軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計.doc

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合肥財經(jīng)職業(yè)學院 畢業(yè)論文（實踐）報告 居中三號字宋體加粗 系 別 工 程 學 院 專 業(yè) 機電一體化 年 級 機電2班 學 制 三 年 學 號 090113070046 姓 名 汪 寧 居中三號字宋體加粗 編 號 名 稱 件 數(shù) 頁 數(shù) 1 任務書和零件圖 一份 2 零件毛坯圖 一張 3 機加工工藝規(guī)程卡 一套 4 機加工工序卡 一套 5 零件定位方案圖 一張 6 夾具裝配圖 一張 7 夾具零件圖(含夾具體) 一套 8 課程設計說明書 一份 9 機械制造工藝學 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 設計題目： 軸承座加工工藝及夾具設計 專 業(yè)： 機電一體化 班 級： 機電2班 學 號：090113070046 學生姓名： 汪寧 指導老師： 張書紅 工程經(jīng)濟系 2010 年 10月30日 軸承座加工工藝及夾具設計 一、 設計任務 1. 設計課題:軸承座機械加工工藝規(guī)程設計 2. 絲攻M4螺紋孔專用夾具設計 3. 生產(chǎn)綱領：大批量生產(chǎn) 4. 設計要求： 1) 零件毛坯圖 1張 2) 機械加工工藝過程卡片 1套 3) 機械加工主要工序的工序卡片 1套 4) 夾具裝配圖 1張 5) 夾具零件圖 若干張 6) 設計說明書 1份 二、設計說明書 目錄 序言………………………………………………………………………..…5 一、 零件加工工藝設計……………………………………………..…6 1、 零件的工藝性審查……………………………………………….…..6 2、 基準選擇原則…………………………………………………….…..7 3、 定位基準選擇………………………………………………………...7 4、 擬定機械加工工藝路線……………………………………………...8 5、 確定機械加工余量，工序尺寸以及公差…………………………...8 6、 選擇機床設備及工藝設備…………………………………………....9 7、 確定切削用量…………………………………………………………9 二、夾具設計……………………………………………………………….12 1、問題提出……………………………………………………………….12 2、家具設計………………………………………...……………………..13 三、小節(jié)……………………………………………………………………....15 四、參考文獻………………………………………………………………..17 序 言 機械制造工藝及設備畢業(yè)設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次基本訓練。 我們在完成課程設計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標準，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我們要認真對待這次綜合能力運用的機會！ 其主要目的是： 1.培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨立能力，拓寬和深化所學的知識。 2. 培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計思維，掌握工程設計的一般程序，規(guī)范和方法。 3.培養(yǎng)學生正確的使用技術(shù)知識，國家標準，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力和技巧。 4. 培養(yǎng)學生進行調(diào)整研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。 一、零件加工工藝設計 （1） 零件的工藝性審查： 1） 零件的結(jié)構(gòu)特點 軸承座如附圖1所示。該零件是起支撐軸的作用。零件的主要工作表面為40的孔內(nèi)表面。主要配合面是22的軸孔。零件的形狀比較簡單，屬于較簡單的零件，結(jié)構(gòu)簡單。 2） 主要技術(shù)要求： 零件圖上主要技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)至HB230-250,銳邊倒角，未注倒角0.5x45，表面作防銹處理。 3） 加工表面及其要求： a) 總寬：為180.05mm。 b) 軸孔：22的孔徑：22+0.018 0mm，表面粗糙度Ra1.6um， c) 34的外圓：直徑為34-0.007 -0.025mm，表面粗糙度為Ra1.6um，外圓與內(nèi)孔的同軸度不超過0.02m.，軸肩距為12mm。 d) 左端面：外圓直徑為52，上下邊面距離38mm。 e) 螺紋孔：大徑為4mm，軸心距離左軸肩3mm。 f) 通孔：左端面均布4-4.5通孔，左右中心距36mm，上下中心距27mm。 g) 退刀槽：距離右端面12mm，尺寸為1.5x33 4） 零件的材料： 零件在整個機器當中起的作用一般，不是很重要。選用45#。 毛坯選擇： 1） 確定毛坯的類型及制造方法 零件為批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為粗加工后的產(chǎn)品。 2) 確定毛坯的形狀、尺寸及公差 毛坯的形狀及尺寸如附圖2所示。選用55x20的短圓棒。 3）繪毛坯 根據(jù)附圖1所示的零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面上加上加工余量，繪制毛坯零件圖如附圖2所示。 （2） 基準原則： 粗基準的選用原則 1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。 2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。 3、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準，通常只允許使用一次。 精基準的選用原則 1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位誤差。 2、基準統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。 3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準的原則反復加工。 4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準。 （3） 定位基準選擇 由于附圖1所示的支座的零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以22孔及其右 端面為設計基準。 工藝順序的安排原則有四點：、 1. 先加工基準面，再加工其他面。 2. 一般情況下，先加工平面，再加工孔。 3. 先加工主要平面，再加工次要平面。 4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 根據(jù)上述四條工序安排原則以及粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準如下： a) 兩端面。 互為基準，保證相互位置要求的原則。 b) 22的孔。 精基準，統(tǒng)一基準原則。 c) 上下兩面。 互為基準，保證相互位置要求的原則。 d) 4—4.5孔：左端面。 精基準，基準重合原則。 e) M4螺紋孔： 下端面。 精基準，基準重合原則。 f) 1.5x33溝槽。 精基準，基準重合原則。 (4)擬定機械加工工藝路線： 擬定加工路線： 一． 銑左右端面。 二． 鉆中心孔。 三． 熱處理。 四． 車內(nèi)孔22。 五． 車外圓。 六． 銑大端面上下面。 七． 鉆4—4.5。 八． 絲攻M4螺紋孔。 九． 車溝槽。 十． 清洗，去毛刺，倒角。 十一． 檢驗。 由于進行的是批量的生產(chǎn)，本工藝路線是采用工序分散的原則組織工序的，被加工孔4—4.5可在普通鉆床上用鉆模加工。優(yōu)點是裝夾次數(shù)少，夾具數(shù)目也少，易于保證表面的位置精度，減少工序間的運輸量，縮短生產(chǎn)周期。 （5）確定機械加工余量，工序尺寸及公差 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝技術(shù)手冊》，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下： 表1 加工余量表 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序一 銑左右端面 1㎜ 18㎜ 3.2m 工序四 車內(nèi)孔22 1mm 22mm 1.6m 工序六 銑上下兩端面 5mm 60mm 3.2m 工序七 鉆孔4—4.5 2.75mm 4.5mm 12.5m 工序九 車1.5x33溝槽 1mm 1.5x33mm 6.5m （6）選擇機床設備及工藝設備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設備為： 工序一： X62臥式萬能銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0~200/0.2mm 游標卡尺。 工序四：數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 工序七：Z4012鉆床，4—4.5麻花鉆，專用夾具，游標卡尺。 工序九：數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 （7）確定切削用量 1）工序一 銑左右兩端面 加工條件：X62臥式萬能銑床，兩把YT15三面刃銑刀，刀盤直徑125mm，寬12mm，齒數(shù)20，專用夾具，0~200、0.2mm 游標卡尺，柴油冷卻。 a.確定背吃刀量 端面的總加工余量為5mm，由毛坯圖已知銑削寬度為ae=60mm，一次走刀加工 ，ap=5 mm. b. 確定進給量及基本工時 根據(jù)《工藝手冊》中表4.2-38，萬能銑床X62，刀桿直徑為22mm，再查《切削手冊》表3.15和《工藝手冊》表4.2-38可得，我們可以取進給量f=0.10mm/z。 c．計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表3.27可得，Cv=186mm, qv=0.2, yv=0.4, uv=0.2, m=0.2, xv=0.1,Pv=0,修正系數(shù)kv=1.1,選擇刀具使用壽命T=60min. vc= Cvd0qvkv /(TmapxvfyvaeuvzPv) =1861250.21.1/(600.250.10.10.2600.2200) 4.6m/min. d.確定銑床主軸轉(zhuǎn)速 nw=1000vc/（dw）=10004.6/(3.1422) 66.6 r/min 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-39，與66.6r/min相近的轉(zhuǎn)速為75r/min。現(xiàn)選擇nw=75r/min.所以實際切削速度為v=5 m/min. e.計算基本時間 按《工藝手冊》表6.2-7，=80mm, 1+(1~3) +(1~3)=9mm. 2=2mm. 時間t===0.61min，取時間t=40s。 2) 工序七 鉆孔4.5 加工條件 Z4012鉆床，4.5mm標準錐柄麻花鉆，專用夾具，0~200、0.2mm 游標卡尺，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，f=1.0~1.2，查《工藝手冊》4.2-16，根據(jù)機床實際縱進給量取f=0.12mm/r b.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削手冊》表2.12可得，鉆頭后刀面的最大磨損限度為0.8~1.2mm,使用壽命為70min. c.計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表2.30，Cv=4.8, zv=0.4, xv=0, yv=0.7,m=0.2, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=4.8391.0/(700.219.500.120.7)18m/min nv=1000vc/(dw)=100018/(3.1439)147r/min 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-15，按機床實際鉆速選取nw=125r/min,則實際切削速度為v=15m/min. e.計算基本時間 按《工藝手冊》表6.2-7，=60mm, =1~2mm，=90。，取1=2mm. 2=2mm. 時間t==4.3min，取時間t=260s。 3)工序四 車內(nèi)孔22 加工條件 數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺，22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據(jù)《切削手冊》表2.10，f=0.9~1.2mm/r, 查《工藝手冊》4.2-16，根據(jù)機床實際縱進給量取f=0.9mm/r b.計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5400.61.0/(250.2540.20.90.3) 52.6m/min nv=1000vc/(dw)=100052.6/(3.1440)418.8r/min 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-15，按機床實際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min. c.計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s. 4）工序九 車溝槽1.5*33 加工條件 數(shù)控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺，22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據(jù)《切削手冊》表2.10，f=0.9~1.2mm/r, 查《工藝手冊》4.2-16，根據(jù)機床實際縱進給量取f=0.9mm/r b.計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系數(shù)kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5400.61.0/(250.2540.20.90.3) 52.6m/min nv=1000vc/(dw)=100052.6/(3.1440)418.8r/min 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-15，按機床實際轉(zhuǎn)速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min. c.計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s. (8)填寫工藝文件 按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片（附表1）和機械加工工序卡片（附表2~附表5） 二、夾具設計 （1）問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第八道工序——攻絲M4的夾具。 本工序的加工要求為：M4，軸心距離左軸肩3mm 本工序的主要加工條件為：手用絲錐上M4*1.25 ，3.8麻花鉆，上下兩端面已加工好，達設計圖樣要求。 未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟精度為IT11~12，表面粗糙度為Ra=12.5m，在鉆床夾具上加工時適當控制切削用量，可保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要考慮的是要如何保證孔軸線與3.8孔軸線的位置度要求。 （2）夾具設計 1）定位方案及定位元件的確定與設計 定位方案的確定 根據(jù)工序加工的要求，我將定位方案確定如下： 以左端面為主要定位基準，限制3個自由度，以內(nèi)孔為輔助定位，限制2個自由度，以下底面為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度。用螺栓螺母夾緊孔22的另一端面。 本方案是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，裝卸工件較方便，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。 定位元件的設計 根據(jù)定位方案，設計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示22孔采用短銷大平面組合定位，限制5個自由度，下底面采用兩個支撐釘，防止其轉(zhuǎn)動，采用緊固螺釘。 圖1 定位圖 定位誤差計算 根據(jù)所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為，影響位置度的定位誤差為： =22.112mm－21.936mm=0.176mm 由于工件對位置度公差沒有特別要求，則我們認為該影響位置度的定位誤差滿足加工要求。 夾緊力的計算 本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)《夾具設計手冊》表1-2-7可得， 切削力 D——鉆頭直徑 f——每轉(zhuǎn)進給量(mm) Kp——修正系數(shù) 查表1-2-8可得，Kp=0.4 =66740.360.70.4=522N 查《機械設計手冊》可得，摩擦因數(shù) 理論夾緊力F= 實際夾緊力FK=FK K——安全系數(shù)。 對于該工件的加工，安全系數(shù)K可按下式計算： K=1.01.01.01.31.01.0=1.3 實際夾緊力FK=2372.51.3=3084.25N 取實際夾緊力FK=3.5 KN. 2）導向方案的選擇 導向方案的選擇 如圖所示，由于零件是批量生產(chǎn)，考慮鉆模磨損后可以更換，選擇標準結(jié)構(gòu)的可換鉆模。根據(jù)《夾具的手冊》表1-7-4，鉆模至工件表面的距離按選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切屑將鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取10mm。 小 節(jié) 時光飛逝，為期兩個星期的機械制造工藝課程設計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內(nèi)根本就學不到的東西。受益匪淺！ 在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。 在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在機械制造工藝課程設計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學的聯(lián)系到實際應用中來了。 在這次機械制造工藝課程設計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據(jù)步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次機械制造工藝課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設計者的心思，這樣才能像他們一樣設計出好的作品。 在這次械制造工藝課程設計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。 收獲： 1）能把以前所學的各種知識，綜合的運用的這次設計中，鞏固了以前所學的知識。 2）學會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。 3）學會了，分析問題，解決問題的能力。 不足之處： 1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學習、實踐中進一步改進。 2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設計不是很精確，需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進一步改進。 綜上所述：這次的械制造工藝課程設計對我以后的工作起了很大的幫助，我認識到，無論是工作還是學習都必須做到認真、謹慎，時時處處細心。 參考文獻 1、顧崇衍 等編著。機械制造工藝學。陜西：科技技術(shù)出版社，1981。 2、倪森壽 主編。機械制造工藝與裝備。化學工業(yè)出版社，2001。 3、張進生 主編。機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社，1994。 4、姜敏鳳 主編。工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社，2003。 5. 機械制造工藝及設備設計手冊編寫組 編。機械制造工藝及設備設計手冊。機械工業(yè)出版社，1989。 6、胡家秀 主編。簡明機械零件設計實用手冊。機械工業(yè)出版社，1999。 7、江南學院 肖繼德 南京金陵職業(yè)大學 陳寧平 主編。機床夾具設計（第二版）。機械工業(yè)出版社，1997。 8、倪森壽 主編。機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書?；瘜W工業(yè)出版社，2001。 9、劉越 主編。機械制造技術(shù)。化學工業(yè)出版社，2001。 10、趙如福主編。金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）。上?？萍技夹g(shù)出版社，1981。 11、南京工程學院 陳于萍 主編 沈陽大學周兆元副主編?；Q性與測量技術(shù)基礎。機械工業(yè)出版社，2004。