K059-軸承座加工工藝及鉆φ13孔夾具設計[含CAD圖紙和說明書等文檔]【KS系列】

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As for the shape,a variety,is usually a box body ,the bearing can be installed in it.Along with the advance of science and technology,it occupies more and more important position in national economy,the development prospect is very baoad,especi-ally in fast-growing sectors such as cars and electronic appliance.This design curriculum design topic is the design of the bearing seat,after learning the automotive technology is a teaching link;Under the guidance of the teacher,the requirement in the design preliminary learn to the integrated use of previously learned all courses,and independent complete a project of basic training.【key words】bearing technology specification design fixture design process manufacturability 目錄1、前言 12、零件功能和結(jié)構(gòu)分析 13、工藝分析 13.1 確定生產(chǎn)類型 23.2 確定毛坯類型 23.3 確定毛坯余量 24、工藝路線的確定 34.1 選擇定位基準 34.2 制定工藝路線 34.3 選擇加工設備和工藝設備 45、機械加工工序設計 45.1 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 45.2 確定切削用量及時間定額 66、夾具設計 117、參考文獻 131、前言機械制造工程學課程設計是在學完了機械制造工程學等課程，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)，它要求我們?nèi)娴鼐C合運用本課程及其有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。這次課程設計主要鍛煉我們分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)我們熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力；培養(yǎng)我們識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。2、零件功能與結(jié)構(gòu)分析軸承座主要用于各種承載機構(gòu)中，通過軸承座安裝軸承來實現(xiàn)支撐。零件上方的30軸承孔與軸承相連，而上面和側(cè)面則是用于與其它零件的裝配。生產(chǎn)時毛坯可以為鑄件。零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削。以下是軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1. 軸承座上面和軸承孔中心線的同軸度誤差為0.01mm，平面度誤差為0.008mm。2. 軸承孔內(nèi)孔30，兩軸承孔中心線平行度誤差為0.03mm。3. 定位銷孔84. 左右兩端面的平行度誤差為0.03mm，且垂直度誤差為0.03mm由上面分析可知，可以粗加工軸承座的兩側(cè)面，然后以此作為精基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此軸承座零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。3、工藝分析3.1確定生產(chǎn)類型已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領為10000件/年，查機械制造工藝及設備設計指導手冊321頁表15-2，可確定該軸承座生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中 ；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。3.2確定毛坯類型零件材料為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)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機械加工工藝手冊選用鑄件尺寸公差等級IT11級。3.3確定毛坯的加工余量根據(jù)機械制造工藝及設備設計指導手冊選用加工余量為MA-G級，并查表確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選擇及加工余量如下表所示：示 意 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明A42mmG4雙側(cè)加工B9mmG4.5x2孔降一級C6mmG3x2孔降一級D2X1mmG2x1單側(cè)加工E15mmG4雙側(cè)加工F30mmG4.5x2孔降一級G8mmG4x2孔降一級H38mmG4雙側(cè)加工I4mmG2孔降一級4、工藝路線的確定4.1選擇定位基準：（1） 粗基準的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準，以軸承孔外圓表面為輔助粗基準。（2） 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以軸承孔，定位銷孔為輔助的定位精基準。4.2制定工藝路線根據(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到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用通用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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降. 查機械制造工藝及設備設計指導手冊，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：010粗銑上面與兩側(cè)面100粗鏜，半精鏜軸承孔020粗銑,半精銑, 精銑下端面110精磨軸承孔030粗銑前后兩端面120去毛刺040銑工藝槽130清洗050半精銑, 精銑上面140檢驗060半精銑, 精銑后端面070鉆下端面3個孔并沉孔080鉆，鉸定位銷孔090鉆4油道孔4.3選擇加工設備和工藝設備（1）.機床的選擇： 工序010、050、均為銑平面，可采用X5032立式銑床。工序020、030、040、060均為銑平面，可采用X6130A臥式銑床 工序070、080、090采用鉆床。 工序090采用鏜床 工序100采用磨床。（2）.選擇夾具：該軸承座的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。（3）.選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用高速鋼銑刀。（4）.選擇量具：定位銷孔，軸承孔，下端面3個孔采用極限量規(guī)。（5）.其他：采用千分尺。5、機械加工工序設計5.1機械加工余量、工序尺寸及公差的確定前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：加工表面工序名稱工序間余量工序間最小極限尺寸工序間公差數(shù)公差值尺寸公差表面粗糙度軸承孔精磨軸承孔0.3（雙邊）IT70.02130300.8半精鏜軸承孔3（雙邊）IT90.5229.71.6粗鏜軸承孔5.7（雙邊）IT111.326.73.2鑄件1.62112.5上面精銑0.3IT90.050151.6半精銑1.5IT100.0714.73.2粗銑2.2IT120.1813.26.3鑄件1.61112.5下端面精銑0.3IT90.0829.921.6半精銑1.5IT100.1030.223.2粗銑2.28IT120.2531.726.3鑄件1.63412.5左右兩端面精銑0.5381.6半精銑3.038.53.2粗銑4.541.56.3鑄件4612.5兩側(cè)面粗銑6426.3鑄件1.6.12.58尺寸鉸0.2IT70.01581.6鉆7.8IT120.157.83.2鑄件12.55.2確定切削用量及時間定額(一) 工序010 以下端面為粗基準，粗銑上面和兩側(cè)面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑上面和兩側(cè)面。機床：X5032立式銑床。刀具：高速鋼莫氏錐柄立銑刀。據(jù)機械加工工藝手冊（后簡稱工藝手冊）取刀具直徑do=25mm，l=45, 齒數(shù)z=4。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，側(cè)面ap=1.8mm，上面ap=2.2mm, 故可以選擇總切深ap=3 mm一次走刀即可完成所需長度。查表af=0.12-0.07mm/z,取af=0.1 mm/z2）計算切削速度據(jù)X5032銑床參數(shù)，選擇nc=800r/min, ,則切削速度V c=3.14*25*800/1000=62.8m/min, V fc=800*0.4=320 mm/min,實際進給量為f =af *z=0.1*4)=0.4mm/r5)校驗機床功率 查工藝手冊Pm=1.16kw,而機床所能提供功率為PPm。故校驗合格。最終確定 ap=3mm，nc=800r/min,Vfc=320mm/min，V c=62.8m/min，f z=0.4mm/r6）計算基本工時tmL/ Vf=70/320=0.21min。按同樣的方法計算出工序50半精銑,精銑上面的切削用量：f=0.4mm/r v=62.8m/min nc=800r/min Vfc=320mm/min tmL/ Vf=60/320=0.187minf=0.32mm/r v=62.8m/min nc=800r/min Vfc=256mm/min tmL/ Vf=60/256=0.24min工序20粗銑,半精銑, 精銑下端面和銑上面計算方法相似查表得：ap=2.25mm，nc=450r/min,Vfc=720mm/min,V c=89m/min，f z=1.6mm/r , tm0.15minf=1.2mm/r v=89m/min nc=450r/min Vfc=540mm/min tmL/ Vf=100/540=0.12minf=0.8mm/r v=89m/min nc=450r/min Vfc=360mm/min tmL/ Vf=100/360=0.3min工序30粗銑前后端面和粗銑上面相似查表得：ap=55mm，nc=500r/min,Vfc=800mm/min，V c=98m/min，f =1.6mm/r tm0.15min ap=5 5mm，nc=500r/min,Vfc=800mm/min，V c=198m/min，f =1.6mm/r tm0.15min工序60半精銑,精銑前后端面和半精銑,精銑上面相似f=2mm/r ,v=89m/min ,nc=450r/min ,Vfc=900mm/min , tmL/ Vf=120/900=0.14minf=1.0mm/r v=118m/min nc=600r/min Vfc=600mm/min tmL/ Vf=120/600*1.0=0.2minf=2mm/r ,v=89m/min ,nc=450r/min ,Vfc=900mm/min , tmL/ Vf=120/900=0.14minf=1.0mm/r v=118m/min nc=600r/min Vfc=600mm/min tmL/ Vf=120/600*1.0=0.2min(二) 工序40銑工藝槽1. 加工條件工件材料：HT200, HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑工藝槽。機床：X1532銑床。刀具：片狀銑刀。銑削寬度ae=2,深度ap=1,故據(jù)工藝手冊取刀具直徑do=50mm，d1=13, ,z=20。2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每轉(zhuǎn)進給量查工藝手冊af=0.15mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查工藝手冊后刀面最大磨損為0.150.20mm。查工藝手冊壽命T=20min4） 計算切削速度 按工藝手冊，查得n=600r/min,則Vc95m/min，據(jù)X1532銑床參數(shù)，則實際進給速度V f= n af z=600*0.15*20/1000= 4.5m/min。5)校驗機床功率 查工藝手冊Pm=0.73kw,而機床所能提供功率為PPm。故校驗合格。最終確定 ap=1mm，nc=600r/min,Vfc=4.5m/min，V c=95m/min，f =3mm/r。6）計算基本工時tmL/ Vf=200/600*3=0.12min。（三）工序070鉆3個孔并沉孔鉆6的孔，孔深15，通孔，精度H7，機床-E3040 x 16搖臂鉆。1. 選擇鉆頭 根據(jù)GB-1435-85,選擇直柄短麻花鉆鉆頭， do=6mm. 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查工藝手冊進給量為0.27-0.33mm/r 確定進給量f=0.30mm/r ap=3（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查工藝手冊）為0.50.8mm，壽命T=35min（3）切削速度切削條件Cv=8.1 Zv=0.25 Xv=0 Yc=0.55 m=0.125Kwv=1.0 Ktv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.75 Kxv=0.84 Kv=0.63 查表修正得出：V =10m/minnc =1000*10/(3.14*6)=530r/min查機床轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)取nc =550r/min實際切削速度V=3.14*6*550/100=10.5m/min3.計算工時9孔 孔深15，通孔，精度H7，機床-E3040 x 16搖臂鉆 ap=313孔 孔深15，通孔，精度H7，機床-E3040 x 16搖臂鉆 ap=3按同樣的方法計算出9孔和13孔的切削用量f=0.5mm/r v=12m/min nc=450r/min Vfc=13m/min tmL/ Vf=40/450*0.5=0.18minf=0.6mm/r v=12m/min nc=300r/min Vfc=12.5m/min tmL/ Vf=200/300*0.6=0.12min（四）工序80 鉆，鉸定位銷孔。8孔 孔深15，通孔，精度H7，機床-E3040 x 16搖臂鉆1. 選擇鉆頭 選擇錐柄麻花鉆鉆頭， 2.選擇切削用量（1）決定進給量查工藝手冊 （2）切削速度查工藝手冊。 修正系數(shù) 故。查工藝手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度3.計算工時tmL/ Vf=0.13min按同樣的方法計算出鉸的切削用量 f=0.65 v=16.56m/min n=750r/min Vf=19m/min tmL/ Vf=0.041min按同樣的方法計算出工序90鉆4油道孔的切削用量f=0.2mm/r v=12m/min nc=950r/min Vfc=12m/min tm0.16min（五）100粗鏜 ，半精鏜軸承孔鏜孔 d=20 1.確定進給量根據(jù)加工條件選擇進給量0.3-1.0mm/r，受限于工藝要求，選擇進給量為：f=0.3mm/r.2.計算切削速度：查表：，v=25-40m/min 選擇v=30m/minnc =1000*30/(3.14*20)=413r/min 查鉆床參數(shù)選擇：nc =450r/min 3.計算工時：tmL/ Vf=0.7min按同樣的方法計算出半精鏜軸承孔的切削用量 f= 0.5mm/r v=40m/min nc =650r/min tmL/ Vf=0.3min（六）110工序精磨軸承孔選擇平形砂輪，寬度40mm，d25mm 內(nèi)圓磨床 MGD2110查手冊主軸轉(zhuǎn)速nw50-500r/min，砂輪轉(zhuǎn)速ns8000-18000r/min取vs=23m/min ns17579.6r/min 取 ns17600r/min取nw400r/min dw=29.7 計算主軸轉(zhuǎn)速vwnd/1000，得vw37.3 m/min fa=(0.1-0.3)b 取fa=10vf=4m/min ap=0.15tmL/ Vf=80/4000=0.02min6、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。(一)問題的提出本夾具是用來鉆孔13,零件圖中上面和軸承孔中心線有公差要求,因此鉆孔13,也有一定的公差要求.另外,上面為該零件的配合面,有一定的粗糙度要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,而精度則不是主要問題. (二)夾具設計 1定位基準選擇及定位方案 上面對孔的中心線有一定的平面度、同軸度公差要求,因此應以地面為主要定位基準.由于鑄件的公差要求較大,利用軸承孔的內(nèi)圓表面作為輔助定位基準時,會產(chǎn)生過定位，因此，用一個平面限制三個自由度，一個V型塊限制兩個自由度，一個固定支撐釘限制1個自由度。 2切削力及夾緊力計算 由于實際加工的經(jīng)驗可知,立銑刀銑削時的主要切削力為銑刀的切削方向,即平行于第一定位基準面,在前后兩端面需要采用擋塊適當夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無須再對切削力進行計算.3定位誤差分析 零件圖規(guī)定上面與下底面的距離為15mm.夾具夾緊后,定位誤差取決于下底面的制造誤差.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 U=20.015=0.030.2mm所以能滿足精度要求7、參考文獻：1 孟少農(nóng)，機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，19912 張進生，機械制造工藝與夾具指導，機械工業(yè)出版社，20003 李益民，機械制造工藝簡明手冊，機械工業(yè)出版社，19974 艾興，肖濤綱，切削用量簡明手冊，機械工業(yè)出版社， 20005機械制造工藝及機床夾具設計北京理工大學出版社6 孫本緒，熊萬武，機械加工余量手冊，機械工業(yè)出版社， 19997 李洪，機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社， 20028 黃健求，機械制造技術(shù)基礎，機械工業(yè)出版社（第2版），20119 王先逵，機械制造工藝學（第3版），機械工業(yè)出版社，10 李耀辰，機械加工工藝設計實用手冊，北京航天工業(yè)出版社，