軸承座加工工藝及夾具設計

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1、題目：軸承座加工工藝及夾具設計 班 級： 工程機械1102班 學 號： 學生姓名： 完成日期： 2013.12.21 目錄 序言 ..…5 一、 零件加工工藝設計 ..…6 1、零件的工藝性審查 .? ?..6 2、基準選擇原則 .…..7 3、定位基準選擇 ...7 4、擬定機械加工工藝路線 ...8 5、確定機械加工余量，工序尺寸以及公差 ...8 6、選擇機床設備及工藝設備 ....9 7、確定切削用量 9 二、夾具設計 .12 1、問題提出 .12 2、家具設 計 ..13 三、小 節(jié) ....15 四、參考文獻

2、 ..17 ＞零件加工工藝設計 (1) 零件的工藝性審查: 1) 零件的結構特點 軸承座如附圖 1 所示。該零件是起支撐軸的作用。零件的主要工作表面為 40 的孔內表面。 主要配合面是 22的軸孔。 零件的形狀比較簡單， 屬于較簡 單的零件，結構簡單。 2) 主要技術要求： 零件圖上主要技術要求：調質至HB230-250，銳邊倒角，未注倒角0.5x45 0 , 表面作防銹處理。 3) 加工表面及其要求： a) 總寬：為 18± 0.05mm。 b)軸孔： 22的孔徑： 22+0.018 0 mm表面粗糙度 Ra1.6um c) 34的外圓：直徑為 34-0.007 -

3、0.025mm ，表面粗糙度為 Ra1.6um， 外圓與內孔的同軸度不超過0.02m.,軸肩距為12mm d) 左端面：外圓直徑為 52，上下邊面距離 38mm。 e)螺紋孔：大徑為4mm軸心距離左軸肩3mm f) 通孔： 左端面均布 4- 4.5 通孔， 左右中心距 36mm， 上下中心距 27mm。 g)退刀槽：距離右端面12mm尺寸為1.5x 33 4) 零件的材料： 零件在整個機器當中起的作用一般，不是很重要。選用 45#。 毛坯選擇： 1) 確定毛坯的類型及制造方法 零件為批量生產，零件的輪廓尺寸不大，為粗加工后的產品。 ( 1) 毛坯的形狀、尺寸及公差 毛坯

4、的形狀及尺寸如附圖 2 所示。選用 55x20 的短圓棒。 3)繪毛坯 根據附圖 1 所示的零件結構形狀， 在各加工表面上加上加工余量， 繪制毛坯 零件圖如附圖 2 所示。 ( 2) 基準原則： 粗基準的選用原則 1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表 面之間有相互位置要求時，一般不選擇加工表面作為粗基準。 2、 保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。 應選擇重要加工表面為粗基準。 3、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低，粗糙度數值大，重復使用會造 成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準，通常只允許使用一次。 精基準的選用原則

5、 1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合，以減少定位誤差。 2、基準統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面，以保證各表面的位置 精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。 3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為 基準的原則反復加工。 4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時，可選擇加工表面作為自身的 定位基準。 ( 3) 定位基準選擇 由于附圖 1 所示的支座的零件圖上多數尺寸及形位公差以 22 孔及其右 端面為設計基準。 工藝順序的安排原則有四點： 、 1. 先加工基準面，再加工其他面。 2. 一般情況下，先加

6、工平面，再加工孔。 3. 先加工主要平面，再加工次要平面。 4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 根據上述四條工序安排原則以及粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面 的基準如下： a) 兩端面。 互為基準，保證相互位置要求的原則。 b) 22 的孔。 精基準，統(tǒng)一基準原則。 c) 上下兩面。 互為基準，保證相互位置要求的原則。 d) 4— 4.5孔：左端面。 精基準，基準重合原則。 e) M4螺紋孔： 下端面。 精基準，基準重合原則。 f) 1.5x 33 溝槽。 精基準，基準重合原則。 (4)擬定機械加工工藝路線： 擬定加工路線： 1. 銃左右端面。

7、 2. 鉆中心孔。 3. 熱處理。 4. 車內孔 22。 5. 車外圓。 6. 銃大端面上下面。 7. 鉆 4— 4.5 o 8. 絲攻M4螺紋孔。 9. 車溝槽。 十. 清洗，去毛刺，倒角。 H. 檢驗。 由于進行的是批量的生產，本工藝路線是采用工序分散的原則組織工序的， 被加工孔4- 4.5可在普通鉆床上用鉆模加工。優(yōu)點是裝夾次數少，夾具數目 也少，易于保證表面的位置精度，減少工序間的運輸量，縮短生產周期。 (5)確定機械加工余量，工序尺寸及公差 根據上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝技術手冊》，分別確定各 加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下： 表1

8、加工余量表 工序 工序內容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序一 銃左右端面 1 mm 18 mm 3.2 m 工序四 車內孔 22 1mm 22mm 1.6 m 工序六 銃上卜兩端面 5mm 60mm 3.2 m 工序七 鉆孑L 4—— 4.5 2.75mm 4.5mm 12.5 m 工序九 車1.5x 33溝槽 1mm 1.5x 33mm 6.5 m (6)選擇機床設備及工藝設備 根據一般工廠現(xiàn)有的生產條件，為了滿足生產需要，現(xiàn)選用各工序所用的設 備為： 工序一：X62臥式萬能銃床，YT15三面刃銃刀，專用夾具，0

9、?200/0.2mm游 標卡尺。 工序四：數控車床CAK6136 K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 工序七：Z4012鉆床，4— 4.5麻花鉆，專用夾具，游標卡尺。 工序九：數控車床CAK6136 K01車刀，專用夾具，游標卡尺。 (7)確定切削用量 1)工序一銃左右兩端面 加工條件：X62臥式萬能銃床，兩把YT15三面刃銃刀，刀盤直徑125mm寬 12mm齒數20,專用夾具，0?200、0.2mm游標卡尺，柴油冷卻。 a.確定背吃刀量 端面的總加工余量為5mm由毛坯圖已知銃削寬度為ae=60mm一次走刀加工， ap=5 mm. b.確定進給量及基本工時 根據《工藝手冊》中

10、表4.2-38 ,萬能銃床X62,刀桿直徑為22mm再查《切 削手冊》表3.15和《工藝手冊》表4.2-38可得，我們可以取進給量f=0.10mm/z。 c.計算切削速度 根據《切削手冊》表 3.27 可得，CV=186mm,qv=0.2, y v=0.4, Uv=0.2, m=0.2, Xv=0.1,P v=0,修正系數kv=1.1,選擇刀具使用壽命T=60min. v c= Cd0qk/(T mapxvf yvaeuvzPv) =186X 1250.2x 1.1/(60 0.2 乂 5°"x 0.1 0.2 x 600.2 X 200) 4.6m/min. d.確定銃床主軸轉速

11、n w=1000vc/ ( Xdw) =1000X 4.6/(3.14 X22) 66.6 r/min 根據《工藝手冊》表 4.2-39 ,與66.6r/min 相近的轉速為 75r/min?，F(xiàn)選擇 nw=75r/min.所以實際切削速度為v=5 m/min. e.計算基本時間 按《工藝手冊》表 6.2-7 , l =80mm, 11 0.5(d .,d2 a2e)+(1~3) 0.5(125 .1252 602) +(1~3)=9mm. 12=2mm. 時間 t= -一l1一l— =-80-9-2— =0.61min ,取時間 t=40s fMz 0.1 20 75 2)工序七

12、鉆孔 4.5 加工條件Z4012鉆床，4.5mmft準錐柄麻花鉆，專用夾具，0~200、0.2mm游 標卡尺，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據《切削手冊》表 2.7 , f=1.0~1.2 ,查《工藝手冊》4.2-16 ,根據機床實 際縱進給量取f=0.12mm/r b.選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據《切削手冊》表2.12可得，鉆頭后刀面的最大磨損限度為 0.8~1.2mm,使 用壽命為70min. c.計算切削速度 根據《切削手冊》表 2.30, C=4.8, z v=0.4, x v=0, y v=0.7,m=0.2,表 2, 31 得，修正系數kv=1.0. v c=Gd

13、°zvkv/(T mapxvfyv)=4.8 x 39X 1.0/(70 0.2 x 19.5°x 0.120.7) 18m/min n v=1000vc/( dw)=1000X 18/(3.14 x 39) 147r/min 根據《工藝手冊》表4.2-15 ,按機床實際鉆速選取 nw=125r/min,則實際切削速 度為 v=15m/min. e.計算基本時間 按《工藝手冊》表 6.2-7 , 1 =60mm, 11 1向 r (1~2)=1~2mm r =90 ,取 11=2mm. 12=2mm. 時間 t= -一l1一l- -60-2-2 =4.3min , 取時間 t=2

14、60s nwf 125 0.12 3)工序四車內孔 22 加工條件 數控車床CAK6136 K01車刀，專用夾具，游標卡尺， 22孔用 塞規(guī)，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據《切削手冊》表2.10, f=0.9~1.2mm/r,查《工藝手冊》4.2-16 ,根據機 床實際縱進給量取f=0.9mm/r b.計算切削速度 根據《切削手冊》表 2.30, CV=16.5, z v=0.6, x v=0.2, y v=0.3,m=0.25, 表 2, 31得，修正系數kv=1.0. v c=Gdozvkv/(T mapxvfyv)=16.5 乂 400.6 x 1.0/(25 0.25

15、 乂 40.2 乂 0.9 0.3) 52.6m/min n v=1000Vc/( dw)=1000X 52.6/(3.14 X40) 418.8r/min 根據《工藝手冊》表4.2-15 ,按機床實際轉速選取 n后500r/min,則實際切削速 度為 v=63m/min. c.計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間t=260s. 4)工序九車溝槽1.5* 33 加工條件 數控車床CAK6136 K01車刀，專用夾具，游標卡尺， 22孔 用塞規(guī)，柴油冷卻。 a.確定進給量 根據《切削手冊》表2.10, f=0.9~1.2mm/r,查《工藝手冊》4.2-16 ,根據機 床

16、實際縱進給量取f=0.9mm/r b.計算切削速度 根據《切削手冊》表 2.30, Cv=16.5, z v=0.6, x v=0.2, y v=0.3,m=0.25, 表 2, 31得,修正系數kv=1.0. v c=Gdozvkv/(T mapxvf yv)=16.5 義 4006 義 1.0/(25 0.25 義 40.2 義 0.9 0.3) 52.6m/min n v=1000Vc/( dw)=1000X 52.6/(3.14 X40) 418.8r/min 根據《工藝手冊》表 4.2-15 ，按機床實際轉速選取 nw=500r/min, 則實際切削速 度為 v=63m/

17、min. c. 計算基本時間 為減少輔助時間，參照鉆孔得時間 t=260s. (8) 填寫工藝文件 按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片(附表 1)和機械加工工 序卡片(附表 2~附表 5) 二、夾具設計 ( 1)問題的提出 為了提高勞動生產率， 保證加工質量， 降低勞動強度， 需要設計專用夾具， 經過與指導老師協(xié)商，決定設計第八道工序一一攻絲 M4的夾具。 本工序的加工要求為：M4軸心距離左軸肩3mm 本工序的主要加工條件為：手用絲錐上 M4*1.25 ， 3.8 麻花鉆，上下兩 端面已加工好，達設計圖樣要求。 未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經濟精度為 IT11~

18、12， 表面粗糙度為 Ra=12.5 m， 在鉆床夾具上加工時適當控制切削用量， 可保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度 要求。因此，在本工序加工時，主要考慮的是要如何保證孔軸線與 3.8 孔軸線 的位置度要求。 2)夾具設計 1 )定位方案及定位元件的確定與設計 ①定位方案的確定 根據工序加工的要求，我將定位方案確定如下： 以左端面為主要定位基準，限制 3個自由度，以內孔為輔助定位，限制 2 個自由度，以下底面為防轉基準，限制1個自由度。用螺栓螺母夾緊孔 22的另 一端面。 本方案是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，裝卸工件較方 便，夾緊力方向指向定位元件剛性較

19、大的方向。 ②定位元件的設計 根據定位方案，設計定位元件的結構如圖所示 22孔采用短銷大平面組合定 位，限制5個自由度，下底面采用兩個支撐釘，防止其轉動，采用緊固螺釘 圖1定位圖 ③定位誤差計算 根據所確定的定位方案，圓柱心軸與孔的配合為 20坦,影響位置度的定 f8 位誤差為： D Dmax d min =22.112mrrr 21.936mm=0.176mm 由于工件對位置度公差沒有特別要求，則我們認為該影響位置度的定位誤差 滿足加工要求。 ④火緊力的計算 本工件采用鉆削的方式，因此根據《夾具設計手冊》表 1-2-7可得， 切削力 Px 667Df0.7

20、Kp x p D——鉆頭直徑 f 每轉進給量（mm） &——修正系數 查表1-2-8可得，（=0.4 Px 667Df 0.7 K p =667X 4 X 0.36 0.7 乂 0.4=522N x p 查《機械設計手冊》可得，摩擦因數 0.22 理論夾緊力F=P^ 522N 2372.5N 0.22 實際夾緊力Fk=FX K K——安全系數。 對于該工件的加工，安全系數 K可按下式計算： K=1.0X 1.0 X1.0 X1.3 X1.0 X 1.0=1.3 實際夾緊力 Fk=2372.5 X 1.3=3084.25N 取實際夾緊力Fk=3.5 KN. 2）導向

21、方案的選擇 ①導向方案的選擇 如圖所示，由于零件是批量生產，考慮鉆模磨損后可以更換，選擇標準結構 的可換鉆模。根據《夾具的手冊》表1-7-4,鉆模至工件表面的距離按 （1 ~ 1.5）d 8 ~12mm選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切屑將鉆頭憋斷， 應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 10mm 1、顧崇衍 等編著。機械制造工藝學。陜西：科技技術出版社， 1981。 2、倪森壽 主編。機械制造工藝與裝備?；瘜W工業(yè)出版社， 2001。 3、張進生 主編。機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社， 1994。 4、姜敏鳳 主編。工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社

22、， 2003。 5. 機械制造工藝及設備設計手冊編寫組 編。 機械制造工藝及設備設 計手冊。機械工業(yè)出版社， 1989。 6、胡家秀 主編。簡明機械零件設計實用手冊。機械工業(yè)出版社， 1999。 7、 江南學院 肖繼德 南京金陵職業(yè)大學 陳寧平 主編。 機床夾具設計 （第二版） 。 機械工業(yè)出版社， 1997。 8、 倪森壽 主編。 機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書。 化學工業(yè)出版 社， 2001。 9、劉越 主編。機械制造技術。化學工業(yè)出版社， 2001。 10、趙如福主編。金屬機械加工工藝人員手冊（第三版） 。上?？萍技夹g出版社， 1981。 11、南京工程學院 陳于萍 主編 沈陽大學周兆元副主編?；Q性與測量技術基 礎。機械工業(yè)出版社， 2004。 精品資料 Welcome To Download !!! 歡迎您的下載，資料僅供參考！