機械制造技術課程設計-軸承座機械加工工藝規(guī)程及鉆2-M12螺紋孔夾具設計

-1- 目錄TOC\o"1-3"\h\u7823第1章緒論 1221811.1課題背景 1314141.2目的 1310981.3夾具設計中的特點 131951.4夾具設計需保證的條件 2299511.5夾具的發(fā)展趨勢 210377第2章零件的分析 345052.1零件的作用 3108962.2零件的工藝分析 31450第3章工藝規(guī)程設計 4233123.1確定毛坯的制造形式 4237283.2基面的選擇 4288103.2.1粗基準的選擇 4205413.2.2精基準的選擇 5284343.3制訂工藝路線 5270603.4機械加工余量的確定 64113.5確定切削用量及基本工時 715091第4章專用夾具設計 216254.1問題的提出 21116064.2定位基準的選擇 21216944.3定位誤差分析 2186234.4切削力的計算與夾緊力分析 22325324.5夾具設計及操作簡要說明 2212586參考文獻 23緒論全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1課題背景制定軸承座的加工工藝，設計鉆攻2-M12螺紋的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。1.2目的課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！1.3夾具設計中的特點1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4夾具設計需保證的條件1.夾具的結(jié)構(gòu)應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。1.5夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調(diào)整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設計和制造夾具。第2章零件的分析2.1零件的作用軸承座作為軸承的親密伙伴，軸承座在整個軸系中扮演著重要的角色。它一般位于軸的兩端，主要作用是支撐、固定軸承，使軸及其連接部件具有一定位置關系。另外，軸承座一般帶有密封裝置，從而減少軸承的污染。2.2零件的工藝分析對該零件的平面和孔進行加工，具體要求如下：軸承座底面粗糙度Ra6.3軸承座頂面粗糙度Ra6.3軸承座后端面粗糙度Ra12.5軸承座前端面粗糙度Ra3.2軸承座Ф90K6粗糙度Ra6.3軸承座2-Ф12孔粗糙度Ra1.6軸承座4-Ф11孔粗糙度Ra6.3軸承座4-Ф20沉孔粗糙度Ra6.3軸承座2-M12螺紋粗糙度Ra6.3

第3章工藝規(guī)程設計3.1確定毛坯的制造形式軸承座零件材料為HT200。依據(jù)參考文獻8，表1.3-1，P8知，采用鑄造毛坯，精度等級CT7~9，加工余量等級MA-F。

3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。

3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的，多次使用難以保證表面間的位置精度。粗基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的，在這里選擇軸承座后端面作為定位粗基準。3.2.2精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序01：金屬型澆注工序02：時效處理工序03：銑后端面工序04：粗銑前端面；精銑前端面工序05：銑底面工序06：銑頂面工序07：粗銑Ф90K6圓??；精銑Ф90K6圓弧工序08：锪4-Ф20沉孔；鉆4-Ф11孔工序09：鉆孔至Ф11；擴Ф11孔至Ф11.85；粗鉸Ф11.85孔至Ф11.95；精鉸Ф11.95孔至Ф12H7工序10：鉆2-M12螺紋底孔Ф10.2；攻2-M12螺紋工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求并入庫 3.4機械加工余量的確定由上述資料，再根據(jù)參考文獻1表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出軸承座表面、外圓和孔的加工余量如下：1.軸承座底面的加工余量軸承座底面，由參考文獻1，表2.2-4知，底面單邊余量1.0mm，由軸承座零件知，底面粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑即可。2.軸承座頂面的加工余量軸承座頂面，由參考文獻1，表2.2-4知，頂面尺寸不大，故采用圓形結(jié)構(gòu)，頂層面粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑即可。3.軸承座后端面的加工余量軸承座后端面，由參考文獻1，表2.2-4知，后端面單邊余量1.5mm，由軸承座零件知，后端面粗糙度Ra12.5，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑即可。4.軸承座前端面的加工余量軸承座前端面，由參考文獻1，表2.2-4知，前端面單邊余量1.5mm，由軸承座零件知，后端面粗糙度Ra3.2，由參考文獻1，表1.4-8知，粗銑——精銑方可。5.軸承座Φ90孔的加工余量軸承座Φ90孔，由參考文獻1，表2.2-4知，Φ90孔單邊余量1.0mm，由軸承座零件知，Φ90孔粗糙度Ra3.2，由參考文獻1，表1.4-7知，粗銑——精銑方可。6.軸承座4-Φ11孔系的加工余量軸承座4-Φ11孔系，尺寸不大，簡化模具，故采用實心鑄造，由軸承座零件知，4-Φ11孔系粗糙度Ra6.3，由參考文獻1，表1.4-7知，锪——鉆方可。7.軸承座2-Φ12孔的加工余量軸承座2-Φ12孔，尺寸不大，簡化模具，故采用實心鑄造，由軸承座零件知，2-Φ12孔粗糙度Ra1.6，由參考文獻1，表2.3-8知，鉆——擴——粗鉸——精鉸方可。8.軸承座2-M12螺紋的加工余量軸承座2-M12螺紋，尺寸不大，簡化模具，故采用實心鑄造，由軸承座零件知，由參考文獻1，表2.3-20知，鉆——攻方可。3.5確定切削用量及基本工時工序01：金屬型澆注工序02：時效處理工序03：銑后端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra12.5，一步銑削完成，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?00按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標準選取3.計算工時,,工序04：粗銑前端面；精銑前端面工步一：粗銑前端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，兩步銑削完成，粗銑暫定為1.3mm，精銑0.2mm，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝600按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標準選取3.計算工時,,工步二：精銑前端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，兩步銑削完成，粗銑暫定為1.3mm，精銑0.2mm，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?50按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標準選取3.計算工時,,工序05：銑底面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra6.3，一步銑削完成，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝600按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標準選取3.計算工時,,工序06：銑頂面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=2.0，粗糙度Ra6.3，深度10，五次走刀完成，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?00按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X52K標準選取3.計算工時,,工序07：粗銑Ф90K6圓??；精銑Ф90K6圓弧工步一：粗銑Ф90K6圓弧1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金圓柱銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，兩步銑削完成，粗銑單邊余量1.3mm，精銑單邊余量0.2mm，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按XK7132型數(shù)控銑床標準選?。?00按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，XK7132型數(shù)控銑床選取3.計算工時公式如下：=式中非封閉輪廓銑削時=1~3為銑削長度，由軸承座知，=125.04mm走刀次數(shù)故=≈0.546min工步二：精銑Ф90K6圓弧1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金圓柱銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量1）決定銑削深度此工序毛坯余量Z=1.5，粗糙度Ra3.2，兩步銑削完成，粗銑單邊余量1.3mm，精銑單邊余量0.2mm，故2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按XK7132型數(shù)控銑床標準選?。?00按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，XK7132型數(shù)控銑床選取3.計算工時公式如下：=式中非封閉輪廓銑削時=1~3為銑削長度，由軸承座知，=125.66mm走刀次數(shù)故=≈0.544min工序08：锪4-Ф20沉孔；鉆4-Ф11孔工步一：锪4-Ф20沉孔1.選擇鉆頭選擇高速鋼锪刀，其直徑d=20mm2．選擇切削用量（1）選擇進給量按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H有。（2）計算切削速度根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，,切削速度的修正系數(shù)為：，，，，故根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=545r/mm，3．計算基本工時工步二：鉆4-Ф11孔確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4則機動工時為 工序09：鉆孔至Ф11；擴Ф11孔至Ф11.85；粗鉸Ф11.85孔至Ф11.95；精鉸Ф11.95孔至Ф12H7工步一：鉆孔至Ф11確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工步二：擴Ф11孔至Ф11.85利用擴Ф11孔至Ф11.85，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為工步三：粗鉸Ф11.85孔至Ф11.95確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為工步四：精鉸Ф11.95孔至Ф12H7確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為工序10：鉆2-M12螺紋底孔Ф10.2；攻2-M12螺紋工步一：鉆2-M12螺紋底孔Ф10.2確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：攻2-M12螺紋確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工序11：去毛刺工序12：檢驗至圖紙要求并入庫第4章專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計工序11：鉆、攻2-M12螺紋的夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于鉆、攻2-M12螺紋，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故設計夾具時主發(fā)考慮如何提高生產(chǎn)效率。4.2定位基準的選擇選擇軸承座后端面、底面及右側(cè)面定位，所以相應夾具上的定位元件應是支承板、支承釘C型和A型固定式定位銷。定位分析如下：1.軸承座后端面與支承板相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。2.軸承座底面與支承釘C型相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。3.軸承座右側(cè)面與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Y軸移動。軸承座六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。4.3定位誤差分析一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。4.4切削力的計算與夾緊力分析查表4得切削力計算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中