课程设计-齿轮轴承座的机加工及铣底端面夹具设计-说明书

1、设计说明书题目:齿轮轴承座零件的工艺规程及铳底端 面夹具设计机械课程设计，全套內容c ap加说明书需要cad图的同学，可以加qq： 245796576目 录序言1零件分析21. 1零件作用 21. 2零件的工艺分析2二.工艺规程设计32. 1确定毛坯的制造形式 42. 2基面的选择传52. 3制定工艺路线 52. 4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62. 5确定切削用量及基本工时14三夹具设计153问题的提岀153.2定位基准的选择153.3切削力及夹紧力计算163.4定位误差分析173.5夹具设计及简耍操作说明18总结19致谢2223参考文献摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹

2、具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。齿轮轴承座零件的工艺规程及铳底端而夹具设计是包括零件 加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺 设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的 结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着 对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的 工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹 具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体 与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位 课差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意 改进。关键i司：工艺、工序、

3、切削用量、夹紧、定位、误差。abstrctthis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.the reduction gear box body components technological process and its th

4、e processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the se

5、mi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and th

6、e cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; position error which calculates the jig locates

7、 when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error序言1零件分析21. 1零件作用 21. 2零件的工艺分析2二.工艺规程设计32. 1确定毛坯的制造形式 42.

8、 2基面的选择传52. 3制定工艺路线 52. 4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62. 5确定切削用量及基本工时14三夹具设计153问题的提岀153.2定位基准的选择153.3切削力及夹紧力计算163.4定位误差分析173.5夹具设计及简要操作说明18总结19致谢22参考文献23机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接 供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各 种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业， 因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从

9、某中意义上讲，机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。齿轮轴承座零件的工艺规程及铳底端而夹具设计是在学完了 机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行 课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中 的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计 出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自 学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识而广。 所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践 的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本 次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬

10、请老师们批评 指正。一、零件的分析1.1 零件的作用齿轮轴承座零件作用，待查1.2零件的工艺分析齿轮轴承座有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以底端面为基准的加工面，这组加工的主要是铳e 100端面和 钻，扩，狡52孔。2:以52孔为基准的加工面，这组加工而主要是各个孔端而及其螺纹孔。二.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为1it120,考虑到运行时经常需要挂倒档以倒行或 辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这 种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮 廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2 级，能保证铸件的尺寸要求，这

11、从提高生产率和保证加工精度上 考虑也是应该的。2. 2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好 几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度 要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹 等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如: 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选 择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加 工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而 细致的组织，以增加耐磨性。(3) 应选择

12、加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证 该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基 准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表 面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表而大多数是粗 糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计屮的重要工作2，他对零件的 生产是非常重要的。先选取底端面作为定位基准，。精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：(1) “基准重合”原则 应尽量选择加工表而的设计基准为定 位基准，避免基准不重合引起的谋差。(2) “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采

13、用同一组精基 准定位，以保证各表而的位置精度，避免因基准变换产生的误差, 简化夹具设计与制造。(3) “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工 余量小而均匀，应选择该加工表而本身为精基准，该表面与其他 表而之间的位置精度由先行工序保证。(4) “互为基准”原则 当两个表而相互位置精度及自身尺寸、 形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。(5) 所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、 操作方便。以已经加工好的52孔和端面为定位精基准，加工其它表而 及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准 不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门 的计

14、算，在此不再重复。2. 3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精 度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在牛产纲领己确定 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成木尽量降下来。制定以下两种工艺方案:方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3铳铳87上端面4铳铳底端面5钻钻，扩，較52孔6铳铳eioo端面7镇80孔8铳铳70x140端面9钻钻87上端面3-m12螺纹孔10钻钻87下端面3-m12螺纹孔11检验检验，入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3铳铳87上端面4铳铳底端面5

15、钻钻52孔6铳铳100端而7镇80孔8铳铳70x140端面9钻钻87上端面3-m12螺纹孔10钻钻87下端面3-m12螺纹孔11检验检验，入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一钻，扩，较52孔， 因为52孔的粗糙度1. 6,精度要求比较高，需要经过钻，扩， 较才能保证加工精度要求，有利用后而工序加工的时候利用钻扩 较后的52孔定位，这样能能更好地保证工件钻孔时的位置度要 求，而方案二只有钻52孔这一工步，很难保证加工精度要求， 综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下:1铸造铸造2时效处理时效处理3铳铳87上端面4铳铳底端面5钻钻，扩,较52孔6铳铳100端而7镇80孔8铳铳70x140端面

16、9钻钻87上端面3-m12螺纹孔10钻钻87下端面3ti12螺纹孔11检验检验，入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为iit120o生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直 接获得。2、底端面由于底面要与其他接触面接触，同时又是52孔的中心线的基 准。粗糙度要求为3. 2,查相关资料知余量留2比较合适。3、孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于it7-it8 z间，参照 参数文献，确定工艺尺寸余量为2伽2. 5确定切削用量及基本工时工序1：铸造工序2：时效处理工序3：铳087 ±端1

17、:11. 选择刀具刀具选取端铳刀，刀片釆用yg&ap = 1.5mm, d( = 87mm , v = 125/w/min , z = 4 o2. 决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap = 1.5m/?2）决定每次进给量及切削速度根据x51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。 根据表查出 兀=02加加/齿，贝ilooov 1000x125/ 亿=457 r/ min7rd ttx87 按机床标准选取仇.=500 r/min 7idn zrx 87x500.v = = 136/7? / min1000 1000当 g =500r/min 时fm=

18、f z znw =0.2x4x 500 = 400mm/ r按机床标准选取fm = 400/wm / r 3）计算工时切削工时：1 = 81 mm, /, =9mm, l2 =3mm,则机动工时为/ + /| +87 + 9 + 3500x0.2=0.99 min工序4：铳底端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铢刀，刀片采用yg8, ap - znvn, d° = 140mm, v = 250m/ min , z = 2。2. 决定铳削用量4）决定铳削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铳完，则 ap = 2mm5) 决定每次进给量及切削速度根据x51型铳床说明书，其功

19、率为为6kw,中等系统刚度。 根据表查出fz=0.4nm齿，则looov 1000x250/ 亿=568 厂 / min7ld7fx140按机床标准选取 = 600 r/min7idnw zrx 140x600z v = = 263.777? / min1000 1000当 = 600r/min 时fm= f -zn、. -0.4x2x600 = 480mm/ r按机床标准选取九=asomm/ r6) 计算工时切削工时：1=317=9mm, l2 = 3mm,则机动工时为/ + /( + 厶317 + 9 + 3600x0.2= 2.74 min工序5：钻，扩，较52孔工步1：钻孔至4>

20、51确定进给量根据参考文献iv表27,当钢的ah < s0(wipa, d() =(p5 mm 时，f = 0.39 047加/ 厂。由于本零件在加工51孔时屈于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75,则f =(0.39 0.47)x0.75 = 0.29 0.35mm/r根据z525机床说明书，现取f = q.32mm/r切削速度：根据参考文献iv表213及表2-14,查得 切削速度v = 31/2?/min所以1000v 1000x31“.仏= 193 厂/min7idw 兀 x 51根据机床说明书，取nw = 200r/ min ,故实际切削速度为dwnw 兀x5 lx 200“.

21、v = 32m / min1000 1000切削工时：i = loomni , /j =9mm, l2 =3mm,则机动工吋为/ 4- /. 4-100 + 9 + 3.=!= 1.75min“ nwf 200x0.32工步:2：扩孔（p51 .s5mm利用钻头将（p5mm孔扩大至（p51.85mm,根据有关手 册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取/ = （1.2 1.8）/钻=（1.2 1.8）x0.65x0.75= 0.5850.87"/厂根据机床说明书，选取/ = 0.51mmjr<1 1)1 1)v =迈 #= <23；xl2=6 4"i/mi

22、n则主轴转速为n = 51634r/min ,并按车床说明书取nw = 68r/min ,实际切削速度为tidn ttx 51.85x68.v = m/ min10001000切削工时：/ = 100 mm，/j = 6mm,l2 =3mm,则机动工时为/ + zj + ?2100+6 + 3_:2.8 lmin68x0.57 -工步3 ：较(p52mm孔根据参考文献iv表2-25 , f = 0.20.4/?加/ r , v = 8 12/?2/min ,得n =169.8 25465/7 min查参考文献v表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速, 取 / = 0.35mm/r , nh.

23、 = 200r/min ,实际切 削速度v = 9.33加/min。切削工时：/ = 100mm , la =9mm, l2 =3mm,则机动工时为/ 4- a +100+9 + 3 1 < .=!= l6min“nf200x0.35工序6：铳100端面1.选择刀具刀具选取端铳刀，刀片采用yg&ap - 3mm, d() = 100mm, v = 225m / min , z = 4 o 2.决定铳削用量7）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap = 3mm8）决定每次进给量及切削速度根据x51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。 根据表查出兀=02加加/齿

24、，贝ilooov 1000x225/ n = 716/*/ min7id -xloo 按机床标准选取化=750" min 兀亦、v 龙 ><100x750.v = = 235.5m / min1000 1000当 =750r/min 日寸fm =f= 0.2 x 4 x 750= 6gqmmj r按机床标准选取fm = 6oo77/7?/ r9）计算工时切削工时：l = 00mm9 /, =9mm, l2 =3mm,则机动工时为/ + /| + i?100 + 9 + 3750x0.2= 0.75 min工序7：镇4>80孔切削用量：ap=3毛坯孔径d二80由表&a

25、mp; 2t 得:f=0. 5 m/r v=80 m/r则 n=318v/d=1817m/r取 d=1800r/min宀 r? 一 smi、士心" 兀 d（、n 3.14x80x1800,实际切削速度v = 一匚=u 7.5也/ s10001000x60fm = fii = 0.5 x 1800= 900mm/ min 工作台每分钟进给量被切削层长度1=20mm 刀具切入长度"计+(23)=亦专戶+ 2 = 8mm12 =3 5mm 取人=4mm刀具切出长度行程次数几/=1 基本工眄，由式(1.5)有：?y)= /±p = 6±l±2xl.0.

26、01min工序8：铳70x140端面1.选择刀具刀具选取端铳刀，刀片采用yg&ap - 3mm, d() = 70/nm, v = 175m/min , z = 2。2.决定铳削用量10) 决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成cip = 3mm11) 决定毎次进给量及切削速度根据x51型铳床说明书，其功率为为6kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.4nm齿，则1000v1000x175 "厂,亿=796r / min7rd龙 x70按机床标准选取 = 800 r/min1000trx 70x800iooo-=175.8m/min当 = 800r/min 时fm = f

27、, znw = 0.4 x 2 x 800 = 640mm / r按机床标准选取fm = mqmm / r12）计算工时切削工时：/ = 140mm , /, =9mm, l2 = 3mm,则机动工时为140 + 9 + 3500x0.4= 0.76 min工序9：钻87上端面3-m12螺纹孔工步1：钻m12螺纹底孔10mm选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3. 1-6）由切削表2.7和工艺表4.2-16查得fm =0.28mm/rvc = 8m/min （切削表2. 15）二1°°叫机tt d空2巴=510皿tt x10按机床选取机=500r/min71 dn 机1000n x

28、l0x500/ .=15.7m/ min1000甘/ + a + /2 16 + 3 + 3.基本丄时:t =!-= 0.157 mm比机f机50（1x0.28工步2：攻螺纹m12mm选择m12mm高速钢机用丝锥/等于工件螺纹的螺距p ,即f = l25mmj r匕机=7.5加/min1000匕 1000x7.57ld10= 238(/7 min)按机床选取机=275厂/min匕机=6.8zn/min基本工时：t = w = 12 + 3 + 3 =0 052(min)275x1.25工序10:钻87下端面3-m12螺纹孔钻87下端面3-m12螺纹孔切削用量工时计算与钻87上端 面3-m12螺

29、纹孔的相同，在此不再累述。工序11：检验，入库夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。由指导老师的分配第4道工序的铳底端面的铳床夹具。3. 1问题的提出本夹具主要用于铳底端面，粗糙度3.2,和基准a有垂直度 要求，底端面主要是其他加工面的定位基准，加工时主要考虑如 何提高牛产效率上和精度要求。3.2定位基准的选择本道工序加工底端面，我们采用己加工好的687端面和外 圆以及100外圆定位，采用活动v型块和固定v型块定位，再 加上扌当销定位，由于铳削力比较大，我们釆用可调节辅助支撑， 使用手柄带动v型块快速夹紧即可以满足要求。定位方案如下：f人a-a / /&#

30、39;f/* x / / '/ /7 / / /yzz/ /, /z/zi33切削力和夹紧力的计算选用高速端面铳刀4)140mm。粗铳时受力最大， 刀具：高速钢端面铳刀, 铳时的轴向力f = 9.slcfdfyfkf查文献2 表 15-31, cf= 42.7,zf = 1.0,* = 0.8,kf=.qf = 9.81x 42.7 x4,0x o.30'8 xl.0 = 780n由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件 在切削力作用下沿较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需 的夹紧力9.81k厶人h +1摩擦系数/；查4表3-19, /,=0. 25o安全系数 k =

31、 kk2k.k4k5f式中 k,基本安全系数1.5；k2加工状态系数1.2；k3刀具钝化系数1.5,由文献4表3-20查得；k4切削特点系数1.0；k5考虑加紧动力稳定性系数1. 30l=20mm,h=42mm, l=34mm_ 9.81x1.5x1.2x1.5x1.0x1.3x640x20 _們评q0.25x42 + 34、查文献4表3-26,知手柄用夹紧力 =9994,因此选用该 手柄夹紧足以满足加紧要求。3.4定位误差分析夹具的主要定位元件为活动v型块和固定v型块和挡销，该 v型块是根据零件定位方案设计的专用件，定位精度较高，同时 铳而时，而自身没有精度要求，因此定位谋差可以不予考虑。3

32、. 5夹具设计及操作的简要说明使用v型块和挡销，采用手柄快速夹紧，即可指定可靠的 卡紧力。同时我们采用圆形对刀块，保证导向的精度，这样就 大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。装配图附图如下:i：( 伶mmm .悔再*鼻利1： «*t*«m#* 冷.不帜1匕、im氧真、 s圍、檜.包豪宸介 ：*u对/竹复:：auwf*不九挣 1whi*夹具体如下这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大 学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体 考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械 加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结 合

33、起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此木次设计综 合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基木概 念、基本理论，乂注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实 践相结合，来完成木次设计。这次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八更是在学完大学所学的所 有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次 设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程 设计有了很深的体会。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件 加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、 计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；也 培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思 考能力和创新能力得到更