3030 課程設(shè)計(jì)-軸承座零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)
3030 課程設(shè)計(jì)-軸承座零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì),軸承,零件,機(jī)械,加工,工藝,設(shè)計(jì)
河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)“軸承座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備班 級 設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)教師 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2題目:設(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝過程卡片 1 套4. 機(jī)械加工工序卡片 1 套5. 課程設(shè)計(jì)說明書(50008000 字) 1 份3目 錄前言 課程設(shè)計(jì)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(jì) (一)定位基準(zhǔn)的選擇 (二)工藝路線的擬定(三) ,機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定五、工裝設(shè)計(jì)分析提設(shè)計(jì)任務(wù)書六、小結(jié)七、主要參考文獻(xiàn)4前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)包括機(jī)床夾具設(shè)計(jì)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)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(jì)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(shí)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(jì),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(jì)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(shí)踐能力的缺乏,設(shè)計(jì)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?yàn)閮?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(qiáng)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(jī)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(jī)床運(yùn)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)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(jì)(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 62.5H9 的孔,軸承端面、頂面、16 及 12 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(jī)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 62.5 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(kuò) 12 的孔,鉆、擴(kuò) 16 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 62.5 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(kuò) 12 的孔,鉆、擴(kuò) 16 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 62.5 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(kuò) 12 的孔,鉆、擴(kuò) 16 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(jī)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(jì)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(jì)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(jī)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(jī)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(shí)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 62.5 的內(nèi)孔(6) 鉆 12 的孔(7) 鉆 16 的孔(8) 去毛刺(9) 檢驗(yàn)根據(jù)此工序安排,編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表10:機(jī)械加工工藝過程卡;附表 2090;機(jī)械加工工序卡。(三) ,機(jī)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 IT62.5 兩端面 85 2+2 9 內(nèi)孔 625 4 58.5 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 120x15, 機(jī)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(jī)械沖擊,在選擇幾何角度時,應(yīng)保證刀齒具有足夠的強(qiáng)度。由金屬切削原理與刀具可取 -10 o0s0=60 =10 。r00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(shí)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(shí)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(jì)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 120mm,故相應(yīng)的切削速度分別為:V = dn/1000= =56.52m/min V =粗 1052x 精dn/1000= m/min=113m/min1032x12d) 校核該機(jī)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 mp51014.086.72.0其所消耗量功率遠(yuǎn)小于機(jī)床功率,故可用。3.62.5 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(jī)床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為mm,由于本工序?yàn)榇旨庸?,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/min1062x4.12 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 120 的YG6 硬質(zhì)合金面銑刀。可取 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 10dn602x5.62.5 內(nèi)孔74.0由零件圖及毛坯圖知,加工總余量為mm,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 =mm 精加工時,pa=1mm,F=0.2mm/r。 由表 8-87 查得粗鏜 62.5mm 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 dv105.621xn = = 81.5m/min精6.鉆 12 孔該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出底孔后,再由擴(kuò)孔鉆鉆出。由文獻(xiàn) 表 8-81 得擴(kuò)孔時的余量為mm,根據(jù)實(shí)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 拉孔工序尺寸及公差為04.112H9( )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 由知擴(kuò)孔的進(jìn)給量為 0.8mm/s14由此算出轉(zhuǎn)速為:n= = =668.8r/minDv1021x按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=600r/min,則實(shí)際切削速度為:v= dn/1000= =21.85m/min106.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 x0mx0ym39.1.m3因?yàn)榧庸せ诣T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(jī)床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩,故機(jī)床剛度足夠。7.鉆 16 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 15.5 04.拉孔:工序尺寸及公差為 16 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dv105.21x的實(shí)際轉(zhuǎn)速為 480r/min。則實(shí)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.m315因?yàn)榧庸せ诣T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(jī)床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩,故機(jī)床剛度足夠。8.時間定額計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求,只計(jì)算一道工序的工時,下面計(jì)算加工12 孔的工時定額。() 機(jī)動時間由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊表 2.5-7 得鉆孔時的計(jì)算公式為:t= fnl21式中 l = cotK +(1 )12Dyl =,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=0.824min3.0615xb()輔助時間由機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn) 0.02min16清除鐵屑 0.04min卡尺測量 0.1min裝卸工件時間由機(jī)械加工工藝手冊表 2.5-42 取min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 ( .824)=2.014minBab(4)常量工作場地時間 T 由機(jī)械制造工藝學(xué)取 則 T ssx =2.014x3%=0.06。()休息與生理需要時間 r由機(jī)械制造工藝學(xué)取 則 x =0.06。rB()準(zhǔn)備與終結(jié)時間 e由機(jī)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(jì)給定 5000 件,則 T /n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。e(7) 單件時間 t t T T .134minpabsr(8) 單件計(jì)算時間 T /n2.14min。cpe五:工裝設(shè)計(jì)分析提設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書”以便交給工裝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。六:小結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步的理解了所學(xué)的理論知識及具體運(yùn)用了這些知識。通過這次課程設(shè)計(jì),使自己對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗(yàn),學(xué)會了查圖表、資料、手冊等工具書。通過實(shí)例對工藝規(guī)程的編制。和切削用量的選擇計(jì)算等做了一次練習(xí)??傊?,通過這次課程設(shè)計(jì)使我受益非淺,為我今后的學(xué)習(xí)及工作打下了堅(jiān)實(shí)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(jī)械工業(yè)出版社 2. 切削加工簡明實(shí)用手冊化學(xué)工業(yè)出版社 3. 機(jī)床制造工藝與夾具 機(jī)械工業(yè)出版社 4. 金屬切削原理與刀具機(jī)械工業(yè)出版社 5. 機(jī)械加工工藝手冊北京出版社 6. 機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械工業(yè)出版
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