机械制造技术课程设计-轴承支座加工工艺及铣三个斜面夹具设计.docx

序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业.机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供奘备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴承支座的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的F一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养臼己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计.本次设计水平有限，其中难免有缺点钳误，敬请老师们批评指正.一零件的分析1.1零件的作用轴承支座的作用主要起支承作用。1.2零件的工艺分析分析零件时，考虑以下3个方面：1、机械零件主要表面的要求和保证方法：2、如何实现重要的技术要求和保证方法：3、零件的表面定位、尺寸标注。零件工艺分析分析的目的是个过程，根据形状和尺寸精度，图纸审查零件性能（包括力学性能、物理性能、化学性能、等）和过程的相对位置、表面粗糙度、材料及热处理技术要求是否合理，是否便于加工和装配：是否实际的协议,二、通过工艺分析，对零件的工艺要求进步了解，以制定合理的工艺规范。这部分是大量生产的小零件,在生产过程中必须注意零件：1、减少夹紧和工作行程次数，零件的结构应易于加工定位夹紧，夹紧少。2,易机零件必须使用国家标准值，以便使用标准化的工具和量具。同时，我们也注意走刀，容易保证加工精度要求，减少加工面枳和难以加工表面。轴承支座有2个加工面他们相互之间没有任何位巴度要求.It以下端面为基准的加工面，这组加工面主要是铳16顶端面，钻扩校小13孔.2t以S13孔为基准的加工面，这组加工面主要是钻扩较10孔，铳3个斜面，钻3-4.5孔钱孔8,钻6T4螺纹孔,铳30RK)半圆弧。-工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式确定坯料包括坯料类型的选择及其制造方法。毛坯类型有铸造、锻造、冲压、冲压、焊接、热处理、切割、型材、板材等。幽定毛坯时应考虑以卜因素：D零件的材料和机械性能。当零件的材料被选择，粗略的材料的类型大致定义。铸造毛坯适用于复杂形状零件的毛坯。锻件毛坯适用于筒单形状零件的毛坯.型材适用于轴类零件毛坯，适用于板类零件毛坯的焊接，2）零件的形状和尺寸。坯料的形状和尺寸应尽可能接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工3）生产类型。对于大批量生产，应选择毛坯制造方法的高密度，减少机械加工以降低材料，也要考虑现有的毛坯的制造水平和设备能力，减少毛坯的制造成本高，可以用材料的消耗，降低加工成本的补偿。如摩件应采用金属模具、机床造皇或精密铸造:锻造时应采用模锻、冷轧和冷拉型材。小批量牛产应采用手工木模或自由锻。4）生产条件。确定毛坯必须结合现有生产条件和水平，当条件时，应积极组织区域专业化生产，统一供应毛坯。5）充分考虑采用新技术、新技术、新材料的可能性.目前，粗加工的新技术、新工艺、新材料发展迅速。例如，投资铸造，精密锻造，冷轧，冷挤压，粉末冶金和工程塑料越来越多地用r机械.应用这些方法可以大大减少加工量，降低成本.由于零件成批生产，而I1.零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级,能保证铸件的尺寸要求,这从提急生产率和保证加工精度上考虑也是应该的.2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置.关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较育的表面作为粗基准O以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准.例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为机基准，加工床身的底而，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为祖基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、目、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)粗基准应避免重划使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的.多次使用难以保证表面间的位置精度“基准的选择是工艺规程设计中的重耍工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取端面作为定位基准,。精基准的选择应满足以下原则：I序号I名序称工序内容I铸造铸造2时效处理时效处理3铳铳下端面4钛铳中16顶端面5钻站扩校13孔6钻钻扩校IO孔7铳铳3个斜面8钻钻3-<M.5孔铉孔89钻钻6-M4螺纹孔10铳铳30R1.O半园拓I1.检验检验12入库入阵方案二工序号I名序称工序内I铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻扩校e13孔4钻钻扩校IO孔5铳铳下端面6铳诜中16顶端面7铳铳3个斜面12入库入库2.4 机械加工余、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯.I、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、轴承支座的端面由于轴承支座端面要与其他接触面接触，杳相关资料知余量留2mm比较合适。3、轴承支座的孔毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于IT7-IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余址为2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：铳卜端面1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬脑合金端铳刀，刀片采用YG8,p=1.5ntm.J0=35non.v=1.25wjmin，2=4。2 .决定铳削用是I）决定铳削深度因为加工余量不大，一次加工完成wj,=1.5nun2）决定每次进给量及切削速度2)决定每次进给量及切削速度根据X5I型铳床说明节，其功率为为7.5kv,中等系统刚度.根据表查出=0.2"uh/齿，则100Ov=1000x125W,×50=796.1.7rtnin按机床标准选取“750r/minI(XX)11×50×750I(MX)=117.15wmin当”=750rmin时fm=/WItt=0.24×750=600r按机床标准选取f=6"tfnIr3)计算工时J5+9+3-75()a().2切削工时：/=I1=9n,I2=3nm,则机动:时为=0.18min工序：钻扩较13孔工步一钻孔至G12确定进给量/：根据参考文献IV表2-7,当钢的h<S(X)MPa,di,=2”时，f=0.390.47，/r。由于本零件在加工12孔时属于低刚度零件，故进绐量应乘以系数0.75,则f=(0.390.47)×(),75=0.290.35”Ir根据Z525机床说明书，W=O.25三fr/+1+A100+6+368×0.57=2.81min工步3：较¢1Omm孔根据参考文献IV表2-25,/=0.2OAmm/r,v=812nmin，得工=169.8254.65"min杳参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取fQ.32mmr,4.=I8rrnin，实际切削速度=9.33wjmin。切削工时：I=100Wm，I1=9mn,I2=3nm，则机动工时为180x0.32=1.944tnin三铳床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质ht,降低劳动强度，需要设计专用夹具。也指导老师的分用工序10：铳：个面,粗糙渡为R*3.2的诜床夹具.3.1 问题的提出本夹具主要用于诜零件上三个面，根林渡为Ra3.2,因此设计此夹具时既要考虑生产效率，也要考虑三个面的质量。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准.定位基准的选择必须合理.否则将直接影响所制定的零件加工工艺现程和最终加工出的零件顺.基点选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位理精度）要求.因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准.此零件图没有较高的技术要求.也没彳!1较高的平行度和时称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动演度，提高加工精度.3.3 切削力和夹紧力的计算1 .计算跣削力由铳三个面工时计算知，ap=2.011>n,f.=O.25mm,B=26nnd=30mmz=3，由简明机床夹具设计手册表3-3知K,=075即F=490""d"Q/z=490×2.Ox,0.257430x,2693N49O×2×O.358×O.O33×18.77×3N652N2 .计律夹器力所需央米力，查表5得，Wk=VW,安全系数K0KiK2KyKtK5Kf,式中K1.t为各种因素的安全系数，杳表得：K=1.2×1.0×1.2×1.01.3×1.0.0=1.872,当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由V6螺母锁紧，表3T6螺母的夹紧力为1906NWk=MK=I90625N=4765N由上计算:得W、F,因此采用该夹紧机构工作是可靠的.3.4 定位误差分析1、移动时基准位移误差0,AK=AdI+D+Ximt1.（式4T）式中：z1.心轴孔的最大偏差D1.心轴孔的最小偏差A1.nUn心轴与心轴最小配合间隙代入（式4-1）得：y.v=J1.+D1.+X1.mi1.-0.059n+0.032-0.032mr0.123mm2、转角误差IgAO=-4+皿+X”+m+D?+/ms（式4-2）2Z1.式中：<1.心轴孔的最大偏差D1.一一心轴孔的最小偏差1.1.1.1.1.n一一心轴孔与心轴最小配合间隙必一一B型固定式定位销孔的最大偏差AD,一一B型固定式定位销孔的最小偏差X2mn一一B组固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：Xg=2（%,+%-1I）则代入（式4-2）得：0.059+0.032+0.032+0.047+0.025+0.025-tg0=1.8333×10E2×60则：。七0.163°3.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构筒单，便F操作,降低成本。提高夹具性价比.本道工序为铳床夹具选择用心轴、快换垫阍和六角螺母等组成的夹索机构进行央紧工件.本工序洗削余地小，洗削力小，所以一般的手动夹索就能达到本工序的要求。这次设计是大学学习中最重要的门科目,它要求我们