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中北大學課程設計說明書
目錄
序言 1
一.零件的分析 1
（一）、零件的作用： 1
（二）、圖紙技術要求分析 2
（三）．生產(chǎn)綱領確定 3
（四）材料、毛坯制造方法的選擇以及毛坯圖 4
（五）確定主要加工面的工序 4
二．工藝規(guī)程設計 5
（一）、基面的選擇及定位： 5
（二）、確定整個零件工藝路線 6
三．加工工作量 7
（一）．軸承孔連接板底面油槽的加工過程： 7
（二）．兩軸承孔內(nèi)搭子面的加工及距離確定過程： 9
（三）．兩軸承孔外搭子面的加工及距離的確定過程： 9
（四）．軸承孔外圓的搭子外面的加工過程： 10
（五）．軸承孔52mm的加工過程： 11
（六）．軸承孔56mm的加工過程： 12
（七）．螺紋孔M6的加工過程： 14
四．軸承支撐孔外搭子面的加工夾具設計 15
五．設計總結 15
六．參考文獻 16
16
序言
機械制造工藝學課程設計是我們學完大學全部公共基礎課、專業(yè)基礎課以及專業(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學習中占有很重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己將來從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后所參加的工作打下基礎。
1、由于本次課程設計是在學完了機械制造工藝學和機械制造生產(chǎn)實習后進行的，它是一個重要的實踐性環(huán)節(jié)。
2、熟悉機械制造工藝的基本理論和工藝規(guī)程設計的基本原則、步驟和方法。
3、對過去所學知識的綜合應用，加深基礎知識在實踐中的應用。增強分析問題，解決問題的能力。
4、學會使用《金屬機械加工工藝人員手冊》和《機床夾具設計手冊》及其他有關機械加工的圖表資料。
由于能力有限，設計中不足之處，請各位老師同學批評指正!
一.零件的分析
（一）、零件的作用：
升降杠桿軸承座是F506型細紗機中用來支撐傳動軸的，在材料上，是鑄鐵HT200；在結構上，軸承座的連接板上加上了一加強筋，同時連接板上有個深度為2mm的油槽，給潤滑提供了一空間的條件，在裝軸承的兩個孔的周圍各有三個螺紋孔，可以讓它和細紗機的外機箱固定連接有好的效果。在該軸承座的兩個孔分別安裝型號6000和6001的軸承，兩個孔的中心線要求和底面的平行度為，以此約束條件來保證軸的對中性，又該軸承座的兩孔也軸承的外圈配合，所以，要求兩孔的精度較高粗糙度為，保證了軸承的壽命。該軸承的其他地方精度上沒什么特別的要求，允許鑄造出來。
（二）、圖紙技術要求分析
圖1
從零件圖上可以知道，該零件有鏜內(nèi)孔、銑兩端面、鉆螺紋空、銑油槽、銑搭子面等主要工藝。對這些加工部位的主要技術要求分析如下：
1． 鏜出的兩軸承支撐孔的中心線與零件的底面存在0.12的平行度公差。
2． 鏜出的兩軸承支撐孔與孔的外圓保持同圓度。
3． 鏜出的兩孔的粗糙度為Ra3.2。
4． 銑搭子外面的表面的粗糙度Ra12.5。
5． 銑出的孔的外端面粗糙度Ra6.3。
6． 銑出的孔的內(nèi)端面粗糙度Ra12.5。
7． 鑄造尺寸精度為IT18。
8． 未標柱倒角為。
9． 為標柱圓角的半徑為3~5mm。
（三）．生產(chǎn)綱領確定
查表1（劃分類型的參考數(shù)據(jù)）可知：
表1
生產(chǎn)類型
同一種零件的年產(chǎn)量
重型零件
中型零件
輕型零件
單件生產(chǎn)
小批量生產(chǎn)
中批量生產(chǎn)
大批量生產(chǎn)
大量生產(chǎn)
1～5
5～100
100～300
300～1000
1000以上
1～10
10～200
200～500
500～5000
5000以上
1～100
100～500
500～5000
5000～50000
50000以上
1、確定生產(chǎn)類型：
按計算公式N=Q·n(1+α%+β%)
其中零件在每臺產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺），年產(chǎn)量Q=10000（件/年），
廢品率α%=2%，備品率β%=3%
所以N=Q·n(1+α%+β%) =1000×1×（1+2%+3%）=10500
由于屬于輕型零件，確定軸承座的生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)。
2、檢查主要技術要求：
（1）首先檢查圖紙，檢查公差制定、形位公差、表面粗糙度是否合理。
（2）升降杠桿軸承座主要加工部位有：軸承支撐孔、搭子面、端面和底面（裝配面）等。對這些主要加工面加工的主要技術要求有：
a. 底面和軸承支撐孔的中心線必須平行，其誤差不超過0.12mm；
b. 軸承支撐孔和孔的外圓必須保持同圓度；
c. 軸承支撐孔的表面粗糙度Ra值為3.2um；
d. 軸承支承孔的尺寸公差為H8，表面粗糙度Ra值小于1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔內(nèi)搭子面距離精度允許為0～±0.22 mm，孔外搭子面距離精度允許為0～±0.40 mm；
e. 軸承座的兩外端面的表面粗糙度Ra值6.3um,兩內(nèi)端面的表面粗糙度Ra值為12.5um。
（3）底面的主要技術要求：
a. 銑出的卡位面粗糙度為Ra12.5；
b. 銑出的油槽深為2mm；
（4）整個軸承座其他的技術要求：
a. 未標注的鑄造圓角半徑R=3～5mm；
b. 未標注的倒角尺寸為2×450。
（四）材料、毛坯制造方法的選擇以及毛坯圖
由于該升降杠桿軸承座外形和內(nèi)腔比較簡單，有加強筋、搭子面、凹槽，壁厚較薄，主要用與軸承配合，支撐軸，故選用流動性好，減振性好，加工工藝性強和成本低的灰口鑄鐵，材料牌號為HT200。
優(yōu)點：
1.由于有石墨存在，有利于潤滑及儲油，故耐磨性能好，且消震性好；
2.工藝性能好。由于灰鑄鐵含碳量高，接近與共晶成分，故熔點比鋼低，因而鑄造流動性好，切削、加工性好。
3.經(jīng)濟效率高；
缺點：力學性能低，抗拉強度遠低于鋼。
若無灰鑄鐵，可選蠕墨鑄鐵，它的抗拉強度、屈服強度、彎曲強度、伸長率、彈性模量、斷面收縮率均優(yōu)于灰鑄鐵。
熱處理方法：退火，高頻感應加熱表面淬火。
升降杠桿軸承座屬于大批量生產(chǎn)，采用鑄造的方法，金屬模造模，必須采用金屬模機器造型，兩箱造型。這樣軸承座的主要軸承孔在鑄造成直接鑄出，只有油槽鑄不出，留待機械加工時銑出。
上、下箱的分型面分別選在軸承孔中心線上。由于采用這種方式，起模方便，且有利于型芯的定位、固定、排氣與清理，以及便于檢查鑄件壁厚與不易錯箱。
澆注口的選擇有以下原則：鑄件的重要加工面或主要工作面應在下面，因為在澆注位置的上面部位，缺陷（砂眼、氣孔、）出現(xiàn)的機會較下部多；鑄件的大平面應放在下面；鑄件的厚實部分容易形成縮孔，這些部分的澆注位置應放在分型面附近的上部或側面。
（五）確定主要加工面的工序
1.兩孔表面加工的精確度與粗糙度確定
根據(jù)兩通孔的直徑分別為26mm和28mm，表面粗糙度（Ra=3.2）確定外圓表面加工工序：粗鏜孔半精鏜孔精鏜孔
2.孔的內(nèi)外搭子面的精確度和粗糙度確定
根據(jù)內(nèi)外搭子面的距離分別為105mm和151mm，表面粗糙度（Ra=12.5 、Ra=6.3）確定它們的加工工序：粗銑精銑
3.倒2－78兩面孔的角：一次成形
4.鉆軸承孔兩外搭子面的六個孔并攻螺紋
根據(jù)所要求的內(nèi)容為鉆孔、锪孔、攻M6螺紋，確定它們的加工工序：鉆孔锪孔攻螺紋
5.倒M6的角：一次成形
6.外搭子面的表面加工精確度和粗糙度確定
根據(jù)外搭子面的尺寸40mm×18mm，表面粗糙度（Ra=12.5）確定表面的加工工序：
粗銑精銑
7.鉆外搭子面的兩孔并攻螺紋
由于要求得到M6的螺紋孔，所以確定它們的加工工序：鉆孔攻螺紋
8.倒M6的角：一次成形
由以上分析可知，對這些主要的工序而言，我們可以先加工內(nèi)外搭子面，然后借助夾具對其他的工序進行加工，并且保證它們之間的位置精度、基準、粗糙度要求。
二．工藝規(guī)程設計
（一）、基面的選擇及定位：
以兩軸承孔連接板不加工面為粗基準，夾具夾緊一端的軸承孔的搭子面和連接板來粗銑和精銑另一個軸承孔的外搭子面，用組合夾具來限定，， ，四個自由度，從而滿足加工要求。
以加工好的軸承孔的外搭子面基準，夾具夾緊該軸承孔的搭子面和連接板來粗銑和精銑另一端軸承孔的外搭子面，用組合夾具來限定，， ，四個自由度，從而來滿足加工要求。
以兩加工好的外搭子面為基準，夾具夾緊兩軸承孔兩端來粗銑和精銑軸承孔連接板的底面，用組合夾具來限定，， ，四個自由度，從而來滿足加工要求。
以加工好的軸承孔連接板為基準，夾具夾緊加強筋來粗銑和精銑軸承孔的內(nèi)搭子面，用組合夾具來限定，， ，四個自由度，從而來滿足加工要求。
以加工好的軸承孔連接板為基準，夾具夾緊加強筋來粗銑和精銑軸承孔的搭子外，用組合夾具來限定，， ，四個自由度，從而來滿足加工要求。
以加工好的軸承孔連接板為基準，夾具夾緊加強筋來粗鏜、半精鏜和精鏜兩軸承孔，用組合夾具來限定 ，兩個自由度，從而來滿足加工要求。
（二）、確定整個零件工藝路線
工序：（5）粗、次、精鏜孔2—52H8孔控制
（10）粗、精銑B面?？刂?
（15）粗、精銑2—78內(nèi)搭子面 控制105H11
（20）粗、精銑2—78外搭子面 控制
（30）倒2—78H8兩面孔的角 1×45'
（35）銑20×78角尺面,深6
（40）銑18×40搭子面(D向),挖制1及40'
（45）鉆兩面共6—M6螺孔6—5,深15
（50）锪兩面共6—8×90',沉孔
（55）攻6—M6螺孔,深12
（60）鉆M6—孔5(鉆通),保證居中
（65）倒M6的角 6.3×120'
（70）攻M6螺孔
（75）鉆2—M6—孔5,深13,控制24(40×18搭子外)控制40'及居中
（80）倒2—M6孔的角6.3×120'
（85）攻2—M6螺孔,深10
（90）鉆M6—孔5,控制45'
（95）倒M6孔的角6.3×120'
（100）攻M6螺孔
（105）拉尺1.5×120'油槽,控制深2及11.5
（110）拉尺1.5×120'油槽,控制深2及11.5
（115）去全部毛刺 (包括孔內(nèi)主刺)
（120）完工檢驗
三．加工工作量
1.主要加工面：軸承孔連接板底面油槽，軸承孔內(nèi)外搭子面，軸承孔外圓的搭子外面。
2.主要孔：兩軸承支撐孔52mm Ra3.2和56mm Ra3.2
3.其他加工部分主要有：軸承外搭子面共6個螺紋孔、軸承搭子外表面的2個螺紋孔、軸承孔外圓的2個螺紋孔。
具體加工工藝過程見工序卡
（一）．軸承孔連接板底面油槽的加工過程：
表2
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
粗 銑
2
IT13±0.89
13±0.89
Ra12.5
毛 坯
2
±2.5
15±2.5
±2.5
1.銑削用量的選擇：
根據(jù)表2可知，銑削加工余量為Z=2mm
可一銑削完成，根據(jù)查<<切削用量簡明手冊>>查得v＝0.45m/s (27m/min)
采用高速鋼錠齒三面刃銑刀，=9mm,齒數(shù)Z=6
2.主軸轉速的選擇：
n==15.9r/s (954 r/min)
按機床選取n=19.7 r/s (1180 r/min)。
實際切削速度v==0.56 m/s
3. 校驗機床功率：
P=32.7 kw/mm/min
由表3-2查得，當f=0.5 mm/r時，K=0.93,故切削功率：
P=P=32.7=3.58
4.校驗機床進給強度
由表3-4查得單位切削力F=1962MPa，故主切削力為
在一般切削加工中，刀尖圓弧半徑對、 的影響較大，對影響較小。
由表3-8查得時，，又從表查得當時，，，故徑向力和軸向力分別為
取機床導軌與溜板之間的摩擦系數(shù)=0.1, 則機床進給機構沿縱進給方向所承受的力為
（二）．兩軸承孔內(nèi)搭子面的加工及距離確定過程：
兩加工表面粗糙度都是Ra12.5
表3
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
粗 銑
23
IT11+0.89
105+0.89
Ra12.5
毛 坯
23
±2.5
111±2.5
2.5
1.銑削用量的選擇：
根據(jù)所給的尺寸可知，銑削加工余量為Z=3mm
可一次銑削完成，采用高速鋼錠齒三面刃銑刀，=40mm,齒數(shù)Z=6
根據(jù)查《切削用量簡明手冊》查得v=0.45 m/s (27m/min)
2.主軸轉速的選擇：
n==3.5r/s (208 r/min)
按機床選取n= 210 r/min
實際切削速度v==0.56 m/s
（三）．兩軸承孔外搭子面的加工及距離的確定過程：
兩加工表面粗糙度都是Ra6.3
表4
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
精 銑
22
IT12+0.40
151+0.40
Ra6.4
粗 銑
25
IT14±0.89
155±0.89
Ra12.5
毛 坯
27
±2.5
165±2.5
±2.5
1. 粗銑削用量的選擇： 根據(jù)所給的尺寸可知，銑削加工余量為Z=5mm
可一次銑削，即a=5mm,.
采用高速鋼錠齒三面刃銑刀，=40mm,齒數(shù)Z=6
根據(jù)查《切削用量簡明手冊》查得v=0.6 m/s (33m/min)
主軸轉速的選擇：
n==3.5r/s (208 r/min)
按機床選取n= 210 r/min
實際切削速度v==0.56 m/s
2. 精銑削用量的選擇： 根據(jù)所給的尺寸可知，銑削加工余量為Z=2mm
可一次銑削，即a=2mm,.
采用高速鋼錠齒三面刃銑刀，=40mm,齒數(shù)Z=6
根據(jù)查《切削用量簡明手冊》查得v=0.45 m/s (27m/min)
主軸轉速的選擇：
n==3.8r/s (232 r/min)
按機床選取n= 260 r/min
實際切削速度v==0.6 m/s
（四）．軸承孔外圓的搭子外面的加工過程：
表面粗糙度為Ra12.5
表5
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
粗 銑
２
IT11±0.89
１±0.89
Ra12.5
毛 坯
２
±2.5
３±2.5
2.5
1.銑削用量的選擇： 根據(jù)所給的尺寸可知，銑削加工余量為Z=2mm
可分次銑削，即a=2mm.
采用高速鋼錠齒三面刃銑刀，=9mm,齒數(shù)Z=6
根據(jù)查《切削用量簡明手冊》查得v=0.45 m/s (27m/min)
主軸轉速的選擇：
n==15.9r/s (954 r/min)
按機床選取n=19.7 r/s (1180 r/min)。
實際切削速度v==0.56 m/s
（五）．軸承孔52mm的加工過程：
表面粗糙度為Ra3.2
表6
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
精 鏜
1
H8
Φ52
Ra3.2
半精鏜
2
H10
Φ51
Ra6.3
粗 鏜
4
H13
Φ49
Ra12.5
毛 坯
7
±2.5
Φ45±2.5
±2.5
1. 粗鏜孔49mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=2 mm,一次加工，令a=2mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
f=0.20 mm/r (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
v=1.6 m/s=1.28 m/s (查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
n==11.65 r/s (699 r/min)
按機床選取n=12 r/s (720 r/min)
2. 半精鏜孔51mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=1 mm,一次加工，令a=1mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
f=0.20 mm/r (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
v=1.6 m/s=1.28 m/s (查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
n==11.65 r/s (699 r/min)
按機床選取n=12 r/s (720 r/min)
3. 精鏜孔52mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=0.5 mm,一次加工，令a=0.5mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
取為0.27mm/r。 (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
(查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
查《切削用量簡明手冊》取為630r/min。
（六）．軸承孔56mm的加工過程：
表面粗糙度為Ra3.2
表7
工序名稱
加工余量（mm）
經(jīng)濟精度
工序尺寸
公 差（um）
精 鏜
1
H8
Φ56
Ra3.2
半精鏜
2
H10
Φ55
Ra6.3
粗 鏜
4
H13
Φ53
Ra12.5
毛 坯
7
±2.5
Φ49±2.5
±2.5
1. 粗鏜孔53mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=2 mm,一次加工，令a=2mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
f=0.20 mm/r (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
v=1.6 m/s=1.28 m/s (查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
n==11.65 r/s (699 r/min)
按機床選取n=12 r/s (720 r/min)
2. 半精鏜孔55mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=1 mm,一次加工，令a=1mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
f=0.20 mm/r (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
v=1.6 m/s=1.28 m/s (查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
n==11.65 r/s (699 r/min)
按機床選取n=12 r/s (720 r/min)
3. 精鏜孔56mm
取力桿直徑D=20，鏜桿伸出量100 mm
單邊余量 Z=0.5 mm,一次加工，令a=0.5mm
選用硬質(zhì)合金YT5，90鏜刀。
取為0.27mm/r。 (查《切削用量簡明手冊》表3-15)
(查《切削用量簡明手冊》表3-15及手冊第十項鏜孔切削用量)
查《切削用量簡明手冊》取為630r/min。
（七）．螺紋孔M6的加工過程：
1.鉆螺紋底孔mm
機床：Z5125-1立式鉆床
刀具：高速鋼麻花鉆
根據(jù)《切削用量簡明手冊》查得，
進給量為0.18～0.22mm/r,現(xiàn)取f=0.22mm/r，v=17m/min，則：
查《切削用量簡明手冊》取。
所以實際切削速度為：
2.攻螺紋
機床：Z5125-1立式鉆床
刀具：M6絲錐
進給量為0.18～0.22mm/r,現(xiàn)取f=0.18mm/r，v=1.2m/min，則：
查《切削用量簡明手冊》取nw=60r/min
所以實際切削速度為：
四．軸承支撐孔外搭子面的加工夾具設計
根據(jù)加工要求可知，理論上在該工序中需要限制四個自由度，為了使夾具設計方便，更換零件方便，減少更換零件的時間，所以設計此組合夾具。設計夾具要滿足軸承孔端面的加工要求，在加工過程中不干涉到刀具的走位，并使零件能有效的固定在機床底座上。 將該軸承座立起放在機床底座上，用一長螺栓穿過軸承孔，在該軸承孔的內(nèi)搭子面上放置一U形壓板，通過螺母的鎖緊將軸承座固定；在兩軸承孔的連接板前用伸長壓板再次定位，從而完全固定了該零件在Y方向的移動和旋轉，即、；在連接板的背面放置對稱槽大長方支承、端孔定位支承、U槽大長方支承，端孔定位支承通過長螺栓與連接板前的伸長壓板連接固定，對稱槽大長方支承通過長方頭長螺栓和機床地板固定并將螺母鎖緊在U槽大長方支承上表面，在連接板的左端則通過平壓板固定，這樣零件在X方向上的自由度都被限制，終上所述，零件在加工過程中的四個自由度，， ，都被限制，從而保證了零件的加工要求。（具體圖形表示見裝配圖）
五．設計總結
這次機械制造工藝學課程設計是教學計劃中安排的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是一次大練兵，它對完整我們的專業(yè)知識體系，強化工藝方面知識，有著非常重要的作用。
通過進行機械制造工藝課程設計，使我了解和掌握了機器中常見典型零件的機械制造工藝過程理論知識，是對過去所學知識進行綜合運用和訓練，不僅復習和鞏固了以往所學的知識，而且還豐富了我的知識面，使我在知識上的缺口有了安慰性的補充， 進一步熟悉機械制造工藝的基本理論和工藝規(guī)程設計的基本原則、步驟和方法，同時對過去所學知識的綜合應用，加深基礎知識在實踐中的應用，增強分析問題，解決問題的能力。通過這次的設計，我覺得我學到的知識比一學期學到的還要豐富、多樣。
六．參考文獻
1 王紹俊.機械制造工藝設計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1981
2 劉文劍 曹天河.夾具工程師手冊.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987
3 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004
4 吳宗澤 羅圣國.機械設計課程設計手冊（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999
5 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994
6 趙家齊.機械制造工藝學課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社，2004