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東南大學機械工程學院 機械制造課程設計說明書 設計題目：設計軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程 及銑底面工序的專用夾具 班級：020083 設計者：） 指導老師： 目錄 課程設計任務書正文--------------------------------- 一、 零件的工藝分析 ------------------------- 二、確定生產(chǎn)類型---------------------------------- 三、確定毛胚---------------------------------------- 四、工藝規(guī)程設計------------------------------------ 五、工裝設計分析及設計任務書------------------------ 六、小結------------------------------------------ 七、主要參考文獻------------------------------------ 機械制造工程原理課程設計任務書 一、設計題目 設計 軸承座 零件的機械加工工藝規(guī)程及 銑底面 工序的專用夾具。 二、原始依據(jù) 1． 生產(chǎn)類型：成批生產(chǎn)； 2． 零件圖樣。 三、設計內(nèi)容 1． 零件圖1張（選做）； 2． 毛坯草圖1張； 3． 制定零件的機械加工工藝規(guī)程，填寫機械加工工藝過程卡片及指定工序的機械加工工序卡片各1份?；蛱钊霗C械加工工藝過程綜合卡片； 4． 設計指定的專用夾具，繪制夾具裝配總圖1張，繪制所設計夾具的大件零件圖1張； 5． 編寫設計說明書1份。 四、起訖時間 2011年8月23日至2011年9月7日 五、進度安排 課程時間進度安排如表1所示，供參考。 表1 課程設計時間進度安排 序號 內(nèi)容 時間分配 1 領取設計任務書，熟悉資料，搜集設計資料。 7% 2 分析零件圖，繪制零件工作圖， 7% 3 擬定工藝方案，繪制零件毛坯圖 7% 4 擬定零件的機械加工工藝過程，選擇加工方法和設備、工藝裝備，填寫工藝路線卡和工序卡。 18% 5 擬定夾具設計方案，設計并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖。 42% 6 編寫設計說明書。 12% 7 答辯。 7% 一 零件的工藝分析 一、 零件的作用 零件是軸承座，該零件25H6mm孔與滾動軸承的外圈相配合。6H7mm的孔與油杯相配合。2個11-22锪平2的孔用于定位。 二、 零件的工藝分析 零件的視圖正確、完整。缺軸承座的兩個寬，通過比例可得分別為26,32，公差及技術要求齊全。 該零件需要加工底面、兩個側面、2個定位孔、油杯孔、軸承孔，如圖，其余表面的精度要求并不高，即不需要加工，只需要按照鑄造時的精度即可。 圖2 三、 零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，即小批生產(chǎn)。 二 確定毛坯 該零件的材料為灰鑄鐵。查表，根據(jù)生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)，鑄件結構簡單，可確定為手工砂型鑄造。 此外為消除殘余應力還應該安排人工時效。 三 加工方法的選擇及工藝路線的制定 一、定位基準的選擇 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析知?11的孔，軸承端面，頂面，?6及?25的孔等均需要定位才能保證。故對基準的選擇應予以分析。 （1）、粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，以此加工軸承座底座底面和其他表面。 因此，根據(jù)“重要基準互為基準”的原則，選擇軸承孔中心線為粗基準。 （2）、精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗基準加工后的底面為主要的定位精基準，即以軸承座的下底面為定位精基準。 二 制定工藝路線 毛胚為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應力及改善機械加工性能，在毛胚車間銑削去澆冒口，達到毛胚的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。 本零件的加工面有底面、兩個側面、頂面、2個定位孔、油杯孔、軸承孔，材料為HT200.以公差等級或粗糙度要求，查閱工藝手冊中零件表面加工方法、加工經(jīng)濟精度與表面粗糙度相關內(nèi)容，其加工方法選擇如下。 （1） 底面，表面粗糙度為Ra3。2um，需進行粗銑和半精銑。 （2） 兩個側面，表面粗糙度為Ra6.3um，需進行粗銑和半精銑 （3） 頂面，表面粗糙度為Ra12.5um，需進行粗銑 （4） 2個定位孔，表面粗糙度為Ra12.5um，需進行鉆孔和锪孔 （5） 油杯孔，公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra0.8，需進行鉆孔，粗鉸和精鉸 （6） 軸承孔，公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.8，需進行粗鏜，半精鏜，精鏜，浮動鏜刀精鏜。 按照先加工基準面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行。 工序1：以16的軸承孔及頂面定位，粗銑、半精銑底面，照顧尺寸40mm 工序2：以底面定位，粗銑頂面 工序3：以一側面定位，粗銑另一側面；以粗銑好的側面定位，粗銑另一側面。 工序4：以底面定位，粗鏜、半精鏜、精鏜及浮動鏜刀精鏜軸承孔，倒角 工序5：以底面定位，鉆和锪定位孔，鉆、粗，精鉸油杯孔 工序6：去毛刺 工序7：檢驗 根據(jù)此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。 機械加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸的確定。 毛胚尺寸的確定，畫毛胚圖。 軸承座其材料為HT200。由于產(chǎn)品的精度要求不高，生產(chǎn)綱領為批量生產(chǎn)，所以毛胚選用機器造型。毛胚鑄出后進行退火處理，以消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。 查表，根據(jù)工藝方法、零件材料，可查得尺寸公差11~13，取13，加工余量H，根據(jù)原則：砂型鑄造的鑄件，頂面（相對澆注位置）的加工余量等級，比底、側面的加工余量等級需降低一級選用?？椎募庸び嗔康燃壙蛇x用與頂面相同的等級。 確定各種加工表面的尺寸公差與總加工余量等級： 面 公差等級 余量等級 加工方法 底面 13 H 單面 側面左 13 J 單面 側面右 13 J 單面 頂面 13 H 單面 軸承孔 13 J 雙面 查表得，各加工方法與機械加工余量 粗銑 半精銑 粗鏜 半精鏜 精鏜 1.5~2.0mm 0.6~0.8mm 2.0mm 0.8mm 0.1 確定毛坯尺寸 零件尺寸 加工余量 鑄件尺寸 40+0.05 2.5 42.5 32 5（2.5+2.5） 37 24 2 26 25H6 6（雙面3） 19 （毛坯圖見圖紙） 四．銑底面工序設計及相關計算 1.機械加工余量 本工序要經(jīng)過粗銑和半精銑兩步，其中 粗銑余量：1.8mm 半精銑余量：0.7mm 2.機床及刀具的選擇 本工序選擇：立式銑床X52K，縱向進給 刀具選擇：硬質(zhì)合金面銑刀（YG6），直徑32mm，齒數(shù)4 粗銑： 背吃刀量ap=1.8mm 側吃刀量ae=26mm 每齒進給量fz=0.18~0.28mm/z 根據(jù)公式vf=fz*z*n，機床轉速選擇375r/min Vf=270~420mm/min，根據(jù)機床參數(shù)，選擇316mm/min 因而fz=0.21mm/z 查表得，灰鑄鐵銑削速度范圍1.0~1.83m/s 銑削速度v=60*pi*n/1000=1.178m/s 計算銑削力 Fz=9.81*54.5*ae（1.0）*fz（0.74）*ap（0.9）*z*d（-1.0） =992N 銑削功率p=Fz*V/1000=1.17KW 而X52K最大功率可為7.5KW，故可用 半精銑： 背吃刀量ap=0.7mm 側吃刀量ae=26mm 查表得，半精銑每轉的進給量f=0.5~1.0mm/r 機床轉速選擇n=750r/min Vf=f*n=375~750mm/min，選擇475mm/min 每轉進給量f=0.63mm/r 銑削速度v=60*pi*n/1000=1.49m/s 計算銑削力 Fz=9.81*54.5*ae（1.0）*fz（0.74）*ap（0.9）*z*d（-1.0）=321N 銑削功率P= p=Fz*V/1000=478W 工作時間 由夾具的夾持方式?jīng)Q定了，需走刀兩次 對稱銑削，銑平面的基本時間 輔助時間 主偏角 ，, 粗銑的基本時間 半精銑的基本時間 由于需要走刀兩次，粗銑時間 半精銑時間 五 夾具設計 本夾具是工序1：銑底面的專用夾具，在X52K立式銑床上加工平面。 所設計的夾具裝配圖及工序簡圖見資料袋里的附圖。有關說明如下。 （1）、定位方案 分析零件圖可知，所加工的底面距軸承孔中心線的距離為40 兩個錐銷：一個錐銷固定，一個可調(diào)，限制5個自由度； 支承釘：相當于一點定位，限制1個自由度。 另有一個可調(diào)支撐 所以共限制了6個自由度。 （2）、夾緊機構 采用結構簡單的螺旋壓緊機構，為了工件取放方便，選取轉動壓板（GB/T 8010.2---1999）。壓板夾緊力的主要作用是防止工件在銑削力下產(chǎn)生的振動和傾覆，手動螺旋壓緊是可靠的，可以免去夾緊力的計算。 （3）、對刀裝置 為能迅速，準確的確定銑刀與定位元件的位置，銑床夾具應設置安裝對刀塊。對底面的加工采用對刀塊確定刀具位置，對刀塊根據(jù)JB/T 8031.2—1999，塞尺按JB/T 8031.1-1999選取 （4）、夾具與機床連接元件 考慮到夾具的剛度，強度和工藝性要求，采用鑄鐵夾具體結構。T型螺釘確定夾具與機床的位置，用螺栓緊固連接。 （5）、使用說明 安裝工件時，擰開夾緊元件上的球面帶肩螺母，將壓板轉開，同時拉開可動的錐銷，把工件安裝在夾具體上（錐銷對準工件的軸承孔，調(diào)節(jié)可調(diào)支撐，調(diào)整好后螺母鎖緊）。再將轉動壓板轉回，然后旋緊螺母，使壓板把工件壓緊。 加工完畢后，擰開夾緊元件上的兩個螺母，將兩個壓板后撤，把工件從夾具體上取下。 （6）結構特點 該夾具結構簡單，操作方便。但需手動夾緊，而且需要轉動轉動壓板，且定位需要拉動可動錐銷，調(diào)節(jié)可調(diào)支撐，所以耗時長，效率較低?？紤]到生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，可以適用。 （7）繪制夾具零件圖，裝配圖 六、小結 為期兩周的機械制造課程設計結束，回顧整個設計的過程，覺得自己受益匪淺。課程設計作為《機械制造基礎》、《機械設計》課程的重要教學環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了我對理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的認知。 本次課程設計主要經(jīng)過了以下幾個階段： 1、熟悉資料，搜集設計資料 2、分析零件圖，繪制零件工作圖 3、擬定工藝方案，繪制零件毛胚圖 4、擬定零件的機械加工工藝過程，選擇加工方法和設備、工藝裝備，填寫工藝路線卡和工序卡 5、擬定夾具設計方案，設計并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖 6、編寫設計說明書 通過這次設計，我基本掌握了一個簡單零件的加工工藝過程分析，工藝文件的編制，專用夾具設計的方法和步驟。學會查閱手冊，選擇使用工藝設備等。 這次鍛煉使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題方面得到了一次較好的訓練。提高了我獨立思考問題，解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 主要參考文獻 [1]《機械制造基礎》 機械工業(yè)出版社 [2]《機械制造技術基礎課程設計》 高等教育出版社 [3]《機械制造工程實訓》 上?？茖W技術出版社 [4]《機械設計手冊 連接與緊固》 機械工業(yè)出版社 [5]《機械制圖手冊》機械工業(yè)出版社 [6]《機械制造工藝及機床夾具設計》北京理工大學出版社 [7]《機械制造技術基礎課程設計指南》化學工業(yè)出版社 [8]李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社 [9]王凡.實用機械制造工藝設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社 [10]艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社 [11]王啟平.機床夾具設計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社 [12]王潤孝.制造工程基礎.北京：科學出版社