_機械制造工藝學課程設計-軸承座零件加工工藝及銑床夾具設計（全套圖紙）

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機械制造技術 </p><p>　　題 目：批量生產手柄零件機加工藝規(guī)程及其夾具設計 </p><p>　　學 院： 機電工程學院 教研室： 機制 <

2、;/p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 機制092班 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： <

3、;/p><p>　　起訖日期： 2012.12.10～2012.12.31（三周） </p><p>　　指導教師： 職稱： 副教授 </p><p>　　分管主任： </p><p>　　審核日期： 2012-12-10

4、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一節(jié) 課程設計任務書3</p><p>　　第二節(jié) 軸承座的工藝分析及生產類型的確定4</p><p>　　第三節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯簡圖5</p><p>　　第四節(jié) 擬定軸承座工藝路線6&l

5、t;/p><p>　　第五節(jié) 機床設備及工藝設備的選用9</p><p>　　第六節(jié) 加工余量、工序尺寸和切削用量的確定9</p><p>　　第七節(jié) 時間定額的計算13</p><p>　　第八節(jié) 軸承座零件的銑床夾具設計14</p><p>　　第一節(jié) 課程設計任務書</p><p>&

6、lt;b>　　一、課程設計內容</b></p><p>　　設計課題：批量生產手柄零件機加工藝規(guī)程及其夾具設計</p><p>　　設計零件：軸承座（參見圖紙）；生產綱領：大批成批生產；</p><p>　　設計的內容包括如下幾個部分：</p><p><b>　　二、課程設計要求</b></p&

7、gt;<p><b>　　1、總體要求</b></p><p>　　1）能熟練地運用機械制造工藝學課程中的基本理論，以及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊及合理安排工藝路線等問題，以保證零件的加工質量。</p><p>　　2）能完成基本的結構設計。學生通過親手設計夾具（或量具）的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出

8、高效、省力，既經濟合理，又能保證加工質量的夾具的結構設計能力。</p><p>　　3）學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱及出處，并能夠做到熟練運用。</p><p>　　4）按時完成規(guī)定的設計工作量</p><p>　　2、零件圖和毛坯圖要求</p><p>　　1）在分析產品零件圖紙的基礎上，完成零件圖的繪制。注意審

9、查圖紙的結構和技術要求。</p><p>　　2）根據產品零件圖和給定的材料，設計產品毛坯制造結構及尺寸，完成毛坯圖紙繪制。</p><p><b>　　3、工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　1）確定所有加工表面的加工方法（鏈）。根據表面加工要求、零件結構，參照教材和工藝設計手冊，形成合理的工藝路線。注意生產綱領影響加工節(jié)拍、設備、加工

10、工藝等諸方面的先進性。工藝方案必須與指導教師審查，接收審查的方案中應該用工序簡圖表示加工方案。</p><p>　　2）完成給定格式的“機械加工工藝過程綜合卡片”的填寫。</p><p>　　4、專用機床夾具設計</p><p>　　1）在審定工藝方案后經指導教師同意并指定某一工序的專用機床夾具（或裝備）的設計。</p><p>　　2）夾具

11、方案的設計。夾具方案包括原理方案和結構方案。夾具原理方案指根據六點定位原理審定工藝規(guī)程中確定的定位方案，并確定相應的定位元件，對于精加工工序要求計算定位誤差判斷方案的合理性；夾具結構方案根據加工要求參照相關的夾具圖冊（圖例）設計。夾具草圖（非精確圖）要求與指導教師討論并作方案審定。</p><p>　　3）夾具總裝圖繪制。按照總裝圖繪制要求完成。</p><p>　　5、課程設計說明書要求

12、：參見給定的模板。</p><p>　　第二節(jié) 軸承座的工藝分析及生產類型的確定</p><p><b>　　軸承座的用途</b></p><p>　　保持軸承的位置作為載荷的支撐</p><p>　　防止外界物質侵入軸承</p><p>　　提供一種將保持軸承良好潤滑的結構</p>

13、<p><b>　　軸承座的技術要求</b></p><p>　　全部技術要求列于表1-1中</p><p><b>　　表1-1</b></p><p><b>　　審查軸承座的工藝性</b></p><p>　　分析零件圖可知，軸承座前后端面要求切削加工和倒角加

14、工，并在軸向方向上均大于相鄰表面。?12mm孔和?22mm孔的端面均為平面可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；?47mm孔和前后倆個端面由銑床加工出來；底面和頂面用銑床加工；另外，該零件其余表面精度都較低，不需要加工，通過鑄造就可以達到加工要求。由此可見，該零件的工藝性較好。</p><p>　　第三節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　選擇毛坯材料

15、</b></p><p>　　由于鑄鐵具有良好的鑄造性、吸振性、切削加工性及一定的力學性能，并且價格低廉，生產設備簡單，所以在機械零件材料中占有很大的比重，廣泛地用來制作各種機架、底座。箱體等形狀復雜的零件。又由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以選擇灰鑄鐵作為鑄造的材料。</p><p>　　確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量</p><

16、;p><b>　　公差等級</b></p><p>　　由軸承座的功用和技術要求，確定零件的公差等級為普通等級。</p><p><b>　　零件表面粗糙度</b></p><p>　　由零件圖可知，該軸承座各加工表面的粗糙度Ra均大于等于6.3μm。</p><p>　　根據上述諸因素，可查

17、表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表1-2中。</p><p>　　1-2 鑄造件主要表面的機加工余量</p><p>　　繪制軸承座鑄造毛坯簡圖</p><p>　　由表1-2所得結果，繪制毛坯簡圖。</p><p>　　第四節(jié) 擬定軸承座工藝路線</p><p><b>　　一、定位基準的

18、選擇</b></p><p><b>　　1、粗基準的選擇</b></p><p>　　選擇粗基準的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位基準，保證各加工表面的余量足夠并分配合理，由于粗基準是對毛坯進行第一次機械加工的定位基準，因此與毛坯的狀況關系很大。在銑床上加工頂面的時候，以頂面作為粗基準來加工底面。 </p><p><b&

19、gt;　　2、精基準的選擇</b></p><p>　　選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現(xiàn)，以及定位安裝的準確方便。選擇精基準應遵循以下的原則：①基準重合原則；②基準統(tǒng)一原則；③互為基準原則；④自為基準原則；⑤便于安裝原則。</p><p>　　精基準選擇時，一定要保證加工面自身形狀精度，二位置精度則由前面的工序保證。同時，精基準選擇時，一定要

20、保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結構簡單及操作簡便。在遵循上述原則的前提下，軸承座前后端面的最終精加工，就是互為精基準，遵循互為基準原則。</p><p>　　二、表面加工方法的確定</p><p>　　根據軸承座零件圖上各加工表面的表面粗糙度，確定加工件個表面的加工方法，如表6-3所示。</p><p>　　表1-3 軸承座零件個表面加工方案</p>

21、<p><b>　　三、加工階段的劃分</b></p><p>　　該軸承座加工質量要求不高，可將加工階段劃分成粗加工和半精加工兩個階段。</p><p>　　在粗加工階段，在銑床上首先將底面作為粗基準來開始加工頂面，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；在半精加工階段，在以底面為基準加工底面，再在鉆床上加工孔?42和?47及?12和

22、?22孔。</p><p><b>　　工序的集中與分散</b></p><p>　　本例選用工序集中原則安排軸承座的加工工序。該軸承座的生產類型為大批生產，可采用專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。</p><p>

23、;<b>　　五、工序順序的安排</b></p><p><b>　　1.機械加工工序</b></p><p>　?。?）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準—軸承座的底面。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p>　　（3）遵循“先

24、主后次”原則，先加工主要表面—軸承座的底面，后加工次要表面—軸承座的前后端面。</p><p>　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工軸承座的底面，再鉸?42和?47的孔，最后鉆?12和锪?22的孔。</p><p><b>　　2、熱處理工序</b></p><p>　　熱處理工序的安排在零件加工的工藝過程中有重要地位，通過熱處理可以提高零件

25、材料的物理機械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工過程中產生的內應力，所以，為穩(wěn)定組織以及穩(wěn)定零件的形狀及尺寸，防止變形和開裂，零件在機加工前必須進行消除內應力的時效處理。</p><p>　　3、表面處理工序的安排</p><p>　　為了提高零件的表面抗蝕能力，增加耐磨性，也為了是表面美觀，在零件全部加工完后應對零件表面涂漆（未加工表面）。</p><

26、;p>　　4、檢驗工序與輔助工序</p><p>　　檢驗工序是保證產品質量的有效措施之一，也是工藝過程中不可缺少的內容。檢驗的內容有：外觀檢驗，看零件的表面是否有毛刺。檢驗表面粗糙度，進行尺寸檢驗，看是否符合圖紙要求。</p><p>　　在工藝過程中，還安排有化纖工序，打毛刺工序，涂漆工序等，這些都屬于為保證零件的質量，零件的美觀而必不可少的輔助工序。</p>&l

27、t;p><b>　　六、確定工藝路線</b></p><p>　　毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。</p><p>　　綜上工序順序安排原則的基礎上，表1-4列出了軸承座的工藝路線。</p><p><b>　　表1-4

28、</b></p><p>　　第五節(jié) 機床設備及工藝設備的選用</p><p><b>　　一、機床設備的選用</b></p><p>　　選用X6132臥式銑床、Z5150A立式鉆床</p><p><b>　　二、工藝裝備的選用</b></p><p>　　工

29、藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應簡要寫出它們的名稱。</p><p>　　軸承座的生產類型為大批生產，所選用的夾具均為專用夾具。</p><p>　　第六節(jié) 加工余量、工序尺寸和切削用量的確定</p><p>　　工序一、五：加工底面</p><p>　　1、確定加工余量：粗銑軸承座底面2mm,半精銑軸承座底面1.08mm。&l

30、t;/p><p>　　2、確定進給量f：查閱《切削用量手冊》，取粗銑的每齒進給量為，半精加工的為。</p><p>　　3、計算切削速度： 選取銑床的主軸轉速粗銑時為150r/min，半精銑時為300r/min，查閱《切削用量手冊》選取銑刀的直徑為?100mm，齒數按照公式選擇8齒，所以，，切削速度分別為：</p><p>　　4、計算工步機動工時：1）粗銑刀具切下材料

31、長度，刀具切入出長度，取，走刀次數一次，每分進給量，機動時間；2）同理可求得半精銑機動時間。（參閱百度文庫《工時計算方法2》http://wenku.baidu.com/view/a50ebc09844769eae009ede6.html）</p><p>　　工序二：加工?77兩端面</p><p>　　由專用夾具放在銑床上進行加工。各端面單邊余量分別是1.25 mm。</p>

32、;<p>　　1、確定加工余量：粗銑1mm,半精銑0.25mm </p><p>　　2、確定進給量f：粗銑每齒，半精銑。</p><p>　　3、計算切削用量：選取銑床的主軸轉速粗銑時為150r/min，半精銑時為300r/min，選取銑刀的直徑為?40mm，齒數為8齒，所以切削速度分別為：</p><p>　　4、計算工步機動工時：1）粗銑刀具切下

33、材料長度，刀具切入出長度，取，每面走刀次數2次，共4次，每分進給量，機動時間；2）同理可求得半精銑機動時間。</p><p><b>　　工序三：擴?42孔</b></p><p>　　1、確定加工余量：取</p><p>　　2、確定進給量f：查表得</p><p>　　3、確定切削速度：查表得</p>

34、<p>　　4、計算計算轉速：,按照鉆床的實際轉速取，則實際切削速度為</p><p>　　5、計算工步機動工時：刀具切下材料長度，刀具切入出長度取，走刀次數2次，每分進給量，機動時間。</p><p>　　工序四：擴、鉸?47孔</p><p>　　1、確定加工余量：，</p><p>　　2、確定進給量f：，</p>

35、<p>　　3、確定切削速度：查表得，,，由此計算出轉速為</p><p>　　,,按照鉆床的實際轉速取,，則實際切削速度為：</p><p>　　4、計算工步機動工時：1）擴孔：刀具切下材料長度，取刀具切入出長度，走刀次數2次，每分進給量，機動時間；2）鉸孔：同理可算出。</p><p>　　工序六、七：加工4×M6螺紋孔</p>

36、;<p><b>　　1）粗鉆?5的孔</b></p><p><b>　　1、確定加工余量：</b></p><p><b>　　2、確定進給量f：</b></p><p>　　3、確定切削速度：查表得，，由此計算出轉速為</p><p>　　,按照鉆床的實際轉

37、速取，則實際切削速度為</p><p>　　4、計算工步機動工時：刀具切下材料長度，刀具切入出長度取，走刀次數8次，每分進給量，機動時間。</p><p><b>　　2）攻螺紋至M6</b></p><p>　　工序八：加工?12孔</p><p>　　1、確定加工余量：取，</p><p>　

38、　2、確定進給量f：, </p><p>　　3、確定切削速度：查表得，</p><p>　　4、計算計算轉速：，,按照鉆床的實際轉速取，，則實際切削速度為</p><p>　　5、計算工步機動工時：1）鉆孔：刀具切下材料長度，取刀具切入出長度，走刀次數8次，每分進給量，機動時間；2）鉸孔：同理可算出。</p><p>　　工序九：锪?22沉

39、頭孔</p><p>　　1、確定加工余量：取</p><p><b>　　2、確定進給量f：</b></p><p>　　3、確定切削速度：查表得</p><p>　　4、計算計算轉速：,按照鉆床的實際轉速取，則實際切削速度為</p><p>　　5、刀具切下材料長度，刀具切入出長度取，走刀次數

40、8次，每分進給量，機動時間。</p><p>　　第七節(jié) 時間定額的計算</p><p>　　根據設計要求，只計算一道工序的工時，下面計算加工?12孔的工時定額。</p><p><b>　　1、基本時間</b></p><p><b>　　2、輔助時間</b></p><p&g

41、t;　　查表得，開停車0.015min；升降鉆桿0.015min；主軸運轉0.02min；清除鐵屑0.04min；卡尺測量0.1min。裝卸工件時間查表得取1.2min</p><p><b>　　所以，輔助時間</b></p><p><b>　　3、操作時間</b></p><p><b>　　4、布置工作地

42、時間</b></p><p>　　由機械制造工藝學取，則。</p><p>　　5、休息與生理需要時間</p><p>　　由機械制造工藝學取則。。</p><p><b>　　6、單件時間Tdj</b></p><p>　　第八節(jié) 軸承座零件的銑床夾具設計</p>&l

43、t;p><b>　　6.1、概述 </b></p><p>　　1.保證加工精度 工件通過機床夾具進行安裝，包含了二層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以準確確定工件與機床、刀具之間的相對位置，保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 </p><p>　　2．提

44、高生產率 使用夾具來安裝工件，可以免去工件逐個畫線、找正對刀等輔助時間，且工件裝夾方便。如采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產率。 </p><p>　　3.擴大機床的使用范圍 有些機床上配備專用夾具實質上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上或在搖臂鉆床工作臺上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 &

45、lt;/p><p>　　4.保證生產安全 可降低對工人技術水平的要求和減輕工人的勞動強度，保證生產安全。 </p><p>　　6.2、機床夾具應滿足的要求</p><p>　　1.保證加工精度 這是必須做到的最基本要求，其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。 </p><p>　　2.夾具的總體方案應與年

46、生產綱領相適應 在大批量生產時，盡量采用快速與高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節(jié)拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。 </p><p>　　3.安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加裝保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時，盡可能減輕工人勞動強度。 4</p

47、><p>　　.排屑順暢 機床夾具中積聚切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量會使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間、降低生產率，因此夾具設計中要對排屑問題給予足夠的重視。 </p><p>　　5.機床夾具應具有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要考慮方便制造、檢測、調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度</p><p>　　6.3、

48、軸承座零件的銑床夾具的加工誤差分析</p><p>　　工件在銑床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。</p><p>　　如夾具圖所示，軸承座在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：</p><p><b>　?。?）定位誤差</b></p>&l

49、t;p>　　由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。</p><p><b>　?。?）夾具誤差</b></p><p>　　夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.<

50、;/p><p><b>　?。?）安裝誤差</b></p><p>　　因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。</p><p><b>　?。?）加工方法誤差</b></p><p>　　如銑床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、銑床溜板進給方向與主軸軸線的

51、平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取</p><p>　　=/3=0.05/3=0.017mm</p><p>　　軸承座零件的銑床夾具總加工誤差是：</p><p><b>　　精度儲備：</b></p><p><b>　　故此方案可行。</b&g