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辽宁工程技术大学课程设计VI辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：轴承托脚零件的机械加工工艺规程及孔8工艺装备设计班级： 机械09-3班 姓名： 指导教师： 完成日期： 2012年6月22日一、设计题目轴承托脚零件的机械加工工艺规程及孔8工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批生产三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片 1套5绘制夹具装配图（A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1，夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字）。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要在这个学期机械制造技术基础课程设计中，我设计的内容是零件轴承托脚，主要包括两个部分，一是轴承托脚的加工工艺分析，二是针对于某一个工序进行加工的专用夹具的设计。设计内容为设计轴承托脚零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出泵体零件图、毛坯图、夹具体零件图和夹具装配图，填写机械加工工艺过程综合卡片和编制所设计夹具对应的那道工序的机械及啊工工艺卡片，并编制课程设计说明书。轴承托脚是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡；轴承托脚的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。全套图纸，加153893706关键词:轴承托脚 工艺分析 专用夹具设计AbstractIn this semester mechanical manufacturing technology foundation course design, I design is the content of the bearing parts, feet, mainly includes two parts, one is the processing technology of the foot bearing analysis, 2 it is based on a process of special jig design process .Design content for the design of mechanical parts, bearings feet processing procedures and process equipment, and rendering the pump body parts graph, blank diagram, clip the specific part drawing and fixture assembly drawing, fill in machining process of comprehensive CARDS and the corresponding fixture design of the process to machinery and ah work process card, and its curriculum design specification.Feet are used to support the bearing of the bearing, fixed bearing outer ring, just let inner circle turn, outer ring to keep still, and always with the direction of transmission consistent (such as motor running direction), and keep balance; The concept of foot bearing is bearing and the collection of words, so that in application, this advantage is can have a better coordination, and convenient use, reduce the cost of using manufacturer.Through this course design, can let us to better understand and comprehend machinery manufacturing technology base this course, better will book knowledge to use, can better master has learned the knowledge, eliminate learn knowledge cannot be applied malpractice, in the course of design, still can better exercise his diligent spirit, only stand loneliness and studious nature can learn the true knowledge.Key words：Bearings feet，Process analysis，Special jig design目 录序言 11.零件的工艺分析及生产类型的确定 2 1.1零件的工艺分析21.2轴承托脚的技术要求31.3零件的生产类型42.选择毛坯，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图42.1选择毛坯 42.2确定机械加工余量 42.3确定毛坯寸5 2.4设计毛坯 52.5绘制毛坯简图 63.选择加工方法，确定加工路线73.1定位基准的选择 73.2零件表面加工方法的选择 83.3加工阶段的划分 83.4制定工艺路线 94.工序设计 104.1选择加工设备和工艺设备 104.2确定工序尺寸（工序12）105.确定切削用量及加工时间 115.1切削用量的计算115.2基本时间的计算125.3辅助时间的计算135.4其他时间的计算 135.5准备和终止时间的计算135.6单件单孔总时间的计算136.专用夹具的设计147.设计体会 1719辽宁工程技术大学课程设计 序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 由于所学的知识所限，考虑的不够全面，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教，提出您宝贵的建议。1零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的工艺分析图1-1图1-2通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是轴承托脚需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度。轴承托脚有两个加工面，他们之间没有任何的精度要求。1.以薄板两个面为基准，主要加工4x13的孔和68的孔。2.以68的孔为基准，主要加工面是4x13的孔和M6的螺纹孔。1.2轴承托脚的技术要求该轴承托脚的各项技术要求如下表所示：表1-1加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)62孔左端面110IT1212.562孔右端面110IT1212.562通孔62上+0.018下-0.012IT73.20.05B68内孔68IT120.05B90轴90上-0.036下-0.123IT96.30.08A85轴85上0下-0.087IT96.30.06A厚度为17的平台17IT12右侧为6.34-13的小孔13IT1212.550x20的槽50上+0.03下-0.01IT8底面6.3两侧3.28的锥销孔8IT126.3宽20长20mm顶端槽两侧20上+0.01下-0.01IT7 侧面3.2底面6.3M6底孔12.5轴孔处的倒角1.5x456.3根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。1.3零件的生产类型零件的生产纲领：中批量生产。2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1选择毛坯零件结构比较简单，在工作工程中主要是支撑轴承的工作，会受到冲击性载荷的作用，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，选用HT200，采用机器造型，能保证零件的尺寸要求，从提高生产效率和加工精度上考虑，也是应该的。2.2确定机械加工余量 用查表法确定加工余量。毛坯总余量：由表2-1和表2-5，对于中批量生产，砂型机造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G级，公差等级为GT10，加工余量等级降一级使用。根据铸件的材料和铸造方法确定毛坯铸件典型的机械加工余量等级表，然后查取铸件的机械加工余量表2-4得；17mm薄板单边右端面的单边余量在厚度方向为0.7mm；轴孔的加工余量为：在孔内壁的单侧加工余量为1mm，总的加工余量为2mm，左侧轴的外侧的单侧加工余量为2mm，两侧的加工余量为4mm，右侧轴的单侧加工余量为2，两侧加工余量为4mm，端面的加工余量单侧为3mm，两侧为6mm。2.3确定毛坯尺寸 毛坯尺寸为零件的尺寸加上所查得的加工余量值。表2-1 项目机械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm备注17mm底板厚度方向0.72.417.71.2表2-1至表2-5轴孔12=23.2601.6表2-1至表2-5轴左侧外径22=43.2991.6表2-1至表2-5轴右侧外径22=43.2891.6表2-1至表2-5轴端面32=63.61161.8表2-1至表2-52.4设计毛坯（1）确定圆角半径需要加工的和不需要加工的过度表面处圆角半径为R=2mm；其余的圆角半径为R3R5。（2）确定拔模斜度拔模斜度为：5。（3）确定分模位置选择在主视图17mm薄板的左端面为分型面。2.5绘制毛坯简图图2-1图2-23选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择1.粗基准的选择：按基准的选择原则，作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择17mm薄板左端面和95外圆面作为粗基准。采用95外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用17mm薄板左端面作为粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的左端面为主要的定位粗基准。2.精基准的选择：根据该端盖零件的技术要求，选择17mm薄板右端面和63孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。62孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位端盖两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用端盖左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为零件在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。3.2零件表面加工方法的选择 加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注17mm右端面IT126.3粗铣-半精铣表1-6至表1-862内孔IT73.2粗扩-精扩-铰表1-6至表1-868内孔IT12粗车表1-6至表1-8轴孔两端面IT1212.5粗车表1-6至表1-885，90，95的外圆面IT96.3粗车-半精车表1-6至表1-8轴孔两端的倒角IT126.3粗车表1-6至表1-84x13孔IT1212.5钻表1-6至表1-850x20的槽IT86.3和3.2粗铣-精铣表1-6至表1-88小孔IT812.5钻表1-6至表1-8宽20长20顶端槽IT76.3和3.2粗铣-精铣表1-6至表1-8M6底孔IT1212.5钻表1-6至表1-83.3加工阶段的划分该轴承托脚加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（薄板右端面和62孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车68内孔和轴孔端面和粗车半精车85和90的外圆面，接着就是钻13的孔8的孔以及两个槽，最后是完成螺纹孔加工。3.4制定工艺路线工序1：铸造工序2：时效处理工序3：粗铣-半精铣17mm右端面工序4：粗扩-精扩-铰62的内孔工序5：粗车68内孔工序6：粗车轴孔两端面工序7：粗车95的外圆面工序8：粗车-半精车90的外圆面工序9：粗车-半精车85的外圆面工序10：粗车轴孔段的1.5x45倒角工序11：钻4x13孔工序12：钻8孔工序13：粗铣-精铣50x20的槽工序14：粗铣-精铣宽20长20顶端槽工序15：钻M6底孔工序16：清洗。工序17：终检。4工序设计4.1选择加工设备与工艺装备表4-1工序号设备工 艺 装 备工序1工序2工序3立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序4Z525组合钻床62扩孔钻头、铰刀，游标卡尺、专用夹具工序5车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序6车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序7车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序8车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序9车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序10车床CA6140车刀、卡尺、三爪卡盘工序11Z525组合钻床13钻头、游标卡尺、专用夹具工序12Z525组合钻床8钻头、游标卡尺、专用夹具工序13立式铣床X51三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具工序14立式铣床X51三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具工序15Z525组合钻床麻花钻、丝锥、游标卡尺工序16清洗机工序17塞规、百分表、卡尺等4.2确定工序尺寸（工序12）在这只确定钻-铰-精铰8孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm;钻孔余量Z钻=7.8mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm;粗铰：0.058mm;钻：0.15mm。综上所述，按照入体原则，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：80+0.015mm;粗铰7.960+0.058mm; 钻7.80+0.15mm它们的相互关系如下图所示。图4-15确定切削用量及基本时间（工序12）5.1切削用量的计算在这只计算钻-铰-精铰8孔此工序的切削用量和时间定额（1）钻孔工步被吃刀量的确定 取ap=7.8mm。进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为22m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=897.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=23.5m/min. (2)粗铰工步被吃刀量的确定 取ap=0.16mm。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为2m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序铰刀转速n=80 r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=2.4m/min. (3)精铰工步 被吃刀量的确定 取ap=0.04mm。 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.30mm/r。 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序铰刀转速n=159.2 r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=4.86m/min.5.2基本时间tm的计算（1）钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=17mm;l2=3mm；l1=(D/2)cotkr+(12)=（12mm/2）cot54+1.5mm=5.859mm；f= 0.1mm/r；n= 960r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(17mm+3mm+5.859mm)/(0.1mm/r960r/min)=0.269min=16.16s。（2）粗铰工步 根据表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表5-42的主偏角按kr=15，ap=(D-d)/2=(12.95mm-12.80mm)/2=0. 075mm的条件查得l1=0.28mm；l2=14mm；而l=17mm；f=0.40mm/r; n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（17mm+0.28mm+14mm）/（0.40mm/r97r/min）=0.806min=48.37s。（3）精铰工步 根据表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15、ap=(D-d)/2=(13mm-12.95mm)/2=0.025mm的条件查得l1=0.19mm；l2=13mm；而l=17mm；f=0.3mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（17mm+0.19mm+13mm）/（0.3mm/r195r/min）=0.516min=30.96s。5.3辅助时间的计算辅助时间与之间的关系为=（0.150.2），取=0.17，则各工序的辅助时间分别为：工序12钻孔工步的辅助时间：=0.1716.16s=2.75s工序12粗铰工步的辅助时间：=0.1748.37s=8.22s工序12精铰工步的辅助时间：=0.1730.96s=5.26s5.4其它时间的计算 布置工作时间是作业时间的2%7%，这里取4.5%，休息与生理需要时间是作业时间的2%4%，这里取3%，则各工序的其它时间（+）可按关系式（4.5%+3%）（+）计算，分别是：工序12钻孔工步的其它时间：+=7.5%（16.16s+2.75s）=1.418s工序12粗铰工步的其它时间：+=7.5%（48.37s+8.22s）=4.24s工序12精铰工步的其它时间：+=7.5%（30.96s+5.26s）=2.716s5.5准备和终止时间的计算由于是中批量生产，所以需要考虑准备和终止时间。终止时间一般按作业时间的3%-5%计算，在这里去4%。工序12钻孔工步的准备和终止时间：=4%（16.16s+2.75s）=0.76s工序12粗铰工步的准备和终止时间：=4%（48.37s+8.22s）=2.26s工序12精铰工步的准备和终止时间：=4%（30.96s+5.26s）=1.45s5.6单件单孔时间的计算工序12的单件时间为三个工步单件时间的和，其中钻孔工步=16.16s +2.75s +1.418s +0.76s=21.09s粗铰工步=48.37s+8.22s +4.24s +2.26=63.09s精铰工步=30.96s+5.26s +2.716s +1.45=40.386s所以工序12的单件时间=+=21.09s +63.09s +40.386s=124.57s6夹具设计 该设计设计工序12的专用夹具。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1确定定位元件工件以轴孔的一端面和62孔为定位基准，采用长定位销和轴肩组合定位方案，在定位平面及长定位销的圆柱面上定位，其中长定位销限制X和Y方向的转动和移动4个自由度，轴肩限制了z轴的移动自由度，一共限制了五个自由度。在17mm薄板的直角端，采用活动v形块进行定位，既可以限制z轴的转动自由度，又可以限制对工件起到一定的夹紧作用。定位误差的计算：由于定位基准与工序基准一致，所以基准不重合误差b为0。由于定位销与轴承托脚62孔的配合为，所以定为基准孔与定位销间的最小间隙S为0。查公差数值表的IT7=0.03mm，IT6=0.019mm。参考指导书表2-40的计算公式得总的定位误差d=+S=0.03+0.019+0=0.049mm。6.2夹紧机构根据生产纲领的要求，需要中批量生产，为了提高生产效率，故采用圆偏心夹紧机构，偏心螺旋夹紧机构的各零件均采用标准夹具元件。具体原理是通过手动转动把手，使工件夹紧。其压紧的主要作用是防止工件在钻孔过程中，切削力的作用下产生转动和震动，并且该工序加工的是8的小孔，所以该加紧方案能够满足加紧要求。确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。1，夹紧力方向的选择夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时注意，应垂直于主要定位基准面。以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。2，夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。选择时注意：应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。6.3导向装置采用可换钻套作为导向装置，基本尺寸D=12mm。选用JB/T 8045.2-1999，钻套高度H=12mm，排削间隙h(0.30.7)d,这里取h=4mm，来一次性加工8的孔。6.4对刀装置采用直角对刀块及平塞尺对刀。6.5夹具与机床连接元件在夹具体上的两侧设计座耳，用T形螺栓固定。所以T形螺栓的直径d取16。6.6夹具体根据定位元件，导向元件和夹紧元件的布置，设计的夹具体如图所示：6.7装配图将夹具的三维装配图显示如下 图7-2三个视图分别为主视图，俯视图和右视图 7、设计体会在这次设计中，我明确设计目的，综合应用了所学专业知识,培养了自主将理论与实际结合起来锻炼了自己分析实际问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺和工序安排的问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备。在本次课程设计中，我参考了很多文献，在获取我所要的知识的同时又学到了很多其它方面的知识。由于这次设计全部的图纸都是用电脑绘制，因此，我的制图能力又有了一定的提高，而且在设计的过程中，我用cad将二维装配图以及各个零件图做了出来，运用了Pro/ENGINEER软件把我所设计的专用夹具的三维模型做了出来。然而设计过程中,我也遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并没有影响到我学习知识的积极性。经过这次课程设计,我对自己更有了信心。我相信一切问题都会有解决的办法，同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础参考文献1杨叔子.机械加工工艺师手册M. 北京：机械工业出版社，20002李云.机械制造及设备指导手册M.北京:机械工业出版社，1997.83薛源顺.机床卡具设计M.北京：机械工业出版社，20004崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社，2006.125周开勤.机械零件手册M.高等教育出版社，19946大连组合机床研究所.组合机床设计M.机械工业出版社，19787邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M. 机械工业出版社，200.88孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社，1991.99李庆寿.机床夹具设计M.北京：机械工业出版社，198410于骏一.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，200011顾崇衡.机械制造工艺学M.陕西科学出版社，199512赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书2版M.北京:机械工业出版社，2000.1013陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版M.上海：上海科技技术出版社，198914黄健求.机械制造技术基础.M. 机械工业出版社，200515哈尔滨工业大学.机床夹具设计M.上海科学技术出版社，1990
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