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東南大學(xué)機械工程學(xué)院 機械制造課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：設(shè)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(shè)計者：） 指導(dǎo)老師： 目錄 課程設(shè)計任務(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------------------------------------ 五、工裝設(shè)計分析及設(shè)計任務(wù)書------------------------ 六、小結(jié)------------------------------------------ 七、主要參考文獻(xiàn)------------------------------------ 機械制造工程原理課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 設(shè)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(shè)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(shè)計指定的專用夾具，繪制夾具裝配總圖1張，繪制所設(shè)計夾具的大件零件圖1張； 5． 編寫設(shè)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(jìn)度安排 課程時間進(jìn)度安排如表1所示，供參考。 表1 課程設(shè)計時間進(jìn)度安排 序號 內(nèi)容 時間分配 1 領(lǐng)取設(shè)計任務(wù)書，熟悉資料，搜集設(shè)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(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)計方案，設(shè)計并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖。 42% 6 編寫設(shè)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(shù)要求齊全。 該零件需要加工底面、兩個側(cè)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(jié)構(gòu)簡單，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，然后送到機械加工車間來加工。 本零件的加工面有底面、兩個側(cè)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(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，公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.8，需進(jìn)行粗鏜，半精鏜，精鏜，浮動鏜刀精鏜。 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(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以毛胚選用機器造型。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（相對澆注位置）的加工余量等級，比底、側(cè)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(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)計及相關(guān)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(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，機床轉(zhuǎn)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(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(shè)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(shè)計的夾具裝配圖及工序簡圖見資料袋里的附圖。有關(guān)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(dāng)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(gòu) 采用結(jié)構(gòu)簡單的螺旋壓緊機構(gòu)，為了工件取放方便，選取轉(zhuǎn)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(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(jié)構(gòu)。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(zhuǎn)開，同時拉開可動的錐銷，把工件安裝在夾具體上（錐銷對準(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螺母，將兩個壓板后撤，把工件從夾具體上取下。 （6）結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但需手動夾緊，而且需要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)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。考慮到生產(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) 為期兩周的機械制造課程設(shè)計結(jié)束，回顧整個設(shè)計的過程，覺得自己受益匪淺。課程設(shè)計作為《機械制造基礎(chǔ)》、《機械設(shè)計》課程的重要教學(xué)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(xí)中的認(rèn)知。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)過了以下幾個階段： 1、熟悉資料，搜集設(shè)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(shè)備、工藝裝備，填寫工藝路線卡和工序卡 5、擬定夾具設(shè)計方案，設(shè)計并繪制夾具裝配圖和夾具大件零件圖 6、編寫設(shè)計說明書 通過這次設(shè)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(shè)計的方法和步驟。學(xué)會查閱手冊，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用以及正確解決實際問題方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨立思考問題，解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 主要參考文獻(xiàn) [1]《機械制造基礎(chǔ)》 機械工業(yè)出版社 [2]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》 高等教育出版社 [3]《機械制造工程實訓(xùn)》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 [4]《機械設(shè)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(shè)計》北京理工大學(xué)出版社 [7]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》化學(xué)工業(yè)出版社 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