軸承座加工工藝規(guī)程及鏜削120孔專用夾具設(shè)計(jì)

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32.2.1公差等級(jí)32.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3繪制軸承座毛坯簡圖43、擬定軸承座工藝路線43.1、定位基準(zhǔn)的選擇43.1.1精基準(zhǔn)的選擇43.1.2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53.5.1機(jī)械加工工序53.5.2熱處理工序63.5.3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75.75.2、時(shí)間定額的計(jì)算85.2.1基本時(shí)間tj的計(jì)算85.2.2輔助時(shí)間ta的計(jì)算85.2.3. 其他時(shí)間的計(jì)算85.2.4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)106.3.1定位分析106.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算106.3.3夾具操作說明117. 體會(huì)與展望12參考文獻(xiàn)131、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(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（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26孔。（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)椋涸凇崽幚砘鶞?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：1200+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5.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。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。總之，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 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