軸承座零件及機械加工工藝規(guī) 程及夾具設(shè)計合肥財經(jīng)職業(yè)學院畢業(yè)論文（實踐）報告系別工程學院，/洋rb二m七/專業(yè)機電一體化年級機電2班學制三 年學號 090113070046姓名 汪 寧編號名稱件數(shù)頁數(shù)1任務(wù)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(shè)計說明書一份9機械制造工藝學機械制造工藝學課程設(shè)計設(shè)計題目：軸承座加工工藝及夾具設(shè)計專業(yè)：機電一體化班級： 機電2班學 號：學0113070046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(shè)計一、設(shè)計任務(wù)1 .設(shè)計課題:軸承座機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2 .絲攻M4螺紋孔專用夾具設(shè)計3 .生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)4 .設(shè)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(shè)計說明書1份二、設(shè)計說明書目錄言6零件加工工藝設(shè)計.1、零件的工藝性審"62、基準選擇原則73、定位基準選擇74、擬定機械加工工藝路線85、確定機械加工余量，工序尺寸以及公差86、選擇機床設(shè)備及工藝設(shè)備97、確定切削用量9*>vl.121、問題提出122、家具設(shè)計13三、小節(jié)1517四、參考文獻機械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)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(chǔ)，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：L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(shè)計思想，設(shè)計思維，掌握工程設(shè)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(shè)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(shè)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HB230250,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 18 ± 0.05mm。b）軸孔：22的孔徑：22噂川8 nni,表面粗糙度RaL6um,c）34的外圓：直徑為3心黑mm,表面粗糙度為RaL6uin,外圓與內(nèi) 孔的同軸度不超過0.02m.,軸肩距為12inm。d）左端面：外圓直徑為52,上下邊面距離38mm。e）螺紋孔：大徑為4nlm,軸心距離左軸肩3mm。f）通孔:左端面均布44.5通孔，左右中心距36nlm，上下中心距27mm。g）退刀槽：距離右端面12mll1,尺寸為l.5x334）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(shè)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(shè)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?；榛鶞剩ＷC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) 4一4.5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) l.5x33溝槽。精基準，基準重合原則。擬定機械加工工藝路線：擬定加工路線：1. 銃左右端面。2. 鉆中心孔。3. 熱處理。4. 車內(nèi)孔22。5. 車外圓。6. 銃大端面上下面。7. 鉆44.5。8. 絲攻M4螺紋孔。9. 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4一4.5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銃左右端面1 mm18 mm3.2 / m工序四車內(nèi)孔6221mm 22mm1.6/in工序六銃上F兩端面5mm60mm3.2 / m工序七鉆孔404.52.75mm 4.5mm12.5 / m工序九車L5x33溝槽1mm1.5x0 33mm6.5 /in(6)選擇機床設(shè)備及工藝設(shè)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(shè)備為：工序一：X62臥式萬能銃床，YT15三面刃銃刀，專用夾具，。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，4一4.5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)工序一銃左右兩端面加工條件：X62臥式萬能銃床，兩把YT15三面刃銃刀，刀盤直徑125nlm, 寬12mm,齒數(shù)20,專用夾具,0200、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5nlin,由毛坯圖已知銃削寬度為ae=60mm, 一次走刀加 工,即=5 mm.b.確定進給量及基本工時根據(jù)工藝手冊中表4.238,萬能銃床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=0.10imn/Zo 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=0.1R=0,修正系數(shù)選擇刀具使用壽命T=60min.Vc= Cvdoovkv /(TraaPxvP=186X 125° 2X1. 1/(60° 2X5° lXO. l0 2X600 2X 20°) q 4. 6m/min.d.確定銃床主軸轉(zhuǎn)速n.=1000vc/ (乃 Xd.) =1000X4. 6/(3. 14X22) « 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?，F(xiàn)選擇 ru=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, /=80皿，I 1 = 0.5(4 - J屋-亡)+(1-3) = 0.5(125 - >/1252 - 602) +(13)=9mm. /2=2mm./ +/1 +。80 + 9 + 2.4.八時間t二!-=0.61 min,取時間t=40so0.1x20x752)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，0200、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=L0L2,查工藝手冊4.2-16,根據(jù)機床實際 縱進給量取f=0.12mm/rb.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0.8L2mm，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=O, yv=0.7,m=0.2,表 2, 31 得， 修正系數(shù)kv=1.0.Vc=Cvdozvkv/(TmaPxvP')=4.8 X 39 X1. 0/(70°2 X19. 50X0.12°)«18m/minnv=1000vc/ (7T d.) =1000 X 18/(3.14 X 39) «147r/min根據(jù)工藝手冊表4. 2-15,按機床實際鉆速選取n.=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 = cot Kr +(1 2) =12mm, kt =90 取/尸2mm.212=2nini.時間 廿/ += 6° + 2 + 2 =43milb 取時間 t=260Sonwf 125x0.123)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=0.9L2mm/r,查工藝手冊4.2-16,根據(jù)機床 實際縱進給量取f=0.9mnVr 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=Cvdozvkv/(Tmapx'P')=16.5X40° 6X1. 0/(25°26X4°2X0. 90 S) « 52. 6m/minnv=1000ve/ (7T d,) =1000 X 52. 6/(3.14X40) «418. 8r/min根據(jù)工藝手冊表4. 2-15,按機床實際轉(zhuǎn)速選取n.=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=0.9L2mm/r,查工藝手冊4.2-16,根據(jù)機床實際縱進給量取f=0.9mni/rb.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=Cvdozvkv/(TmaPxvPv)=16,5X40° 6X1. 0/(25°25X4X0. 9°") x 52. 6m/min nv=1000vc/ (7T d.) =1000 X 52. 6/(3.14 X 40) « 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D和機械加工工 序卡片(附表2附表5)二、夾具設(shè)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(shè)計專用夾具, 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計第八道工序一一攻絲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*L25 ,。3.8麻花鉆，上下兩 端面已加工好，達設(shè)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=12.5/in,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(shè)計1）定位方案及定位元件的確定與設(shè)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(shè)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(shè)計根據(jù)定位方案，設(shè)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Hq根據(jù)所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為。20三，影響位置度的定位誤差為:o = £)max - "min=22.112mm21. 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(shè)計手冊表127可得，切削力巴=667少°7KpD鉆頭直徑f每轉(zhuǎn)進給量(mm)Kp一一修正系數(shù)查表1-2-8可得，K尸0.4Px = 667。°'Kp =667X4X0. 36°"X0. 4=522N查機械設(shè)計手冊可得，摩擦因數(shù) =0.22P 5? N理論夾緊力F=，=表« 2372 5N40.22實際夾緊力EfFXKK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=l. 0X1. 0X1. 0X1. 3X1. 0X1. 0=1. 3實際夾緊力 Fk=2372. 5X1. 3=3084. 25N取實際夾緊力&=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 (11.5川=812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10皿。小節(jié)時光飛逝，為期兩個星期的機械制造工藝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@ 段時間的設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè) 計，因為機床夾具的設(shè)計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自 設(shè)計過，因此，在開始的設(shè)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(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料, 終于將它設(shè)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(shè)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(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思 想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計 人員，在設(shè)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(shè)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(shè) 計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。在這次械制造工藝課程設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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?；瘜W工業(yè)出版社，2001 o3、張進生主編。機械制造工藝與夾具設(shè)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(shè)備設(shè)計手冊編寫組編。機械制造工藝及設(shè)備設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計指導書。化學工業(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，2001o10、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(chǔ)。機械工業(yè)出版社，2004。