机械制造技术课程设计-轴承座机械加工工艺规程及钻2-M12螺纹孔夹具设计

-1- 目录TOC\o"1-3"\h\u7823第1章绪论 1221811.1课题背景 1314141.2目的 1310981.3夹具设计中的特点 131951.4夹具设计需保证的条件 2299511.5夹具的发展趋势 210377第2章零件的分析 345052.1零件的作用 3108962.2零件的工艺分析 31450第3章工艺规程设计 4233123.1确定毛坯的制造形式 4237283.2基面的选择 4288103.2.1粗基准的选择 4205413.2.2精基准的选择 5284343.3制订工艺路线 5270603.4机械加工余量的确定 64113.5确定切削用量及基本工时 715091第4章专用夹具设计 216254.1问题的提出 21116064.2定位基准的选择 21216944.3定位误差分析 2186234.4切削力的计算与夹紧力分析 22325324.5夹具设计及操作简要说明 2212586参考文献 23绪论全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1课题背景制定轴承座的加工工艺，设计钻攻2-M12螺纹的钻床夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。1.2目的课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望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，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1.3夹具设计中的特点1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。1.4夹具设计需保证的条件1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2.保证工件的精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。1.5夹具的发展趋势1.发展通用夹具的新品种，由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2.发展调整式夹具。3.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。4.加强专用夹具的标准化和规范化。5.大力推广和使用机械化及自动化夹具。6.采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。第2章零件的分析2.1零件的作用轴承座作为轴承的亲密伙伴，轴承座在整个轴系中扮演着重要的角色。它一般位于轴的两端，主要作用是支撑、固定轴承，使轴及其连接部件具有一定位置关系。另外，轴承座一般带有密封装置，从而减少轴承的污染。2.2零件的工艺分析对该零件的平面和孔进行加工，具体要求如下：轴承座底面粗糙度Ra6.3轴承座顶面粗糙度Ra6.3轴承座后端面粗糙度Ra12.5轴承座前端面粗糙度Ra3.2轴承座Ф90K6粗糙度Ra6.3轴承座2-Ф12孔粗糙度Ra1.6轴承座4-Ф11孔粗糙度Ra6.3轴承座4-Ф20沉孔粗糙度Ra6.3轴承座2-M12螺纹粗糙度Ra6.3

第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式轴承座零件材料为HT200。依据参考文献8，表1.3-1，P8知，采用铸造毛坯，精度等级CT7~9，加工余量等级MA-F。

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。粗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，在这里选择轴承座后端面作为定位粗基准。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制订工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工序01：金属型浇注工序02：时效处理工序03：铣后端面工序04：粗铣前端面；精铣前端面工序05：铣底面工序06：铣顶面工序07：粗铣Ф90K6圆弧；精铣Ф90K6圆弧工序08：锪4-Ф20沉孔；钻4-Ф11孔工序09：钻孔至Ф11；扩Ф11孔至Ф11.85；粗铰Ф11.85孔至Ф11.95；精铰Ф11.95孔至Ф12H7工序10：钻2-M12螺纹底孔Ф10.2；攻2-M12螺纹工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求并入库 3.4机械加工余量的确定由上述资料，再根据参考文献1表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出轴承座表面、外圆和孔的加工余量如下：1.轴承座底面的加工余量轴承座底面，由参考文献1，表2.2-4知，底面单边余量1.0mm，由轴承座零件知，底面粗糙度Ra6.3，由参考文献1，表1.4-8知，粗铣即可。2.轴承座顶面的加工余量轴承座顶面，由参考文献1，表2.2-4知，顶面尺寸不大，故采用圆形结构，顶层面粗糙度Ra6.3，由参考文献1，表1.4-8知，粗铣即可。3.轴承座后端面的加工余量轴承座后端面，由参考文献1，表2.2-4知，后端面单边余量1.5mm，由轴承座零件知，后端面粗糙度Ra12.5，由参考文献1，表1.4-8知，粗铣即可。4.轴承座前端面的加工余量轴承座前端面，由参考文献1，表2.2-4知，前端面单边余量1.5mm，由轴承座零件知，后端面粗糙度Ra3.2，由参考文献1，表1.4-8知，粗铣——精铣方可。5.轴承座Φ90孔的加工余量轴承座Φ90孔，由参考文献1，表2.2-4知，Φ90孔单边余量1.0mm，由轴承座零件知，Φ90孔粗糙度Ra3.2，由参考文献1，表1.4-7知，粗铣——精铣方可。6.轴承座4-Φ11孔系的加工余量轴承座4-Φ11孔系，尺寸不大，简化模具，故采用实心铸造，由轴承座零件知，4-Φ11孔系粗糙度Ra6.3，由参考文献1，表1.4-7知，锪——钻方可。7.轴承座2-Φ12孔的加工余量轴承座2-Φ12孔，尺寸不大，简化模具，故采用实心铸造，由轴承座零件知，2-Φ12孔粗糙度Ra1.6，由参考文献1，表2.3-8知，钻——扩——粗铰——精铰方可。8.轴承座2-M12螺纹的加工余量轴承座2-M12螺纹，尺寸不大，简化模具，故采用实心铸造，由轴承座零件知，由参考文献1，表2.3-20知，钻——攻方可。3.5确定切削用量及基本工时工序01：金属型浇注工序02：时效处理工序03：铣后端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra12.5，一步铣削完成，故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＝600按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，立式铣床X52K标准选取3.计算工时,,工序04：粗铣前端面；精铣前端面工步一：粗铣前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，两步铣削完成，粗铣暂定为1.3mm，精铣0.2mm，故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＝600按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，立式铣床X52K标准选取3.计算工时,,工步二：精铣前端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，两步铣削完成，粗铣暂定为1.3mm，精铣0.2mm，故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＝750按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，立式铣床X52K标准选取3.计算工时,,工序05：铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra6.3，一步铣削完成，故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＝600按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，立式铣床X52K标准选取3.计算工时,,工序06：铣顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=2.0，粗糙度Ra6.3，深度10，五次走刀完成，故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＝600按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，立式铣床X52K标准选取3.计算工时,,工序07：粗铣Ф90K6圆弧；精铣Ф90K6圆弧工步一：粗铣Ф90K6圆弧1.选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，两步铣削完成，粗铣单边余量1.3mm，精铣单边余量0.2mm，故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7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按XK7132型数控铣床标准选取＝600按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，XK7132型数控铣床选取3.计算工时公式如下：=式中非封闭轮廓铣削时=1~3为铣削长度，由轴承座知，=125.04mm走刀次数故=≈0.546min工步二：精铣Ф90K6圆弧1.选择刀具刀具选取硬质合金圆柱铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，两步铣削完成，粗铣单边余量1.3mm，精铣单边余量0.2mm，故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7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按XK7132型数控铣床标准选取＝800按《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37，XK7132型数控铣床选取3.计算工时公式如下：=式中非封闭轮廓铣削时=1~3为铣削长度，由轴承座知，=125.66mm走刀次数故=≈0.544min工序08：锪4-Ф20沉孔；钻4-Ф11孔工步一：锪4-Ф20沉孔1.选择钻头选择高速钢锪刀，其直径d=20mm2．选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H有。（2）计算切削速度根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，,切削速度的修正系数为：，，，，故根据Z525型钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=545r/mm，3．计算基本工时工步二：钻4-Ф11孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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=4则机动工时为 工序09：钻孔至Ф11；扩Ф11孔至Ф11.85；粗铰Ф11.85孔至Ф11.95；精铰Ф11.95孔至Ф12H7工步一：钻孔至Ф11确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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=1则机动工时为 工步二：扩Ф11孔至Ф11.85利用扩Ф11孔至Ф11.85，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 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，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=1则机动工时为工步三：粗铰Ф11.85孔至Ф11.95确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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=1则机动工时为工步四：精铰Ф11.95孔至Ф12H7确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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=1则机动工时为工序10：钻2-M12螺纹底孔Ф10.2；攻2-M12螺纹工步一：钻2-M12螺纹底孔Ф10.2确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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：攻2-M12螺纹确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，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11：去毛刺工序12：检验至图纸要求并入库第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，决定设计工序11：钻、攻2-M12螺纹的夹具。4.1问题的提出本夹具主要用于钻、攻2-M12螺纹，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主发考虑如何提高生产效率。4.2定位基准的选择选择轴承座后端面、底面及右侧面定位，所以相应夹具上的定位元件应是支承板、支承钉C型和A型固定式定位销。定位分析如下：1.轴承座后端面与支承板相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2.轴承座底面与支承钉C型相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴转动。3.轴承座右侧面与A型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Y轴移动。轴承座六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。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，T=0.28mm，Td=0.25mm，已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。4.4切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中