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東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及銑底面工序的專用夾具 班級(jí)：020083 設(shè)計(jì)者：） 指導(dǎo)老師： 目錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)------------------------------------ 五、工裝設(shè)計(jì)分析及設(shè)計(jì)任務(wù)書------------------------ 六、小結(jié)------------------------------------------ 七、主要參考文獻(xiàn)------------------------------------ 機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì) 軸承座 零件的機(jī)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(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫機(jī)械加工工藝過程卡片及指定工序的機(jī)械加工工序卡片各1份?；蛱钊霗C(jī)械加工工藝過程綜合卡片； 4． 設(shè)計(jì)指定的專用夾具，繪制夾具裝配總圖1張，繪制所設(shè)計(jì)夾具的大件零件圖1張； 5． 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。 四、起訖時(shí)間 2011年8月23日至2011年9月7日 五、進(jìn)度安排 課程時(shí)間進(jìn)度安排如表1所示，供參考。 表1 課程設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)度安排 序號(hào) 內(nèi)容 時(shí)間分配 1 領(lǐng)取設(shè)計(jì)任務(wù)書，熟悉資料，搜集設(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝過程，選擇加工方法和設(shè)備、工藝裝備，填寫工藝路線卡和工序卡。 18% 5 擬定夾具設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖。 42% 6 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)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(dòng)軸承的外圈相配合。6H7mm的孔與油杯相配合。2個(gè)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(gè)寬，通過比例可得分別為26,32，公差及技術(shù)要求齊全。 該零件需要加工底面、兩個(gè)側(cè)面、2個(gè)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(shí)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可確定為手工砂型鑄造。 此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)該安排人工時(shí)效。 三 加工方法的選擇及工藝路線的制定 一、定位基準(zhǔn)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(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。 （1）、粗基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)互為基準(zhǔn)”的原則，選擇軸承孔中心線為粗基準(zhǔn)。 （2）、精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗基準(zhǔn)加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為定位精基準(zhǔn)。 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(yīng)力及改善機(jī)械加工性能，在毛胚車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛胚的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來(lái)加工。 本零件的加工面有底面、兩個(gè)側(cè)面、頂面、2個(gè)定位孔、油杯孔、軸承孔，材料為HT200.以公差等級(jí)或粗糙度要求，查閱工藝手冊(cè)中零件表面加工方法、加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度相關(guān)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(jìn)行粗銑和半精銑。 （2） 兩個(gè)側(cè)面，表面粗糙度為Ra6.3um，需進(jìn)行粗銑和半精銑 （3） 頂面，表面粗糙度為Ra12.5um，需進(jìn)行粗銑 （4） 2個(gè)定位孔，表面粗糙度為Ra12.5um，需進(jìn)行鉆孔和锪孔 （5） 油杯孔，公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra0.8，需進(jìn)行鉆孔，粗鉸和精鉸 （6） 軸承孔，公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度為Ra0.8，需進(jìn)行粗鏜，半精鏜，精鏜，浮動(dòng)鏜刀精鏜。 按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)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(cè)面定位，粗銑另一側(cè)面；以粗銑好的側(cè)面定位，粗銑另一側(cè)面。 工序4：以底面定位，粗鏜、半精鏜、精鏜及浮動(dòng)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(yàn) 根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡片。 機(jī)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(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以毛胚選用機(jī)器造型。毛胚鑄出后進(jìn)行退火處理，以消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(duì)澆注位置）的加工余量等級(jí)，比底、側(cè)面的加工余量等級(jí)需降低一級(jí)選用?？椎募庸び嗔康燃?jí)可選用與頂面相同的等級(jí)。 確定各種加工表面的尺寸公差與總加工余量等級(jí)： 面 公差等級(jí) 余量等級(jí) 加工方法 底面 13 H 單面 側(cè)面左 13 J 單面 側(cè)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(jī)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(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 1.機(jī)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(jī)床及刀具的選擇 本工序選擇：立式銑床X52K，縱向進(jìn)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(cè)吃刀量ae=26mm 每齒進(jìn)給量fz=0.18~0.28mm/z 根據(jù)公式vf=fz*z*n，機(jī)床轉(zhuǎn)速選擇375r/min Vf=270~420mm/min，根據(jù)機(jī)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(jì)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(cè)吃刀量ae=26mm 查表得，半精銑每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=0.5~1.0mm/r 機(jī)床轉(zhuǎn)速選擇n=750r/min Vf=f*n=375~750mm/min，選擇475mm/min 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.63mm/r 銑削速度v=60*pi*n/1000=1.49m/s 計(jì)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(shí)間 由夾具的夾持方式?jīng)Q定了，需走刀兩次 對(duì)稱銑削，銑平面的基本時(shí)間 輔助時(shí)間 主偏角 ，, 粗銑的基本時(shí)間 半精銑的基本時(shí)間 由于需要走刀兩次，粗銑時(shí)間 半精銑時(shí)間 五 夾具設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)的夾具裝配圖及工序簡(jiǎn)圖見資料袋里的附圖。有關(guān)說(shuō)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(gè)錐銷：一個(gè)錐銷固定，一個(gè)可調(diào)，限制5個(gè)自由度； 支承釘：相當(dāng)于一點(diǎn)定位，限制1個(gè)自由度。 另有一個(gè)可調(diào)支撐 所以共限制了6個(gè)自由度。 （2）、夾緊機(jī)構(gòu) 采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的螺旋壓緊機(jī)構(gòu)，為了工件取放方便，選取轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)和傾覆，手動(dòng)螺旋壓緊是可靠的，可以免去夾緊力的計(jì)算。 （3）、對(duì)刀裝置 為能迅速，準(zhǔn)確的確定銑刀與定位元件的位置，銑床夾具應(yīng)設(shè)置安裝對(duì)刀塊。對(duì)底面的加工采用對(duì)刀塊確定刀具位置，對(duì)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(jī)床連接元件 考慮到夾具的剛度，強(qiáng)度和工藝性要求，采用鑄鐵夾具體結(jié)構(gòu)。T型螺釘確定夾具與機(jī)床的位置，用螺栓緊固連接。 （5）、使用說(shuō)明 安裝工件時(shí)，擰開夾緊元件上的球面帶肩螺母，將壓板轉(zhuǎn)開，同時(shí)拉開可動(dòng)的錐銷，把工件安裝在夾具體上（錐銷對(duì)準(zhǔn)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(zhuǎn)動(dòng)壓板轉(zhuǎn)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(gè)螺母，將兩個(gè)壓板后撤，把工件從夾具體上取下。 （6）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但需手動(dòng)夾緊，而且需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板，且定位需要拉動(dòng)可動(dòng)錐銷，調(diào)節(jié)可調(diào)支撐，所以耗時(shí)長(zhǎng)，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(jié) 為期兩周的機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)結(jié)束，回顧整個(gè)設(shè)計(jì)的過程，覺得自己受益匪淺。課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的認(rèn)知。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)過了以下幾個(gè)階段： 1、熟悉資料，搜集設(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝過程，選擇加工方法和設(shè)備、工藝裝備，填寫工藝路線卡和工序卡 5、擬定夾具設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖 6、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 通過這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)簡(jiǎn)單零件的加工工藝過程分析，工藝文件的編制，專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)，選擇使用工藝設(shè)備等。 這次鍛煉使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)立思考問題，解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 主要參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社 [2]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 [3]《機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [4]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 連接與緊固》 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]《機(jī)械制圖手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社 [6]《機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》北京理工大學(xué)出版社 [7]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》化學(xué)工業(yè)出版社 [8]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [9]王凡.實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [10]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [11]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [12]王潤(rùn)孝.制造工程基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè) 零件名稱 軸 承 座 年產(chǎn)設(shè)計(jì)鋼領(lǐng) 10000 材 料 HT200 毛坯種類 鑄件 工 序 號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 名 稱 設(shè) 備 型 號(hào) 設(shè)備數(shù)量 作業(yè) 時(shí)間 min 工時(shí) 定額 min 設(shè)備 負(fù)荷率 % 備 注 010 粗銑上面和兩側(cè)面 銑床 X5032 1 0.82 1.43 3.8 020 粗銑、半精銑、精銑底面 銑床 X6130A 1 1.00 1.58 4.7 030 粗銑前后兩端面 銑床 X6130A 1 0.90 1.20 4.3 040 銑工藝槽 銑床 X1532 1 0.80 1.40 3.8 050 半精銑、精銑上面 銑床 X5032 1 0.90 1.20 4.3 060 半精銑前后端面 銑床 X6130A 1 1.36 1.65 6.5 070 鉆下端面3個(gè)孔并沉孔 鉆床 Z3040x16 1 0.85 1.49 4.0 080 鉆、鉸定位銷孔 鉆床 Z3040x16 1 0.47 0.52 2.2 090 鉆Ф4油道孔 鉆床 Z3040x16 1 0.26 0.50 1.3 100 粗鏜、半精鏜軸承孔 鏜床 T610 1 1.00 1.43 4.7 110 精磨軸承孔 磨床 MGD2110 1 0.20 0.40 1 120 去毛刺 1 130 清洗 清洗機(jī) 1 140 檢查 1 1 1 1 班級(jí) 學(xué)號(hào) 組號(hào) 1 姓名 批 閱 成績(jī) 日期