機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：軸承座零件的工藝規(guī)程及工藝裝備內(nèi)容：產(chǎn)品零件圖1張產(chǎn)品毛坯圖1張夾具零件圖2張零件裝配圖1張機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1份機(jī)械加工工序卡片2張7．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份軸承座的工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)2011級(jí)機(jī)制1班賀宇指導(dǎo)老師：翟彥博摘要：軸承座是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致〔比方電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向〕，并且保持平衡。軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的本錢(qián)。至于形狀,多種多樣,通常是一個(gè)箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來(lái)越重要的地位，開(kāi)展前景十分廣闊，尤其是在汽車(chē)和電子電器等高速開(kāi)展的領(lǐng)域。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的課題就是軸承座的設(shè)計(jì)，是在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)根底后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程根本訓(xùn)練。關(guān)鍵詞：工藝路線加工余量工序尺寸毛坯工藝裝備夾具1、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)軸承座的工藝分析１.１.１、軸承座的用途1.保持軸承的位置作為載荷的支撐2.防止外界物質(zhì)侵入軸承3.提供一種將保持軸承良好潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)、審查軸承座的工藝性分析零件圖可知，軸承座前后端面要求切削加工和倒角加工，并在軸向方向上均大于相鄰?fù)獗怼?12mm孔和?22mm孔的端面均為平面可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；?47mm孔和孔?42mm由鑄件鑄出在經(jīng)過(guò)粗鏜和半精鏜加工得到；底面和頂面用銑床加工；另外，該零件其余外表精度都較低，不需要加工，通過(guò)鑄造就可以到達(dá)加工要求。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。零件圖如下圖。零件的材料為HT250。試為該軸承座零件編制工藝規(guī)程。、軸承座的技術(shù)要求全部技術(shù)要求列于表1-1中加工外表尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等級(jí)外表粗糙度/μm底面95IT86.3孔?47?47+0.030IT71.6前后端面40IT86.3孔?2222IT812.5孔?1212IT86.3孔?4242IT812.5孔?42與孔?47間的臺(tái)階面27IT86.3表1-11.2、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖、選擇毛坯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(xué)性能，并且價(jià)格低廉，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，所以在機(jī)械零件材料中占有很大的比重，廣泛地用來(lái)制作各種機(jī)架、底座。箱體等形狀復(fù)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。確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量公差等級(jí)由軸承座的功用和技術(shù)要求，確定零件的公差等級(jí)為普通等級(jí)，加工方案確實(shí)定和各工序的加工余量如表所示；加工對(duì)象根本尺寸〔mm〕加工方案加工余量〔mm〕毛坯尺寸(mm)底面95粗銑2.598.5半精銑1左右端面40粗銑2.046半精銑1.0孔?4242粗鏜2.828.9半精鏜0.3孔?4747粗鏜2.843.9半精鏜0.3孔4X?1212鉆孔?11.8擴(kuò)孔至?11.85鉸孔至?12孔4X?2222锪孔至?224xM66鉆孔?5攻絲孔?42與孔?47間的臺(tái)階面27半精銑126最后得到毛坯圖如下列圖所示：1.3、擬定軸承座工藝路線、定位基準(zhǔn)的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是為后續(xù)的工序提供合理的定位基準(zhǔn)，保證各加工外表的余量足夠并分配合理，由于粗基準(zhǔn)是對(duì)毛坯進(jìn)行第一次機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)，因此與毛坯的狀況關(guān)系很大。在銑床上加工頂面的時(shí)候，以頂面作為粗基準(zhǔn)，然后以頂面為基準(zhǔn)來(lái)加工底面。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工外表的相互位置精度的實(shí)現(xiàn)，以及定位安裝的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下的原那么：=1\*GB3①基準(zhǔn)重合原那么；=2\*GB3②基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么；=3\*GB3③互為基準(zhǔn)原那么；=4\*GB3④自為基準(zhǔn)原那么；=5\*GB3⑤便于安裝原那么。精基準(zhǔn)選擇時(shí)，一定要保證加工面自身形狀精度，二位置精度那么由前面的工序保證。同時(shí)，精基準(zhǔn)選擇時(shí)，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及操作簡(jiǎn)便。在遵循上述原那么的前提下，軸承座前后端面的最終精加工，就是互為精基準(zhǔn)，遵循互為基準(zhǔn)原那么。孔?60.1mm的精加工就是以一面?zhèn)z孔定位。自為基準(zhǔn)加工出來(lái)的。、加工階段的劃分該軸承座加工質(zhì)量要求高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，再銑床上首先將底面作為粗基準(zhǔn)來(lái)開(kāi)始加工頂面，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工外表的精度要求；在半精加工階段，在以底面為基準(zhǔn)加工底面，再在鉆床上加工孔?12和?22等。、工序的集中與分散選用工序集中原那么安排軸承座的加工工序。該軸承座的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可采用專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原那么使工件裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多外表，有利于保證各加工外表之間的相對(duì)位置精度要求。1.4、工序順序的安排機(jī)械加工工序〔1〕遵循“先基準(zhǔn)后其他”原那么，首先加工精基準(zhǔn)—軸承座的底面?！?〕遵循“先粗后精”原那么，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(3)遵循“先主后次”原那么，先加工主要外表—軸承座的底面，后加工次要外表—軸承座的底面?！?〕遵循“先面后孔”原那么，先加工軸承座的底面，再鉆?22和?12的孔。1.4.2熱處理工序的安排在零件加工的工藝過(guò)程中有重要地位，通過(guò)熱處理可以提高零件材料的物理機(jī)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(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(kāi)裂，零件在機(jī)加工前必須進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理。1.4.3為了提高零件的外表抗蝕能力，增加耐磨性，也為了是外表美觀，在零件全部加工完后應(yīng)對(duì)零件外表涂漆〔未加工外表〕。1.4.4檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施之一，也是工藝過(guò)程中不可缺少的內(nèi)容。檢驗(yàn)的內(nèi)容有：外觀檢驗(yàn)，看零件的外表是否有毛刺。檢驗(yàn)外表粗糙度，進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)，看是否符合圖紙要求。在工藝過(guò)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(zhì)量，零件的美觀而必不可少的輔助工序。1.5、確定工藝路線毛坯為精鑄件，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(chē)間銑削去澆冒口，到達(dá)毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車(chē)間來(lái)加工。綜上工序順序安排原那么的根底上，軸承座的工藝路線如下表所示：工序號(hào)工序名稱(chēng)機(jī)床名稱(chēng)刀具基準(zhǔn)05粗銑底面臥式銑床面銑刀兩端面為粗基準(zhǔn)10粗銑左右端面臥式銑床面銑刀底面為精基準(zhǔn)15半精銑底面臥式銑床面銑刀兩端面為精基準(zhǔn)20半精銑左右端面臥式銑床面銑刀底面為精基準(zhǔn)25鏜孔?42鏜床鏜刀30鏜孔?47和臺(tái)階面鏜床鏜刀35鉆孔?11.8擴(kuò)孔鉸孔立式鉆床麻花鉆擴(kuò)孔鉆鉸刀40M6螺紋孔立式鉆床麻花鉆絲錐45去毛刺、倒角加工鉗工臺(tái)平銼50檢驗(yàn)1.6、加工余量、工序尺寸和切削用量確實(shí)定加工底面：1、確定加工余量：粗銑軸承座底面2.5mm,精銑軸承座底面1mm2、確定進(jìn)給量f：查表得，取每齒粗銑的進(jìn)給量為0.2mm/Z，取精加工的每齒的進(jìn)給量為1.5mm/Z.粗銑走刀一次ap=2.5mm，精銑走刀一次ap=1mm。3、計(jì)算切削用量：選取銑床的主軸轉(zhuǎn)速粗銑時(shí)為100r/min，精銑時(shí)為300r/min，選取銑刀的直徑為?100mm，所以切削速度分別為：V粗=dn/1000=3.14x100x100/1000=31.4m/minV精=dn/1000=3.14x100x300/1000=94.2m/min鉆?12孔：1、確定加工余量：取Z鉆=11.8mm，Z擴(kuò)=0.05mm，鉸孔至12mm。2、確定進(jìn)給量f：f鉆=0.2mm/r,f擴(kuò)=0.8mm/r3、確定切削速度：查表得V=21m/min4、計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)速：n=1000v/d=595.5r/min,按照鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=600r/min，那么實(shí)際切削速度為v=加工前后端面。1、確定加工余量：粗加工ap=1mm，半精加工ap=0.5mm2、確定進(jìn)給量f：粗加工f=0.5mm/r,半精加工f=2mm/r3、確定切削速度：查表得n=600mm,那么V=dn/1000=3.14x120x600/1000=226m/min加工?47孔：1、確定加工余量：粗鏜加工ap=2.8mm，半精鏜加工ap=0.3mm2、確定進(jìn)給量f：粗加工f=0.5mm/r,半精加工f=0.2mm/r3、確定切削速度：查表得，V粗=30m/min，V半精=90m/min。由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為n粗=1000v/d=1000x30/(3.14x47)=153r/min,N半精=1000v/d=1000x90/(3.14x47)=459r/min2、軸承座零件的車(chē)床夾具設(shè)計(jì)車(chē)床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)外表以及端面。因而車(chē)床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工外表的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。2.1車(chē)床夾具的主要類(lèi)型〔1〕安裝在車(chē)床主軸上的夾具。這類(lèi)夾具很多，有通用的三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)，花盤(pán)，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專(zhuān)用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤(pán)式、角鐵式和花盤(pán)式。這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)定心式車(chē)床夾具在定心式車(chē)床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。角鐵式車(chē)床夾具在車(chē)床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤(pán)上，因而須設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱(chēng)其為角鐵式車(chē)床夾具?；ūP(pán)式車(chē)床夾具這類(lèi)夾具的夾具體稱(chēng)花盤(pán)，上面開(kāi)有假設(shè)干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類(lèi)夾具不對(duì)稱(chēng)，要注意平衡?！?〕安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具那么安裝在車(chē)床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于后一類(lèi)夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車(chē)床主軸上的專(zhuān)用夾具，所以軸承座零件在車(chē)床上加工用專(zhuān)用夾具。2.2車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)〔1〕定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求當(dāng)加工回轉(zhuǎn)外表時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。當(dāng)加工的外表與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，那么應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形?！?〕夾具與機(jī)床主軸的連接車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車(chē)床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類(lèi)車(chē)床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸那么以中心孔與車(chē)床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專(zhuān)用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對(duì)于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車(chē)床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤(pán)與車(chē)床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤(pán)與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。圖1-b所示的過(guò)渡盤(pán)，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車(chē)和倒車(chē)時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡盤(pán)壓在主軸上。專(zhuān)用夾具那么以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。對(duì)于車(chē)床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過(guò)渡盤(pán)在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤(pán)連接的方式。過(guò)渡盤(pán)推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。過(guò)渡盤(pán)常作為車(chē)床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤(pán)凸緣確定專(zhuān)用夾具體的止口尺寸。過(guò)渡盤(pán)的材料通常為鑄鐵。各種車(chē)床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè)2.3軸承座零件的車(chē)床專(zhuān)用夾具的總體設(shè)計(jì)〔1〕夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸?！?〕當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和平安生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱(chēng)的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作?！?〕為了保證平安，夾具上各種元件一般不