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1、西南大學工程技術學院課程設計(論文) 鄭州科技學院 機械制造技術基礎 課程設計 題　目: 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 學生姓名 韓正帥 專 業(yè)機械設計制造及其自動化 學 號_ 201033031 班 級_ 2010 級 2 班 指導教師 張曉瑩 機械工程學院 2013年 11 月

2、 機械加工工藝課程設計任務書 題目：軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 生產綱領： 4000件 生產類型： 批量生產 內容： 1. 產品零件圖 1張 2. 產品毛坯圖 1張 3. 夾具零件圖 3張 4. 夾具裝配圖 1張 5. 機械加工工藝過程卡片 1張 6. 機械加工

3、工序卡片 2張 7．課程設計說明書 1份 目錄 1 引言 3 2 零件的分析 3 2.1 零件的類型及功用 3 2.2 零件的工藝分析 3 2.2.1 分析零件的材質、熱處理及機械加工工藝性 4 2.2.2 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 4 2.3 定位基準的選擇 5 2.3.1 粗基準的選擇 5 2.3.2 精基準的選擇 5 2.4 表面加工方法的選擇 6 2.5零件加工工藝路線 6 2.6選擇設備和工藝裝備 7 3 機械加工余量、工序尺寸的確定

4、9 4 切削用量及基本工時 10 5 軸承座零件的銑床夾具設計 14 5.1設計方案的討論 14 5.1.1初定夾具結構方案 14 5.1.2 切削力及夾緊力的計算 14 5.2 夾具體結構特點的論述 15 5.3 夾具體主要技術條件及優(yōu)缺點的分析 15 5.4誤差分析與計算 15 5.5 軸承座零件的銑床專用夾具的總體設計 16 6 小結 17 7參考文獻 18 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 1 引言 這個學期我們進行了《機械制造技術基礎》課程的學習，對機床夾具及其設計有了一定的了解和掌握，并通過此次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性

5、訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。在課設中我們分組進行設計，在團隊的實際操作過程中也發(fā)生過一些摩擦，不過在大家的責任心驅使下結果還是團結一致去分工完成任務，結果也讓大家鍛煉了團隊協作的意識，相信在以后的學習生活中我們也會受益。 2 零件的分析 2.1 零件的類型及功用 軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致，并且保持平衡；軸承座是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本。其零件圖如圖2-1。

6、 2.2 零件的工藝分析 軸承座的主要幾何元素為支承孔、安裝底面，因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響，軸承支承孔的內表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到Ra 6.3就可以了。輔助元素為底平面的安裝螺孔、支承孔周圍的軸承蓋連接孔，支承座身的鑄造結構，主要為固定連接作用，對精度要求不高。 圖2-1 軸承座零件圖 2.2.1 分析零件的材質、熱處理及機械加工工藝性

7、 本零件的主要作用是支承作用，根據零件的復雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。材料為HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)，需要進行人工時效處理。 2.2.2 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 根據生產綱領的要求，本零件是大批大量生產，還有零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。零件材料為HT250，采用金屬型鑄造。 根據表5-7至5-11，鑄件的公差等級為CT8～10，取CT9。加工余量等級為D～F，取F級。尺寸40的機械加工余量為0.5mm，即其基本尺寸為40.5mm，尺寸公差為2mm?？?42mm的機械加工余量為0.5

8、mm，即該孔的基本尺寸為?41.5mm，尺寸公差為2mm。底面機械加工余量為0.5mm，尺寸公差為1.7mm。其它尺寸參照零件圖查得。最后按入體形式標注毛坯尺寸，得到圖2-2所示毛坯尺寸。 圖2-2 軸承座零件毛坯尺寸 2.3 定位基準的選擇 2.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位基準，保證各加工表面的余量足夠并分配合理，由于粗基準是對毛坯進行第一次機械加工的定位基準，因此與毛坯的狀況關系很大。在銑床上加工底面的時候，以左右端面作為粗基準來加工底面。 2.3.2 精基準的選擇 選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現

9、，以及定位安裝的準確方便。選擇精基準應遵循以下的原則：①基準重合原則；②基準統(tǒng)一原則；③互為基準原則；④自為基準原則；⑤便于安裝原則。 精基準選擇時，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結構簡單及操作簡便。在遵循上述原則的前提下，軸承座前后端面的加工，就是互為精基準，遵循互為基準原則?？爪?7mm的精加工以一面?zhèn)z孔定位，自為基準加工。 2.4 表面加工方法的選擇 依據各種加工方法的經濟精度和表面粗糙度、已確定的生產綱領、零件的結構形狀和尺寸大小等因素來選擇各表面的加工方法。如表2-1 表2-1 軸承座各表面加工方法 加工表面 表面粗糙度 尺寸精度 形位公差 加工方法 Φ4

10、2 Ra 12.5 無 無 車 Φ47 Ra 1.6 IT7 圓柱度0.01 車 底面 Ra 6.3 無 對孔的平行度為0.08 銑 支承孔左右端面 Ra 6.3 無 無 銑 4個螺栓孔 Ra 6.3 無 無 鉆 4個沉頭孔 Ra12.5 無 無 銑 4個軸承蓋連接螺紋孔 無 無 無 鉆、攻絲 2.5零件加工工藝路線 毛坯為精鑄件，清理后，進行人工時效處理，以消除鑄件的內應力，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間加工。 方案： 工序10：夾軸承孔兩側毛坯，粗銑軸承座底面，照顧尺寸95mm

11、和表面粗糙度。 工序20：粗銑φ42mm側的φ77mm端面，留余量。 工序30：粗銑φ47mm側的φ77mm端面到圖樣要求。 工序40：粗車、半精車內孔φ42mm至φ47mm側的φ77mm端面，倒角。 工序50： 粗車內孔φ47mm到尺寸，半精車內孔47mm孔，精車內孔47 孔，倒角。 工序60：銑4-φ22的沉頭孔。 工序70： 鉆4-φ12的孔。 工序80： 鉆4-M6螺紋孔，孔口倒角。 工序90： 攻4-M6螺紋孔。 工序100：去毛刺。 工序110：檢驗。 工序120：入庫。 2.6選擇設備和工藝裝備 1) 機床選擇 機床的選原則有： （1） 機床尺寸規(guī)

12、格與工件的形狀尺寸相適應。 （2） 機床精度等級與本工序加工要求相適應。 （3） 機床電動機功率與本工序加工所需功率相適應。 （4） 機床自動化程度和生產效率與生產類型相適應。 表2-2 軸承座加工各機械加工工序機床選擇 工序號 加工內容 機床設備 說明 10 粗銑底面 X5020A 根據表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適 20 粗銑φ42mm側的φ77mm端面 X5020A 根據表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適 30 粗銑φ47mm側的φ77mm端面 X5020A 根據表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機

13、功率均合適 40 粗車內孔φ42mm CA6140 根據表5-25，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適 50 粗車、半精車、精車內孔φ47mm CA6140 根據表5-25，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適 60 銑4-φ22孔 X5020A 根據表5-20，常用，工作臺尺寸、機床電動機功率均合適 70 鉆4-φ12孔 Z5125A 根據表5-21，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適 80 鉆4-M6孔 Z5125A 根據表5-21，常用，工件孔徑、機床電動機功率均合適 90 攻螺紋 CA6140 根據表5-18，常用，工件螺紋孔徑、機床

14、電動機功率均合適 2) 刀具選擇 盡可能選擇效率高，成本低的標準化刀具，與設備和加工方法匹配，如表2-3。 表2-3 軸承座加工各機械加工工序刀具選擇 工序號 加工內容 機床設備 刀具 說明 10 粗銑底面 X5020A B型可轉位套式面銑刀 根據表2-16和5-33，加工尺寸為98x70mm，選擇刀盤直徑為φ125mm 20 粗銑φ42mm側的φ77mm端面 X5020A A型可轉位套式面銑刀 根據表2-16和5-33，加工尺寸為φ77mm，選擇刀盤直徑為φ100mm 30 粗銑φ47mm側的φ77mm端面 X5020A A型可轉位

15、套式面銑刀 同上 40 粗車、半精車內孔φ42mm CA6140 機夾車刀 機夾車刀可以車內孔 50 粗車、半精車、精車內孔φ47mm CA6140 機夾車刀 同上 60 銑4-φ22mm孔 X5020A 中齒直柄立銑刀22 選擇鉆φ12mm孔后锪φ22mm孔，沒有此規(guī)格的锪鉆 70 鉆4-φ12mm孔 Z5125A φ12mm直柄麻花鉆 根據表5-36選用GB/T6135.2-2008標準刀具 80 鉆4-M6孔 Z5125A φ5mm直柄超長麻花鉆 根據表5-36選用GB/T6135.3-2008標準刀具 90 攻螺紋 CA6140

16、 M6機用絲錐 具體規(guī)格由零件內螺紋模數確定 3 機械加工余量、工序尺寸的確定 1) 底面： 毛坯尺寸為17.2mm，銑底面的工序尺寸為15mm，加工余量為2.2mm。 2) φ42mm側的φ77mm端面： 毛坯尺寸為42.5mm，銑端面的工序尺寸為41.25mm，加工余量為1.25mm。 3) φ47mm側的φ77mm端面： 預留尺寸為41.25mm，銑端面的工序尺寸為40mm，加工余量為1.25mm。 4) φ42mm孔： 粗車時預留孔為φ39.5mm，工序尺寸為φ41.5mm，加工余量為2mm。 半精車時工序尺寸為φ42mm，加工余量為0.5mm。 5）

17、φ47mm孔： 粗車時預留孔為φ42mm，工序尺寸為φ45.5mm，加工余量為3.5mm。 半精車時工序尺寸為φ46.5mm，加工余量為1mm。 精車時工序尺寸為φ47mm，加工余量為0.5mm。 6）φ22mm孔: 銑削的加工余量為22mm，深度為2mm。 7）φ12mm孔：鉆削的加工余量為12mm，深度為13mm。 8）M6孔：鉆削的加工余量為5mm，深度為40mm。 9）攻M6螺紋：攻絲的加工余量為1mm，深度為40mm。 4 切削用量及基本工時 工序10：銑底面 1、確定背吃刀量：=2.2mm。 2、確定進給量f：查表5-86得，每齒粗銑的進給量為0

18、.2mm/Z。 3、計算切削用量： 選取銑床的主軸轉速為220r/min，銑刀的直徑為?125mm，所以切削速度分別為： V=dn/1000=3.14*125*220/1000=86.35m/min 4、確定時間定額（2個工位） 一個工位基本時間0.648min=39s 其中l(wèi)=70mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度； 為工作臺水平進給量。 l1=0.5d-C0d-C0+1～3=40mm。 C0=0.03～0.05d=0.04125mm=5mm。 其中d=125mm；，=3~5，取=4mm，=176mm/min。 工序20、30：粗銑φ42mm側的φ77mm端面

19、及粗銑φ47mm側的φ77mm端面 1、確定背吃刀量：每個工序=1.25mm。 2、確定進給量f：查表5-86得，每齒粗銑的進給量為0.2mm/Z。 3、計算切削用量：用?100mm的銑刀來加工，取銑床的主軸轉速為n=220r/min，則切削速度V=dn/1000=3.14*100*220/1000=69.08m/min。 4、確定時間定額 基本時間0.644=39s。 其中l(wèi)=77mm ，取，l1=0.5d-C0d-C0+1～3=32.4mm。 C0=0.03～0.05d=0.04100mm=4mm。=3~5，取=4mm。 =176mm/min。 工序40：粗車

20、、半精車內孔φ42mm 1、確定背吃刀量：粗車=2mm，半精車=0.5mm。 2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時主軸轉速定為n=610r/min，Vc1=dn/1000=3.14x41.5x600/1000=74.42 m/min，半精車時主軸轉速定為n=850r/min：Vc2=πdn/1000=3.14x42x800/1000=104.25 m/min。 4、確定時間定額 粗車時Tb1=l+l1+l2+l3ifn=0.208min=13s。 其中l(wèi)=40mm ，取，l1=aptankr+2～3=2～3mm ，取，l1=2mm。

21、 =2～3，取=3mm，l3=5mm。 半精車時Tb2=l+l1+l2+l3ifn=0.156min=9s。 工序50：粗車、半精車、精車內孔φ47mm 粗車： 1、確定背吃刀量： =3.5mm。 2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時主軸轉速定為n=610r/min，Vc1=πdn/1000=3.14x45.5x610/1000=87.15 m/min。 4、確定時間定額 Tb1=l+l1+l2+l3ifn=0.152min=9s。 其中l(wèi)=27mm ，取，l1=aptankr+2～3=2～3mm ，取，l1=2mm。 =2～3，取

22、=3mm，l3=5mm。 半精車： 1、確定背吃刀量： =1mm。 2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時主軸轉速定為n=850r/min，Vc1=πdn/1000=3.14x46.5x850/1000=124.12m/min。 4、確定時間定額 Tb2=l+l1+l2+l3ifn=0.109min=7s。 精車： 1、確定背吃刀量： =0.5mm。 2、確定進給量f：查表得f=0.4 mm/r。 3、確定切削速度：粗車時主軸轉速定為n=970r/min，Vc1=πdn/1000=3.14x47x970/1000=146.15m/m

23、in。 4、確定時間定額 Tb3=l+l1+l2+l3ifn=0.095min=6s。 工序60：銑4-φ22mm孔 1、確定背吃刀量： =22mm，深度為2mm。 2、進給量f：查表得 fc=0.080mm/z。 3、轉速n：n=600r/min。 4、確定切削速度Vc： Vc=πdn/1000=3.14x22x600/1000=41.45m/min。 5、確定時間定額 Tb=(l-d)/fMc+(h+l1)/fMc=0.042min=3s。 l=d,l1=1～2,fMc=fczn=0.0802600=96mm/min。 工序70：鉆4-φ12mm孔

24、 1、確定背吃刀量： =12mm，深度為13mm。 2、進給量f：查表得 f=0.35 mm/r。 3、確定切削速度Vc：查表得 Vc=15m/min。 4、計算轉速n：n=1000xV/πd=1000x15/πx12=397.89r/min，所以 取n=400r/min 得 Vc=15.08 m/min。 5、確定時間定額 Tb=l+l1+l2fn=0.136min=8s。 走刀長度l=13mm，切入長度l1=3mm，切出長度l2=3mm,。 工序80：鉆孔：M6螺紋孔加工之前的鉆孔直徑為φ5 mm 1、確定背吃刀量： =5mm。 2、進給量f：查表得 f=0.2

25、mm/r。 3、確定切削速度Vc：查表得 Vc=15m/min。 4、計算轉速n：n=1000xV/πd=1000x15/πx5=954.93r/min，所以 取n=1000r/min 得 Vc=15.71m/min。 5、確定時間定額 Tb=l+l1+l2fn=0.23min=14s。 走刀長度l=40mm，切入長度l1=3mm，切出長度l2=3mm。 工序90：攻M6螺紋 1、確定背吃刀量： =1mm。 2、確定進給量：進給量應為螺距P=0.75mm，故f=0.75mm/r。 3、確定切削速度Vc：查表5-97得 Vc=8.9m/min。 18 5 軸承座零件的銑

26、床夾具設計 設計對象：軸承座銑削φ77端面銑床夾具。 設計要求：銑寬度為42.5mm的兩端面，每端銑1.25mm，使寬度達到40mm。 5.1設計方案的討論 5.1.1初定夾具結構方案 1）工件定位方案 定位方案：根據加工要求，以浮動V形塊定位大端外圓Φ77，可以消除一個自由度，再用定位銷定位軸承座底座側邊，限制兩個自由度，用定位板定位底面消除三個自由度，實現完全定位。 2）工件夾緊方案及夾緊裝置 因為軸承座的大端外圓用浮動V形塊定位，所以可以用鉤形壓板壓緊。 5.1.2 切削力及夾緊力的計算 由《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力由式2.11得： 查

27、《機床夾具設計手冊》表得： 即： 切削扭矩由式2.12得： 即： 實際所需夾緊力：由式2.13得： 取，，，即： 螺旋夾緊時產生的夾緊力由式1-2-10得： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用V塊壓緊工件。 即： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 5.2 夾具體結構特點的論述 本夾具體是鑄件，底面為了減輕重量，所以挖去了一部分。由于軸承座上端為非加工表面，所以采用浮動V形塊夾緊，可以避免較低加工精度，安裝調節(jié)螺栓時，采用螺母防松機構。加緊采用螺旋夾緊，結構簡單，夾緊可靠。 5.3 夾具體主要技術條件及優(yōu)缺點的分析 夾具體

28、的上平面與底面的平行度要求較高，主要是為了防止裝夾后工件傾斜。 優(yōu)點：V形塊和定位銷是可換的。在多次裝夾、拆裝后，由于V形塊是定位和加緊的，頻繁使用會導致精度降低，當加工出的零件達不到要求時，換V形塊就行。 缺點：工作時間長了或者切削力太大可能引起夾具體整體變形，達不到要求。這時就需要重新設計。 5.4誤差分析與計算 該夾具以底面、側面和頂面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規(guī)定，由資料[6]《互換性與技術測量》表可知： 取（中等級） 由《

29、機床夾具設計手冊》可得： ① 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： ③ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ④ 夾具相對刀具位置誤差：按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.5 軸承座零件的銑床專用夾具的總體設計 （1） 夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2） 當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安

30、全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 圖5-1 軸承座銑端面夾具總裝簡圖 6 小結 通過這次設計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說這次畢業(yè)設計使我收益不小

31、，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過經過同組成員共同努力，最終大家都很順利的完成了畢業(yè)設計。 在課設的過程中，由于理論知識不夠完善，實踐能力尚不成熟，以及一些疏忽和大意的存在，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予批評指正。 7參考文獻 【1】 機械制造工藝學.第2版.清華大學.王先逵.機械工業(yè)出版社 【2】 機械制造技術基礎課程設計指導教程.鄒青.機械工業(yè)出版社 【3】 機床夾具設計.張權民.科學出版社 【4】 機械精度設計與檢測技術基礎.楊沿平.機械工業(yè)出版社 【5】 機械加工工藝手冊.北京出版社 指導教師評語： 成績評定： 指導教師： 年 月 日