3030 課程設(shè)計-軸承座零件的機械加工工藝設(shè)計

3030 課程設(shè)計-軸承座零件的機械加工工藝設(shè)計,課程設(shè)計,軸承,零件,機械,加工,工藝,設(shè)計 ` 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械加工技術(shù)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計“軸承座”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備班 級 06111設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 蘭建設(shè)2008 年 10 月 27 日至 10 月 31 日2機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計軸承座零件的加工工藝規(guī)程生產(chǎn)綱領(lǐng)： 5000 件生產(chǎn)類型： 批量生產(chǎn)內(nèi)容：1. 產(chǎn)品零件圖 1 張2. 產(chǎn)品毛坯圖 1 張3. 機械加工工藝過程卡片 1 套4. 機械加工工序卡片 1 套5. 課程設(shè)計說明書(5000～8000 字) 1 份班 級 06111學(xué) 生 指導(dǎo)教師 蘭建設(shè)2008 年 10 月 31 日3目 錄前言…………………………………………………………………………………………… 課程設(shè)計說明書正文…………………………………………………………………………一、零件的分析……………………………………………………………………………（一） 、零件的作用……………………………………………………………………… （二） 、零件的工藝性分析………………………………………………………………二、確定生產(chǎn)類型…………………………………………………………………………三、確定毛坯………………………………………………………………………………(一)、確定毛坯的種類………………………………………………………………(二)、繪制鑄造件毛坯圖……………………………………………………………四、工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………………………………… (一)定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………… (二)工藝路線的擬定……………………………………………………………………（三） ，機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………………`五、工裝設(shè)計分析提設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………………六、小結(jié)…………………………………………………………………………………………七、主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………4前言機械制造工藝學(xué)課程是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué)包括機床夾具設(shè)計和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在今年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。我個人的感想是，希望經(jīng)歷了這次課程的設(shè)計，對自己的將來所從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過這次課程設(shè)計鍛煉自己的分析問題，解決問題的能力，為畢業(yè)后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于自己的理論知識的不完善，實踐能力的缺乏，設(shè)計之中不免有一些不合理的地方，學(xué)生我肺腑的懇請各位老師能夠給予指教批評。5一 零件的分析（一）零件的作用上緊定螺絲，以達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的 但因為內(nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合。（二）零件的工藝分析該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：（參閱附圖 1）（1） 由零件圖可知，零件的底座底面、內(nèi)孔、端面及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為 Ra6.3、內(nèi)孔、端面及內(nèi)孔的精度要求均為 6.3。軸承座在工作時，靜力平衡。（2） 鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。二 確定生產(chǎn)類型已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/年，零件的質(zhì)量不足 100Kg，查《機械制造工藝與夾具》第 7 頁表 1.1-3，可確定該撥6叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主， 采用專用工裝。三 確定毛坯（1）確定毛壞種類零件材料為 HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第 41 頁表 2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為 CT-9。這對提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時效。（2）繪制鑄造件零件圖四 工藝規(guī)程的設(shè)計（一）定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知 Φ62.5H9 的孔，軸承端面、頂面、Φ16 及 Φ12 的孔等均需正確定位才能保證。故對基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。（1）粗基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選軸承底座上表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底座底面以及其它表面。(2 )精基準(zhǔn)的選擇7考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)。（二） 工藝路線的擬定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：方案一：工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準(zhǔn)， 采用 X6132 臥式銑床加工。粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用 X6132 臥式萬能銑床進(jìn)行加工。銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X6132 臥式銑床銑削。工序二：粗鏜及半精鏜 Ф62.5 的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序三：鉆、擴 Ф12 的孔，鉆、擴 Ф16 的孔。采用Z525 立式鉆床加專用夾具方案二： 工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座8的上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用 X6132 臥式銑床加工。工序二：粗鏜及半精鏜 Ф62.5 的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序三：粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用 X6132 臥式萬能銑床進(jìn)行加工。工序四：鉆、擴 Ф12 的孔，鉆、擴 Ф16 的孔。采用 Z525 立式鉆床加專用夾具工序五： 銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X6132 臥式銑床銑削。方案三：工序一：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X6132 臥式銑床銑削。工序二：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用 X6132 臥式銑床加工。工序三： 粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用 X6132 臥式萬能銑床進(jìn)行加工。工序四：粗鏜及半精鏜 Ф62.5 的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序五：鉆、擴 Ф12 的孔，鉆、擴 Ф16 的孔。采用 Z525 立式鉆床加專用夾具。三個工藝方案的比較與分析 方案一：在第一道工序內(nèi)容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三9在第一道工序時，選擇的粗基準(zhǔn)為底面，這樣不符合粗基準(zhǔn)選擇的原則，即不了保證加工面與不加工面的位置要求時，應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)這一原則。方案一與其相比，在銑完底面后，直接在銑床上銑削底面及頂面，如此，相對來說，裝夾次數(shù)少，可減少機床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作并能生產(chǎn)率高。另外，零件的加工要求就整體來說，其精度并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工經(jīng)濟(jì)性并不是很好。但在選擇方案的時候，還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等。 故本次設(shè)計選擇方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示：毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機械加工車間來加工。工序：（1） 粗銑底座底面 以軸承座的上表面為粗基準(zhǔn)，將毛坯裝夾在X6132 萬能臥式銑床上，按照粗加工的余量來進(jìn)行粗銑毛坯。（2） 精銑底座底面 以粗銑床的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況，調(diào)整銑床的相關(guān)參數(shù)，精加工軸承座10的 下底面。（3） 粗銑端面 （4） 粗銑頂面（5） 鏜 Φ62.5 的內(nèi)孔（6） 鉆 Φ12 的孔（7） 鉆 Φ16 的孔（8） 去毛刺（9） 檢驗根據(jù)此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表10：機械加工工藝過程卡；附表 20～90；機械加工工序卡。（三） ，機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。1 .毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖。軸承座其材料為 HT200。由于產(chǎn)品的精度要求不高，生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造。毛坯鑄出后進(jìn)行退火處理，以消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。由文獻(xiàn) （1） 表 2-2，該種鑄件的尺寸公差等級為 IT9 級。由文獻(xiàn) （1） 表 2-2，可查出鑄件主要尺寸的公差，現(xiàn)將主要毛坯尺寸及公差所示：主要面尺寸 零件尺寸 總余量 公差 IT 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 ITΦ62.5 兩端面 85 2+2 9 內(nèi)孔 Φ62．5 4 Φ58.5 9底面 30 2 9由此，可繪出其零件的毛坯圖（見附圖 2）112.粗銑底底座底面底面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀（高速鋼） ，銑刀的規(guī)格為 Ф120x15， 機床的型號………X6132 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時，是斷續(xù)切削，刀齒受很大的機械沖擊，在選擇幾何角度時，應(yīng)保證刀齒具有足夠的強度。由金屬切削原理與刀具可取 γ ＝５ ～λ ＝-10 κo0s0=60 =10 。r0?0加工要求 粗銑軸承座的下底面。a) 確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為 2mm，文獻(xiàn) 表 8-30 可知精)2(加工余量為 1mm，由于兩腳底面較小，根據(jù)實際情況，調(diào)整為0.2mm，故其粗加工余量為(2-0.2)=1.8mm。b）確定每齒進(jìn)給量由《切削加工簡明實用手冊》表 8-95 ，取每齒粗銑的進(jìn)給量為 0.2mm/Z,取精加工每齒的進(jìn)給量為 1.5mm/Z.粗銑走刀一次ap=1.8mm，精銑走刀一次 ap= 0.2mm。c)計算切削用量由表 8-56，取粗銑、精銑的主軸轉(zhuǎn)速分別為 150r/min 和 300r/min，由前面選擇的刀具直徑 Ф120mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：V = dn/1000= =56.52m/min V =粗 ?1052?x 精dn/1000= m/min=113m/min?1032x12d) 校核該機床功率（只需校核粗加工即可） 。由文獻(xiàn) 表 2.4-96 得切削功率為 P =92.4x10-5 ZnK)2( m14.0D86.ea72.0fpmp取 Z=16 n= =2.5r/s =10mm =0.2mm 6015eaf=1.8mm pa而 K =K KF2 由文獻(xiàn) 表 2.4-94 可知 K =1 KF2=1 mv )2( v故 K =1 故 =92.4x x x x x1.8x16x2.5x1=0.35KW mp510?14.086.72.0其所消耗量功率遠(yuǎn)小于機床功率，故可用。3.Ф62.5 兩端面的加工兩端面的加工由銑削來完成，此時，刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，刀具不變，機床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為２mm，由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。由表 8-95 可得： =2mm f=2mm/r 由文獻(xiàn) 表 8-56 可pa )2(得 n=600r/min 則就可確定相應(yīng)的切削的速度：故 V= =10dn?=226.08m/min1062?x4.Ф12 頂面的加工頂面的加工由銑削來完成，工序余量為 2mm 由文獻(xiàn) 表 8-)2(95 可得 =3mm 且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加pa工完成。由于上表面較小，可采用端銑刀加工，但是增加了換13刀時間，降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直徑為 Ф120 的YG6 硬質(zhì)合金面銑刀?？扇?f=1.5mm/r 由文獻(xiàn) 表 8-56 可取)2(n=600r/min 則相應(yīng)的切削速度V= = =117.75m/min 10dn?602?x5.Ф62.5 內(nèi)孔74.0?由零件圖及毛坯圖知，加工總余量為４mm，由于精度要求，須粗鏜和半精鏜各一次。由文獻(xiàn) 表 8-86，粗加工時，取)2(進(jìn)給量 F=0.5mm/r =３mm 精加工時，pa=1mm,F=0.2mm/r。 由表 8-87 查得粗鏜 Ф62.5mm 內(nèi)孔pa的切削速度 V =1.2m/min V =1.6m/min 由此算出轉(zhuǎn)速粗 精為 n = = =61.15r/min粗 dv?105.621xn = = 81.5m/min精6.鉆 Ф12 孔該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由擴孔鉆鉆出。由文獻(xiàn) 表 8-81 得擴孔時的余量為３mm，根據(jù)實際情況可)2(取為 2mm,故鉆孔的余量為 Z =12-2=10mm鉆鉆孔工序尺寸及公差為 Ф 拉孔工序尺寸及公差為04.1?Ф12H9( )043.?由文獻(xiàn) 表 8-69,鉆孔的進(jìn)給量 f=0.2mm/r，由文獻(xiàn) 表)2( )2(8-71 求得鉆孔時的切削速度 v=0.35m/s=21m/min 由８－７９知擴孔的進(jìn)給量為 0.8mm/s14由此算出轉(zhuǎn)速為：n= = =668.8r/minDv?1021x按鉆床的實際轉(zhuǎn)速取 n=600r/min，則實際切削速度為：v= dn/1000= =21.85m/min?106.x由表 8-78 得 F=CFd Ff FK =588.6xd xf xKxyF08.fM=C d mf K x10 =225.63x d xf x K x0mx0ym3?9.1.m3?因為加工灰鑄鐵時 K =K 由文獻(xiàn) 表 8-78，可查的Mf)3(K =1，故 F=588.6x11.6x0.2 x1=1884.1Nf 8.0M=225.63x11.6 x0.2 x1x10 =6.6N.m9.18.03?它們均小于機床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩,故機床剛度足夠。7.鉆 Ф16 的孔該孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔拉刀拉出。由文獻(xiàn) 表 8-24 拉孔時的余量為 0.5mm，故 )3(Z = =7.75mm鉆 25.016?鉆孔：工序尺寸及公差為 Ф15.5 04.?拉孔：工序尺寸及公差為 Ф16 H9（ ）3.0由文獻(xiàn) 表 8-69 取鉆孔的進(jìn)給量 F=0.25mm/r 由文獻(xiàn))3(表 8-71 求得鉆孔時的切削速度為 V=0.35m/s=21m/min )3(由此算出轉(zhuǎn)速為：n= = =431.4r/min。按鉆床dv?105.21x的實際轉(zhuǎn)速為 480r/min。則實際切削速度為 V= =10dn?=23.36m/min。由表 8-78 得 F=588.6xd xf xK10485.x? 8.fM=225.63x xf xK x109.10d8.m3?15因為加工灰鑄造鐵時，K = Kmf由 8-78 可查得 K =1 故 F=588.6 fx15.5x0.25 x1=3009.6N8.0M=225.63x15.5 x0.25 x1x10 =13.6N.m9.18.03?它們均小于機床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩，故機床剛度足夠。8.時間定額計算根據(jù)設(shè)計要求，只計算一道工序的工時，下面計算加工Ф12 孔的工時定額。（１） 機動時間由文獻(xiàn)《機械加工工藝手冊》表 2.5-7 得鉆孔時的計算公式為：t= fnl21?式中 l = cotK +(1～２)12Dyl =１～４，鉆盲孔時， l ＝02 2l=30 l =2 f=0.3 n=600 2l = cot( )+1.5=5.118因此，t= =0.206min 所以 t =4t=0.824min3.0615x?b(２)輔助時間由機械加工工藝手冊表 2.5-41 確定開停車 0.015min升降鉆桿 0.015min主軸運轉(zhuǎn) 0.02min16清除鐵屑 0.04min卡尺測量 0.1min裝卸工件時間由機械加工工藝手冊表 2.5-42 ?。眒in故輔助時間 t =(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19mina(3)作業(yè)時間Ｔ ＝t ＋t ＝（１.１９＋０.824）=2.014minBab（4）常量工作場地時間 T 由機械制造工藝學(xué)取 ＝３％則 T ＝Ｔs?sx =2.014x3%=0.06。?（５）休息與生理需要時間Ｔ r由機械制造工藝學(xué)取 ＝３％則Ｔ ＝Ｔ x =0.06。?rB?（６）準(zhǔn)備與終結(jié)時間Ｔ 　e由機械加工工藝手冊可知表 2.5-44 取部分時間為簡單件　　　　　　26min深度定位　　　　　0.3min使用鉆模式　　　　6min由設(shè)計給定 5000 件，則 T /n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。e（7） 單件時間Ｔ ＝t ＋t ＋T ＋T ＝２.134minpabsr（8） 單件計算時間　　Ｔ ＝Ｔ ＋T /n＝2.14min。cpe五：工裝設(shè)計分析提設(shè)計任務(wù)書；從前述的基準(zhǔn)選擇的分析及制定的工藝規(guī)程和工序卡。選擇17幾個工序的工藝裝備提出“專用工藝裝備設(shè)計任務(wù)書”以便交給工裝設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計。六：小結(jié)通過這次課程設(shè)計使我進(jìn)一步的理解了所學(xué)的理論知識及具體運用了這些知識。通過這次課程設(shè)計，使自己對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學(xué)會了查圖表、資料、手冊等工具書。通過實例對工藝規(guī)程的編制。和切削用量的選擇計算等做了一次練習(xí)?？傊ㄟ^這次課程設(shè)計使我受益非淺，為我今后的學(xué)習(xí)及工作打下了堅實而良好的基礎(chǔ)。在此，忠心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo)。七．主要參考文獻(xiàn) 1．公差配合與測量技術(shù)……………………機械工業(yè)出版社 2. 切削加工簡明實用手冊…………………化學(xué)工業(yè)出版社 3. 機床制造工藝與夾具 ……………………機械工業(yè)出版社 4. 金屬切削原理與刀具……………………機械工業(yè)出版社 5. 機械加工工藝手冊………………………北京出版社 6. 機械制造工藝學(xué)…………………………機械工業(yè)出版