机械制造技术课程设计-Z轴后轴承座机械加工工艺规程及铣端面夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u6831目录 -1-第1章工艺规程制定全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1机械加工工艺规程制订1、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料4、制订工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1.2机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。1、工序一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。2、安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序3、工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。4、工步在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序5、走刀在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。第2章零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是Z轴后轴承座。轨\t"/item/%E8%BD%B4%E6%89%BF%E5%BA%A7/_blank"轴承座是一种可以接受综合载荷、构造特别的大型和特大型轴承座，其具有构造紧凑、回转灵敏、装置维护方便等特点。有轴承的地方就要有支撑点，轴承的内支撑点是轴，外支撑就是常说的轴承座。2.2零件的工艺分析Z轴后轴承座共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、以基准A为中心的一组加工表面这一组加工表面有：后端面、前端面、顶面、底面、左端面和斜面、右端面、凹槽等。2、以尺寸110为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：Φ17沉孔，钻2×Φ11孔、Φ45孔、Φ50H9孔、Φ62端面、Φ62j6孔、4×M5-6H螺纹等这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第二组面，再以第二组加工表面和端面为基准加工另外一组加工面。

第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。3.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

3.2.1粗基准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，因为粗基准的表面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中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。3.2.2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面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，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，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则当两个表面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。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算，在此不再重复。3.3制订工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：铣后端面工序04：铣前端面工序05：铣顶面工序06：铣底面工序07：铣左端面和斜面工序08：粗铣右端面和凹槽；半精铣、精铣右端面工序09：锪Φ17沉孔，钻2×Φ11孔工序10：镗Φ45孔；粗镗、半精镗Φ50H9孔工序11：镗Φ62端面；粗镗、半精镗、精镗Φ62j6孔工序12：钻、攻4×M5-6H螺纹深10工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求并入库 3.4机械加工余量的确定1.后端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。2.前端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。3.顶面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。4.底面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。5.左端面和斜面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。6.右端面和凹槽的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。7.Φ17沉孔，2×Φ11孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，首先Φ17沉孔，然后再2×Φ11孔方可满足其精度要求。8.Φ45孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步镗削（即粗镗）方可满足其精度要求。9.Φ50H9孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步镗削（即粗镗、半精镗）方可满足其精度要求。粗镗单边余量Z=2.0mm半精镗单边余量Z=0.5mm10.Φ62端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步镗削（即粗镗）方可满足其精度要求。11.Φ62j6孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为1.6。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，三步镗削（即粗镗、半精镗）方可满足其精度要求。粗镗单边余量Z=2.0mm半精镗单边余量Z=0.4mm精镗单边余量Z=0.1mm12.4×M5-6H螺纹的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，因加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，表面粗糙度Ra为12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，首先钻4×M5-6H螺纹底孔Φ4.25，然后再攻4×M5螺纹方可满足其精度要求。3.5确定切削用量及基本工时工序03：铣后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝118当＝118r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序04：铣前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝118当＝118r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序05：铣顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序06：铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序07：铣左端面和斜面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据XK7132型数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序08：粗铣右端面和凹槽；半精铣、精铣右端面工步一：粗铣右端面和凹槽1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据XK7132型数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工步二：半精铣右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据XK7132型数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工步三：精铣右端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，，2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据XK7132型数控铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序09：锪Φ17沉孔，钻2×Φ11孔工步一：锪Φ17沉孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025遥臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：钻2×Φ11孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z3025遥臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工序10：镗Φ45孔；粗镗、半精镗Φ50H9孔工步一：镗Φ45孔所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。确定切削深度确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.27mm/r确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=300，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈70m/min≈495r/min按T68机床上的转速，选择基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=2.5mm，=14.5mm，=3mm，=0，=0.27mm/r,，走刀次数工步二：粗镗Φ45孔至Φ49所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.27mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=300，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈70m/min≈455r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=2.0mm，=8mm，=3mm，=0，=0.27mm/r,，走刀次数工步三：半精镗Ф49孔至Ф49.8所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.19mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=350，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈91m/min≈582r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.4mm，=8mm，=3mm，=0，=0.19mm/r,，走刀次数工步四：精镗Ф49.8孔至Ф50H9所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.15mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=400，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈120m/min≈763r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.1mm，=8mm，=3mm，=0，=0.15mm/r,，走刀次数工序11：镗Φ62端面；粗镗、半精镗、精镗Φ62j6孔工步一：镗Φ62端面所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.27mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=400，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈93m/min≈478r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=2.5mm，=6mm，=3mm，=0，=0.27mm/r,，走刀次数工步二：粗镗Φ57孔至Φ61所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.27mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=400，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈93m/min≈478r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=2.0mm，=24mm，=3mm，=0，=0.27mm/r,，走刀次数工步三：半精镗Ф61孔至Ф61.8所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.19mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=450，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈117m/min≈603r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.4mm，=24mm，=3mm，=0，=0.19mm/r,，走刀次数工步四：精镗Ф61.8孔至Ф62j6所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为35mm时，=0.15～0.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.15mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则≈150m/min≈770r/min按T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.1mm，=24mm，=3mm，=0，=0.15mm/r,，走刀次数工序12：钻、攻4×M5-6H螺纹深10工步一：钻4×M5螺纹底孔Φ4.25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=0.25mm/r（《切削》表2.15）525r/min按机床选取n=500r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：攻4×M5螺纹选择M5mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.375mm/r382r/min按机床选取n=400r/min切削工时：，，则机动工时为第4章专用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，决定设计铣前端面的夹具。4.1问题的提出本夹具主要用于铣前端面，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率。4.2定位基准的选择选择已加工好的前端面和顶面及右端面来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是垫板和挡销及支承板。因此进行定位元件的设计主要是对垫板和挡销及支承板，夹紧则是在心轴的螺杆上用螺杆、圆垫圈、螺母、弹簧、调节支承、移动压板和带肩螺母组成的夹紧机构来完成。前端面与垫板相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动、和Z轴移动。顶面与支承板相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴移动。右端面与挡销相配合，限制两个自由度，即Y轴移动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位4.3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，以底面定位加工Φ24孔时，顶面与支承板接触好，=0。≠0、≠0时，造成定位误差的原因是相互独立的因素时(、、等)，应将两项误差相加，即4.4切削力的计算与夹紧力分析计算切削力如下：查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由铣前端面的工时计算知，，=0.2mm，，，，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即=1727N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M16螺母锁紧，查表得夹紧力为8473N4.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择用螺杆、圆垫圈、螺母、弹簧、调节支承、移动压板和带肩螺母组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。感谢在老师的指导下顺利地完成了轴阶套的夹具设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和