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太原理工大學現(xiàn)代科技學院 課 程 設(shè) 計 題 目：軸承零件的機械加工工藝規(guī)程及M8螺紋底孔工藝裝備設(shè)計 班　　級：機械工程及其自動化 姓　　名：　 王堯 指導教師：　 梁義維 完成日期：　 2019.7.4 課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 設(shè)計軸承零件的機械加工工藝規(guī)程及M8螺紋底孔工藝裝備設(shè)計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件草圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 50000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件的毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程卡片　　　　　 1張 (4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (7) 課程設(shè)計說明書(7000-8000字) 1份 說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對照的，各占一頁） ③零件工藝性分析 ④機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 ⑤指定工序的專用機床夾具設(shè)計 ⑥方案綜合評價與結(jié)論 ⑦體會與展望 ⑧參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上) 課程設(shè)計說明書一律用A4紙、縱向打印. 四、進度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設(shè)計方案合理并新穎，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設(shè)計方案合理，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設(shè)計方案一般，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設(shè)計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設(shè)計方案有嚴重錯誤，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計過程中勤奮好學精神不夠。 摘　要 軸承零件制造的工藝文件摘要：產(chǎn)品制造工藝過程各項內(nèi)容要求一定程序進行編制，文件標準形式固定下來形成工藝文件。工藝文件分為綜合工藝文件，即將一個產(chǎn)品要求統(tǒng)一編制，一個文件簡單明了。查詢適用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單生產(chǎn)，批量場合類型工藝文件產(chǎn)品制造技術(shù)專業(yè)特點分類 2002:機床,入世是挑戰(zhàn)更是機遇，專家指出要加大我國數(shù)控機床研發(fā)力度，加快普及型數(shù)控機床的發(fā)展。漫話中國機床制造業(yè)的服務(wù)競爭中國銑床和加工中心市場的現(xiàn)狀和展望國內(nèi)外車床的技術(shù)水平和發(fā)展方向，世界加工中心的生產(chǎn)、需求和發(fā)展動向國內(nèi)外機床發(fā)展趨勢世界數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢，切削加工技術(shù)和數(shù)控機床的發(fā)展。 將產(chǎn)品制造工藝過程的各項內(nèi)容和要求按照一定的程序進行編制，以文件和標準的形式固定下來，就形成了工藝文件。工藝文件可以分為兩種：一是綜合型工藝文件，即將一個產(chǎn)品的所有要求統(tǒng)一編制在一個文件中，簡單明了，便于查詢，適用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)批量小的場合。二是分類型工藝文件，即根據(jù)產(chǎn)品制造技術(shù)的專業(yè)特點分類編制，突出專業(yè)特點，適用于各類產(chǎn)品。 軸承作為一種標準化機械零件部件，除了個別品種外，大多數(shù)品種的生產(chǎn)流程基本相似。因此，軸承零件的制造工藝文件的編制便于實現(xiàn)規(guī)范化、系列化。 Abstract Rolling parts manufacturing process document Abstract: manufacturing process requires the elements of procedure documentation standards down in the form of a document of paper documents into integrated technology products to be a requirement to prepare a document clear and simple query to the product mix Simple production quantities occasion type of paper products manufacturing technology professional characteristics of Category 2002: Machine, the WTO is a challenge more opportunities experts pointed out that China's CNC machine tools to increase research and development efforts to speed up the popularization of CNC machine tools Talking about the development of China's machine tool manufacturing services competition Milling and processing centres in China market status and prospects at home and abroad lathe technology and development of the processing center of world production, demand and the development trends of world development trend of domestic and foreign machine tool CNC machining technology development trends and the development of CNC machine tools Product manufacturing process of the content and requirements in accordance with certain procedures for the preparation, documentation and standards in the form of fixed, the formation of a document. Technology files can be divided into two types: First General of documents, to be a product of all the requirements of unity in the preparation of a document, clear and simple, readily accessible and applicable to the product structure is simple, the production of small quantities of occasions. Second, the type of classified documents, namely, manufacturing technology products in accordance with the classification of professional characteristics, prominent professional characteristics, applicable to all types of products. Rolling as a standardized machine parts components, in addition to individual species, most species of similar production processes. Therefore, bearing parts of the manufacturing process for the preparation of documents to achieve standardized, and serialization. 目錄 1.零件的工藝分析 1 2.機械加工工藝設(shè)計 2 2.1 毛坯的制造形式 2 2.2 基面 2 3.制訂機械加工工藝路線 3 3.1表面加工方法的確定 3 3.2工序順序的安排 4 3.3確定工藝路線 5 4.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6 4.1確定切削用量及時間定額： 6 5.夾具設(shè)計 8 5.1夾具選擇 8 心得體會 ................................................12 參考文獻 13 1.零件的工藝分析 該設(shè)計是軸承零件的加工工藝和φ8孔的工藝裝備 要求：φ8孔在軸承零件底座的中間 分析如表： 項目 公差等級 尺寸及偏差mm 粗糙度um 圓頂臺面 IT11 Φ12 12.5 Φ125的前端面 IT11 125 6.3 Φ125的后端面 IT11 125 6.3 底座底端面 IT11 215 6.3 Φ62.5的內(nèi)端面 IT11 85 6.3 Φ16的孔 IT11 16 6.3 2.機械加工工藝設(shè)計 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為4000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。鑄件需經(jīng)時效處理。 毛坯工藝．確定毛坯的尺寸公差和加工余量 鑄造類型（砂型） 基本尺寸 尺寸公差等級 加工余量等級 公差CT 加工余量 底座底面 215 CT9 MA-G 2.8 5 圓頂臺面 12 CT9 MA-G 1.6 2.5 孔內(nèi)面 85 CT9 MA-G 2.2 5 大圓前后面 125 CT9 MA-G 2.5 5 2.2基面 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要的設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量的報廢，使生產(chǎn)無法進行。 2.2.1? 粗基面的選擇 作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇φ125圓后面和Φ62.5的內(nèi)面。采用φ125圓面定位加工其前面，用Φ62.5的內(nèi)面加工軸承零件底座底面?？梢詾楹罄m(xù)工序準備好精基準。 2.2.2? 精基面的選擇 選加工后的Φ125后面為精基準面來加工其前面 。選軸承零件底座底面為精基準面來加工Φ62.5的內(nèi)面和圓頂臺面。 3.制訂機械加工工藝路線 生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準備、運輸和保存，生產(chǎn)的準備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機械的質(zhì)量檢查及其運行試驗、調(diào)試，機械的油漆與包裝等。 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生 ????由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 1. 工序 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 ?工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定 3.1表面加工方法的確定 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造課程設(shè)計指導書》10頁表1-7、1-8、1-9，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 軸承零件各表面加工方案 加工項目 尺寸公差等級 粗糙度 加工方案 備注 Φ125前端面 IT11 6 .3 粗銑-半精銑 表1-8 Φ125后端面 IT11 6.3 粗銑-半精銑 表1-8 Φ62 .5內(nèi)端面 IT11 6.3 鉆-擴 表1-7 圓頂臺面 IT11 12.5 粗銑 表1-8 底座底面 IT11 6.3 粗銑-半精銑 表1-8 Φ16孔 IT7 6.3 锪 表1-7 Φ12孔 IT8 鉆-鉸 表1-10 3.2工序順序的安排 機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——曲柄左端面和右端面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工曲柄端面，再加工孔，確定工藝路 3.3確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了曲柄的工藝路線。 工序號 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 1 Φ125前端面 銑床 銑刀 游標卡尺 2 Φ125后端面 銑床 銑刀 游標卡尺 3 Φ62 .5內(nèi)端面 鉆床 鉆刀 游標卡尺 4 圓頂臺面 銑床 銑刀 游標卡尺 5 底座底面 銑床 銑刀 游標卡尺 6 Φ12孔 鉆床 鉆刀鉸刀 塞規(guī).卡尺 7 Φ16孔 鉆床 锪刀 塞規(guī).卡尺 8 去毛刺 鉗工臺 平銼 9 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 10 時效處理 11 清洗 清洗機 12 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 加工設(shè)備和工藝設(shè)備 1 機床的選擇：采用Z525立式鉆床、鉆床。 2 選擇夾具：該曲柄的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用高速鉆刀即可保證加工質(zhì)量。 4選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標卡尺。 4.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 孔Φ6.8的工序尺寸 由表2-28課查得，鉆孔余量Z=1mm，粗鉸余量M=0.05， 錐銷孔加工工序的加工余量 項目 內(nèi)容 精度等級 工序尺寸 工序余量 Φ6.8孔 鉆 IT11 Φ6.8 6.8 4.1確定切削用量及時間定額： 主軸轉(zhuǎn)速的確定 1.鉆、鉸Φ12錐孔,以軸承底座右端面為基準。 刀具：鉆頭直徑為11mm的高速鋼鉆頭，錐度鉸刀頭直徑為12mm高速鋼鉸刀。 機床：Z525立式鉆床 2.鉆孔工步 ⑴背刀吃量аp的選擇 粗加工時根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=8mm。 ⑵進給量的確定 由表5-22，選取該工步得進量f=0.1mm/r。 ⑶切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=960r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=33.16m/min。 3.粗鉸孔工步 1）背吃刀量的確定 取аp=0.95mm。 2）進給量的確定 由表5-31，選取該工步得進給量f=1mm/r。 3切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=2m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=80r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=3.64m/min 時間定額的計算： 工序6：鉆Φ8孔 1） 鉆孔工步 根據(jù)表5-51，鉆孔的基本時間可由公式 求得。l=30mm,l2=1mm,l1=D/2cotkr+(1~2)=5.0mm;f=0.1mm/r;n=960r/min。則該工步的基本時間t=(30+5.0+1)/0.1mm/r /960r/min=22.5s 2） 粗鉸孔工步 根據(jù)表5-41，鉸孔基本時間可由公式t=L/fn=(l+l2+l1 )/fn, LP=(D-d)/2, kr=15°，l1=1mm，f=1mm/r，n=97r/min則該工步的基本時間t=19.8s。 3） 輔助時間的計算tf 輔助時間tf基本時間t之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）t 鉆孔輔助時間tf=0.2×22.5=4.5s 鉸孔輔助時間tf=0.2×19.8=3.96s 其它時間計算 除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于該設(shè)計的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計。布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，本設(shè)計均取3%，則工序的其他時間（tb +tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tf+t）計算。 工序9的其他時間：tb +tx=6%×（10.8s+20s+4s）=2s 單件計算時間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 5.夾具設(shè)計 5.1夾具選擇 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 （一）提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，短圓柱銷限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由可回轉(zhuǎn)壓板和帶肩螺母壓緊。 （3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理。 （二）設(shè)計思想 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ8孔進行加工，這個孔尺寸精度為IT13，表面粗糙度W為毛坯的粗糙度，鉆以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 （三）夾具設(shè)計 1、定位分析 （1）定位基準的選擇 選擇2-φ12孔與下平面來作為定位基準，采用兩銷一面的定位方式，限制工件的6個自由度。 （2）定位誤差的分析 我們采用一面兩孔組合定位。 采用工件上一面兩孔組合定位時，根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準，也可能采用其中某一個內(nèi)孔為第一定位基準。在一面兩銷上的定位，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準，工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位基準。 一批工件在夾具中定位時，工件上作為第一基準的底面1沒有基準位置誤差。由于定位孔較淺，其內(nèi)孔中心線由于內(nèi)孔與地面垂直度誤差而引起的基準位置誤差也可忽略不計。但作為第二、第三定位基準的、，由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準位置誤差必須考慮。圓柱銷在x、y方向的最大位移為 Δ1max=0.054mm 菱形銷銷在x、y方向的最大位移為 Δ2max=Δ1max+2×0.3=0.654 兩孔中心連線相對于兩定位銷中心連線所產(chǎn)生的最大角度定位誤差 tgα=Δ1max+Δ2max2L=0.054+0.6542×169=0.002 α=0.12° 由于待加工孔未對其形位公差，因此允許些許偏差。 鉆孔過程中鉆削力 F=CFvvfddfffFKf 而我們索要加工的工件時鑄鐵，使用硬質(zhì)合金麻花鉆，所以鉆削的切削力為: F=309d1.2f0.75Kf d 為麻花鉆直徑，d=8mm f為每轉(zhuǎn)進給量，f=0.35mm/r Kf為修正系數(shù)，Kf=0.6 代入公式得出 F=1704N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 式中：—基本安全系數(shù)；取1.5 —加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1 —刀具鈍化系數(shù)；取1.1 —斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1 則F1=KF F1=1.5×1.1×1.1×1.1×1704=3403N 3、夾具操作說明 此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過軸承底座底面和2-φ12孔為定位基準，限制工件的6個自由度，以鉆模板引導刀具進行加工。采用可回轉(zhuǎn)壓板和帶肩螺母壓緊夾緊機構(gòu)夾緊工件。 定位元件： 定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。 4.確定導向裝置 本工序要求對被加工的孔依次進行鉆的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用B型固定鉆套作為刀具的導向元件，查表9-13，確定鉆套高度H=2d=2×4.8=9.6mm，排屑空間h=0.7d=3.4mm。d：基本偏差F7(0.010—0.022);D=10mm，偏差m6（0.001—0.010）。 心得體會 專家曾指出要加大我國數(shù)控機床研發(fā)力度，加快普及型數(shù)控機床的發(fā)展。中國機床制造業(yè)的服務(wù)，競爭中國銑床和加工中心市場的現(xiàn)狀和展望國內(nèi)外車床的技術(shù)水平和發(fā)展方向，世界加工中心的生產(chǎn)、需求和發(fā)展動向國內(nèi)外機床發(fā)展趨勢世界數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢，切削加工技術(shù)和數(shù)控機床的發(fā)展 。這些都是我們這一代所要面臨的，所以我們要更加努力的掌握我們學到的知識。課程設(shè)計是我們必須要正確面對的。通過這次對軸承座的加工工藝和對孔設(shè)計夾具的過程中，我收益良多。這次設(shè)計不僅使我對本專業(yè)有了更深的了解，還使我對課本上的知識有了更深入的體會，俗話說：實踐出真知。這是完全正確的。這次課程設(shè)計就是使我得到了對課本知識的更深層了解，對我以前不明白的知識有了確切的概述?？偵?這次設(shè)計對我的知識有了加深和拓寬，使我在知識的領(lǐng)域上又前進了一大步。 參考文獻 1、機床夾具設(shè)計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 2、機床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 3、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 4、機床夾具設(shè)計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 5、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 6、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 2006.5 7、機械精度設(shè)計與檢測技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.1 8、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 9、敏捷夾具設(shè)計理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 10、機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 11、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8