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遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 遼寧工程技術大學 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目：角形軸承箱機械加工工藝過程及大孔端面工藝裝備設計（銑大孔端面） 班　　級： 汽車07-1班 姓　　名： 亢軍 指導教師： 冷岳峰 完成日期： 2010-7-5 一、設計題目　　 角形軸承箱機械加工工藝過程及大孔端面工藝裝備設計（銑大孔端面） 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:（中批或大批大量生產） 三、上交材料 1．繪制零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套 4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．編寫課程設計說明書（約5000-8000字）。 1份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內完成。 1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設計并編制出零件的機械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 設計內容：設計“角形軸承箱”這一零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出角形軸承箱零件圖、角形軸承箱毛坯圖、夾具裝配圖，夾具體零件圖。填寫機械加工工藝過程綜合卡片、機械加工工藝卡片。編制課程設計說明書。 設計意義：本課程設計是重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一。是在完成生產實習，學完機械制造技術基礎和其它專業(yè)課程之后進行的。通過該課程設計，將所學理論與生產實踐相結合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從而打下了良好的基礎。 關鍵詞：角形軸承箱、工藝規(guī)程、夾具設計 Abstract Design content: design "angular bearing box" the machining procedure and technology and equipment, and draw the angular figure, bearing parts, bearings, box blank shape, specific parts of assembly fixtures. Fill in machining process integrated CARDS, the machining process card. Compiling course design specification. Meaning: the course is designed to design is one of the important practical teaching link. On completion of the production practice is learned, machinery manufacturing technology and other professional courses. Through this course design, combining theory with practice and exercise their ability to analyze and solve problems in the process of analyzing and solving independently, I was part of the process, mechanical manufacture special jig design of the typical process equipment, improve the structure design ability, to the graduation design and for your future will be engaged in the work conducted an adaptive training, thus laid a good foundation. Keywords: angular bearing, procedure and fixture design 目 錄 1設計角形軸承箱零件的機械加工工藝規(guī)程……………1 1.1零件工藝性分析……………………………………1 1.1.1角形軸承箱的作用……………………………1 1.1.2角形軸承箱的技術要求………………………1 1.1.3審查角形軸承箱的工藝性……………………1 1.1.4確定零件加工工藝性…………………………2 1.2機械加工工藝規(guī)程設計……………………………2 1.2.1選擇毛坯………………………………………2 1.2.2確定毛坯尺寸公差和機械加工余量…………2 1.2.3繪制毛坯簡圖…………………………………2 1.3擬定軸承箱工藝過程………………………………………3 1.3.1定位基準的選擇………………………………………3 1.3.2表面加工方法的確定…………………………4 1.3.3加工階段的劃分………………………………………4 1.3.4工序的集中與分散……………………………4 1.3.5工序順序的安排………………………………4 1.3.6確定工藝路線…………………………………5 1.4工序尺寸（工序25）………………………………6 1.5加工余量的確定（工序25）………………………6 1.5.1背吃刀量的確定………………………………6 1.5.2進給量的確定…………………………………7 2相關工序夾具設計………………………………………7 2.1定位方案的確定……………………………………7 2.2定位誤差的確定…………………………………7 2.3夾緊機構設計……………………………………7 2.4夾具與機床連元件………………………………7 2.5夾具體……………………………………………8 2.6方案綜合評價和總結……………………………8 3設計體會…………………………………………………9 1.設計角形軸承箱零件的機械加工工藝規(guī)程 1.1零件工藝性分析 1.1.1角形軸承箱的作用 為了校正車輪的垂直偏斜值a，應在角形軸承箱與水平定位鍵或水平定位鍵與端梁彎板(圖10)間加墊來解決。如果加墊厚變度小于角形軸承箱定位槽深度的2/3，可在A面處直接加墊；如果加墊厚度超過2/3，則在定位鍵與端梁彎板間加墊，墊的形狀如圖11所示。在車輪的哪一邊軸承箱處加墊要根據車輪的偏斜方向而定，如果車輪向右(“／”)偏，在左邊加墊；如向左(“＼”)偏，則在右邊加墊。 1.1.2角形軸承箱的技術要求 根據角型軸承的零件圖紙將該軸承箱的全部技術要求列于表中。 表1-1 軸承箱零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 大圓端面 φ250 6.3 直角側面 58 12.5 直角側面槽面 8 6.3 內孔面 1.6 直角側面兩平行面 50 h11 直角內表面 58 12.5 大孔斷面小孔 φ 兩直角邊垂直 中心線 1.1.3審查角形軸承箱的工藝性 分析零件圖可知，該角形軸承箱為對稱結構，結構比較簡單，在加工大孔端面時比較容易固定和裝夾，可用立式立式銑床進行加工，在加工零件直角側面時因先將兩直角面先粗加工然后在依次精加工，然后各個平面都加工完畢后再保證平行度，垂直度。由此可以看出來，該零件的工藝性較好。 1.1.4確定零件加工工藝性 由課程設計題目要求，該零件的生產類型為大批量生產。 1.2機械加工工藝規(guī)程設計 1.2.1選擇毛坯 由零件要求可知，零件的材料為灰鑄鐵，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型機器造型及殼型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批或大批量生產，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 1.2.2確定毛坯尺寸公差和機械加工余量 由《機械制造技術基礎課程設計指導書》，確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機械加工余量如下表所示： 表2-1 閘板鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量表 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 大孔端面凸臺φ250 5.5（單邊） 1 表2-35 表2-36 直角側面 3.0（兩側分別取3.0） 表2-35 直角側面長槽 4（兩側分別取4.5） 0.3 表2-35 表2-36 鏜孔φ180 .10 表2-28 直角內表面75 3(各邊均為3) 表2-35 1.2.3繪制毛坯簡圖 由表2-1所得結果，繪制毛坯簡圖如下所示： 圖1-1 1.3擬定軸承箱工藝過程 1.3.1定位基準的選擇 基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質量的到保證，生產效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內完成加工任務。 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 1.3.1.1 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇零件左視圖中的左楔面和中心軸孔中心線作為精基準。 1.3.1.2 粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，選取零件左視圖中的右楔面和下部外圓柱面作為粗基準。 1.3.2表面加工方法的確定 表3-1 閘板零件各表面加工方法 加工表面 表面粗糙度Ra/um 加工方案 表2-35 表2-36 大圓端面 6.3 粗銑—精銑 表2-35 直角側面 12.5 粗車 表2-35 表2-36 直角側面槽面 6.3 粗車—精車 表2-28 內孔面 1.6 粗鏜—半精鏜—精鏜 表2-35 直角內表面 12.5 粗銑 表2-35 表2-36 1.3.3加工階段的劃分 該閘板加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；當定位基準準備好了之后，然后再車削兩支腳側面，并且同時遵循這個原則，先粗車，然后再精車，之后便鏜大孔，然后在鉆小孔。 1.3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排角形軸承箱的加工工序。該角形軸承箱的生產類型為大批或者中批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 1.3.5工序順序的安排 1.3.5.1 機械加工工序 1.3.5.1.1 遵循“先基準后其他”原則 1.3.5.1.2 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 1.3.5.1.3 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 1.3.5.1.4 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔。 1.3.5.2熱處理工序 1.3.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表列出了閘板的工藝路線。 表3-2 軸承箱工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 0 鑄造 5 粗銑Φ250圓孔突起左側平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 10 粗銑Φ250圓孔突起右側平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 15 精銑Φ250圓孔突起左側平面至Ra6.3 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 20 精銑Φ250圓孔突起右側平面至Ra6.3 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 25 粗銑角形軸承箱上支腳上平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 30 粗銑角形軸承箱下支腳右平面 立式銑床 鍵槽銑刀 游標卡尺 35 粗鏜Φ180孔 臥式鏜床 鏜刀 游標卡尺 40 半粗銑角形軸承箱上支腳上平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 45 半粗銑角形軸承箱下支腳右平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 50 半粗鏜Φ180孔 臥式鏜床 鏜刀 游標卡尺 55 精銑角形軸承箱上支腳上平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 60 精銑角形軸承箱下支腳右平面 立式銑床 立銑刀 游標卡尺 65 精鏜Φ180孔至Ra1.6并保證其圓柱度0.008 臥式鏜床 鏜刀 游標卡尺 70 粗車兩支腳內側面至Ra12.5 臥式車床 車刀 游標卡尺 75 粗車兩支腳長槽 臥式車床 車刀 游標卡尺 80 粗車兩支腳75mm段斷面至Ra12.5 臥式車床 車刀 游標卡尺 85 半粗車內長槽 臥式車床 車刀 游標卡尺 90 精車內長槽至Ra6.3并保證平行度0.12 臥式車床 車刀 游標卡尺 95 鉆兩支腳Φ26通孔Ra12.5 立式鉆床 立式鉆頭 游標卡尺 100 鉆四對稱Φ13通孔 立式鉆床 立式鉆頭 游標卡尺 105 車45°倒角 臥式車床 車 游標卡尺 110 檢測 1.4工序尺寸（工序20） 由零件圖及查表可得，此工序的工序尺寸為100mm，加工后達到粗糙度為Ra值為6.3。 1.5加工余量的確定（工序20） 1.5.1背吃刀量的確定 由《機械制造技術課程設計指導書》表2-36平面加工余量查表，此次為平面精銑，被加工表面的長度屬于1000至2000范圍，故被加工加工余量為2.5mm，因此，背吃刀量為2.5mm。 1.5.2進給量的確定 由于此次銑床選為立式銑床X51，選取個進給量為縱向：35mm/min；橫向25 mm/min；升降為12 mm/min； 2.相關工序夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。根據老師給定的題目，設計工序精銑大孔端面的銑床夾具。本專用夾具將用于立式銑床X51。刀具為鋸片銑刀，制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過鑄造得到。 2.1定位方案的確定 此次精銑表面為兩個厚支撐板與一活動V型塊定位，兩塊厚支撐板與兩支腳側面配合，然后，活動V型塊通過支撐釘的螺旋夾緊，使其固定，為不完全定位，保證了加工精度。 2.2定位誤差的確定 此次加工的平面水平面，其加工不存在基準不重合誤差，也是平面定位，不存在定位基準位移誤差。 2.3夾緊機構設計 根據生產要求，此次選用的是活動V型塊夾緊機構進行加緊，通過旋緊固定手柄螺釘推動V型塊移動壓緊靠近零件圓柱面，最終，在擋板和V型塊的作用下將零件夾緊定位準確 2.4夾具與機床連元件 采用四個標準定為鍵，每兩個定位鍵用螺釘固定在夾具體底面同一條直線位置上，用于確定銑床夾具相對于機床進給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機床工作臺T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機床的負荷，加強夾具加工過程的穩(wěn)定性。夾具體上設置四個坐耳，夾具在機床工作臺上定位后，用T形螺栓和螺母及墊片把夾具與機床固定夾緊。 2.5夾具體 夾具體一般是夾具上最大和最復雜的基礎元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機構，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應滿足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質等。所以在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標準的。 夾具體設計時應滿足一下基本要求： 1 有足夠的強度和剛度 2 減輕重量，便于操作 3 安放穩(wěn)定，可靠 4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度 5 結構穩(wěn)定，工藝性好 6 排屑方便 7 應吊裝方便，使用安全 2.6方案綜合評價和總結 該夾具結構簡單，操作方便。夾具上裝有直角對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀；同時，夾具體底面上的兩對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 工作過程為手動夾緊裝置為夾緊機構提供動力源，夾緊機構控制夾緊元件，夾緊元件直接與工件接觸并對工件進行夾緊。對工件的夾緊可通過控制手動夾緊裝置來完成，實現(xiàn)了工件的夾緊與卸下的自動化，這樣有效的提高生產效率。 此設計達到了銑床專用夾具的設計要求，能夠滿足加工條件的要求，達到完成加工的目的。 3設計體會 為期三周的夾具課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造基礎》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。 本次課程設計主要經歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 經過這三個星期的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于個人能力有限，所學知識還不能完全掌握，設計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學們多多斧正。 參考文獻 [1]、機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 [2]、機床夾具的現(xiàn)代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 [3]、機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 [4]、機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 [5]、機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 [6]、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 2006.5 [7]、機械精度設計與檢測技術 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.1 [8]、機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 [9]、敏捷夾具設計理論及應用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 [10]、機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 [11]、機械制造技術基礎課程設計指導教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8