机械制造技术课程设计-升降杆轴承座零件的工艺及铣Φ78左右两端面夹具设计【全套图纸】 .doc

辽宁工程技术大学课程设计18辽宁工程技术大学机械制造技术基础课 程 设 计题 目：升降杆轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：机械09-3班姓名：指导教师：完成日期：2012年6月21日一、设计题目升降杆轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺设备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图（草图） 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(5000字左右) 1份四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语全套图纸，加153893706成 绩： 指导教师日期摘要设计的内容是升降杆轴承座，主要包括两个部分，一是升降杆轴承座的加工工艺分析，二是针对于铣削78两端面工序进行加工的专用夹具的设计。设计内容为设计升降杆轴承座零件的机械加工工艺规程，并绘制出零件图、毛坯图、夹具体零件图和夹具装配图，填写机械加工工艺过程综合卡片和编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工工艺卡片，并编制课程设计说明书。通过此次课程设计，对于机械制造技术基础，机械加工工艺过程分析的理解，我都有了一个很大的提高，以前只是停留于书本字面上的意思，而现在因为要自己设计夹具，自己设计加工的工艺过程，就必须对这些理论知识有一个形象的认识，通过这次课程设计，对于各加工特点及机床的优化选择上有了很大的提高；对于夹具的设计方面，从定位、夹紧、导向等各个方面有了更进一步的认识。可以说，这次设计是一次很成功的设计，并且要感谢老师对我无私的援助！abstractdesign of the contents of the lifting rod bearing seat, mainly includes two parts, one is the lifting rod bearing seat processing technology analysis, two for milling 78 two end procedures for the processing of the special fixture design. design content for the design of the lifting rod bearing parts machining process planning, and draw the part drawing, blank map, with specific parts and jig assembly drawing, fill in machining process integrated card and compiling the jig design corresponding the process of machining process card, and the preparation of curriculum design manual.pass this time course design, for machine manufacturing technique foundation, the machine processes the analytical comprehension of the craft process, i had a very great exaltation, before just remain in book literal sense, but now because want oneself to design tongs, oneself the design process of craft process, have to pass this course design to these understanding that the theories knowledge has an image, for each process characteristics and tool machine of excellent turned a choice to up have a very great exaltation;for the design of tongs, from the fixed position, clip tightly, direction etc. each aspect had further understanding.can say, this design is an once very successful design, and wants to thank a teacher to unselfishly help to me!目 录1零件工艺性分析11.1零件的作用11.2零件的工艺性分析1 1.2.1以520+0.049的中心加工表面2 1.2.2以82mm110mm的矩形加工表面22零件工艺规程2 2.1确定毛坏制造形式2 2.2基准的选择22.2.1粗基准的选择22.2.2精基准的选择2 2.3制定工艺路线32.3.1工艺路线方案32.3.2工艺路线的分析3 2.4加工余量及工序尺寸确定4 2.5确定切削用量及基本工时52.5.1工序一52.5.2工序二62.5.3工序三72.5.4工序四92.5.5工序五122.5.6工序六133夹具设计14 3.1问题的提出14 3.2夹具设计143.2.1定位基准的选择143.2.2定位误差分析143.2.3加紧装置的设计153.2.4夹具体设计164夹具设计的体会与展望175参考文献191零件工艺性分析1.1零件的作用图1-1 零件图题目所给的零件是升降杆的支撑部件升降杆轴承座。该零件使用范围广，主要用于支撑轴类零件，是轴类零件获得所需的同轴度和很高的回转精度，能保证运动的可靠性。1.2零件的工艺性分析轴承座有三组加工表面，并有一定加工要求，其中尺寸要求较高的有：1.2.1以520+0.049的中心加工表面这一组表面包括：两个78孔的左右表面及表面外的螺纹孔，以及凸台处的螺纹孔；两个520+0.049孔的内表面。1.2.2以82mm110mm的矩形加工表面这一组表面包括82mm110m的矩形表面以及表面上的两个23mm86mm深度为2mm的孔，其中82mm110m为主要加工平面。两个加工平面之间有着一定的位置关系，及两个520+0.049相对于底面的平行度公差为0.21由以上分析可知，加工以上表面，应先加工82mm110m平面，再以其为粗基准，使用专用夹具加工其它平面。2零件的工艺规程2.1确定毛坏制造形式零件为升降杆轴承座，其材料为ht200。主要是支撑轴在工作时轴产生的轴向力和径向力。由于轴在工作中比较平稳，所以所受冲击载荷较小，由于轴承座在机械中运用较多，且该零件为中批量生产，零件结构也比较简单，所以采用铸件毛坏。2.2基准的选择2.2.1粗基准的选择对一般的轴类零件而言，应以外圆为粗基准。但本零件由于78外圆表面无法保证平行，所以不能选用该平面。根据粗基准选择原则应以52为粗基准，利用一组圆锥销固定内表面作为定位表面，从而消除x、y、z、x、y五个自由度，再用一个销钉固定住肋板，从而消除z自由度，达到完全定位。2.2.2精基准的选择主要考虑精基准的选择问题。当基准不重合是还要进行尺寸换算，这在后面还有计算，因此在此不做说明。2.3制定工艺路线2.3.1工艺路线方案工序一：粗铣82mm110m端面以及两个23mm86mm的矩形槽工序二：加工带圆角的13.5mm16mm的矩形孔工序三：粗铣，精铣轴承孔左右端面工序四：粗镗，半精镗，精镗52的孔，然后锪孔，深度1mm工序五：粗铣两个15mm的端面工序六：钻，扩凸台上6的孔，然后攻螺纹工序七：钻，扩78两外端面的孔，然后攻螺纹，各六个工序八：检查2.3.2工艺路线的评价该方案的工艺路线不长，且每道工序较为简单，比较容易加工，所以其加工工艺性好。且其装夹次数少，大大节约了时间，提高了生产率。但其工序较为分散。由于该零件为中批量生产，所以可以采用该种工艺路线方案。2.4加工余量及工序尺寸确定图2-1 毛坏图轴承座材料为ht200，硬度190241hb，生产类型中批量，采用铸造毛坏。根据以上加工路线及原始资料，来分别确定机械加工余量，工序尺寸和毛坏尺寸。1、 轴承座底面其长度为82mm，宽度为110mm，高度为15mm。查机械制造工艺设计简明手册表2.222.25，取高度方向余量为4mm，则铸造尺寸长度为82mm，宽度为110mm，高度为19mm2、 加工13.5mm16mm的矩形孔查机械制造工艺设计简明手册表2.222.25，先钻13的通孔，取余量0.5mm，然后再用拉刀将圆孔加工为矩形孔3、 铣两个78的左右端面参照机械制造工艺设计简明手册表2.321确定工序尺寸及余量大小：粗铣：24mm 加工余量为：4mm（双边加工）精铣：23mm 加工余量为：1mm毛胚尺寸：28mm4、 镗52孔查机械制造工艺设计简明手册表2.222.25，去余量4mm，铸造尺寸就为48mm参照机械制造工艺设计简明手册表2.3151确定工序尺寸及余量大小：粗镗：50mm 加工余量为：2mm半精镗：51mm 加工余量为：1mm精镗：52mm 加工余量为：1mm5、 铣15凸台上的端面因为该表面没有技术要求，所以采用粗铣，所以铸造尺寸为3mm，加工余量为1mm6、 攻6mm的螺纹先钻5mm的孔，再用丝锥攻丝，加工余量为1mm7、 攻78两外端面上的螺纹孔外端面各有六个孔均匀分布，且孔的位置相互对称，因此分两步完成。先钻5mm的孔，再用丝锥攻丝，加工余量为1mm8、 检查。2.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序一以52的内孔为粗基准，加工零件的底平面及底平面上的槽。得到尺寸为高15mm的底平面和深2mm的槽，平面度误差为ra12.5。1、加工条件：工件材料为ht200，hb=210，铣削加工。2、加工要求：粗铣到尺寸15mm，表面粗糙度为ra12.5。3、选用机床：tx618式卧式铣镗床p输=5.5kw。4、选用刀具：yg8硬质端铣刀、d=250mm（根据加工条件以及表（21-35）z=12）5、铣刀形状：0=5o，s=5o，0=0o，kr=45o（查表2125）6、刀具寿命：查工艺师手册表3012 t=240min7、选择切削用量（1）、背吃刀量：由切削余量可知ap=4mm（2）、进给量：粗铣采用较大进给量af=0.36mm/齿（3）、切削速度：粗铣采用较小速度v=52mm/min计算主轴转速：n0=1000vd=66r/min按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分18级81000r/min选主轴转速为63r/min所以实际速度为：v=250631000=49mm/min8、检验机床效率由公式：pm=2.810-5kpap0.9af0.74dzn0 =2.810-50.8940.90.360.742501263 =5.1kw由于pmp输所以以上所选切削用量都符合要求9、计算工时vf=fn=afzn=0.381263=287tm=l铣削长度vf=250287=0.87min2.5.2工序二以52mm的外表面为粗基准，加工零件底平面上的两个矩形孔。加工要求：先用钻穿钻13mm的通孔，然后再用拉刀将孔加工成带圆角的13.516的矩形孔1、选择钻头选择高速麻花钻钻头，d0=13mm，2=120o，0=45o，=30o2、选用切削用量（1）进给量查切f=0.180.22mm/r按钻头强度选择f=0.50mm/r 按机床强度选择f=0,53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f=0.22mm/r 经校验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命t=20min。（3）切削速度查切vc=18mm/r 修正系数 ktv=1.0 kmv=1.0 ktv=1.0 kxv=1.0 klv=1.0 kapv=10 故vc=18mm/r。ns=1000vd0=1432r/min查切机床实际转速为nc=1360r/min故实际切削速度vc=d0ns1000=17.1mm/r(4)校验扭矩功率mcmm pcpe 故满足条件，校验成立。3、计算工时tm=lnf=4+1613600.22=0.067min2.5.3工序三以底平面为精基准，加工78mm孔左右的两个表面。1、机床及刀具选择x53k立式铣床；高速钢端铣刀，铣削宽度40，深度appcc=2.6kw。故校验合格。4、计算基本工时已知l=162，l2=13，fmz=600l1=0.5d-d2-ap2+13=20 tm=l+l1+l2fmz=162+20+3600=0.308min 2.5.4工序四以底平面为精基准，粗、精镗一对尺寸为52mm的孔，然后锪孔，深度为1mm。1、加工要求：粗镗52mm轴孔，以底面为定位基准，根据机械制造技术基础表5.8内孔表面加工方案以及经济精度可得到：粗镗是其加工经济精度可达到it11it13，表面粗糙度ra为12.56.3。具体余量如下：52-48=4mm 2z=4mm 单边余量z=2mm由以上精度查公差配合实用手册表23可以知道其孔加工的上下偏差为：48mm+4mm=520+0.046mm（留1mm余量）2、选用机床：查机械工艺师手册表102卧式镗床型号及技术参数选用tx618卧式铣镗床 p输=5.5kw3、选用刀具：查机械工艺师手册选用90o单刃镗刀即可4、选择切削用量（1）决定切削深度有切削余量可知道 ap=3.5mm（单边）查机械工艺师手册表2914可知道粗镗时ap=58mm，所以采用一次切削。（2）决定切削进给量查机械工艺师手册表3026工件是铸铁时，af=1mm因为粗镗所以采用较大进给量（3）查机械工艺师手册表3026工件是铸铁时，v=40m/min因为粗镗采用较小速度计算主轴转速n80=1000vd=10004080=159r/min按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分18级81000r/min选主轴转速为173r/min所以实际速度为：v=dn1000=791731000=43m/min计算各孔加工工时tm=lw+l1+l2nf=24+3+31731=0.17min1、加工要求：精镗52mm孔1mm，以底面为定位基准，根据机械制造技术基础表5.8内孔表面加工方案及其经济精度可得到：精镗是其加工经济精度可达到it7it8，表面粗糙度ra为3.21.6。52-51=1mm 2z=1mm 单边余量z=0.5mm由以上精度查公差配合实用手册表23可以知道：其孔加工的上下偏差为51mm+1mm=520+0.046mm2、选用机床：查机械工艺师手册表102选用tx618卧式铣镗床 p输=5.5kw。3、选用刀具：查机械工艺师手册选用90o单刃镗刀。4、切削用量选择（1）决定切削深度有切削余量可知到 ap=1mm查机械工艺师手册表2914可知道精镗采用一次切削。（2）决定切削进给量查机械工艺师手册表3026工件是铸铁时，af=0.3mm因为精镗所以采用较小进给量（3）决定切削速度查机械工艺师手册表3026工件是铸铁时，v=60m/min因为精镗所以采用较大速度计算主轴转速n90=1000vd=10006090=212r/min按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分为18级81000r/min选主轴转速为228r/min所以实际速度为v=dn1000=902281000=64m/min计算各孔加工工时tm=lw+l1+l2nf=23+3+32280.3=0.42min锪圆柱式沉头孔52mm根据有关资料介绍锪沉头孔进给量及切削约为钻孔时1312，故： f=13f钻=1/30.5=0.167mm/r v=1/3v钻=1/34=15m/min主轴转速：n=1000vd=10001530=159r/min按机械加工工艺师手册表95可知道机床分16级252000r/min选主轴转速为142r/min所以实际速度为： v=dn1000=14217.51000=7.8m/min切削工时：tm=4lw+lfnf=43+21420.167=0.84min2.5.5工序五以底平面为精基准，粗铣两个15mm的端面。1、加工条件工件材料：ht200，b=0.16gpa，hb=190241，铸造。机床：xa5032卧式铣床。刀具：w18cr4v硬质合金钢铣刀，牌号yg6.铣削宽度ac60，深度ap=4，齿数z=12,根据切削手册取刀具直径d0=125mm。2、切削用量（1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。（2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查切削手册选f=0.5mm/齿。（3）后刀面最大的磨损及寿命查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命t=180min（4）计算切削速度按切削手册，将f降一级f=0.5mm/z。查得vc=110mm/s，n=252r/min，vf=577mm/s。据xa6132铣床参数，选择nc=235r/min，vfc=600mm/s，则实际切削速度vc=600.4mm/s，故事集进给量为fzc=vfcncz=0.21mm/齿（5）校验机床功率查切削手册，机床所能提供功率为pcm=56.3kwpcc=2.7kw。故校验合格。（6）计算基本工时tm=lvf=95+125375=0.59min结果ap=1.0mm，f=0.21mm/z，nc=235r/min，vfc=600.4mm/s。2.5.6工序六以52mm的内孔为基准，钻、扩六个孔并攻m6螺纹1、选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时d0=4mm，后角a0=16o，顶角2=120o，螺旋角2=30o2、选择切削用量（1）决定进给量查切f=0.180.22mm/r按钻头强度选择f=0.50mm/r 按机床强度选择f=0.53mm/r最终决定选择机床又有的进给量f=0.22mm/r经经验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命t=20min。（3）切削速度查表vc=18mm/r 修正系数 ktv=kmv=ktv=kxv=klv=1.0kapv=10 故vc=18mm/r。ns=1000vd0=1432r/min 查切机床实际转速为nc=1360r/min故实际的切削速度vc=d0ns1000=17.1mm/r（4）校验扭矩功率mcmm pcpe故满足条件，校验成立。3、据算工时tm=lnf=4+1613600.22=0.067min 3.夹具设计设计第三道工序：铣两个78mm左右端面的铣床夹具。本夹具将用于x35k立式铣床，刀具d=40mm的锥柄端面铣刀，使用高速钢刀具。为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。3.1问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低，而且表面粗糙度要求也不高，纸要求达到ra3.2即可。而且该平面铣削余量有3mm。所以该平面可以一次铣削完成，即可达到尺寸及表面粗糙度的要求。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上，以提高生产率，降低劳动强度方面着重考虑。3.2夹具设计3.2.1定位基准选择由零件图可知，该工序加工简单，一次铣削即可完成加工，而且也没其它的要求。出于定位简单和快速的考虑，选择工件底平面为基准，即以工件高度尺寸15上各加一块压板压住，限制3个自由度限制度。在用定位销以底面两个个矩形孔进行定位，将另外3个自由度限制。从而对工件达到完全定位。3.2.2定位误差分析图3-1 零件左视图本工序采用底平面定位，所以不会产生基准不重合误差，即b=0mm。75左右端面粗糙度为ra3.2，所以其产生的加工位移误差有粗糙度提供，即j=0.0032+0.0032=0.0064mm。工序要求的尺寸公差为尺寸880+0.22的公差，即=0.22mm。由于d=b+j=0+0.0064=0.006mm3，所以该定位装置符合要求。3.2.3加紧装置的设计图4-1 加紧力及切削力分析图加紧装置采用螺旋加紧机构。螺旋加紧机构相当于将斜楔斜面绕在圆柱体上，转动螺旋时即可加紧工件。夹紧力的确定应从方向、大小和作用点三方面进行说明。夹紧力的方向应竖直向下压紧工件，其作用点位于工件底座的上表面如图4-1 。夹紧力的大小计算如下：因为工件以平面定位，且夹紧力方向与切削力方向垂直，由表10-1有fz=113311.4n,l=139mm,h=15mm,k=2,f1=0.3夹紧力：fj=kflf1h+l=2113311.41390.315+139=219516n3.2.4夹具体设计夹具体结构根据各元件的布置，其结构如下图5-1。图5-1 夹具体零件图4夹具设计的体会与展望课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，此次课程设计是在学完机械制造技术基础和机械设计等课程后的一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学思念来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与时间相结合的综合训练。此次课程设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、公差配合和技术测量、机械设计、工程材料与