擺動軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程及其銑92側面夾具設計【說明書+CAD】
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中北大學課程設計說明書
目 錄
1 零件的工藝分析及生產類型的確定 2
1．1零件的工藝分析 2
1．2零件的生產類型 2
2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2
2．1選擇毛坯 2
2．2確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 2
2．3確定機械加工余量 3
2．4確定毛坯尺寸 3
2．5確定毛坯尺寸公差 4
2．6設計毛坯圖 4
3選擇加工方法確定工藝路線 5
3．1定位基準的選擇 5
3．2零件表面加工方法的選擇 5
3．3制定工藝路線 5
4工序設計 6
4．1 選擇加工設備與工藝裝備 6
4．2確定工序尺寸 8
5夾具設計 16
6設計小結 16
附錄 17
參考文獻 18
1 零件的工藝分析及生產類型的確定
1．1零件的工藝分析
通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。
該零件屬座架類非回轉體零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。孔相對于軸承座主軸線互成90°垂直分布， 孔分布在對稱于俯視圖中心線的軸承座右壁上，位置要求不高，加工不成問題。應該說，這個零件的工藝性較好。
1．2零件的生產類型
從經(jīng)緯紡織廠得知，Q=2000臺/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%，代入公式得該零件的生產綱領
件/年
零件質量為1.36kg，查表可知其屬輕型零件，生產類型為中批生產。
2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
2．1選擇毛坯
選擇毛坯該零件其特點是結構比較復雜，有不規(guī)則的外形和內腔。該零件為軸承座，主要起支承和連接軸承的作用，而非運動的零件，以承受壓力和靜彎曲應力為主，為保證工作的穩(wěn)定性，要求有較好的剛度和減振性；且零件可能同時承受壓、拉和彎曲應力的聯(lián)合作用，或者還有沖擊載荷；所以選擇鑄造性良好，價格便宜，并有良好耐壓、減磨和減振性能的灰鑄鐵，選零件材料為HT200。
2．2確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差
灰鑄鐵的公差及機械加工余量按 GB/T6414-1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下知項因素。
（1） 鑄件公差等級
由該鑄件的功用 和技術要求，確定其鑄件公差等級為CT10級。
（2） 錯型（錯箱）
由于合型時錯位，鑄件的一部分與另一部分在合型時相互錯開。
（3） 要求的機械加工余量（RMA）
在毛坯鑄件上，為了隨后可用機械加工方法去除鑄造對金屬表面的影響，并使之達到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出金屬余量。
要求的機械加工余量適用于整個毛坯鑄件，即對所有需機械加工的表面只規(guī)定一個值，根據(jù)相應的尺寸范圍選取。
（4） 起模斜度
為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度。
2．3確定機械加工余量
根據(jù)鑄件質量，零件表面粗糙度，起模斜度等，查表（要求的鑄件加工余量），查得單邊余量在各方向為1-4mm，
2．4確定毛坯尺寸
上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra≥6.3。
分析本零件，各加工表面為Ra≥6.3μm，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量即可（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)中的小值。當表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取其較大值）。
綜上所述，確定毛坯尺寸見表2.1。
表2.41擺支軸承座毛坯（鑄件）尺寸 / mm
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
2
58
15
3
18
4
208
12
1
13
92
4
96
56
2
54
2
131
50．3
2
48．3
74
3
77
28
4
32
2．5確定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質量，零件表面粗糙度，起模斜度等查表。得本零件毛坯尺寸允許偏差見表2.2。
表2.51 擺動軸承座毛坯（鑄件）尺寸允許偏差 /mm
鑄件尺寸
偏差
根據(jù)
鑄件尺寸
偏差
根據(jù)
+0.06
+0.03
GB/T6414-1999
GB/T6414-1999
50．3
+0.02
0
2．6設計毛坯圖
確定圓角半徑 鑄件的外圓角半徑按表確定，內賀角半徑按表確定。本鑄件各部分的t/H為＞0.5~1，故均按表中第一行數(shù)值。為簡化起見，本鑄件的內，外圓角半徑分別取相同數(shù)值，以臺階高度H=16~25進行確定。結果為：
外圓角半徑 r=5
外圓角半徑 R=5
以上所取的圓角半徑數(shù)值能保證各表面的加工余量。
圖2.61所示為本零件的毛坯圖
圖2.61 擺動軸承座毛坯圖
3選擇加工方法確定工藝路線
3．1定位基準的選擇
本零件是帶也的擺軸承座，也是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選也為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選mm孔及一端面作為精基準。
由于本軸承座全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，因此應選外孔面及一端面為精基準?？淄饷姒?4mm上有分模面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為精基準。
3．2零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有外表面，內孔，端面，孔等，材料為HT200。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下。
（1）φ74mm外孔面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra3.2，需進行粗車和半精車。
（2）孔外加圓面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5，粗車即可。
（3）端面 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra6.3，本零件宜采用粗銑，半精銑，精銑。
（4） 端面 本零件的端面為普通端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)粗車，半精車即可。
（5） 槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14表面粗糙度分別為Ra12.5，需采用三面刃銑刀，粗銑，半精銑。
（6）φ63mm小孔 采用復合鉆頭一次鉆出即成。
3．3制定工藝路線
軸承座的加工工藝路線一般是先進行定位孔加工，再進行端面加工。定位孔加工包括各定位孔內表面及端面的加工。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Ⅰ 銑俯視圖上側面，光出即可，允許留黑片。保證92及平面度為0.03（工藝要求）。
工序Ⅱ 以已銑面定位粗及精鏜孔2-φ60F7。保證與基準垂直度為0.05（工藝要求）。
工序Ⅲ 2-φ60F7孔口倒角。
工序Ⅳ 以φ60F7孔及工藝基準定位，銑端面，控制尺寸及平行度為0.06，其基準面為A面。
工序Ⅴ 銑另一的端面，控制尺寸。
工序Ⅵ 銑一面控制尺寸14。
工序Ⅶ 銑另一面控制尺寸14。
工序Ⅷ 以φ60F7孔定位，車兩處φ74搭子面控制尺寸。
工序Ⅸ 修銼φ74兩內側搭子面所在高點。
工序Ⅹ 以φ60F7孔定位，鉆孔控制尺寸12.60。
工序Ⅺ 倒孔口角。
工序Ⅻ 以φ60F7孔定位，鉆底孔φ6.8，控制尺寸19.40。
工序XIII 倒孔口角φ。
工序XIV 攻絲螺孔。
工序XV 鉆底孔φ5，控制尺寸37（裝夾兩次）。
工序XVI 倒孔口角φ。
工序XVII 攻絲螺孔。
工序XVIII 鉆M10底孔φ8.5，控制尺寸186及居中。
工序XIX 倒M10孔口角。
工序XX 攻絲M10螺孔。
4工序設計
4．1 選擇加工設備與工藝裝備
（1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。
①工序8是粗車和半精車。工序的工步數(shù)不多，成批生產不要求很高的生產率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。
②工序2為精鏜孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又不是回轉體，故可在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度數(shù)值較小，需選用較精密的車床才能滿足要求，因此選用C616A型臥式車床。
③工序1，6，7是用銑刀粗銑，半精銑和精銑 ，應選立式銑床，考慮本零件屬成批生產，所選機床使用范圍較廣為宜。故選XK5040-1型數(shù)控立式升降臺銑床能滿足加工要求。
④工序4，5是用三面刃銑刀粗銑，精銑應選臥式銑床。考慮本零件屬成批生產，所選機床使用范圍較廣為宜，故選用的X62型銑床能滿足加工要求。
⑤工序3，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20都是用鉆床鉆孔，考慮到其應用的廣泛性，故選用Z3040型搖臂鉆床能滿足要求。
⑥工序9，21鉗工。由高級鉗工師父修銼所有高點及去除全部毛刺。
（2）選擇夾具 本零件除粗銑及半精銑槽，鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。
（3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。
①在車床上加工的工序，采用車刀1210-107222（GB5343.1-1985），切槽刀宜選用高速鋼。
②銑刀按表選鑲齒三面刃銑刀（JB/T 7953-1999）。銑刀的直徑應為30~50mm端銑刀，立銑刀，左旋立銑刀1222-000113
③鉆孔 用到的鉆頭為：鉆頭φ13，鉆頭90°，鉆頭φ6.8，鉆頭120°，鉆頭φ5，絲錐M6，M8，M10，鉆頭φ8.5。
④鏜孔 選用普通鏜刀鏜孔即可滿足工藝要求。
（5） 選擇量具 本零件屬成批生產，一般情況下晝采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考有關資料，選擇如下。
加工中主要加工工序量具見下表：
表4.11 加工中主要加工工序量具
工序
加工尺寸
尺寸公差
量具
2
φ60F7
0．03
塞規(guī)φ60F7
14
M8
螺紋塞規(guī)M8
17
M6
螺紋塞規(guī)M6
20
M10
螺紋塞規(guī)M10
8
φ50.3
0．2
讀數(shù)值0.02，測量范圍0~150游標卡尺
9
φ74
讀數(shù)值0.01，測量范圍100~125外徑千分尺
4．2確定工序尺寸
工序1：粗銑俯視圖上側面。
/齒（表3-29）
V=0.45m/s(27m/min)
采用高速鋼鑲齒三面兩刃銑刀， ，齒數(shù)Z=16
=r/s(49r/min)
按機床選?。?7.5r/min）(表4-17)
所以實際切削速度m/s
切削時l=204mm,=175mm,=3mm
s=2min
工序2：粗及精鏜孔
1）粗鏜孔至
f=0.1mm/r
=1000r/min(16.6r/s)(表4-9)
V=122.2m/min(2.02m/s)
切削工時（一個孔）（表7-1）
l=23.85mm, =2mm, =1mm
==16.17s(0.27min)
2）精鏜孔至φ60F7。選用一個刀桿，利用金剛石鏜床同時對工件進行粗，精鏜孔，故切削用量及工時均與前相同。即：
f=0.1mm/r
=1000r/min
16.17s(0.27min)
工序3：孔口倒角
f=0.1mm/r（參照表3-17）
V=0.4m/s（參照表3-21）
===2.05r/s(123r/min)
按機床選取=150 r/min（表4-3）
切削工時（一個孔）（表7-1）
l=1mm, =3mm
==16s(0.27min)
工序4：銑4592端面
=0.25mm/齒（表3-29）
V=0.45m/s(27m/min)(表3-32)
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，175mm,齒數(shù)Z=16
===0.818r/s（49r/min）
按機床選取=0.79r/s（47.5r/min）（表4-17）
所以實際切削速度V===0.43m/s
切削工時l=92mm, =175mm, =3mm
t===85.44s(1.424min)
工序5：銑另一4592端面
=0.25mm/齒（表3-29）
V=0.45m/s(27m/min)(表3-32)
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，175mm,齒數(shù)Z=16
===0.818r/s（49r/min）
按機床選取=0.79r/s（47.5r/min）（表4-17）
所以實際切削速度V===0.43m/s
切削工時l=92mm, =175mm, =3mm
t===85.44s(1.424min)
工序6：銑一3032面
=0.1mm/齒（表3-29）
V=0.45m/s(27m/min)(表3-32)
采用直柄立銑刀，D=20，d=20,L=100,l=45,齒數(shù)Z=6
===3.18r/s（190.8r/min）
按機床選取=3.33r/s（200r/min）（表4-17）
所以實際切削速度V===0.47 m/s
切削工時l=32, =45 , =3
t===40s(0.67min)
工序7：銑另一3032面
=0.1mm/齒（表3-29）
V=0.45m/s(27m/min)(表3-32)
采用直柄立銑刀，D=20，d=20,L=100,l=45,齒數(shù)Z=6
===3.18r/s（190.8r/min）
按機床選取=3.33r/s（200r/min）（表4-17）
所以實際切削速度V===0.47 m/s
切削工時l=32, =45 , =3
t===40s(0.67min)
工序8：車兩處φ74搭子面
1） 按=2mm計算，分兩次加工，吃刀深度=1.5mm,=0.5mm
2） 進給量f=0.4mm/r
3） 計算切削速度（表3-18）耐用度t=45min
===181 m/min（3.02 m/s）
===213m/min（3.55m/s）
4） 確定機床主軸轉速
===14.8 r/s（888 r/min）
===17.4 r/s（1044 r/min）
按機床選擇=17 r/s（1020 r/min）
所以實際切削速度V=3.5 m/s（210 m/min）
5） 切削工時
l=8mm, =2mm, =0, =5mm(試切長度)
t===2.21s(0.037min)
=2t=4.42s(0.074min)
工序9：修銼φ74兩內側搭子面所有高點
=300s(5min)
工序10：鉆213孔
f=0.42=0.420.9=0.38mm/s(表3-38)
V=0.25m/s（15m/min）（表3-42）
===6.12r/s（367.2 r/min）
按機床選取=5.58r/s（335 r/min）
所以切削速度V===0.23 m/s
切削工時
切入=10mm,切出=2mm,l=14mm
t===12.3s(0.205min)
工序11：倒213孔口角
f=0.1mm/r（參照表3-17）
V=0.4 m/s(參照表3-21)
===9.1 r/s（546 r/min）
按機床選取=8.33 r/s（500 r/min）（表4-4-1）
切削工時（一個孔）（表7-1）
l=0.5mm, =3mm
===4.2s(0.07min)
工序12：鉆2底孔
f=0.42=0.420.9=0.38mm/r(表3-38)
V=0.25 m/s（15 m/min）（表3-42）
===11.71 r/s（702.6 r/min）
按機床選取=10.5 r/s（630 r/min）
所以實際切削速度V===0.22 m/s
切削工時
切入=10mm,切出=2mm,l=12mm
===5.88s(0.098min)
工序13：倒28孔口角
f=0.1mm/r(參照表3-17)
V=0.1 m/s（參照表3-21）
===3.79 r/s（227.4 r/min）
按機床選取=4.17 r/s（250 r/min）（表4-4-1）
切削工時（一個孔）（表7-1）
l=0.2mm, =3mm
===7.67s(0.13min)
工序14：攻絲2M8螺孔
V=0.123 m/s（表3-42）
所以=4.89 r/s（293 r/min）
按機床選取=272 r/min（4.53 r/s）
則實際切削速度V=0.113 m/s
切削工時
=2mm,l=12mm
===8.13s(0.14min)
工序15：鉆2M6底孔
f=0.42=0.420.9=0.38mm/r（表3-38）
V=0.25 m/s（15 m/min）（表3-42）
===15.92 r/s（955.2 r/min）
按機床選取=16.67 r/s（1000 r/min）
所以實際切削速度V===0.26 m/s
切削工時
切入=10mm,切出=2mm,l=20.85mm
===22.74s(0.379min)
工序16：倒2M6孔口角
f=0.1mm/r(參照表3-17)
V=0.15m/s（參照表3-17）
===7.58 r/s（454.8 r/min）
按機床選取=8.33 r/s（500 r/min）（表4-4-1）
切削工時（表7-1）
l=0.15mm,=3mm
===3.78s(0.063min)
工序17：攻絲2M6螺孔
V=0.123 m/s（表3-42）
所以=4.89 r/s（293 r/min）
按機床選取=272 r/min（4.53 r/s）
則實際切削速度V=0.113 m/s
切削工時
=2mm,l=18mm
===11.62s(0.19min)
工序18：鉆M10底孔φ8.5
f=0.42=0.420.9=0.38mm/r（表3-38）
V=0.25 m/s（15 m/min）（表3-42）
===15.92 r/s（955.2 r/min）
按機床選取=16.67 r/s（1000 r/min）
所以實際切削速度V===0.26 m/s
切削工時
切入=12mm,切出=2mm,l=20.85mm
===22.74s(0.379min)
工序19：倒M10孔口角
f=0.1mm/r(參照表3-17)
V=0.25m/s（參照表3-17）
===7.58 r/s（454.8 r/min）
按機床選取=8.33 r/s（500 r/min）（表4-4-1）
切削工時（表7-1）
l=0.25mm,=3mm
===3.9s(0.065min)
工序20：攻絲M10螺孔
V=0.123 m/s（表3-42）
所以=4.89 r/s（293 r/min）
按機床選取=272 r/min（4.53 r/s）
則實際切削速度V=0.113 m/s
切削工時
=2mm,l=12mm
===8.13s(0.14min)
工序21：去全部毛刺
=300s(5min)
工序22：完工檢驗
5夾具設計
本夾具是工序1用端銑刀銑俯視圖上側面保證尺寸92及平面度為0.03的專用夾具，在臥式銑床上加工側面。所設計的夾具裝備圖，夾具圖及工序簡圖見工序卡及所附圖紙。
6設計小結
機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
做好自己的課程設計應該注意以下幾個方面的內容：
1. 心態(tài):應該保持認真的態(tài)度,堅持冷靜獨立的解決問題
2. 基本:認真學好基本知識,扎實自己的基本知識,使面對問題時不會遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結果使自己很浮躁,越來越不想搞這設計,故應該好好學習基本知識,一步一步的來,不要急功近利!
3. 樹立自己的良好形象,樂觀的面對生活,堅持自己的想法和意識,也許老師和他人對你的要求高一些就不要抱怨,因為那時是對自己好,使自己有更好的發(fā)展。
總的說來,雖然在這次設計中自己學到了很多的東西,取得一定的成績,但同時也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設計的價值所在,以后的日子以后自己應該更加努力認真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
附錄
參考文獻
[1]趙家奇編，機械制造工藝學課程設計指導書—2版.北京:機械工業(yè)出版社，2000.10.
[2]李云主編，機械制造及設備指導手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，1997.8
[3]孟少農主編，機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1991.9
[4]艾興，肖詩綱編.切削用量簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社
[5]李益明主編.機械制造工藝設計簡明手冊.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版
[6]崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006.12
[7]王紹俊編.機械制造工藝學設計手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1984. 8
[8]趙家齊編.機械制造工藝學課程設計指導書. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1984.8
18
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