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軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 0 本科生畢業(yè)論文 (設計 ) 題 目：軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 機自 0806 指導教師： 李玲芳 完成時間： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 0 目錄 摘 要 .3 ABSTRACT .4 第一章 引 言 .5 1.1 基本概念 .5 1.2 軸承座零件的介紹 .6 1.3 夾具的作用 .6 第二章 零件的分析 .8 2.1 零件的作用 .8 2.2 零件圖樣分析 .8 2.3 零件的工藝分析 .9 第三章 確定毛坯 .10 3.1 確定毛坯種類： .10 3.2 確定鑄件加工余量及形狀： .10 第四章 工藝規(guī)程設計 .11 4.1 選擇定位基準： .11 4.2 制定工藝路線 .11 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 .12 4.3.1 圓柱表面工序尺寸： .12 4.3.2 平面工序尺寸： .12 第五章 各工序的加工參數計算 .13 5.1 銑底平面 .13 5.1.1 粗銑底平面 .13 5.1.2 精銑底平面 .15 5.2 鉆 9 孔及锪 13 的沉頭孔 .16 5.2.1 鉆 9 孔 .16 5.2.2 锪 13 孔 保證孔的深度為 8 .18 5.3 銑兩直角邊 .18 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 1 5.3.1 粗銑兩直角邊 .18 5.3.2 精銑兩直角邊 .19 5.4 刨退刀槽 .20 5.5 銑四側面 .20 5.6 鉆（鉸）8 銷孔 .21 5.6.1 鉆 8 銷孔 .21 5.6.2 鉸 8 銷孔至尺寸 .23 5.7 鉆 6 油孔 .23 5.8 鉆 4 油孔至尺寸 .25 5.9 鉆 15 的孔 .25 5.10 擴孔至 28 .27 5.11 車 35 孔至尺寸 保證孔的位置 .28 5.12 擴鉆至 29.7 .28 5.13 加工 30 孔至要求尺寸 .29 5.13.1 粗鉸 29.7 孔至 29.93 .29 5.13.2 精鉸 使孔至 保證孔的表面粗糙度 Ra 0.8 .30m 023. 5.14 確定時間定額及負荷率： .31 第六章 車床專用夾具設計 .34 6.1 提出問題 .34 6.2 設計思想 .34 6.3 定位分析 .34 6.4 切屑力與夾緊力的計算 .35 第七章 銑床專用夾具設計 .37 7.1 銑床夾具的結構特點 .37 7.2 夾緊原理 .37 7.3 切削力與夾緊力的計算 .38 第八章 結 論 .39 參考文獻 .40 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 2 致 謝 .41 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 3 摘 要 軸承座是各種機械設備中常見的部件，它的主要作用是支撐軸承，它主要分為剖分 式軸承座、滑動軸承座、滾動軸承座、帶法蘭的軸承座、外球面軸承座等。本次設計主 要是設計滑動軸承座，通過對軸承座原理及主要構成加工工藝進行分析，選出所用的材 料，加工所用的刀具、夾具、機床、并且編寫出工藝規(guī)程和工藝卡片同時用 AutoCAD 繪 制出工程圖和裝配圖。 關鍵詞：軸承座；原理；工藝分析；夾具； Abstract Housing is common in all kinds of mechanical equipment parts, it is the main purpose of 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 4 supporting bearing, it mainly divided into cutting fraction housing, sliding bearing, rolling bearing, take the housing, the spherical flange bearing etc. This design is mainly design sliding bearing, through to the bearing principle and main composition analysis processing technology, to select the used materials, processing the use of the cutter, jig, machine tool, and compile technical process and process the CARDS with AutoCAD rendering the engineering drawings and assembly drawing Keywords：Bearing seat；Process analysis；a fixture；a theorem 第一章 引 言 機械制造業(yè)是國民經濟的基礎和支柱，是向其他各部門提供工具、儀器和各種機械 技術的裝備部。一個國家的機械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經濟實力個科學技術 水平的重要標志之一，在科技飛速發(fā)展的今天，機械產品和機械制造技術的內涵正在不 斷發(fā)生著變化，工程技術人員不僅要學習和掌握計算機技術等多方面的專業(yè)新知識、新 技術、而且要對機械制造和機床夾具等具備的基礎理論知識，運用全新的觀點重新優(yōu)化 組合。 “工欲善其事，必先利其器” 。 工具是人類進步的標志。自 20 世紀末期以來，現在制造技術與機械制造工藝自動化 都有了長足的發(fā)展。但工具(含夾具、刀具、量具與輔具等)在不斷的革新中，其功能仍 然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此， 無論在傳統制造還是在現代制造系統中，夾具都是重要的工藝裝備。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 5 1.1 基本概念 工藝過程：改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成平或半成 品的過程。 生產綱領：企業(yè)在計劃期內應該生產的產品產量和進度計劃。 基準：基準是指用以確定生產對象幾何要素間的幾何關系所依據的點、線、面，對 一個機械零件而言，基準就是確定該零件上的其它點、線、面所依據的點、線、面。 六點定位原理：任何一個自由剛體，在空間都有六個自由度（自由度是完全確定物 體在空間幾何位置所需要的獨立坐標數目） ，即沿坐標軸的 x、y、z 移動和繞次坐標軸的 轉動。限制了剛體的六個自由度，就確定了剛體的位置。 工序：工序是指一個（或一組）工人在一臺機床（或一個工作地點）上，對同一個 （或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 1.2 軸承座零件的介紹 軸承座零件一般都是用鑄鐵、銅等材料鑄造而成。 軸承座零件的毛坯選擇與其材料、結構和尺寸等因素有關，孔徑較?。ㄈ?d20mm） 的軸承孔一般選擇鋼模鑄造。也可以采用實心鑄件?？讖捷^大時，采用砂型制造。大量 生產是一般選用鋼模制造，這樣既提高生產率又節(jié)約金屬材料。 軸承座零件的主要表面是內孔和孔軸心線到地面的距離，其主要技術要求如下： （1） 內孔 內孔是軸承零件起支撐作用或定位作用最主要的表面，它通常與運動著的軸、 和軸承相配合。內孔直徑的尺寸精度一般為 7 級，精密軸套有時取 6 級，由于與其 相配的軸上有密封圈，故要求較低。 內孔的形狀精度，一般應控制在孔徑公差以內，有些精密軸套控制在孔徑公 差的 1/2 至 1/3，甚至更嚴。對于的軸承除了圓柱度和同軸度外，還應注意孔軸線直 線度的要求。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 6 為保證零件的功能和提高其耐磨性，內孔表面粗糙度一般為 Ra3.2 至 Ra1.6。 （2） 孔軸心線到地面的距離 保證底座與上蓋的平行度和尺寸要求。 1.3 夾具的作用 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經歷了 3 個階段：第一階段，夾具在工件加 工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生 產及內燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具不斷在規(guī)模生產中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工 質量的優(yōu)越性。各類定位、夾緊裝置的結構也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床-工件- 工藝裝備工藝系統中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具 發(fā)展的主要特點是高效率。在現代化發(fā)展的今天，各類高效率，自動化夾具在高效、高 精度及適應性方面。已有了相當大的提高。隨著電子技術，數控技術的發(fā)展?，F代夾具 的自動化和高適應性，已經使夾具與機床逐漸融為一體，使得中、小批量生產的生產效 率逐漸趨近于專業(yè)化的大批量生產的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾 具的主要特點是高精度、高適應性?？梢灶A見。夾具在每一個階段的主要發(fā)展趨勢將是 逐步提高智能化水平。夾具主要有如下作用： （1） 保證加工精度 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的相對 位置關系，可以保證加工精度。 （2） 提高生產效率 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高 生產效率。 （3） 減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液動、夾緊裝置，可以減輕工人的勞 動強度 （4） 擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，擴大機床加工范圍，例如，在機床或鉆床 上使用膛模可以代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 7 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 軸承座是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便 的使用,減少了使用廠家的成本。 2.2 零件圖樣分析 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 8 圖 1.1 零件圖 1）側視圖右側面對基準 C（30 mm 軸線）的垂直度公差為 0.03mm。 021. 2）俯視圖上、下兩側面平行度公差為 0.03mm。 3）主視圖上平面對基準 C（30 mm 軸線）的平行度公差為 0.03mm。 021. 4）主視圖上平面平面度公差為 0.008mm，只允許凹陷，不允許凸起。 5）鑄造后毛坯要進行時效處理。 6）未注明倒角45。 7）材料 HT200。 2.3 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高， 不適合磨削為此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： l）30 mm 軸承孔可以用車床加工、也可以用銑床鏜孔。 021. 2）軸承孔兩側面用銑床加工，以便加工 2mm1mm 槽。 3）兩個 8 mm 定位銷孔，與銷要過渡配合，精度達到 IT8，要先鉆后鉸才能達 02. 到要求。 4）側視圖右側面對基準 C（30 mm 軸線）的垂直度檢查，可將工件用 30mm 心 021. 軸安裝在偏擺儀上，再用百分表測工件右側面，這時轉動心軸，百分表最大與最小差 值為垂直度偏差值。 5）主視圖上平面對基準 C（30 mm 軸線）的平行度檢查，可將軸承座 021. 30 mm 孔穿入心軸，并用兩塊等高墊鐵將主視圖上平面墊起，這時用百分表分別 021. 測量心軸兩端最高點，其差值即為平行度誤差值。 6）俯視圖兩側面平行度及主視圖上平面平面度的檢查，可將工件放在平臺上，用百 分表測出。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 9 第三章 確定毛坯 3.1 確定毛坯種類： 零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單， 生產類型為中批生產，故選擇金屬鑄造模毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊,選用 鑄件尺寸公差等級為 CT-12。加工余量等級為 G. 3.2 確定鑄件加工余量及形狀： 查機械制造工藝設計簡明手冊 ，選用加工余量為 8 級，并查表 2.2-4 確定各個加 工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 表 2.1 零件加工余量表 簡 圖 加工 面 代號 基 本 尺 寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 A1 15 8 3 單側加工 A2 82 8 3 單側加工 A3 38 8 3 單側加工 A4 15 8 3 雙側加工 A5 42 8 3 雙側加工 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 10 B1 30 8 152 雙側加工 B2 35 8 17.52 雙側加工 第四章 工藝規(guī)程設計 4.1 選擇定位基準： 1. 粗基準的選擇：以軸承孔兩側毛坯為主要的定位粗基準 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“基準重合” 原則和“基準統一”原則，以已加工底面為主要的定位精基準,13mm 的螺栓孔為定位精 基準。 4.2 制定工藝路線 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的 經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用臥式銑床、搖臂鉆床、臥式車床及 專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生 產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序 1 時效處理 工序 2 鑄件內外非加工表面徹底清洗干凈，涂耐油漆同時檢查鑄件是否有缺陷。 工序 3 夾軸承孔兩側毛坯，銑軸承座底面，照顧尺寸 30mm 和表面粗糙度。 工序 4 鉆 9 的孔和锪 13 的沉頭孔。保證孔深 8 mm。 2.0 工序 5 以已加工底面和沉頭孔定位基準，在軸孔處壓緊，銑主視圖上平面及軸承 孔左、右側面 42mm。 工序 6 刨 2mm1mm 槽，照顧底面厚度 15mm。 工序 7 夾 42mm 兩側面，按底面找正，銑四側面，保證尺寸 38mm 和 82mm。 工序 8 鉆 8 mm 的銷孔，保證孔的尺寸及公差。 02. 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 11 工序 9 鉆 6 的油孔，保證孔深 20mm。 工序 10 鉆 4 的油孔，保證與 的油孔相通。 工序 11 以底面及沉頭孔定位，采用專用夾具裝夾工件，鉆 30 mm、35mm 孔， 021. 保證 30 mm 中心至上平面距離 15 mm 023. 05. 工序 12 以底面及沉頭孔定位，在未加工的圓柱表面夾緊。采用彎板式專用夾具裝 夾工件，車 30 mm、 35mm 孔、倒角 145，保證 30 mm 中 021. 021. 心至上平面距離 15 及 30 mm 的表面粗糙度 0.8. 021. 工序 13 去毛刺 工序 14 總檢入庫 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.3.1 圓柱表面工序尺寸： 前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序 的加工余量如下： 表 3.1 圓柱表面工序尺寸表 加工表面 加工內 容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗 糙度 鉆 15 IT11 10.512.530IT7 （B1） 擴 2 IT11 84.26.3 35（B2 ） 鏜 0 36.3 擴 1.8 IT10 084.96.3 粗鉸 0.13 IT8 21. 1.630IT7（B1） 精鉸 0.07 IT7 03.0.8 4（B6） 鉆 0 IT10 4 6.3 13（B4） 鉆 0 IT10 13 6.3 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 12 鉆 0.2 IT10 7.86.38（B3） 粗鉸 0 IT8 8 1.6 4.3.2 平面工序尺寸： 表 3.2 平面工序尺寸表 工序 號 工序內容 加工余量 基本尺寸 經濟精度 工序尺寸偏差 01 鑄件 3 CT12 3 粗銑下底 面 2 19 IT12 021. 04 精銑下底 面 1 18 IT8 7. 粗銑上底 面 2 16.0 IT12 018. 05 精銑上底 面 1 15.0 IT8 27. 粗銑軸承 孔 左側面 2 42 IT12 05. 05 精軸承孔 左側面 1 41 IT8 039. 粗軸承孔 右側面 2 39 IT12 25. 05 精軸承孔 右側面 1 38 IT8 039. 粗軸承座 前面 2 86 IT12 0.25 06 精軸承座 前面 1 85 IT8 3. 粗軸承座 后面 2 83 IT12 0.25 06 精軸承座 后面 1 82 IT8 04. 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 13 第五章 各工序的加工參數計算 5.1 銑底平面 5.1.1 粗銑底平面 1) 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 120 x12，機床的型號專用機床 2) 刀具：YG6 硬質合金端銑刀。由于銑刀在工作時，是斷續(xù)切削，刀齒受很大的機 械沖擊，在選擇幾何角度時，應保證刀齒具有足夠的強度。由金屬切削原理與 刀具可取 -10 K =60 =10 。o0s0r00 3) 加工要求:粗銑軸承座的下底面。確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為 3mm， 工藝設計簡明手冊表 1.4-8 和表 2.3-21 可知精加工余量為 1mm。 4) 確定每齒進給量，由切削加工簡明實用手冊表 3.5，YG6 硬質合金端銑刀所 允許的進給量為 f=0.14-0.24mm/z。但采用的不對稱銑，f=0.14mm/z，ap=2mm。 5) 計算切削用量 由切削加工簡明實用手冊表 3.16，當 d=125mm 時， Z=12,ap3.5mm,f0.24mm/z 時，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。 各修正系數為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/min n=nt*0.89*1=220.7r/min Vf=Vft*0.89*1=296.4mm/min 由機床可得：n=235r/min Vf=375mm/min 則 實際切削速度和進給量為： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 14 min/3.92105粗 xdnv zczVfFz /.*237 校核該機床功率（只需校核粗加工即可） 。 由切削簡明手冊表 3.24 得當 174HBS207，ae100mm，ap2.0mm d=125mm，z=12，Vf=475mm/min 切削功率為 P =3.8kw4.5kwm 其所消耗量功率小于機床功率，故可用。 6) 計算基本工時 min15.037tvfLm 5.1.2 精銑底平面 1) 刀具和機床不變 2) 由切削加工簡明實用手冊表 3.5 得，要使表面粗糙度達到 Ra1.6 時， f=0.4-0.6mm/z，ap=1mm 3) 決定切削速度和進給量 由切削加工簡明實用手冊表 3.16，當 d=125mm 時， Z=12,ap1.5mm,f0.1mm/z 時，Vt=124m/min，nt=316r/min，Vft=304mm/min。 各修正系數為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=110.4m/min n=nt*0.89*1=281.2r/min Vf=Vft*0.89*1=270.6mm/min 由機床 X52K 可得：n=300r/min Vf=300mm/min 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 15 則 實際切削速度和進給量為： V = dn/1000= =117.75m/min精 10 3254. Fz= = =0.08mm/zncz f*30 4) 計算基本工時 tm= =vf lmin3.0128 5.2 鉆 9 孔及锪 13 的沉頭孔 本工序加工由鉆孔和锪孔兩次加工完成，機床為搖臂鉆床，型號Z3025。 5.2.1 鉆 9 孔 1) 確定加工余量 刀具采用直柄麻花鉆（硬質合金） ，麻花鉆規(guī)格為 d=9mm 查機械制造工藝設計簡明手冊 （以下簡稱簡明手冊 ）表 2.3-8 可得，精加工 （鉸）的加工余量為 0.2mm。 2) 確定進給量 2.1) 按加工要求決定進給量 根據切削用量簡明手冊表 2.7，知當加工要求為 HT12 精度等級，材料為 HT200、 =9mm 時 f=0.470.57mm/r0d 由于 l/d=38/9=4.1=5 故修正系數為 0.9 則 f=（0.470.57）x 0.9=0.4230.513mm/r 2.2) 按鉆頭強度決定進給量 根據表 2.8，當材料為 HT200， 時，得鉆頭強度允許的進給量md8.70 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 16 f=1.0mm/r 2.3) 按機床進給機構強度決定進給量 根據表 2.9，當 HBS=200，d 10.2mm，F=78488330 得機床進給量 f=1.6mm/r 故綜合所述：進給量 f=0.41mm/r 2.4) 軸向力校核 可由表 2.19 可查出鉆孔時當 f=0.41mm/r、d12mm 時 ，軸向力的修正N250Ff 系數均為 0.85 故 NFf215 根據 Z3025 鉆床機床進給機構強度允許的最大軸向力 F =7848N。故 f=0.41mm/rmax 可用。 2.5) 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表 2.12 可得，當 d20mm 時鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.8mm，壽命 T=35min 2.6）確定切削速度 由表 2.14，HBS=200，加工屬性四類 由表 2.13 得，f=0.36mm/r 標準 時md6.90 V =19m/minc 切削速度的修正系數為 0.1Ktv .CV85.0LVK 見表 2.31 min/5.68.19Vt min/570rdvn 根據機床取 Nc=630r/min 2.7) 基本工時計算 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 17 min09.41.638nfLtm 5.2.2 锪 13 孔 保證孔的深度為 8 刀具的選擇：硬質合金帶導柱直柄平底锪鉆 d=2.5 由于刀具材料和機床與鉆孔時完全一樣，則切削速度和進給量與鉆孔一致。只有基 本工時不同： min05.41.638nfLtm 5.3 銑兩直角邊 5.3.1 粗銑兩直角邊 1) 選擇機床：由于采用的是對稱銑，故選擇專用臥式機床 X61 2) 刀具：YG6 硬質合金 d=125mm。由表 3.7 得：刀具壽命 T=180min。 3) 決定切削速度 Vc 和進給量 f 由切削簡明手冊表 3.16 當 d=125mm，z=12，ap3.5，fz0.14mm/z 時， Vt=97m/min， nt=248r/min，Vft=333mm/min 各修正系數為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/min n=nt*0.89*1=220.7r/min Vf=Vft*0.89*1=296.4mm/min 由機床 X61 機床可得：n=255r/min，Vf=300mm/min 則實際切削速度和進給量為： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 18 min/102510dVn粗 zzFcz /98.3*f 4) 由切削簡明手冊表 3.24 得當 174HBS207，ae42mm，ap2.0mm d=125mm，z=12，Vf=300mm/min 切削功率為 P =1.1kw4.5kwm 其所消耗量功率遠小于機床功率，故可用。 5) 計算機工時 min15.037vfLtm 5.3.2 精銑兩直角邊 1) 刀具和機床不變。 2) 決定切削速度 Vc 和進給量 f 由切削簡明手冊表 3.16 當 d=125mm，z=12，ap1.5，fz0.1mm/z 時， Vt=124m/min，nt=316r/min，Vft=304mm/min 各修正系數為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=110.4m/min 3) 決定機床轉速和切削速度 n=nt*0.89*1=281.2r/min Vf=Vft*0.89*1=270.6mm/min 由機床 X61 機床可得：n=300r/min，Vf=300mm/min 則實際切削速度和進給量為： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 19 min/75.103125dVn精 zzfc /8.Fz 4) 計算基本工時 min15.037tfVLm 5.4 刨退刀槽 1) 選擇刀具：由于退刀槽是比較特殊的，故要自制寬度為 1mm 的的硬質合金刀。 2) 機床：牛頭刨床 B635。 3) 在大批量生產，為了節(jié)省工時，在刨退刀槽的時候可以一次性刨 10 的工件。 4) 根據牛頭刨床的主要技術參數可得： 刨一次需要的時間為： =0.03minmt 因此每件工件的基本工時 t=0.003min 進給量 f=1.5mm 5.5 銑四側面 1) 選擇機床：由于采用的是對稱銑，故選擇專用臥式機床 X61 2) 刀具：YG6 硬質合金 d=125mm。由表 3.7 得：刀具壽命 T=180min 由于所選擇的刀具、機床與銑兩直角邊的刀具、機床完全相同，所以該工序中 的參數大部分完全相同，只有最后的基本工時不相同。故基本工時計算為： 銑軸承孔兩側的邊： = =粗tvf Lmin35.0178 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 20 = =精tvf Lmin35.0178 銑軸承孔前后的邊： = =粗tvf Lin15.0378 = =精tf mi. 5.6 鉆（鉸）8 銷孔 銷孔加工由鉆和鉸兩次加工完成，機床為搖臂鉆床， 型號Z3025。 加工要求 鉆、鉸 8 銷孔，表面粗糙度為 Ra1.6。 5.6.1 鉆 8 銷孔 1) 確定加工余量 刀具采用直柄麻花鉆（硬質合金） ，麻花鉆規(guī)格為 d=7.8 L=109 l=69。 查機械制造工藝設計簡明手冊 （以下簡稱簡明手冊 ）表 2.3-8 可得，精加 工（鉸）的加工余量為 0.2mm。 2) 確定進給量 a. 按加工要求決定進給量 根據切削用量簡明手冊表 2.7，知當加工要求為 HT12 精度等級，材料為 HT200、d =7.8 時 f=0.36-0.44mm/r0 由于 l/d=15/7.8=1.9 故 f=0.36-0.44mm/r b. 按鉆頭強度決定進給量 根據表 2.8，當材料為 HT200，d =7.8mm 時，f=0.86mm/r0 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 21 c. 按機床進給機構強度決定進給量 根據表 2.9，當 HBS=200，d=10.2mm，F=78488330 得機床進給量 f=1.6mm/r 可由表 2.19 可查出鉆孔時當 f=0.36mm/r、d10.5mm 時 F =3000N，軸向力的修f 正系數均為 0.85 故 F =2550Nf 根據 Z3025 鉆床機床進給機構強度允許的最大軸向力 F =7848N。故 f=0.36mm/rmax 可用。 d. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表 2.12 可得，當 d20mm 時鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.8mm，壽命 T=35min e. 確定切削速度 由表 2.14，HBS=200，加工屬性四類 由表 2.13 得，f=0.36mm/r 標準 d =9.6mm 時0 V =14m/minc 切削速度的修正系數為 K =1.0 K =1.0 K =0.85TVCVLV 見表 2.31 V= V K =14x1.0 x1.0 x0.85x1.0=11.9m/minLmin/r4801dvn 根據機床取 Nc=500r/min f. 基本工時計算 min1.036.5nfLtm 5.6.2 鉸 8 銷孔至尺寸 1) 確定進給量 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 22 刀具選擇硬質合金鉸刀，d =80 由表 2.25 可得：a =0.060.09mm f=0.20.3mm/rp V =8 12m/min 切削液：無 f=0.25mm/rc 2) 確定主軸轉速 查表 2.30 得：C =15.6, Z =0.2, X =0, Y =0.5vvv T=45 d =8 a =0.080p 利用公式 V = c K =8.7m/minvmin/3481.70rn 選取 Nc=400r/min 3) 計算基本工時 T = =0.2minm25.041 5.7 鉆 6 油孔 1) 機床為搖臂鉆床，型號Z3025。 2) 確定加工余量 刀具采用高速鋼麻花鉆（硬質合金） ，麻花鉆規(guī)格為 d=6mm 查機械制造工藝設計簡明手冊 （以下簡稱簡明手冊 ）表 2.3-8 可得，精 加工（鉸）的加工余量為 0mm。 3) 確定進給量 1.按加工要求決定進給量 根據切削用量簡明手冊表 2.7，知當材料為 HT200、d =6 時0 f=0.360.44mm/r 由于 l/d=15/6=2.5 故 f=0.360.44mm/r 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 23 2.按鉆頭強度決定進給量 根據表 2.8，當材料為 HT200，d =6mm 時，f=0.50mm/r0 3按機床進給機構強度決定進給量 根據表 2.9，當 HBS=200，d=10.2mm，F=78488330 得機床進給量 f=1.6mm/r 可由表 2.19 可查出鉆孔時當 f=0.36mm/r、d10.5mm 時 F =3000N，軸向力的修f 正系數均為 0.85 故 F =2550Nf 根據 Z3025 鉆床機床進給機構強度允許的最大軸向力 F =7848N。故 f=0.36mm/rmax 可用。 4) 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表 2.12 可得，當 d20mm 時鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.8mm，壽命 T=20min 5) 確定切削速度 由表 2.14，HBS=200，加工屬性四類 由表 2.13 得，f=0.36mm/r 標準 d 20mm 時鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.3mm，壽命 T=140min 5) 確定切削速度 由表 2.14，HBS=200，加工屬性四類 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 28 由表 2.13 得，f=0.36mm/r 標準 d =30mm 時0 V =10m/minc 切削速度的修正系數為 K =1.0 K =1.0 K =0.85TVCLV 見表 2.31 V= V K =10 x1.0 x1.0 x0.85x1.0=8.5m/minT n= =92r/mindv10 根據機床取 Nc=125r/min 6) 基本工時計算 t = = =0.20minmnfL1.2543 5.13 加工 30 孔至要求尺寸 5.13.1 粗鉸 29.7 孔至 29.93 1) 刀具：硬質合金鉸刀 由切屑簡明手冊表 2.25 得 2) 決定進給量 f=0.4-0.7mm/r Vc=10-15m/r 取 f=0.5mm/r 3) 決定鉆頭磨鈍標準及壽命，查表得，當 d0 =29.93mm 時，鉆頭后刀面最大磨損 量取為 0.60.9mm，壽命 T=140min 4) 決定切削速度 查表 切削速度修正系數為 kTV=1.0,kcv=1.0,klv=0.85,ktv=1.0,故 v=vckv=（1015）1.0 1.01.00.85m/min=8.513m/min vc = = r/min=12r/min faTdvyxvP zom 85.06.1520493.1.03. n= = r/min=131r/min01 9.23. 根據 Z3025 鉆床說明書，可考慮選擇 nc=200r/min， 5) 計算基本工時 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 29 tm= = = 0.3nfL5.0*273 5.13.2 精鉸 使孔至 保證孔的表面粗糙度 Ra 0.8m 23.0 1) 刀具：硬質合金鉸刀 由切屑簡明手冊表 2.25 得 f=0.4-0.7mm/r Vc=10-15m/r 取 f=0.5mm/r 2) 決定鉆頭磨鈍標準及壽命，查表得，當 d0 =30mm 時，鉆頭后刀面最大磨損量取 為 0.60.9mm，壽命 T=140min 3) 決定切削速度 查表 切削速度修正系數為 kTV=1.0,kcv=1.0,klv=0.85,ktv=1.0,故 v=vckv=（1015）1.0 1.01.00.85m/min=8.513m/min vc = = r/min=14r/min faTdvyxvP zom 85.06.15340.1.0. 2 n= = r/min=150r/min01 3. 根據 Z3025 鉆床說明書，可考慮選擇 nc=200r/min， 4) 計算基本工時 tm= = =0.3nfL5.0*273 5.14 確定時間定額及負荷率： 1) 作業(yè)時間包括加工時間和輔助時間兩部分，則各工序的作業(yè)時間計算如下： （1） 銑軸承座底面的作業(yè)時間：粗銑和精銑基本時間已求出為 0.15min 和 0.33min，作業(yè)時間如下： t= 0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.15+0.33+0.5+0.5=2.55min （2） 鉆 9 孔及锪 13 的沉頭孔的作業(yè)時間：鉆 9 孔及锪 13 的沉頭孔基本時 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 30 間已求出為 0.09min 和 0.05min，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04+0.09+0.5+0.05+0.5+0.5=2.33m in （3） 銑兩直角邊的的作業(yè)時間：粗銑和精銑基本時間已求出為 0.15min 和 0.15mm， 作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.15+0.15+0.5+0.5=2.05min （4） 刨退刀槽的作業(yè)時間：基本時間已求出為 0.03min，作業(yè)時間如下： t=（0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.5）10+0.03=0.15min （5） 銑四側面的作業(yè)時間：基本時間已求出為 0.35+0.35+0.15+0.15=1.0min，作業(yè) 時間如下： t=0.5+0.04+0.01+0.05+0.05+0.07+0.03+0.03+0.16+1+1.5=3.54min （6） 鉆（鉸）8 銷孔的作業(yè)時間：基本時間已求出為 0.1+0.2=0.3min，作業(yè)時間 如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.3+0.5 +0.5=1.99min （7） 鉆 6 油孔的作業(yè)時間：基本時間已求出為 0.1，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.1 =0.59min （8） 鉆 4 油孔的作業(yè)時間：基本時間已求出為 0.1min，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.1 =0.59min （9） 鉆孔至 15 孔的作業(yè)時間：基本時間為 0.28min，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.28=1.07min （10） 擴孔至 28 孔的作業(yè)時間：基本時間為 0.9min，作業(yè)時間如下： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 31 t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.9=1.69min （11） 鏜孔至 35 孔的作業(yè)時間：基本時間為 0.03min，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.03=0.82min （12） 擴、粗、精鉸孔至 29.93 孔的作業(yè)時間：基本時間為 0.2min、0.3min 和 0.3min，作業(yè)時間如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.3+0.3+0.5+0.2+0.3 +0.5=2.89min 2) 工件生產節(jié)拍的確定：一年按 365 天算，年產量 10000 件，除去周末和節(jié)假日剩余 227 天，每天工作 6 小時，則各工序生產節(jié)拍如下： 生產節(jié)拍= min17.81027VT 3) 工時定額的確定：因為休息時間，喝水，上廁所等時間占作業(yè)時間的 35% 工時定額=工作時間*（1+0.35） 則工序 1 的工時定額=2.55*1.35=3.44 則工序 2 的工時定額=2.33*1.35=3.14 則工序 3 的工時定額=2.77 則工序 4 的工時定額=0.20 則工序 5 的工時定額=4.78 則工序 6 的工時定額=2.68 則工序 7 的工時定額=0.80 則工序 8 的工時定額=0.80 則工序 9 的工時定額=1.44 則工序 10 的工時定額=2.28 則工序 11 的工時定額=1.11 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 32 則工序 13 的工時定額=3.90 4) 設備負荷率的計算：因為設備負荷率= 60*271工 作 時 間 工序的 1 設備負荷率=42.1% 工序的 2 設備負荷率=38.4% 工序的 3 設備負荷率=33.0% 工序的 4 設備負荷率=2.4% 工序的 5 設備負荷率=58.5% 工序的 6 設備負荷率=32.7% 工序的 7 設備負荷率=9.8% 工序的 8 設備負荷率=9.8% 工序的 9 設備負荷率=17.6% 工序的 10 設備負荷率=27.9% 工序的 11 設備負荷率=13.6% 工序的 12 設備負荷率=47.8% 第六章 車床專用夾具設計 6.1 提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度：一個面限制三個自由度，長圓柱銷控制 2 個自由度， 定位銷限制 1 個自由度。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 33 （2）怎樣夾緊：設計夾具由螺旋夾緊工件。 （3）設計的夾具怎樣排削：此次加工采用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之 間的間隙進行排削。 （4）怎樣是夾具使用合理，便于裝卸。 6.2 設計思想 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合 理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對 30 孔進行加工，這個孔尺寸要求是 IT10，表面粗糙度為 Ra12.5，鏜可以滿足其精度。所以在設計時要在滿足其精度要求的前提下提高勞動生產 效率，降低勞動強度。 6.3 定位分析 （1）定位基準的選擇 根據夾具手冊知定位基準盡可能與工序基準重合，在同一工序的各道工序中， 應盡量采取同一定位基準進行加工。故加工 30 孔時，采用軸承座底面和 44 外圓柱 面作為定位基準 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差確定，基準重合b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相 對位置的變化即存在基準位移誤差。 j=（TD+Td+S）/2 TD=0.060mm Td=0.011mm S=0.010mm J=0.0365mm 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 34 6.4 切屑力與夾緊力的計算 刀具：30 的鏜刀。F= fcpFF 鏜孔切削力：查機床夾具設計手冊P70 表 3-6，得鏜削力計算公式： =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4NFcFcXYZcpCafvk =1940 x2.20.9x0.30.6x36.86-0.3x0.5 =324.5Npppc =2880 x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3NFfFffXYZf =959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89fcp 鏜孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70 表 3-6，查得工件以一個面和兩個孔定 位時所需夾緊力計算公式： dtdfLQWgz 132)( 式中 螺紋摩擦角 平頭螺桿端的直徑1 工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16f 螺桿直徑dz 螺紋升角 Q 手柄作用力 L 手柄長度 則所需夾緊力 dtdfLWgz 132)( =766（N） 根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 35 6.5 夾具簡要操作說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉，應使夾具結構簡單， 便于操作降低成本。 由于本夾具沒有使用擴力機構，螺釘夾緊時可再配有一活動長手柄。零件的裝夾要 用手柄旋擰夾緊螺釘，因此，夾具的零件對精度要求較高，操作時要注意夾具各螺紋是 否擰緊；還有就是夾具操作是，要防止定位零件有過大的磨損。若有較大的磨損，要注 意及時更換，以保證零件加工精度。 車床夾具圖 第七章 銑床專用夾具設計 本夾具主要用來粗、精銑軸承座平面。由于加工本道工序簡圖可知。粗、精銑軸 承座平面時，粗糙度要求 Ra=1.6m，軸承座槽平面與下平面有平行度要求，并于工 藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對軸承座上平面進行粗精加工。因此在本道 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 36 工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度 和表面質量。 7.1 銑床夾具的結構特點 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成型面。銑削加工的切 削用量和切削力一般較大，切削力的大小和方向也是變化的，而且又是斷續(xù)切削，因 而，加工時的沖擊和振動也比較嚴重。所以設計這類夾具時，要特別注意工件定位穩(wěn) 定性和夾緊可靠性；夾緊裝置要能產生足夠的夾緊力，手動夾緊時要有良好的自鎖能 力。夾具上的組成元件的強度和剛度要求高。為此，要求銑床夾具的結構比較粗壯低 矮，以降低夾具重心，增加剛度、強度，銑削的切削較多，夾具上應有足夠的排削空 間，以盡量避免切削堆積在定位支承面上。因此，定位支承面因高于周圍的平面，而 且在夾具體內盡可能做出便于清除切屑和排出冷卻液的出口。粗銑時振動較大，不宜 采取偏心夾緊，因為振動時偏心夾緊容易松開。 7.2 夾緊原理 此夾具原理是用來加工上平面的，并在銑床上，加工是為了 X 方向上的平整，并 保證 Z 方向上的高度。所以限制的自由度為 , 用兩凸臺即可約束，然后還要將 Y 方 XY 向上的夾緊，就從外圓柱施力夾緊。 7.3 切削力與夾緊力的計算 1.切屑力的計算：根據工件的材料為 HT200 可以確定使用硬質合金的端銑刀，由 此可以得到切削力公式為： =9.8154.5 ZFz AefApDo a銑削深度 取 2mmp b齒進給量 （mm/Z）0.20 根據工件材料及銑床牌號銑床功率Af 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 37 c端面銑刀直徑 取 22mmDo d 取 0.08 得 17.6Aoo eZ=10 將以上數據代入公式得 =2425.7NFz 2.夾緊力的計算：有夾緊裝置的結構可知力 F 可看做是作用力在 Y 方向上的分 力 F=1/2N MK/lf M= f=0.40Fy FzRl W4374.2N 根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 第八章 結 論 本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆功螺紋、打毛刺等工 序。主要經歷了兩個階段的設計：第一個階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二個階段是 專業(yè)夾具設計。第一個階段運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額 計算等方面的知識；第二階段是夾具設計，運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計 等方面得知識。先確定工件的基準，然后通過兩個垂直面定位，將工件固定夾緊在夾具 上，在此計算了夾緊力和夾具體的誤差等。因為是批量生產，工序就分得很集中，中間 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 38 就可以省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 本次設計中以無大的問題，基本達到了設計的要求。只是在加工工藝規(guī)程與夾具設 計中沒有能提出多種方案進行分析比較，有所不足，希望老師能給予本設計一些建議。 參考文獻 1.倪小丹，楊繼榮主編.機械制造技術基礎 ，清華大學出版社 2.顧崇銜主編.機械制造工藝學 ，陜西科學技術出版社 3.李旦著.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社 4.陳宏均.機械加工工藝方案設計級案例.機械工業(yè)出版社 5.陳宏均.典型零件機械加工生產實例.機械工業(yè)出版社 6.山東工學院，上海交大主編 . 金屬切削刀具 , 福建科技出版社 . 7.機械工程手冊第 47 篇金屬切削刀具 , 機械工業(yè)出版社 . 8. 顧熙堂等主編 . 金屬切削機床設計 , 上?？萍汲霭嫔?9.有關 ( 、卷 ) 、 等資料。 10.劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.機械工業(yè)出版社 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 39 致 謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有 他們的幫助，畢業(yè)設計的進行就會相當的困難。 在這里首先要感謝我的指導導師李玲芳老師。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè) 設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳 細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是 李老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬李老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科 學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次在此設計及論文撰寫過程中還得到了本班幾位同學的幫助與指導，在此對你們 表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。 最后感謝機械工程學院和我的母校湖南文理學院四年來對我的大力栽培。感謝大學 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 40 四年來所有的老師，為我打下機械專業(yè)知識的基礎。讓我能在今后的工作崗位中實現自 己的價值。