机械制造技术基础课程设计说明书

1、课程设计(论文)题目: 轴承座的机械加工工艺规程及典型夹具设计学生姓名 崔海波 专 业机械设计制造及其自动化 学 号 班 级 2012级机制5班 指导教师 何辉波 成 绩 工程技术学院2015年7月目 录1.引言12.课程设计的目的23.零件的分析3.1零件的类型及功用23.2零件的工艺分析2 3.2.1零件结构及工艺分析2 3.2.2分析零件的材质热处理及机械加工工艺性34. 毛坯的选择3 4.1 铸件形状的确定3 4.2 毛坯尺寸的确定45.零件机械加工工艺路线拟定4 5.1定位基准的选择4 5.1.1粗基准的选择4 5.1.2精基准的选择4 5.2 拟定工艺路线5 5.2.1表面加工方法

2、的选择5 5.2.2 加工工艺路线的拟定5 5.3加工余量及工序尺寸拟定6 5.3.1加工余量及工序尺寸的计算6 5.3.2 选择机床及对应的夹具，量具和刀具：7 5.3.3 确定切削用量和时间定额96. 夹具设计16 6.1 确定设计方案17 6.2选择定位方式及定位元件17 6.3确定导向装置18 6.4确定夹紧机构19 6.5定位误差分析197.心得体会20参考文献20轴承座的机械加工工艺规程及典型夹具设计崔海波工程技术学院 机制5班1 引言本学期，我们进行了机械制造技术基础课程的学习和相关实验的操作，并且之前也到实习工厂里进行了金工实习。为了让我们对理论知识和实际应用之间建立密切联系，

3、在课程结束时我们开始了机械制造技术课程设计。课设开始之前我们对所学的各相关课程进行了一次深入的综合性的回忆与温习,这次温习我们对课设的内容也有了一定的认识,大家一致认为本次课程设计对我们非常重要，是我们对自己实际能力的一次历练。通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。在课设中我们分组进行设计，在团队的实际操作过程中也发生过一些摩擦，不过在大家的责任心驱使下结果还是团结一致去分工完成任务，结果也让大家锻炼了团队协作的意识，相信在以后的学习生活中我们也会受益。另外，在设

4、计过程中，经过老师的指导和同学们的热心帮助，我们顺利完成了本次设计任务。在课设的过程中，由于理论知识不够完善，实践能力尚不成熟，以及一些疏忽和大意的存在，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。2.课程设计的目的 机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成形技术基础课程设计，让学生完成一次机械零件的机械加工工艺规程制定和典型夹具设计的锻炼，其目的如下：（1） 在结束了机械制造技术基础等前期课程的学习后，通过本次设计使学生所学到的只是得到巩固和强化，培养学生全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题。（2） 通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册，图表和技术资料，

5、特别是熟悉机械加工工艺规程制定和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。（3） 通过设计使学生树立正确的设计观念，懂得合理的设计应该在技术上是先进的，在经济是这个是合理的，并且在实践中是可行的。（4） 通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理，写作及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打下基础。3. 零件的分析3.1 零件的类型及功用轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致，并且保持平衡；轴承座是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。 3.2零件的工艺分

6、析3.2.1零件结构及工艺分析零件图样如图所示,轴承座的主要几何元素为支承孔、安装底面，因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响，轴承支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度没有前面的要求高，能达到Ra 6.3就可以了。辅助元素为底平面的安装螺孔、支承孔周围的轴承盖连接孔，支承座身的铸造结构，主要为固定连接作用，对精度要求不高。轴承座零件图3.2.2分析零件的材质热处理及机械加工工艺性轴承座的主要作用

7、是支承，根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作毛坯。铸件材料为HT250，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优,需要进行人工时效处理。4.毛坯的选择毛坯的铸造形式是铸件，材料为HT250灰铸铁，根据生产纲领，生产类型为大批大量生产。4.1 铸件形状的确定 毛坯的铸造形式是铸件，材料为HT250灰铸铁，根据课程设计书表2-7和铸件尺寸，铸件最小壁厚为5mm，铸造内圆角一般取壁厚的0.2-0.4倍，取2mm,外圆角半径取2mm。铸件起模斜度为4。，分型面选为底面，铸件的重要加工面或主要加工面，铸件的最小凸台高度为4mm。4.2 毛坯尺寸的确定 铸件的尺寸公差及加工余量由材料，铸造方

8、法和生产类型决定。轴承座所用材料为灰铸铁，大批量生产时选择的毛坯铸造方法是金属铸造机器造型，根据课程设计书表5-7至表5-11，铸件公差等级为CT8-10，取CT9，加工余量等级为D-F级，取F级，总长160的机械加工余量为1.5mm，即该总长的基本尺寸为161.5mm,尺寸公差为2.5mm,总宽70mm的机械加工余量为1mm,即该总宽的基本尺寸为71mm,尺寸公差为2.2mm。其他尺寸参照零件图尺寸参照查得,最后按照入体原则标注毛坯尺寸。5.零件机械加工工艺路线拟定5.1定位基准的选择5.1.1粗基准的选择粗基准的选用原则:（1）保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加

9、工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。（2）保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。（3）粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。根据粗基准的选用原则,我们选择毛坯支承孔为主要粗基准,底面安装螺纹孔作为辅助粗基准。5.1.2精基准的选择精基准的选择：考虑要保证零件的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，以已加工底面为主要的定位精基准,22mm的安装螺纹孔圆柱面为辅助的定位精基准。5.2 拟定工艺路线5.2.1表面加工方法的选择加工

10、表面表面粗糙度尺寸精度尺寸公差形位公差加工方法42孔Ra 12.5无无圆柱度0.01钻47孔Ra 1.6IT7+平行度0.08圆柱度0.01粗镗半精镗精镗底 面Ra 6.3无无无粗铣支承孔左右端面Ra 6.3无无无粗铣4个安装螺栓孔Ra 6.3Ra 12.5无无无无钻铰安装螺栓孔平面Ra12.5无无无铣4个轴承盖连接螺纹孔无无M6无钻孔、攻丝5.2.2 加工工艺路线的拟定方案：工序10： 铸造毛坯；工序20： 时效处理工序30: 铸件内外非加工表面彻底清洗干净，涂耐油漆同时检查铸件是否有缺陷；工序40： 对要加工的底面孔及螺纹孔进行划线；工序50： 夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承座上下底面及螺栓孔

11、面，照顾尺寸95mm和表面粗糙度；工序60： 以已加工底面和沉头孔定位基准，在轴孔处压紧，铣主视图上平面及轴承孔左、右侧面肋板；工序70： 夹肋板，按底面找正，铣四侧面，保证尺寸70mm和160mm；工序80： 钻,铰12的孔，保证孔深；工序90：:钻22的沉头孔，保证孔深；工序100： 以底面以及沉头孔定位，采用专用夹具装夹工件，钻42mm孔；工序110：粗镗孔, ,半精镗,精镗至表面粗糙度要求达到Ra1.6,保证其中心轴线至底面面距离95mm;工序120：以右端面和底面定位，铣左端面至尺寸；工序130：以左端面和底面定位，铣右端面至尺寸；工序140：钻4个轴承盖连接螺纹孔5，并攻丝至M6；

12、工序150：锪42mm孔，mm孔倒角2×45，去毛刺；工序160：总检入库。5.3加工余量及工序尺寸拟定5.3.1加工余量及工序尺寸的计算合理选择加工余量,对确保零件的加工质量,提高生产率和降低成本都有重要意义。机械加工余量一般按照查表法确定，根据加工余量的选择原则，以及课程设计书表5-51至5-70，可以确定相关孔，平面和螺纹的加工余量。 确定被加工面各工序的加工余量之后，然后计算各工序尺寸的基本尺寸，最后根据各道工序所采用的加工方法及其经济加工精度，确定各工序的工序尺寸公差，并按“入体原则”标注工序尺寸公差。经过计算，具体结果如下表：表1 圆柱表面工序尺寸表加工表面加工内容加工余

13、量精度等级工序尺寸表面粗糙度42钻孔0IT1112.5粗镗1.5IT1212.5半精镗1.0IT106.3精镗0.50IT91.66钻孔0IT106.322钻孔0IT1012.512钻孔0IT1012.5铰孔0.3IT86.3表2 平面工序尺寸表工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差01铸件1.5CT122.502粗铣下底面2160IT1203粗铣轴承孔左侧面240IT1204粗铣轴承孔右侧面240IT125.3.2 选择机床及对应的夹具，量具和刀具：1.选择机床:（1）工序50、60、70、120、130是铣削加工，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用

14、X5020A立式铣床。（机械制造技术基础课程设计表5-20（2）工序80、90、140、150铰孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用Z5125A型立式钻床。（机械制造技术基础课程设计表5-21）（3）工序100是镗孔，根据工件尺寸可以选用T618卧式镗床。（机械制造技术基础课程设计表5-24）2.选择夹具：由于生产纲领为大批大量生产，故均采用专用夹具。3.选择量具：本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下：（1）选择加工孔用量具。孔经粗镗，半精镗，精镗三次加工，至mm。 粗镗孔mm，公差等级为IT12，选择测量范围0mm-60

15、mm的内径千分尺即可。 半精镗孔mm，公差等级为IT10，选择测量范围0mm-60mm的内径千分尺即可。 精镗孔mm，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T 6322-1986)。（2）选择加工安装螺纹孔量具。12经钻孔、铰孔两次加工，钻至11.7mm，铰孔至mm。选择测量范围0mm-20mm的内径千分尺即可。（3）选择测量底面至支承孔轴线距离的量具。由于是测量底面至支承孔轴线距离，故需要与支承孔相匹配的标准芯棒，其尺寸为，然后测量轴线中心至底面距离选择测量范围0mm-100mm的游标卡尺即可。当然由于加工时每个工件都需进行测量，

16、也可以设计一个专用量具（通规止规）来测量，这样可以大大减少劳动时间。4.选择刀具：（1）铣削底面时，选用高速钢套式面铣刀，直径D=60mm（2）铣削螺栓用高速钢套式面铣刀，直径D=40mm（3）铣削端面时，选用高速钢套式面铣刀，直径D=100mm（4）钻孔11.7mm时，选用直柄麻花钻，直径11.7mm。（5）钻孔时，用直柄麻花钻，直径mm。（6）攻螺纹时用M6的螺纹刀。（7）铰孔mm时，用直径是mm的铰刀。（8）镗孔时选用机夹单刃高速钢镗刀直径D=40mm。(9) 锪倒角时用锪刀。 确定切削用量和时间定额工序50 铣下底面（A）确定切削用量及刀具耐用度a确定背吃刀量：粗铣时，为提高铣削效率，

17、一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作完成，所以粗铣底面的加工余量为2mm，选择背吃量=2mm。b确定进给量： 根据机械制造技术基础课程设计表5-87，选择每齿进给量为0.3mm/z.c选取切削速度： 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择切削速度,d.确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表3-8查得刀具的耐用度。e.确定机床主轴转速n :（B）确定时间定额（2个工位）一个工位基本时间=其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度； 为工作台水平进给量。=0.5其中d=60mm； ； =35，取=4mm=工序50 铣上底面及螺栓

18、孔面（A）确定切削用量及刀具耐用度a确定背吃刀量：粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面的加工余量为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量： 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择每齿进给量为0.3mm/z.c选取切削速度： 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择切削速度d确定铣刀的磨钝标准及耐用度:根据机械加工工艺手册表9.4-6，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准为0.5mm，由表9.4-7查得刀具的耐用度。e确定机床主轴转速n : （B）确定时间定额1、底面上平面：（2个工位）一个工位基本时间 =0.33r

19、/min=19.8s其中=100mm为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。=0.54.68mm其中d=40mm；=35，取=4mm=.03=331.2mm/min2、螺纹孔面（1个工位）一次走刀基本时间=0.398min=24s其中=125mm为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。=0.52.915mm其中d=40mm；=35，取=4mm=.03=331.2mm/min工序110 镗轴承孔（一）粗镗轴承孔（A）确定切削用量a 确定背吃刀量：粗镗时，为提高效率，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程镗完，所以粗镗大孔时加工余量为

20、1.5mm，选择背吃刀量b确定进给量和切削速度：（1）根据机械制造技术基础课程设计表5-83，选择进给量为f=0.5mm/r 切削速度为0.5m/s.（2）确认机床主轴转速=238.9r/minc确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据机械制造技术基础课程设计表3-8取粗镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min（B）确定时间定额基本时间 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。+(24.29mm其中1.5mm；=35，取=4mm（二）半精镗轴承孔（A）确定切削用量a 确定背吃刀量：半精镗时，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，所以半精镗大孔时加工余量为1mm，选择背吃

21、刀量b确定进给量和切削速度：（1）根据机械制造技术基础课程设计表5-83，选择进给量为f=0.5mm/r 切削速度为0.5m/s.（2）确认机床主轴转速=238.9r/minc确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据机械制造技术基础课程设计表3-8取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min（B）确定时间定额基本时间 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。+(23.69mm其中1mm；=35，取=4mm（三）精镗轴承孔（A）确定切削用量及刀具耐用度a 确定背吃刀量：精镗时，一般为0.51.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b

22、确定进给量和切削速度：（1）根据机械制造技术基础课程设计表5-69，选择进给量为0.4mm/r 切削速度为0.6m/s.（2）确认机床主轴转速 =286.6r/minc确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据机械制造技术基础课程设计表3-8取精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。（B）确定时间定额0.24min=14.4s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。 其中0.5mm； =35，取=4mm工序120 铣左端面（A）确定切削用量及刀具耐用度a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣左端面的加工余量

23、为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择切削速度d.确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。e.确定机床主轴转速n （B）确定时间定额基本时间=0.68min=41s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。=0.516.29mm其中d=100mm； ；=35，取=4mm=132.48mm/min工序130 铣右端面（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高

24、铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣右端面的加工余量为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-86，选择切削速度d.确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9.4-7查得刀具的耐用度T=180min。e.确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀）一次走刀基本时间=1.08min=65s其中l=120mm为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。=0.518.93m

25、m其中d=100mm； ； =35，取=4mm=132.48mm/min工序140：钻、攻螺纹孔工步1：钻6螺纹孔；（A） 确定切削用量及刀具耐用度a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为5mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=5mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-78，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.52mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-78,选择切削速度Vc=0.45m/sd.确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。e.确定机床主轴转速n

26、 =1433r/min（B）确定时间定额（4个工位钻4个孔）基本时=0.06min=3.6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=9.33mm其中D=5mm； =14，取=3mm工步2：攻M6内螺纹；（A） 确定切削用量及刀具耐用度a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为1mm。一次工作行程攻完，所以选择背吃刀量=1mm。 b. 确定进给量 进给量应为螺距P，故f=0.75mm/r c. 确定切削速度 机械制造技术基础课程设计表5-97,切削速度Vc=8.9m/min（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取丝锥的

27、耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀攻2个内螺纹）一次走刀基本时间+=0.12min=7.2s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.25mm；=2.25mm; n=472.4r/min6. 夹具设计 夹具是在机械加工过程中使用的一种工艺装备，它的主要功能是实现对被加工工件的定位和夹紧。通过定位，使被加工工件在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。因此，在编制零件加工工艺过程中，每道工序的一个重要内容就是工件定位方案的确定。

28、工艺人员的一项经常性工作就是设计专用夹具。6.1 确定设计方案 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。工序110镗轴承孔要求精度高，是关键工序，在加工过程中要使用专用夹具。本方案采用镗床进行加工，轴承孔的外圆面是主要的定位面，用长V型块定位，轴承座底面面用支承板和支撑钉定位。 此夹具方案是按照基准统一及基准重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。先将定位元件及加紧元件固定在夹具体上面，然后只需调整螺杆将V型块退回即可将元件按照定位基准放置好，最后拧紧螺杆将元件加紧。当加工完成之后拧松螺杆将元件取下，在放入下一个零件。6.2选择定位方式及定位元件轴承孔的外圆面是主要的定位面，用V型块定位和支承板一起，限制2个移动方向和2个转动方向，共限制4个自由度，轴承座底面面用支撑钉限制2个自由度。6.3确定导向装置主要靠V型块底座上左右两侧的左右导向板，以及轴承座底面的导向板进行导向。 6.4确定夹紧机构