设计齿轮轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺类装备

1、精品资料推荐太原理工大学阳泉学院课程设计说明书班级：04机制二班姓名：王豆豆学号:0405110061指导教师：赵彤涌成绩评阅 教师日期1目录设计要求2一、零件的分析31零件的主要技术要求 .32. 零件的工艺分析 .11二、工艺规程11确定毛坯的制造形式 .112基面的选择.113制订工艺路线 .124机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .135确定切削用量及基本工时.16三、夹具设计23问题的提出.232夹具设计.23四、设计小结.28五、参考资料.28精品资料推荐设计要求： 机械制造技术基础课程设计题目为：设计齿轮轴承座零件的机械加工 工艺规程及工艺类装备。生产纲领为中批或大批生产。

2、 设计要求：零件图 1 张毛坏图 1 张 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 工艺装备设计 1-2 套 工艺装备主要零件图 1 张 课程设计说明书 1 份22一、零件的分析（一）零件的工艺分析齿轮轴承座共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分析如下：1、以80H7的空心圆柱的内表面、上表面、下表面及其倒角，其主要为 80H7的内表面。2、与两个圆柱体相连接的平面。这组加工面包括：两个长为 30 宽为 25 的坑面，以及梯形状的平面一 个底面为140,另一面与52H7的空心圆柱相接。3、52H7孔的空心圆柱的加工面。这组加工面包括：一个 52H7的空心圆柱的内表面、下表面、倒角及6 个 M

3、6 螺纹孔。4、这三组加工表面有一定的位置要求：两空心圆柱底面与 52H7孔中心的垂直度公差为0.005。 由以上分析可知，对于这几组加工表面而言，可以先加工其中一组表 面，然后用专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。（二）工艺分析：工件毛坯为铸件，在铸造后机械加工前，一般要经过清理和退火，以 消除铸造过程中产生的内应力。粗加工后，会引起工件内应力的重新分布， 为使内应力分布均匀，也应经适当的时效处理。1. 在单件生产直径小于30-50mm的孔一般不铸出，可采用钻扩一 铰的工艺。本零件的两个孔都是铸出，对于已铸出的孔可采用粗镗 半精镗清镗的工艺。2. 为了保证零件主要表面粗糙

4、度的要求，避免加工时由于切削量较大 引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和精加 工。3. 整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循 “先面后孔”的加工原则。二、工艺规程（一）确定毛坯的制造形式：零件材料为HT120,硬度170-200HBS，由于对材料性能无太高要求，故先用铸件，能保证零件工作可靠。这是从提高生产率、保证加工精度上 考虑的。（二）基面的选择：基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 基面选择的正确与合理， 可以使加工质量的到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问 题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（ 1

5、）粗基准的选择 ：按照有关粗基准的选择原则， 按照粗基准的选择原则： 选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。以 52mm孔为粗基准加工下表面。用 V形块定52mm 孔的外表面，除X和丫方向的平动，再以成型块辅助定们，消除 X、丫、Z 方向的转动。（2）精基准的选择 ：主要应该考虑基准重合、基准不变的问题，当设计基 准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。可选零件的下表面为精基准。（三）制订工艺路线：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。在生产纲领已确定为大批生产的条件 下，可以考虑采用万能性机床配

6、以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高 生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1、根据工序顺序的安排原则确定工艺路线如下： 工艺路线方案一：工序 I粗镗80mm50mn内表面。工序II精镗80mm50mn内表面。工序川 倒角1 X 45°。工序IV钻孔M6底孔4mm工序V 车螺纹6-M6mm工序W粗铣两空心圆柱上下表面。工序VD精铣两空心圆柱上下表面。工序Vffl磨两空心圆柱上下表面。工序IX半粗铣长度为 70mm 的平面。工序X精铣长度为 70mm 的平面。工艺路线方案二：工序I粗铣长度为 70mm 的平面。工序I精铣长度为 70mm 的平面。工序川粗镗80

7、mm50mn内表面。工序V精镗80mm50mn内表面。工序V倒角 1 X 45°。工序切钻孔M6底孔4mm工序V攻螺纹M6mm工序Vffl粗铣两空心圆柱上下表面。工序X半精铣两空心圆柱上下表面。工序X粗铣底座下表面，精铣底座下表面。工序磨削，研磨下表面。2、工艺方案的分析以上加工方案大致看来是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的手段之后，最后的加工工艺路线如下：工序I粗铣平面（140 X 70）,以厚为12mm的板作为粗基准，选用X5020B 立式升降铣床。工序II精铣平面（140 X 70）。工序 川 钻孔M6，底孔4mm空心圆柱体外轮廓及上端面。以圆柱外圆面作为粗基

8、准，选用 ZTQ4106 特轻型台式钻床。工序IV攻螺纹6-M6mm工序 V 粗铣，精铣80mn上表面，选用X5020B立式铣床。工序W 粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用 X5020B立式铣床工序VD倒角1 X45°。工序Vffl磨削，研磨底座下表面。利用圆柱体外表面为基准定位。选用M7332A卧式磨床。工序IX粗镗，半精镗，精镗两空心圆柱体内表面，选用Q012深孔镗床。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：齿轮轴承座的零件材料为 HT150，生产类型为大批量生产。采用铸造 毛坯，根据上述原始资料及加工工艺，分别明确各加工表面的机

9、械加工余 量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 长140mm，宽70mm的平面。已能满足加工要求。考虑其加工长为140mm宽70mm的平面，表面粗糙度3.2um要求精加 工，查表6-29其粗加工余量为2.0mm精加工余量为0.7mm,此时可计算加 工余量为：2.0+0.7=2.7m m,可满足其加工余量要求。2. 两空心圆柱体下端面根据已知条件，表面粗糙度为3.2um。查工艺手册表6-15粗铣80H7端面余量1.4mm粗铣52H7端面 余量1.6mm查工艺手册表 6-16，精铣80H7端面余量0.7mm精铣 52H7端面余量0.8mm查工艺手册表6-17，磨削80H7端面余量0.2mm 磨削52H

10、7端面余量0.2mm查工艺手册表6-18研磨80H7端面余量 0.3mm研磨52H7端面余量0.4mm。3. 80H7空心圆柱体上端面的加工余量。根据前面已知原始数据表面粗糙度为 3.2um，同上述一样查工艺手册 加工余量为1.2mm。4. 80H752H7空心圆柱内表面的加工余量。毛坯为铸出两孔，参照实用加工工艺手册表 6-22粗镗、半精镗、 精镗80H752H7的加工余量都为0.5mm（五）确定切削用量及基本工时：工序I粗铣平面140 X 70,本工序用计算法确定切削用量。工件材料：HT120加工要求：铸造，硬度170-200HBS，表面粗糙度为3.2。.刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d

11、w. 200mm，齿数Z . 20。计算切削用量（粗铣整个平面）：查工艺手册得：进给量：fz 0.10(mm/ z)切削速度：v 20m/min ；1000厂 1000)： 20则 ns*31.8r /min-X200 -现采用X5020B丈式铣床，查工艺手册取nw° 37.5r/min 沁型24.5m/mi：dw，故实际切削速度为：vdwnw-1000 100037.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为: z *Z #nw二0.10 2037.5二 75mm/min切削工时：I 140mm，l 140 机动工时：tm 1.87(min) 75 fm粗铣两个长30,宽25的坑

12、面。 查工艺手册得：进给量：z 6(mm/ r)切削速度：v. 20m/min ；1Oo0V 1000 丄 20 则：ns31.8r /min-川200 -现采用X5020立式铣床，查工艺手册取d wnwdwnw. 37.5r / min，故实际切削200)；37.5 -24.5m /min. 1000 1000当n37.5r/min时，工作台的每分钟进给量 J应为: fz nw 二6 $37.5 二 225mm/min速度为：v切削工时：l二160.26mm，l 55 机动工时：tm- 一0.24(mi n) fm 225 '粗铣平面140防0与052空心圆柱的连接面：查工艺手册得：

13、进给量：z 4mm转速：v 20m/min ;工作台的每分钟进给量fm :fm 二 fz *nw 二 4 ；(37.5 二 150mm/ minl 195 1.3(mi n)150 -机动工时:工序ntm-fm精铣平面(140 X 70)。铣刀直径:dw 200mm精铣余量：查工艺手册得： 每转进给量：0.7mm。z 0.7mm ；工作台的每分钟进给量fm :nw 二0.7 &37.5二 26mm/ minl 140 机动工时：tm- 5.38(mi n) fm 26 钻孔M6-4mm0.3mm ；zv140工序川 查工艺手册得：f .Cv ：' d切削速度：v.TmC詁查工艺

14、手册得：T°20,Cv 8.1, Zv 0.25 ,人 0, Yv 0.4 , m0.2 ,张.1.0 , kxv.0.84 , ksv.0.75 , k- 1.0。kv kmv kxv ksvkiv 匸0 0.84 a 0.75 N.O 0.63 8.1 40'25v 庐 1 帝 °63 6mm/min 10006 -478r / minw按机床取：500r/mi n故 v 6.28mm/ min工序IV查工艺手册得：攻螺纹6-M6mm0.4mm切削速度：v 8mm/min ；-1000 8- 讦,门424r / min X6 按机床取：n 380r / min贝

15、 U v 7.2mm/min126机动工时：tm0.12min1IX°.4工序 V 粗铣，精铣80mmk表面，选用X5020B粗铣选刀杆16曲5查工艺手册得：ap 1.5mm计算切削速度：v°r CvT立式铣床。0.6mm/ rap0Cv_158，Xv.0.15，Yv.0.4，m.0.2，T158158皆 代76m/m in1.50.6 2.05656 -1000v 1000v - nV .600.2确定机床主轴转速:60 。302r / min d 3.14 ； 80 取 n 280r/min则 v 70m/ min22切削工时：垢280皿-0.17 min精铣查工艺手册

16、得： ap 0.6mmCv0.7mm/ r切削速度：临yv1580.15040.60.7左 86m/min1.8447 "确定机床主轴转速：n 1000v10警 342r/min-d -3.180-取 n 350r / min则 v 88m/min切削工时：tm铃 0.09min 3500.7 -X5020B立式铣床。工序W 粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用粗铣Q52mm空心圆柱下端面。 选刀杆尺寸：1625 查工艺手册表得：ap 1.2mm0.6mm/ r切削速度：v.是红Cv°158，Xv°0.15，Yv 0.4，m 0.2，T -158-158代81m/

17、 min(0.6 1.944384 -v 600.21.20'15确定机床主轴转速:取 n 480r/min则 v 78m/min切削工时：tmyv60 。496r/mind 163.28 1000v n斗0.2min-480 丄 0.6 -55粗铣080mm空心圆柱下端面。查工艺手册表得：ap 1.0mm切削速度：v飞CvTm aX05：158，X二 0.15，Yv.0.4，m 0.2，T-158- 158v .600.2 1.00珥0.90.9mm/ ryv60 。确定机床主轴转速:取 n 300r / min贝 U v 75m/m in切削工时：tm0472m/ m in2.18

18、88 -551000v -100072Tld0.21min286 r / min251.2300& 0.9 精铣两空心圆柱下端面：.查工艺手册表得：ap 0.4mmCv,Xap :切削速度：v T myv0.8mm/ rCv158，Xv 0.15，Yv 0.4，m 0.2，T 60。77M77V6T1580.4 0.815888m/m in1.78524 -确定机床主轴转速:取 n 600r / min则V198m /m in1000 A 88 -538r / min d 163.28 1000v 1000 881000v n251.2350r / minn2400r /minv210

19、0m/ min55切削工时：tm1550.12min480 -55 -tm20.18min320 -工序VD倒角1 X45°。0.08mm/ r查工艺手册表得：则：n000H6采用高速钢车刀时，切削速度选 v 16m/min64 r / min3.14护0 -1000 16-98r / min3.14,52 -取 n 80r / minn2120r / min则V120m /minv219.6m/ min切削工时:t10.3min800.08 -t20.42min120 A 0.08 工序Vffl磨削，研磨底座空心圆柱下表面，选用M7332A卧式磨床选砂轮：A46KV6!350X 1

20、40；：（ 127砂轮磨粒为棕刚玉，粒度为46#，硬度为中软一级陶瓷结合剂，6号组织，平行砂轮，其尺寸为350細40；：（127 （。何）。切削用量选择：.查工艺手册得：（）52下端：vw 24 m/min（）80 下端：vw 26m / min 砂轮速度：v 1500r /min轴向进给量：fa 0.5 ：（B二20mm纵向进给量：fr 0.015mm 单行程磨削深度：ap1 0.0118mmap2 0.0126mm切削工时：t° 2LbZbk1000vfafrL 57mm, d 35mm， b> 20mm， Zb 0.2mm， k 1.1。2420)0.0150.61min

21、I 51 10000.29min2 57 $201.0t21000 26200.015工序IX粗镗，半精镗，精镗两空心圆柱体内表面，选用Q012深孔镗床。精镗查工艺手册得:0.1mm v 30m/min镗孔的单边余量0.25mm。*1 I主轴转速:184r/min1000 A 30119r /minn2X801000 ；( 30 -切削工时:102 -t15.54min18.4 21 -t21.76min-11.9 -细镗 由于细镗与精镗共用一个镗杆利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故主 轴转速及工时均与精镗相同。 v 30m/min ， nt 184r / min， n2119r /min，

22、 t| .5.54min ， t2 .1.76min 。将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他数据，一并 填入机械加工工艺过程综合卡片。三、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。决定设计中工序的铣床夹具。本夹具将用于 X5020B立式铣床 铣床夹具经过与老师协商，决定设计的工序中一一铣平面的铣床夹具。本夹具 将用于X5020B立式铣床，刀具D=40mm的锥柄端面铣刀，使用高速刚刀具。 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。(一) 问题的提出 经考虑设计中工序铣平面的夹具比较特别，费工费时需要设计专用 夹具, 且需要保证其加

23、工的精度，为保证加工准确，故设计此夹具，同 时本设计考虑的是中批量生产， 还要考虑提高劳动生产率， 故设计此工 序的夹具较为合理在给定的零件中，对本步加工的定位有具体的要求， 且表面粗糙度要求不同。 所以该平面可以依次铣削完成， 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。(二) 夹具设计1定位基准的选择 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，选择工件底平面基准，即以工 件高度尺寸 34 上各加一块压板压主(自由度限制数： 3)，再配合底平面根 据三点定位原则

24、用三条支撑条定位(自由度限制数：3)。由于其它的横向移动和纵向移动均不会影响到上平面的铣削，所以可以不用考虑该方向上 的定位。而且此平面的铣削的加工余量不大，所需的夹紧力也不太大，使 用螺旋压紧压板进行卡紧。这样一来夹具的结构也简单，所夹持部位也不 会变形，工人安装也比较方便快捷。2. 定位误差分析 本工序采用支撑条定位和压板压紧会产生一定的定位误差，但是由于 加工是自由公差，故应当能满足定位要求。3. 夹具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺 旋卡紧机构。(三) 夹具零件1. 六角头压紧螺 钉查 机械设计课程设计手册(1) . 材料：45按GB6

25、99-65优质碳素给构纲号和一般技术条件(2) . 热处理：HRC3540。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件 标记：G=M16丄=128mm的A型六角头压紧螺钉： 螺钉 GB2161-80 AM16*1002. 六角螺母 查机械设计课程设计手册( 1 ) . 材料： 45 按 GB699-65 优质碳素给构纲号和一般技术条件(2) . 热处理： HRC3540。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件螺纹规格D=M16 性能等级为10级，不经表面处理，A级的1型六角 螺母的标记为：螺母 GB6170-86 M16。3. U 形压板

26、查 机械夹具设计手册(1) .材料：45按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。(2) . 热处理：HRC3540。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 标记：公称直径 =16mm ， L= 200mm 的 A 型 U 型压板。压板 A16*200 GB2185-804. 支撑条 机械夹具设计手册(1) .材料：T8按GB699-65碳素工具钢技术条件。(2) . 热处理： HRC5560。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 标记：支撑条 长*宽*高=60*10*10GB2226-805. 垫圈查 机械设计课程设计

27、手册 机械夹具设计手册(1 ) . 材料： 45 按 GB699-65 优质碳素给构纲号和一般技术条件 。(2) . 热处理： HRC3540。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 公称尺寸 d=16mm 性能等级为 140HV 级，不经表面处理，标记为：垫圈 GB848-8516-140HV。6. 夹具体 查 机械夹具设计手册在选择夹具体结构时 ,应以合理性、 工艺性、经济性、标准化的可能性以 及工厂的具体条件为综合依据考虑。标记为：长 *宽*高=300*120*40 材料为 HT150。7. 方形对刀快 查 机械夹具设计手册(1 ) . 材料： 20 按

28、GB699-65 优质碳素给构纲号和一般技术条件 。(2) . 热处理：渗碳深度 0.81.2mm,HRC5864。(3) .其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 标记为：对刀块 GB2241-80 长*宽*高=60*16*788、开平槽端紧定螺钉 查 机械设计课程设计手册螺纹标记为M=8、公称长度1=20、性能等级为14H级、表面氧化的开 平槽端紧定螺钉 标记为：螺栓 GB G73-85 M8*409、开平槽端紧定螺钉 查 机械设计课程设计手册螺纹标记为 M=5 、公称长度 l=16 、性能等级为 14H 级、表面氧化的 开 平槽端紧定螺钉 标记为：螺栓 GB G73

29、-85 M5*16四、设计体会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装备等课程后的 一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学四年来所学的所有 专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。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 、机械制造装备设计 、公差配合与技术测 量、机械设计、工程材料与热处理等课程的相关知识，同时还联系 到了生产实习中的一些经验，应用到的知识广、全面。随着社会的快速发展，制造业的不断更新，制造能力和质量的飞速发 展与更加高精、高速、高能。而对与一个走机械制造专业方向的人来说， 社会对他们的要求已愈来愈高，搞工艺不但要会搞工艺，更要能搞设计、 搞开发、