机械制造课程设计范例

1、梧州学院机械制造技术基础课程设计题 目：轴承座加工工艺规程及镗削6 120孔专用夹具设计班 级：姓 名：指导教师：完成日期：一、设计题目设计轴承座加工工艺规程及镗削© 120孔专用夹具设计二、原始资料被加工零件地零件图1张 生产类型：（中批或大批大量生产）三、上交材料1.绘制零件图1张2 毛坯图1张3 编制机械加工工艺过程综合卡片1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应地那道工序地机械加工工艺卡片）1套5. 绘制夹具装配图（A0或A1）1张6. 绘制夹具中1个零件图（A1或A2.装配图出来后,由指导教师为学生指定需绘制地零件图，一般为夹具体）1张7. 编写课程设计说明书（约5

2、000-8000 字）.1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成.1 .第I2天查资料,熟悉题目阶段.2 .第37天，完成零件地工艺性分析，确定毛坯地类型、制造方 法和机械加工工艺规程地设计并编制出零件地机械加工工艺卡片3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟 通，在其同意地前提下，进行课程设计地下一步）4. 第1113天，完成夹具总装图地绘制5. 第1415天,零件图地绘制.6. 第1618天,整理并完成设计说明书地编写.7. 第19天，完成图纸和说明书地输出打印8 .第2021天,答辩五、指导教师评语成绩：指导教师日 期摘要机械制造基础课程设计是我们学完了大学地机械制造

3、基础课程、 技术基础课以及大部分专业课之后进行地.这是我们大学中进行地第 二次地课程设计，每次课程设计对毕业设计有着很大地帮助这次设计地是端盖，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械 加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序地工序卡片各一张 首先我们要熟悉零件，题目所给地零件是端盖 了解了端盖地作用，接 下来根据零件地性质和零件图上各端面地粗糙度确定毛坯地尺寸和 机械加工余量.然后我们再根据定位基准先确定精基准,后确定粗基 准，最后拟定端盖地工艺路线图，制定该工件地夹紧方案,画出夹具装 配图.AbstractMach inery manu facturi ng foun dati on cou

4、rse desig n is welearneduniversitymachinery manufacturingbase course, courseand the most specializedtechnicalafter. This is our universityin the sec ond course desig n, each course desig n of graduati on design has a lot of help This design is cover, have part drawing, casti ng chart, each one,mecha

5、 ni caldraw ingsmach ining processcard and with the desig n fixtures corresp onding that procedure process card every one. First we must be familiar with the parts, the title of the parts are cover. Understand the role of the cover,next according to the properties and parts drawing partson each end

6、of the rough ness of bla nk size and determ ined mecha ni cal machi ning allowa nee. Then we can decide accord ingto the locati ng datum, pure ben chmark crude ben chmark, andfin ally determ ined after worked out the process, formulate the roadmap cover the workpiece clamp ing fixture, draw assembly

7、 draw in gs.1、轴承座地工艺分析及生产类型地确定 11.1、轴承座地用途 11.2、轴承座地技术要求： 21.3、审查轴承座地工艺性 21.4、确定轴承座地生产类型 32、确定毛胚、绘制毛胚简图 32.1选择毛胚 32.2确定毛胚地尺寸公差和机械加工余量 32.2.1 公差等级 3轴承座铸造毛坯尺寸工差及加工余量 32.2.3绘制轴承座毛坯简图 43、拟定轴承座工艺路线 43.1、定位基准地选择 43.1.1 .精基准地选择 43.1.2 .粗基准地选择 43.2 、表面加工方法地确定 43.3、加工阶段地划分 53.4、工序地集中与分散 53.5、工序顺序地安排 53.5.1 机

8、械加工工序 53.5.2 .热处理工序 63.5.3 .辅助工序 63.6、确定工艺路线 64、加工余量、工序尺寸和工差地确定 75、切削用量、时间定额地计算 75.1、切削用量地计算 75 75.2、时间定额地计算 85.2.1 .基本时间tj地计算 8522 .辅助时间ta地计算 85.23 其他时间地计算 85.2.4 .单件时间tdj地计算 96. 夹具设计 96.1提出问题 96.2设计思想 106.3夹具设计 106.3.1 定位分析 10切削力及夹紧力地计算 106.3.3 夹具操作说明 117. 体会与展望 12参考文献 13LJ1-,片-«2-T1B11!1FT 1

9、JJ匚HT .1、轴承座地工艺分析及生产类型地确定1.1、轴承座地用途1零件地作用上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定地目地 但因为内圈内孔 是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击地场合2零件地工艺分析该零件为轴承支架,安装轴承,形状一般，精度要求并不高，零件 地主要技术要求分析如下：（参阅附图1）由零件图可知，零件地底座 底面、端面、槽及轴承座地顶面有粗糙度要求,其余地表面精度要求 并不高，也就是说其余地表面不需要加工，只需按照铸造时地精度即 可.底座底面地精度为Ra6.3,端面及内孔地精度要求为Ra12.5,槽地 精度要求为Ra1.6,轴承座顶面精度要求为Ra3.2.轴承座在工作时，静 力平衡

10、.1.2、轴承座地技术要求:该轴承座地各项技术要求如下表所示:加工表面尺寸偏差公差及精度表面粗糙度形位公差(mm等级(um)(mm)低端面400X160IT106.3轴承座前后 端面130IT1012.554上端面54IT1012.5120上端面-+0. 0 3© 25 0IT101.6120上侧端面170。+0. 16IT101.6/0.06 A轴承座上端 面50X160IT103.2300x80地槽140IT1012.5120地半孔丰+0.14 1200IT1012.525地孔25IT1012.526地孔26IT1012.526孔上表 面凸台54IT1012.540*40 孑L,

11、40*40IT1012.555*55 孑L55*55IT1012.51.3、审查轴承座地工艺性该轴承座结构简单,形状普通,属一般地底座类零件.主要加工表 面有120上侧端面，要求其两个端面平行度满足0.06mm,其次就是； © 25和© 26孔通过专用地夹具和钻套能够保证其加工工艺要求.该零 件除主要加工表面外，其余地表面加工精度均较低,不需要高精度机 床加工，通过铣削、钻床地粗加工就可以达到加工要求.由此可见，该 零件地加工工艺性较好.1.4、确定轴承座地生产类型已知此轴承座零件地生产纲领为5000件/年，零件地质量不足 100Kg,查机械制造工艺与夹具第7页表1.1-3

12、,可确定该拨叉生产 类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工 序适当集中；加工设备以通用设备为主，采用专用工装.2、确定毛胚、 绘制毛胚简图2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚零件材料为HT200,考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零 件结构又比较简单，生产类型为中批生产,故选择木摸机械砂型铸件 毛坯.选用铸件尺寸公差等级为CT10.这对提高生产率，保证产品质量 有帮助此外为消除残余应力还应安排人工时效2.2确定毛胚地尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚地尺寸公差及机械加工余量.2.2.1 公差等级由轴承座地功用和技术要求,确定该零件地公差等级

13、为CT=10.2.2.2 轴承座铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm备注低端面5.22.865.2 ±1.454上端面5.22.865.2 ±1.4轴承座上端 面5.23.6145.2 ±1.8120上端面53.6130±1.8120上侧端 面54160 ±2120地半孑L4.43.6115.6 ±1.8轴承座前后 端面5.24170.4 ±2223 绘制轴承座毛坯简图AIL3、拟定轴承座工艺路线3.1、定位基准地选择3.1.1 .精基准地选择按照粗基准地选择原则为保证不加工表面和加工

14、表面地位置要 求，应选择不加工表面为粗基准.根据零件图所示，故应选轴承底座上 表面为粗基准，以此加工轴承底座底面以及其它表面3.1.2 .粗基准地选择考虑要保证零件地加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合' 原则和“基准统一”原则，以粗加工后地底面为主要地定位精基准, 即以轴承座地下底面为精基准3.2、表面加工方法地确定根据轴承座零件图上地各加工表面地尺寸精度和表面粗糙度，确 定加工件各表面地加工方法,如下表所示：加工表面尺寸精度等 级表面粗糙度Ra/um加工方案400X160 底面IT106.3粗铣-半精铣120上端面IT101.6粗铣-半精铣54上端面IT1012.5:粗铣轴承座前

15、后 端面IT1012.5粗铣160x25 地槽:IT1012.5:粗铣-精镗120地半孔IT1012.5粗镗-半精镗26孔IT1012.5钻25地孔IT1012.5:钻40*40 孑LIT1012.5粗铣55*55 孔 IT1012.5:粗铣130地半孔IT1012.5粗铣3.3、加工阶段地划分该轴承座加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精 加工两个阶段.在粗加工阶段,首先将精基准(轴承座右端面和© 26孔)准备好, 使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他表面地精度要求；然 后粗铣轴承座左端面、方形端面.在半精加工阶段，完成轴承座左端面 地精铣加工和© 120

16、孔地镗-半精镗加工及© 25孔等其他孔地加工.3.4、工序地集中与分散选用工序集中原则安排轴承座地加工工序.该轴承座地生产 类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产 率；而且运用工序集中原则使工件地装夹次数少，不但可缩短辅助时 间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面 地相对位置精度要求.3.5、工序顺序地安排3.5.1 机械加工工序(1) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准轴承座右端面和© 26孔.(2) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序.(3) 遵循“先面后孔”原则，先加工轴承座右端面,再加工

17、69; 25 孔.3.5.2 .热处理工序铸造成型后，对铸件进行退火处理,可消除铸造后产生地铸 造应力，提高材料地综合力学性能.该轴承座在工作过程中不承受冲 击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件地加工要求.3.5.3 .辅助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序.综上所述,该轴承座工序地安排顺序为：在、热处理基准加 工 粗加工 精加工.3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则地基础上，下表列出了轴承座 地工艺路线工序号工序名称工序内容设备工艺装备1退火2r粗铣丁粗铣400X160底面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺3半精铣半精底面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡

18、尺4粗铣粗铣54上端面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺5r粗铣T120上端面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺6半精铣半精铣上端面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺7粗铣粗铣轴承座前端、后端面X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺8r粗铣T粗铣上端面地160x25地槽X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺9精铣精铣上端面地160x25地槽X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺10钻钻26孔X61卧式万能铳床j麻花钻、铰、卡尺、塞规;11r粗镗:粗镗120地半孔X61卧式万能铳床高速钢镗刀、游标卡尺12半精镗半精镗120地半孔X61卧式万能铳床高速钢镗刀、游标卡尺13粗镗粗镗130地半孔X61卧式万能铳床

19、高速钢镗刀、游标卡尺14T钻T钻25地孔X61卧式万能铳床麻花钻、铰、卡尺、塞规:15粗铣粗铣26孔上表面凸台X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺16粗铣铣40*40孔,铣55*55孔X61卧式万能铳床端铣刀、游标卡尺17:去毛刺:去毛刺钳工台18检验检验塞规、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差地确定在这只确定钻© 120孔地加工余量、工序尺寸和公差.由表2-28可查得钻孔余量Z镗=3.3mm.查表1-20可依次确定各 工序尺寸地加工精度等级为,镗：IT10.根据上述结果,再查标准公差 数值表可确定各工步地公差值分别为,镗：0.16mm.综上所述,该工序各工步地工序尺寸及公差分

20、别为,镗：© 1200+0.14mm,它们地相互关系如下图所示.5、切削用量、时间定额地计算在这只计算粗镗-半精镗© 120孔此工序地切削用量和时间定额.5.1、切削用量地计算5.粗镗120孔该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔（2） （2）由文献 表5-29,镗孔地进给量f=0.3mm/r, 由文献 表5-22求 得镗孔时地切削速度v=30m/min1000v1000x30由此算出转速为：n=二D = x117.4 =81.38r/min按镗床地实际转速取n=100r/mi n,则实际切削速度为：,200x24v=：d n/1000=1000=36.86m/mi n半精镗120孔

21、该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔由文献表5-29,镗孔地进给量f=0.2mm/r,由文献表5-22求得镗孔时地切削速度v=30m/min1000v1000x30由此算出转速为：n=二D = - x117.4 =79.61r/min按镗床地实际转速取n=80r/min,则实际切削速度为：二x200x24v=：d n/1000=1000=30.1445.2、时间定额地计算5.2.1 .基本时间tj地计算粗镗孔工步根据表5-41,镗孔地基本时间可由公式tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得.式中切削工时l=160mm; I2=2mm;11= ap/2*cotk 叶(12)=4/2*cot54+

22、1.1mm=4mm;f=0.3mm/r;n=100mm/r. 将上述结果代入公式，则该工序地基本时间 5.53s.半精镗孔工步根据表5-41,镗孔地基本时间可由公式tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得.式中切削工时l=160mm; l2=2mm;l1= ap/2*cotk r+(12)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm;f=0.2mm/r;n=100mm/r. 将上述结果代入公式，则该工序地基本时间 10.3s.5.2.2 .辅助时间ta地计算根据第五章第二节所述,辅助时间ta与基本时间tj之间地关系为ta=(0.150.2) t j ,这里取ta=0.15 t j ,则

23、各工序地辅助时间分别为:粗镗孔工步地辅助时间为：ta=0.15x5.53s=0.83s;半精镗孔工步地辅助时间为：ta=0.15x10.3s=1.55s;5.2.3. 其他时间地计算除了作业时间(基本时间和辅助时间之和)以外,每道工序地单件 时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要地时间和准备与终结时 间.由于轴承座地生产类型为大批生产,分摊到每个工件上地准备与终 结时间甚微,可忽略不计；布置工作地时间tb是作业时间地2%7%, 休息与生理需要时间tx是作业时间地2%4%,这里均取3%,则各工序 地其他时间可按关系式(3%+3% ) ( tj+ta )计算，它们分别为：粗镗孔 工步地其他时 间

24、为：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;半精镗孔工步地其他时间为：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s5.2.4 .单件时间tdj地计算这里地各工序地单件时间分别为：镗孔工步 tdj 钻=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s;因此，此工序地单件时间tdj=tdj钻=19.301s;将上述零件工艺规程 设计地结果,填入工艺文件6. 夹具设计夹具是一种能够使工件按一定地技术要求准确定位和牢固夹紧 地工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中. 在现代化地机械和仪器地制造业中,提高加

25、工精度和生产率,降低制造 成本，一直都是生产厂家所追求地目标.正确地设计并合理地使用夹具, 是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本地重要技术环节之 一.同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段.6.1提出问题(1) 怎样限制零件地自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销 限制2个自由度，定位销限制1个自由度(2) 怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件(3) 设计地夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通 过钻模板与工件之间地间隙排削(4) 怎样使夹具使用合理，便于装卸.6.2设计思想设计必须保证零件地加工精度,保证夹具地操作方便,夹紧可靠, 使用安全,有合理地装卸空间,还要注意机构密封

26、和防尘作用,使设计 地夹具完全符合要求.本夹具主要用来对© 120孔进行加工,这个孔尺寸精度要求为 IT10,表面粗糙度Ra12.5,镗以可满足其精度.所以设计时要在满足精 度地前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度6.3夹具设计6.3.1 定位分析(1) 定位基准地选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件 地各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工.故加工© 120孔时, 采用轴承座底面和© 26孔内圆柱面作为定位基准.(2) 定位误差地分析定位元件尺寸及公差地确定.夹具地主要定位元件为一个面与两 个销定位，因为该定位元件地定位基准为孔地轴线,

27、所以基准重合 b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置地变化即存在基准位移 误差. j= ( TD+T d+ S) /2TD =0.060mmT d =0.011mm S=0.010mm j=0.0365mm切削力及夹紧力地计算刀具：120地镗刀.F二FfFc Fp镗孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6,得镗削力计 算公式：Fc =CFcapXFcfYFcvcZFckFc =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4NFp =CFpa)XFpfYFPvcZFpkFp =1940x2.20.9x0.30.6x36.86-0.3x0.5 =324.5NFf 二 CFfapXFffYFfVcZFfkFf =2880x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3NF 二 Ff 订三Fc Fp =959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89镗孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：W =2dztg(：)3 f d1式中 ©螺纹摩擦角d1平头螺杆端地直径f工件与夹紧元件之间地摩擦系数,0.16dz螺杆直径?螺纹升角Q手柄作用力L手柄长度则所需夹紧力2Q !2dz%c ) 3 f