜120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(shí)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(shí)際轉(zhuǎn)速取n=100r/min，則實(shí)際切削速度為：v=dn/1000=36.86m/min半精鏜120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(shí)的切削速度v=30m/min由此算出轉(zhuǎn)速為：n=79.61r/min按鏜床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=80r/min，則實(shí)際切削速度為：v=dn/1000=30.1445.2、時(shí)間定額的計(jì)算5.2.1基本時(shí)間tj的計(jì)算 粗鏜孔工步根據(jù)表5-41，鏜孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工時(shí) l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=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(shí)間5.53s。半精鏜孔工步根據(jù)表5-41，鏜孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得。式中切削工時(shí) l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=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(shí)間10.3s。5.2.2輔助時(shí)間ta的計(jì)算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：粗鏜孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x5.53s=0.83s;半精鏜孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x10.3s=1.55s;5.2.3. 其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于軸承座的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：粗鏜孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;半精鏜孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s5.2.4單件時(shí)間tdj的計(jì)算這里的各工序的單件時(shí)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(shí)間tdj=tdj鉆=19.301s;將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。6.夾具設(shè)計(jì)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(cè)和裝配等整個(gè)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(jì)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)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 圖三6.1提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個(gè)面限制3個(gè)自由度，長(zhǎng)圓柱銷限制2個(gè)自由度，定位銷限制1個(gè)自由度。（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊工件。（3）設(shè)計(jì)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(jì)思想設(shè)計(jì)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(jì)的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對(duì)120孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為IT10，表面粗糙度Ra12.5，鏜以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.3夾具設(shè)計(jì)6.3.1定位分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊(cè)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120孔時(shí)，采用軸承座底面和26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(gè)面與兩個(gè)銷定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?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(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.060mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0365mm6.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：120的鏜刀。鏜孔切削力：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P70表3-6，得鏜削力計(jì)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鏜孔夾緊力：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P70表3-6，查得工件以一個(gè)面和兩個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：式中 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(zhǎng)度則所需夾緊力 =766（N）根據(jù)手冊(cè)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(jì)的夾具夾緊原理為：通過26孔和底面為定位基準(zhǔn)，在圓柱32銷、平面和定位銷實(shí)現(xiàn)完全定位，。采用手動(dòng)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)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實(shí)現(xiàn)工件定位。該設(shè)計(jì)用可換定位銷7. 體會(huì)與展望通過這三個(gè)星期的學(xué)習(xí)，我們?cè)诶蠋煹男薷呐c指導(dǎo)下下，終于完成了夾具的設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中歷練了我的設(shè)計(jì)的能力，以及對(duì)于一個(gè)零件加工方法的認(rèn)知。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。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(shí)；夾具設(shè)計(jì)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(jì)等方面的知識(shí)。經(jīng)過這三個(gè)星期的設(shè)計(jì)，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(jì)的方法和步驟，學(xué)會(huì)了查找相關(guān)手冊(cè)、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等?？傊?，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。讓我們對(duì)機(jī)械制造的知識(shí)有了更加全方位的了解，也讓我們充分認(rèn)識(shí)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(duì)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(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，19912李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，19933崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，19934王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，19875黃如林主編.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，20046薛源順主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，19957崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.128陳于萍，高曉康主編.互換性與測(cè)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，199110張龍勛主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)及習(xí)題.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.1111艾興，肖詩綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2002