升降桿軸承座零件的工藝及銑Φ78左右兩端面夾具設計

1、遼寧工程技術(shù)大學機械制造技術(shù)基礎課 程 設 計題 目：升降桿軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計班級：機械09-3班姓名：指導教師：完成日期：2012年6月21日一、設計題目升降桿軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝設備設計二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張(4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張(6) 課程設計說明書(5000字左右) 1份四、進度安排(參考)(1) 熟悉零件,

2、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、指導教師評語全套圖紙，加成 績： 指導教師日期摘要設計的內(nèi)容是升降桿軸承座，主要包括兩個部分，一是升降桿軸承座的加工工藝分析，二是針對于銑削78兩端面工序進行加工的專用夾具的設計。設計內(nèi)容為設計升降桿軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程，并繪制出零件圖、毛坯圖、夾具體零件圖和夾具裝配圖，填寫機械加工工藝過程綜合卡片和編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工工藝卡片，并編制課程設計說明書。通過此次課程設計，對于機械制造技術(shù)基

3、礎，機械加工工藝過程分析的理解，我都有了一個很大的提高，以前只是停留于書本字面上的意思，而現(xiàn)在因為要自己設計夾具，自己設計加工的工藝過程，就必須對這些理論知識有一個形象的認識，通過這次課程設計，對于各加工特點及機床的優(yōu)化選擇上有了很大的提高；對于夾具的設計方面，從定位、夾緊、導向等各個方面有了更進一步的認識?？梢哉f，這次設計是一次很成功的設計，并且要感謝老師對我無私的援助！AbstractDesign of the contents of the lifting rod bearing seat, mainly includes two parts, one is the lifting ro

4、d bearing seat processing technology analysis, two for milling 78 two end procedures for the processing of the special fixture design. Design content for the design of the lifting rod bearing parts machining process planning, and draw the part drawing, blank map, with specific parts and jig assembly

5、 drawing, fill in machining process integrated card and compiling the jig design corresponding the process of machining process card, and the preparation of curriculum design manual.Pass this time course design, for machine manufacturing technique foundation, the machine processes the analytical com

6、prehension of the craft process, I had a very great exaltation, before just remain in book literal sense, but now because want oneself to design tongs, oneself the design process of craft process, have to pass this course design to these understanding that the theories knowledge has an image, for ea

7、ch process characteristics and tool machine of excellent turned a choice to up have a very great exaltation;For the design of tongs, from the fixed position, clip tightly, direction etc. each aspect had further understanding.Can say, this design is an once very successful design, and wants to thank

8、a teacher to unselfishly help to me!目 錄1零件工藝性分析11.1零件的作用11.2零件的工藝性分析1 1.2.1以520+0.049的中心加工表面2 1.2.2以82mm110mm的矩形加工表面22零件工藝規(guī)程2 2.1確定毛壞制造形式2 2.2基準的選擇22.2.1粗基準的選擇22.2.2精基準的選擇2 2.3制定工藝路線32.3.1工藝路線方案32.3.2工藝路線的分析3 2.4加工余量及工序尺寸確定4 2.5確定切削用量及基本工時52.5.1工序一52.5.2工序二62.5.3工序三72.5.4工序四92.5.5工序五122.5.6工序六133夾具設

9、計14 3.1問題的提出14 3.2夾具設計143.2.1定位基準的選擇143.2.2定位誤差分析143.2.3加緊裝置的設計153.2.4夾具體設計164夾具設計的體會與展望175參考文獻191零件工藝性分析1.1零件的作用圖1-1 零件圖題目所給的零件是升降桿的支撐部件升降桿軸承座。該零件使用范圍廣，主要用于支撐軸類零件，是軸類零件獲得所需的同軸度和很高的回轉(zhuǎn)精度，能保證運動的可靠性。1.2零件的工藝性分析軸承座有三組加工表面，并有一定加工要求，其中尺寸要求較高的有：1.2.1以520+0.049的中心加工表面這一組表面包括：兩個78孔的左右表面及表面外的螺紋孔，以及凸臺處的螺紋孔；兩個5

10、20+0.049孔的內(nèi)表面。1.2.2以82mm110mm的矩形加工表面這一組表面包括82mm110m的矩形表面以及表面上的兩個23mm86mm深度為2mm的孔，其中82mm110m為主要加工平面。兩個加工平面之間有著一定的位置關(guān)系，及兩個520+0.049相對于底面的平行度公差為0.21由以上分析可知，加工以上表面，應先加工82mm110m平面，再以其為粗基準，使用專用夾具加工其它平面。2零件的工藝規(guī)程2.1確定毛壞制造形式零件為升降桿軸承座，其材料為HT200。主要是支撐軸在工作時軸產(chǎn)生的軸向力和徑向力。由于軸在工作中比較平穩(wěn)，所以所受沖擊載荷較小，由于軸承座在機械中運用較多，且該零件為中

11、批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)也比較簡單，所以采用鑄件毛壞。2.2基準的選擇2.2.1粗基準的選擇對一般的軸類零件而言，應以外圓為粗基準。但本零件由于78外圓表面無法保證平行，所以不能選用該平面。根據(jù)粗基準選擇原則應以52為粗基準，利用一組圓錐銷固定內(nèi)表面作為定位表面，從而消除x、y、z、x、y五個自由度，再用一個銷釘固定住肋板，從而消除z自由度，達到完全定位。2.2.2精基準的選擇主要考慮精基準的選擇問題。當基準不重合是還要進行尺寸換算，這在后面還有計算，因此在此不做說明。2.3制定工藝路線2.3.1工藝路線方案工序一：粗銑82mm110m端面以及兩個23mm86mm的矩形槽工序二：加工帶圓角的13.5

12、mm16mm的矩形孔工序三：粗銑，精銑軸承孔左右端面工序四：粗鏜，半精鏜，精鏜52的孔，然后锪孔，深度1mm工序五：粗銑兩個15mm的端面工序六：鉆，擴凸臺上6的孔，然后攻螺紋工序七：鉆，擴78兩外端面的孔，然后攻螺紋，各六個工序八：檢查2.3.2工藝路線的評價該方案的工藝路線不長，且每道工序較為簡單，比較容易加工，所以其加工工藝性好。且其裝夾次數(shù)少，大大節(jié)約了時間，提高了生產(chǎn)率。但其工序較為分散。由于該零件為中批量生產(chǎn)，所以可以采用該種工藝路線方案。2.4加工余量及工序尺寸確定圖2-1 毛壞圖軸承座材料為HT200，硬度190241HB，生產(chǎn)類型中批量，采用鑄造毛壞。根據(jù)以上加工路線及原始資

13、料，來分別確定機械加工余量，工序尺寸和毛壞尺寸。1、 軸承座底面其長度為82mm，寬度為110mm，高度為15mm。查機械制造工藝設計簡明手冊表2.222.25，取高度方向余量為4mm，則鑄造尺寸長度為82mm，寬度為110mm，高度為19mm2、 加工13.5mm16mm的矩形孔查機械制造工藝設計簡明手冊表2.222.25，先鉆13的通孔，取余量0.5mm，然后再用拉刀將圓孔加工為矩形孔3、 銑兩個78的左右端面參照機械制造工藝設計簡明手冊表2.321確定工序尺寸及余量大?。捍帚姡?4mm 加工余量為：4mm（雙邊加工）精銑：23mm 加工余量為：1mm毛胚尺寸：28mm4、 鏜52孔查機械

14、制造工藝設計簡明手冊表2.222.25，去余量4mm，鑄造尺寸就為48mm參照機械制造工藝設計簡明手冊表2.3151確定工序尺寸及余量大?。捍昼M：50mm 加工余量為：2mm半精鏜：51mm 加工余量為：1mm精鏜：52mm 加工余量為：1mm5、 銑15凸臺上的端面因為該表面沒有技術(shù)要求，所以采用粗銑，所以鑄造尺寸為3mm，加工余量為1mm6、 攻6mm的螺紋先鉆5mm的孔，再用絲錐攻絲，加工余量為1mm7、 攻78兩外端面上的螺紋孔外端面各有六個孔均勻分布，且孔的位置相互對稱，因此分兩步完成。先鉆5mm的孔，再用絲錐攻絲，加工余量為1mm8、 檢查。2.5確定切削用量及基本工時2.5.1工

15、序一以52的內(nèi)孔為粗基準，加工零件的底平面及底平面上的槽。得到尺寸為高15mm的底平面和深2mm的槽，平面度誤差為Ra12.5。1、加工條件：工件材料為HT200，HB=210，銑削加工。2、加工要求：粗銑到尺寸15mm，表面粗糙度為Ra12.5。3、選用機床：TX618式臥式銑鏜床P輸=5.5KW。4、選用刀具：YG8硬質(zhì)端銑刀、D=250mm（根據(jù)加工條件以及表（21-35）Z=12）5、銑刀形狀：0=5o，s=5o，0=0o，kr=45o（查表2125）6、刀具壽命：查工藝師手冊表3012 T=240min7、選擇切削用量（1）、背吃刀量：由切削余量可知ap=4mm（2）、進給量：粗銑采

16、用較大進給量af=0.36mm/齒（3）、切削速度：粗銑采用較小速度v=52mm/min計算主軸轉(zhuǎn)速：n0=1000vd=66r/min按機床說明書見機械加工工藝師手冊表113可知道機床分18級81000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為63r/min所以實際速度為：v=250631000=49mm/min8、檢驗機床效率由公式：Pm=2.810-5kPap0.9af0.74dzn0 =2.810-50.8940.90.360.742501263 =5.1kW由于PmP輸所以以上所選切削用量都符合要求9、計算工時vf=fn=afzn=0.381263=287tm=l銑削長度vf=0.87min2.5.2工

17、序二以52mm的外表面為粗基準，加工零件底平面上的兩個矩形孔。加工要求：先用鉆穿鉆13mm的通孔，然后再用拉刀將孔加工成帶圓角的13.516的矩形孔1、選擇鉆頭選擇高速麻花鉆鉆頭，d0=13mm，2=120o，0=45o，=30o2、選用切削用量（1）進給量查切f=0.180.22mm/r按鉆頭強度選擇f=0.50mm/r 按機床強度選擇f=0,53mm/r最終決定選擇機床已有的進給量f=0.22mm/r 經(jīng)校驗校驗成功。（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命T=20min。（3）切削速度查切vc=18mm/r 修正系數(shù) KTV=1.0 KMV=1.0 Kt

18、v=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0 Kapv=10 故vc=18mm/r。ns=1000vd0=1432r/min查切機床實際轉(zhuǎn)速為nc=1360r/min故實際切削速度vc=d0ns1000=17.1mm/r(4)校驗扭矩功率McMm PCPE 故滿足條件，校驗成立。3、計算工時tm=Lnf=4+0.22=0.067min2.5.3工序三以底平面為精基準，加工78mm孔左右的兩個表面。1、機床及刀具選擇X53K立式銑床；高速鋼端銑刀，銑削寬度40，深度apPcc=2.6kW。故校驗合格。4、計算基本工時已知L=162，L2=13，fmz=600L1=0.5d-d2-ap2+13=20

19、 tm=L+L1+L2fmz=162+20+3600=0.308min 2.5.4工序四以底平面為精基準，粗、精鏜一對尺寸為52mm的孔，然后锪孔，深度為1mm。1、加工要求：粗鏜52mm軸孔，以底面為定位基準，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎表5.8內(nèi)孔表面加工方案以及經(jīng)濟精度可得到：粗鏜是其加工經(jīng)濟精度可達到IT11IT13，表面粗糙度Ra為12.56.3。具體余量如下：52-48=4mm 2Z=4mm 單邊余量Z=2mm由以上精度查公差配合實用手冊表23可以知道其孔加工的上下偏差為：48mm+4mm=520+0.046mm（留1mm余量）2、選用機床：查機械工藝師手冊表102臥式鏜床型號及技術(shù)參數(shù)選

20、用TX618臥式銑鏜床 P輸=5.5kW3、選用刀具：查機械工藝師手冊選用90o單刃鏜刀即可4、選擇切削用量（1）決定切削深度有切削余量可知道 ap=3.5mm（單邊）查機械工藝師手冊表2914可知道粗鏜時ap=58mm，所以采用一次切削。（2）決定切削進給量查機械工藝師手冊表3026工件是鑄鐵時，af=1mm因為粗鏜所以采用較大進給量（3）查機械工藝師手冊表3026工件是鑄鐵時，v=40m/min因為粗鏜采用較小速度計算主軸轉(zhuǎn)速n80=1000vd=10004080=159r/min按機床說明書見機械加工工藝師手冊表113可知道機床分18級81000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為173r/min所以

21、實際速度為：v=dn1000=791731000=43m/min計算各孔加工工時tm=lw+l1+l2nf=24+3+31731=0.17min1、加工要求：精鏜52mm孔1mm，以底面為定位基準，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎表5.8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度可得到：精鏜是其加工經(jīng)濟精度可達到IT7IT8，表面粗糙度Ra為3.21.6。52-51=1mm 2Z=1mm 單邊余量Z=0.5mm由以上精度查公差配合實用手冊表23可以知道：其孔加工的上下偏差為51mm+1mm=520+0.046mm2、選用機床：查機械工藝師手冊表102選用TX618臥式銑鏜床 P輸=5.5kW。3、選用刀具：查機械工藝師

22、手冊選用90o單刃鏜刀。4、切削用量選擇（1）決定切削深度有切削余量可知到 ap=1mm查機械工藝師手冊表2914可知道精鏜采用一次切削。（2）決定切削進給量查機械工藝師手冊表3026工件是鑄鐵時，af=0.3mm因為精鏜所以采用較小進給量（3）決定切削速度查機械工藝師手冊表3026工件是鑄鐵時，v=60m/min因為精鏜所以采用較大速度計算主軸轉(zhuǎn)速n90=1000vd=10006090=212r/min按機床說明書見機械加工工藝師手冊表113可知道機床分為18級81000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為228r/min所以實際速度為v=dn1000=902281000=64m/min計算各孔加工工時t

23、m=lw+l1+l2nf=23+3+32280.3=0.42min锪圓柱式沉頭孔52mm根據(jù)有關(guān)資料介紹锪沉頭孔進給量及切削約為鉆孔時1312，故： f=13f鉆=1/30.5=0.167mm/r v=1/3v鉆=1/34=15m/min主軸轉(zhuǎn)速：n=1000vd=10001530=159r/min按機械加工工藝師手冊表95可知道機床分16級252000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為142r/min所以實際速度為： v=dn1000=14217.51000=7.8m/min切削工時：tm=4lw+lfnf=43+21420.167=0.84min2.5.5工序五以底平面為精基準，粗銑兩個15mm的端面

24、。1、加工條件工件材料：HT200，b=0.16GPa，HB=190241，鑄造。機床：XA5032臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼銑刀，牌號YG6.銑削寬度ac60，深度ap=4，齒數(shù)z=12,根據(jù)切削手冊取刀具直徑d0=125mm。2、切削用量（1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。（2）每齒進給量機床功率為7.5kW。查切削手冊選f=0.5mm/齒。（3）后刀面最大的磨損及壽命查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min（4）計算切削速度按切削手冊，將f降一級f=0.5mm/z。查得Vc

25、=110mm/s，n=252r/min，Vf=577mm/s。據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min，Vfc=600mm/s，則實際切削速度Vc=600.4mm/s，故事集進給量為fzc=Vfcncz=0.21mm/齒（5）校驗機床功率查切削手冊，機床所能提供功率為Pcm=56.3kWPcc=2.7kW。故校驗合格。（6）計算基本工時tm=LVf=95+=0.59min結(jié)果ap=1.0mm，f=0.21mm/z，nc=235r/min，Vfc=600.4mm/s。2.5.6工序六以52mm的內(nèi)孔為基準，鉆、擴六個孔并攻M6螺紋1、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時d0=4mm，后

26、角a0=16o，頂角2=120o，螺旋角2=30o2、選擇切削用量（1）決定進給量查切f=0.180.22mm/r按鉆頭強度選擇f=0.50mm/r 按機床強度選擇f=0.53mm/r最終決定選擇機床又有的進給量f=0.22mm/r經(jīng)經(jīng)驗校驗成功。（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命T=20min。（3）切削速度查表vc=18mm/r 修正系數(shù) KTV=KMV=Ktv=Kxv=Klv=1.0Kapv=10 故vc=18mm/r。ns=1000vd0=1432r/min 查切機床實際轉(zhuǎn)速為nc=1360r/min故實際的切削速度vc=d0ns1000=17.

27、1mm/r（4）校驗扭矩功率McMm PCPE故滿足條件，校驗成立。3、據(jù)算工時tm=Lnf=4+0.22=0.067min 3.夾具設計設計第三道工序：銑兩個78mm左右端面的銑床夾具。本夾具將用于X35K立式銑床，刀具D=40mm的錐柄端面銑刀，使用高速鋼刀具。為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需設計專用夾具。3.1問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低，而且表面粗糙度要求也不高，紙要求達到Ra3.2即可。而且該平面銑削余量有3mm。所以該平面可以一次銑削完成，即可達到尺寸及表面粗糙度的要求。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上

28、，以提高生產(chǎn)率，降低勞動強度方面著重考慮。3.2夾具設計3.2.1定位基準選擇由零件圖可知，該工序加工簡單，一次銑削即可完成加工，而且也沒其它的要求。出于定位簡單和快速的考慮，選擇工件底平面為基準，即以工件高度尺寸15上各加一塊壓板壓住，限制3個自由度限制度。在用定位銷以底面兩個個矩形孔進行定位，將另外3個自由度限制。從而對工件達到完全定位。3.2.2定位誤差分析圖3-1 零件左視圖本工序采用底平面定位，所以不會產(chǎn)生基準不重合誤差，即b=0mm。75左右端面粗糙度為Ra3.2，所以其產(chǎn)生的加工位移誤差有粗糙度提供，即j=0.0032+0.0032=0.0064mm。工序要求的尺寸公差為尺寸88

29、0+0.22的公差，即=0.22mm。由于d=b+j=0+0.0064=0.006mm3，所以該定位裝置符合要求。3.2.3加緊裝置的設計圖4-1 加緊力及切削力分析圖加緊裝置采用螺旋加緊機構(gòu)。螺旋加緊機構(gòu)相當于將斜楔斜面繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動螺旋時即可加緊工件。夾緊力的確定應從方向、大小和作用點三方面進行說明。夾緊力的方向應豎直向下壓緊工件，其作用點位于工件底座的上表面如圖4-1 。夾緊力的大小計算如下：因為工件以平面定位，且夾緊力方向與切削力方向垂直，由表10-1有Fz=.4N,L=139mm,H=15mm,K=2,f1=0.3夾緊力：Fj=KFLf1H+L=2.41390.315+139=N3.2.4夾具體設計夾具體結(jié)構(gòu)根據(jù)各元件的布置，其結(jié)構(gòu)如下圖5-1。圖5-1 夾具體零件圖4夾具設計的體會與展望課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程，此次課程設計是在學完機械制造技術(shù)基礎和機械設計等課程后的一次對專業(yè)知識的綜合性的實際運用；更是在學完大學思念來所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與時間相結(jié)合的綜合訓練。此次課程設計涉及到的知識面很廣，涉及到了材料力學、機械工程材料、機械制造技術(shù)基礎、公差配合和技術(shù)測量、機械設計、工程材料與熱處理等課程