機械制造工藝學課程設計

1、軸承座零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計學院： 機械與汽車工程學院 姓名： 指導老師： 葉岳松 成績：日期：機械制造工藝學機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計設計題目： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學 號： 107011178 學生姓名： 張赫 指導老師： 葉岳松機 械 與 汽 車 工 程 學 院2010 年 7 月16日機械加工工藝規(guī)程與機床夾具設計一、 設計任務1. 設計課題:軸承座機械加工工藝規(guī)程設計2. 絲攻M4螺紋孔專用夾具設計3. 生產綱領：大批量生產4. 設計要求：1) 零件毛坯圖2) 機械加工工藝過程卡片3) 機械加工主要工序的工序卡片4) 夾具裝配圖5) 夾

2、具零件圖6) 設計說明書二、設計說明書1張 1套 1套 1張 若干張1份目錄序言.5一、 零件加工工藝設計.61、零件的工藝性審查.62、基準選擇原則.73、定位基準選擇.74、擬定機械加工工藝路線.85、確定機械加工余量，工序尺寸以及公差.86、選擇機床設備及工藝設備.97、確定切削用量9二、夾具設計.121、問題提出.12 2、家具設計.13三、小節(jié).15四、參考文獻.17序 言機械制造工藝及設備畢業(yè)設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。我們在完成課程設計的同時，也

3、培養(yǎng)了我們正確使用技術資料，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我們要認真對待這次綜合能力運用的機會！其主要目的是：1.培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程問題的獨立能力，拓寬和深化所學的知識。2. 培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計思維，掌握工程設計的一般程序，規(guī)范和方法。3.培養(yǎng)學生正確的使用技術知識，國家標準，有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力和技巧。4. 培養(yǎng)學生進行調整研究，面向實際，面向生產，向工人和工程技術人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。

4、一、零件加工工藝設計（1） 零件的工藝性審查：1） 零件的結構特點軸承座如附圖1所示。該零件是起支撐軸的作用。零件的主要工作表面為F40的孔內表面。主要配合面是F22的軸孔。零件的形狀比較簡單，屬于較簡單的零件，結構簡單。2） 主要技術要求：零件圖上主要技術要求：調質至HB230-250,銳邊倒角，未注倒角0.5x45°，表面作防銹處理。3） 加工表面及其要求：a) 總寬：為18±0.05mm。b) 軸孔：F22的孔徑：F22+0.018 mm，表面粗糙度Ra1.6um， 0c) F34的外圓：直徑為F34-0.007-0.025mm，表面粗糙度為Ra1.6um，外圓與內孔

5、的同軸度不超過0.02m.，軸肩距為12mm。d) 左端面：外圓直徑為F52，上下邊面距離38mm。e) 螺紋孔：大徑為4mm，軸心距離左軸肩3mm。f) 通孔：左端面均布4-F4.5通孔，左右中心距36mm，上下中心距27mm。 g) 退刀槽：距離右端面12mm，尺寸為1.5xF334） 零件的材料：零件在整個機器當中起的作用一般，不是很重要。選用45#。 毛坯選擇：1） 確定毛坯的類型及制造方法零件為批量生產，零件的輪廓尺寸不大，為粗加工后的產品。2) 確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛坯的形狀及尺寸如附圖2所示。選用F55x20的短圓棒。3）繪毛坯根據附圖1所示的零件結構形狀，在各加工表面上加

6、上加工余量，繪制毛坯零件圖如附圖2所示。（2） 基準原則：粗基準的選用原則1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。3、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低，粗糙度數值大，重復使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準，通常只允許使用一次。精基準的選用原則1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位誤差。2、基準統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定

7、位基準。3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準的原則反復加工。4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的定位基準。（3） 定位基準選擇由于附圖1所示的支座的零件圖上多數尺寸及形位公差以F22孔及其右 端面為設計基準。工藝順序的安排原則有四點：、1. 先加工基準面，再加工其他面。2. 一般情況下，先加工平面，再加工孔。3. 先加工主要平面，再加工次要平面。4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。根據上述四條工序安排原則以及粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準如下：a) 兩端面。互為基準，保證相互位置要求的原則。b) F22的

8、孔。精基準，統(tǒng)一基準原則。c) 上下兩面?；榛鶞?，保證相互位置要求的原則。d) 4F4.5孔：左端面。精基準，基準重合原則。e) M4螺紋孔： 下端面。精基準，基準重合原則。f) 1.5xF33溝槽。精基準，基準重合原則。(4)擬定機械加工工藝路線：擬定加工路線：一二三四五六七八九十 銑左右端面。 鉆中心孔。 熱處理。 車內孔F22。 車外圓。 銑大端面上下面。 鉆4F4.5。 絲攻M4螺紋孔。 車溝槽。 清洗，去毛刺，倒角。十一 檢驗。由于進行的是批量的生產，本工藝路線是采用工序分散的原則組織工序的，被加工孔4F4.5可在普通鉆床上用鉆模加工。優(yōu)點是裝夾次數少，夾具數目也少，易于保證表面的

9、位置精度，減少工序間的運輸量，縮短生產周期。（5）確定機械加工余量，工序尺寸及公差根據上述原始資料及加工工藝，查機械制造工藝技術手冊，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下：表1 加工余量表（6）選擇機床設備及工藝設備根據一般工廠現有的生產條件，為了滿足生產需要，現選用各工序所用的設備為：工序一： X62臥式萬能銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0200/0.2mm 游標卡尺。工序四：數控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 工序七：Z4012鉆床，4F4.5麻花鉆，專用夾具，游標卡尺。 工序九：數控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 （7）確定切

10、削用量 1）工序一 銑左右兩端面加工條件：X62臥式萬能銑床，兩把YT15三面刃銑刀，刀盤直徑125mm，寬12mm，齒數20，專用夾具，0200、0.2mm 游標卡尺，柴油冷卻。 a.確定背吃刀量端面的總加工余量為5mm，由毛坯圖已知銑削寬度為ae=60mm，一次走刀加工 ，ap=5 mm.b. 確定進給量及基本工時根據工藝手冊中表4.2-38，萬能銑床X62，刀桿直徑為22mm，再查切削手冊表3.15和工藝手冊表4.2-38可得，我們可以取進給量f=0.10mm/z。 c計算切削速度根據切削手冊表3.27可得，Cv=186mm, qv=0.2, yv=0.4, uv=0.2, m=0.2,

11、 xv=0.1,Pv=0,修正系數kv=1.1,選擇刀具使用壽命T=60min.vc= Cvd0qvkv /(TmapxvfyvaeuvzPv) =186×1250.2×1.1/(600.2×50.1×0.10.2×600.2×200) » 4.6m/min.d.確定銑床主軸轉速nw=1000vc/（p×dw）=1000×4.6/(3.14×22)» 66.6 r/min根據工藝手冊表4.2-39，與66.6r/min相近的轉速為75r/min。現選擇nw=75r/min.所以實際切削

12、速度為v=5 m/min.e.計算基本時間按工藝手冊表6.2-7，l=80mm,l1=0.5(d-+(13) =0.5(125+(13)=9mm.l2=2mm.時間t=80+9+2l+l1+l2=0.61min，取時間t=40s。 0.1´20´75fMz2) 工序七 鉆孔F4.5加工條件 Z4012鉆床，F4.5mm標準錐柄麻花鉆，專用夾具，0200、0.2mm 游標卡尺，柴油冷卻。a.確定進給量根據切削手冊表2.7，f=1.01.2，查工藝手冊4.2-16，根據機床實際縱進給量取f=0.12mm/rb.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據切削手冊表2.12可得，鉆頭后刀面的最大

13、磨損限度為0.81.2mm,使用壽命為70min.c.計算切削速度根據切削手冊表2.30，Cv=4.8, zv=0.4, xv=0, yv=0.7,m=0.2, 表2，31得，修正系數kv=1.0.vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=4.8×39×1.0/(700.2×19.50×0.120.7)»18m/min nv=1000vc/(pdw)=1000×18/(3.14×39)»147r/min根據工藝手冊表4.2-15，按機床實際鉆速選取nw=125r/min,則實際切削速度為v=15m/min.e

14、.計算基本時間按工藝手冊表6.2-7，l=60mm,l1=Dcotkr+(12)=12mm，kr=90。，取l1=2mm. 2l2=2mm.時間t=l+l1+l260+2+2=4.3min，取時間t=260s。 125´0.12nwf3)工序四 車內孔F22加工條件 數控車床CAK6136，K01車刀，專用夾具，游標卡尺，F22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。a.確定進給量根據切削手冊表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊4.2-16，根據機床實際縱進給量取f=0.9mm/rb.計算切削速度根據切削手冊表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0

15、.25, 表2，31得，修正系數kv=1.0.vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5×400.6×1.0/(250.25×40.2×0.90.3)» 52.6m/min nv=1000vc/(pdw)=1000×52.6/(3.14×40)»418.8r/min根據工藝手冊表4.2-15，按機床實際轉速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min.c.計算基本時間為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s.4）工序九 車溝槽1.5*F33加工條件 數控車床CAK6136，K01車

16、刀，專用夾具，游標卡尺，F22孔用塞規(guī)，柴油冷卻。a.確定進給量根據切削手冊表2.10，f=0.91.2mm/r, 查工藝手冊4.2-16，根據機床實際縱進給量取f=0.9mm/rb.計算切削速度根據切削手冊表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系數kv=1.0.vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.5×400.6×1.0/(250.25×40.2×0.90.3)» 52.6m/min nv=1000vc/(pdw)=1000×52.6/(3.14

17、×40)»418.8r/min根據工藝手冊表4.2-15，按機床實際轉速選取nw=500r/min,則實際切削速度為v=63m/min.c.計算基本時間為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s.(8)填寫工藝文件按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片（附表1）和機械加工工序卡片（附表2附表5）二、夾具設計（1）問題的提出為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，經過與指導老師協(xié)商，決定設計第八道工序攻絲M4的夾具。本工序的加工要求為：M4，軸心距離左軸肩3mm本工序的主要加工條件為：手用絲錐上M4*1.25 ，f3.8麻花鉆，上下兩端面已加工

18、好，達設計圖樣要求。未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經濟精度為IT1112，表面粗糙度為Ra=12.5mm，在鉆床夾具上加工時適當控制切削用量，可保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要考慮的是要如何保證孔軸線與f3.8孔軸線的位置度要求。（2）夾具設計1）定位方案及定位元件的確定與設計1定位方案的確定 根據工序加工的要求，我將定位方案確定如下：以左端面為主要定位基準，限制3個自由度，以內孔為輔助定位，限制2個自由度，以下底面為防轉基準，限制1個自由度。用螺栓螺母夾緊孔f22的另一端面。本方案是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，裝卸工件較方便，夾緊力方向指向定位元件

19、剛性較大的方向。2定位元件的設計 根據定位方案，設計定位元件的結構如圖所示f22孔采用短銷大平面組合定位，限制5個自由度，下底面采用兩個支撐釘，防止其轉動，采用緊固螺釘。圖1 定位圖3定位誤差計算 根據所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為f20H9，影響位置度的定f8位誤差為：DD=Dmax-dmin=22.112mm21.936mm=0.176mm由于工件對位置度公差沒有特別要求，則我們認為該影響位置度的定位誤差滿足加工要求。4夾緊力的計算 本工件采用鉆削的方式，因此根據夾具設計手冊表1-2-7可得， 切削力Px=667Df0.7KpD鉆頭直徑f每轉進給量(mm)Kp修正系數查表1-2-8

20、可得，Kp=0.40.7Px=667Df0.7Kp=667×4×0.36×0.4=522N查機械設計手冊可得，摩擦因數m=0.22理論夾緊力F=Px=522N»2372.5N 0.22m實際夾緊力FK=F×KK安全系數。對于該工件的加工，安全系數K可按下式計算：K=1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=1.3實際夾緊力FK=2372.5×1.3=3084.25N取實際夾緊力FK=3.5 KN.2）導向方案的選擇1導向方案的選擇 如圖所示，由于零件是批量生產，考慮鉆模磨損后可以

21、更換，選擇標準結構的可換鉆模。根據夾具的手冊表1-7-4，鉆模至工件表面的距離按(11.5)d=812mm選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切屑將鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取10mm。小 節(jié)時光飛逝，為期兩個星期的機械制造工藝課程設計已經接近尾聲。回首這段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內根本就學不到的東西。受益匪淺！在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯了起來

22、，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。在機械制造工藝課程設計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學的聯系到實際應用中來了。在這次機械制造工藝課程設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講

23、的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯系實際。在這次機械制造工藝課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡