機械制造技術課程設計軸承套的加工工藝及鉆φ4孔夾具設計【全套圖紙】

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1、目錄 1 序言………………………………………………………………………………………………… 2 2 零件的分析………………………………………………………………………………………… 2 2.1 零件的作用………………………………………………………………………………… 2 2.2 零件的工藝分析…………………………………………………………………………… 2 2.3 零件的加工方案確定…………………………………………………………………………3 2.4 零件的加緊方案確定…………………………………………………………………………3 3 工藝規(guī)程設計………………………………………

2、……………………………………………… 3 3.1 確定毛坯的制造形式……………………………………………………………………… 3 3.2 基面的選擇………………………………………………………………………………… 3 3.3 制定工藝路線……………………………………………………………………………… 3 3.4 機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸的確定以及基本用時…………………………… 3 4 夾具設計…………………………………………………………………………………………… 7 4.1 定位基準的選擇…………………………………………………………………………… 7 4.2 切削力

3、及夾緊力的計算…………………………………………………………………… 7 4.3 定位誤差分析……………………………………………………………………………… 8 4.4 夾具結構設計及操作簡要說明…………………………………………………………… 8 結束語………………………………………………………………………………………………… 9 謝辭…………………………………………………………………………………………………… 10 參考文獻……………………………………………………………………………………………… 11 1 序言 本

4、次的畢業(yè)設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在離開學校之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學三年生活中占有重要的地位。 全套圖紙，加153893706 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎。 由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 2 零件的分析 零件圖如下： 2.1零件的作用

5、 題目所給的零件是軸承套，主要作用于支撐和導向。 2.2零件的工藝分析 一般套筒類零件在機械加工中的主要工藝問題是保證內外圓的相互位置精度（即保證內、外圓表面的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求）和防止變形。次軸承套的要求有如下： (1) φ34js7外圓表面粗糙度要求是Ra1.6，對φ22H7孔的徑向圓跳動公差為0.01mm，需要經過粗車——精車兩步方能滿足要求，設備為CA6140車床，夾具為專用車夾具，查《機械設計工藝手冊》表2-10得 粗車 單邊余量2Z=1.0mm 精車 單邊余量2Z=1.0mm (2) Φ42外圓表面粗糙度要求是Ra6.3，只需一步粗車即

6、可滿足要求，設備為CA6140車床，夾具為專用車夾具，查《機械設計工藝手冊》表2-10得: 車 單邊余量2Z=1.0mm (3) Φ42端面表面粗糙度要求是Ra1.6，對Φ22H7孔軸線的垂直度公差為0.01mm,需要經過粗車——精車兩步方能滿足要求，設備為CA6140車床，夾具為專用車夾具，查《機械設計工藝手冊》表2-12得 粗車 單邊余量2Z=1.0mm 精車 單邊余量2Z=1.0mm （4）Φ22H7孔，表面粗糙度為Ra1.6，且其軸線對Φ42端面的垂直度公差為0.01mm,與Φ34js7外圓有位置度要求，需要經過鉆——車——鉸三步方能滿足要

7、求，設備為Z540鉆床，CA6140車床，因孔徑不大很難鑄造成型，所以采用實心鑄造。 (5 )工件上的其他加工面和孔，表面粗糙度要求均為Ra6.3，只需一步加工即可滿足要求，且與其他面沒有位置度要求，在此就不多做考慮。 2.3零件的加工方案的確定 軸承套外圓為IT7級精度，采用精車可以滿足要求；內孔精度也為IT7級，采用鉸孔可以滿足要求。內孔的加工工序順序為：鉆孔-車孔-鉸孔。 2.4零件的夾緊方案確定 由于外圓對內孔的徑向圓跳動要求在0.01mm內，用軟卡爪裝夾無法保證。因此精車外圓是應以內孔為定位基準，是軸承套在小錐度心軸上定位，用兩頂尖裝夾。這樣可以加工基準和測量機床一致，容易

8、達到圖紙要求。車削內孔時，應與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內孔軸線的垂直度在0.01mm以內。 3 工藝規(guī)程設計 3.1確定毛坯的制造形式 該零件為機械軸承套，材料為ZQSn6-6-3，棒料，每批數(shù)量為200件，所以毛坯采用直接下料的方式制造。 3.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 （1） 粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，

9、則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取中心孔為粗基準。 （2） 精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 3.3 制定工藝路線 Ⅰ：下棒料215φ45； Ⅱ：鉆中心孔； Ⅲ：粗車外圓，空刀槽及兩端倒角； Ⅳ：鉆空φ22H7至φ22mm； Ⅴ：車、鉸； Ⅵ: 精車外圓φ34Js7； Ⅶ：鉆徑向油孔φ4mm； Ⅷ: 檢查入庫； 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定以及基本用時 Ⅲ：粗車外圓，空刀槽及兩端倒角； 車外圓φ42長度為6

10、.5mm時； 1、 選擇刀具； 外圓車刀，刀具幾何形狀：，′=10，，， =0，=1.0;⒉ 2、選擇切削用量 (1)確定切削深度： 由于余量為3mm.所以一次切削，ap=1.5mm (2)確定進給量： 查《切削用量簡明手冊》得，f=0.5mm/r (3)確定切削速度： V= KV==161m/min (2.70m/s) (4)確定機床主軸轉速： ns===15.72r/s (935r/min) 按機床取nw=900r/min=15r/s 3、 計算基本用時 tm1===28.6s 車外圓φ34Js7到φ35mm時； 1、 選擇刀

11、具； 外圓車刀，刀具幾何形狀：，′=10，，， =0，=1.0;⒉ 2、選擇切削用量 (1)確定切削深度： 由于余量為7mm.所以兩次切削，ap=1.75mm (2)確定進給量： 查《切削用量簡明手冊》得，f=0.5mm/r (3)確定切削速度： V= KV==128.8m/min (2.15m/s) (4)確定機床主軸轉速： ns===15.12r/s (907r/min) 按機床取nw=900r/min=15r/s 3、計算基本用時 tm1===23s Ⅳ：鉆孔φ22H7至φ22mm； 1、選擇刀具 φ22mm鉆頭 2

12、、選擇切削用量 (1)確定切削深度： (2)確定進給量：查手冊知鉆Φ4孔時f1=2mm/r (3)確定切削速度：V=14m/min (4)確定機床主軸轉速： ns===743r/min 按機床取n1=680r/min=11r/s 2、 計算基本用 tm1===9.8s Ⅴ：車、鉸； 車內孔φ22H7至φ22+0.05 -0.05mm時； 1、選擇刀具 外圓車刀，刀具幾何形狀：，′=10，，， =0，=1.0;⒉ 2、選擇切削用量 (1)確定切削深度： 由于余量為0.5mm.所以一次切削，ap=0.25mm (2)確定進給量： 查

13、《切削用量簡明手冊》得，f=0.5mm/r (3)確定切削速度： V= KV==128.8m/min (2.15m/s) (4)確定機床主軸轉速： ns===16.12r/s (967r/min) 按機床取nw=960r/min=16r/s 3、 計算基本用 tm1===9.8s 車內槽φ24x16mm至尺寸時； 1、選擇刀具 外圓車刀，刀具幾何形狀：，′=10，，， =0，=1.0;⒉ 2、選擇切削用量 (1)確定切削深度： 由于余量為2mm.所以一次切削，ap=1mm (2)確定進給量： 查《切削用量簡明手冊》得，f=0.5mm

14、/r (3)確定切削速度： V= KV==128.8m/min (2.15m/s) (4)確定機床主軸轉速： ns===16.12r/s (967r/min) 按機床取nw=960r/min=16r/s 4、 計算基本用 tm1===1.5s 鉸孔φ22H7至尺寸時； ap=0.01 f=0.27mm/min v=9.6m/min 所以n==,取n=195 所以tm1===1.9min Ⅵ: 精車外圓φ34Js7至尺寸； 1、選擇刀具； 外圓車刀，刀具幾何形狀：，′=10，，， =0，=1.0;⒉ 2、選擇切削用量

15、(1)確定切削深度： 由于余量為0.01mm.所以一次切削，ap=0.005mm (2)確定進給量： 查《切削用量簡明手冊》得，f=0.5mm/r (3)確定切削速度： V= KV==161m/min (2.70m/s) (4)確定機床主軸轉速： ns===15.72r/s (935r/min) 按機床取nw=900r/min=15r/s 3、 計算基本用時 tm1===28.6s Ⅶ：鉆徑向油孔φ4mm； 1、選擇刀具 2、選擇切削用量 (1)確定切削深度： (2)確定進給量： 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.81mm/r (3)確定切削速度： v=

16、14m/min (4)確定機床主軸轉速： n===330r/min 查表可知道取n=392r/min 3、計算基本用 t===0.18s=0.003min 4 夾具設計 4.1定位基準的選擇 由零件圖可知，本夾具是為了加工φ4孔而設計的。工件以內孔和端面作為定位基準，工件由心軸和軸端小端面實現(xiàn)工件的五點定位，軸端面與工件端面相配合限制3個自由度，心軸與工件內孔配合限制2個自由度。采用螺母、墊圈、心軸夾緊工件。鉆模板上采用可換鉆套、鉆套用襯套、螺釘實現(xiàn)導向。 4.2切削力及夾緊力的計算 切削力 px=419DS0.8kp 刀具選用高速鋼

17、材料： 查《機床夾具設計手冊》表1-2-8 kp=1.03 D=8.4 S1=0.25 S2=0.125 Px1=419DS0.8 1kp=419x8.4x0.250.8x1.03=1195.8N Px2=419DS0.8 2kp=419x9x0.1250.8x1.03=735.9N 夾緊力計算： 查《機床夾具設計手冊》由表1-2-23 可以知道采用點接觸螺旋副的當量摩擦半徑 r’=0 查表1-2-21：d=10mm p=1.25 rz=4.594 α=229′ Q=2

18、5N L≈1.4d =40mm 選用梯形螺紋有利于自鎖ψ2=850′ w0==1120N 由于工件為垂直安裝在夾具之間，所以夾緊力w0＜w所以夾具設計符合要求。 4.3定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為心軸。夾緊主要有夾緊螺母，還有定位銷對鉆模板的定位以及螺釘對鉆套的夾緊和定位。 一面一心軸定位誤差 移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 套筒孔的最大偏差 ———— 套筒孔的最小偏差 ————套筒定位孔

19、與外圓面最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = 4.4夾具結構設計及操作簡要說明： 在設計夾具進應該注意提高勞動生產率。本工序是鉆Φ4孔，切削力較小，但是由于鉆削重要生產的徑向力指向定位面，和夾緊力方向垂直，所以夾緊力不直接對切削力。但是切削力產生顛覆力矩，應該使夾緊力平衡。裝夾工件時，先把心軸固定在夾具體上，然后再放上工件，接著放上開口墊圈，再擰緊螺母即可實現(xiàn)工件的夾緊；反之則可以取出工件。 裝配圖如下所示： 結束語 通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程

20、的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。 能夠順利的完成這次課程設計，首先得助于陳老師的悉心指導，還有就是自己的努力。在設計過程中，由于對零件加工所用到的設備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產經驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但通過努力，通過請教老師和咨詢同學，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的一個又一個的問題。總之，在這個過程中，鞏固和進一步了解了以前所學的知識，也接受了新的知識，也對自己

21、以后的生活以及工作有了一定的影響。 本說明書主要是軸承套的有關工藝規(guī)程的設計說明,由于本人能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝！ 謝辭 在自己整個的設計過程工作中，無論是從開始的準備工作，還是過程中，甚至到最后的完成都遇到了不少的問題，也得到了許多人的幫助和支持。 所以，在此特別感謝指導老師的悉心的指導，還有同學的幫助，最后感謝父母，以及親朋好友的大力支持?？傊?，自己設計課題的完成是離不開你們每一位的。 謝謝！你們每一個人的支持與幫助！ 參考文獻 1.趙家齊主編 機械制造工藝學課程設計指導書。北京：機械工業(yè)出版社 2.洛陽農業(yè)機械學院編。機床夾具設計手冊 上海：上海科學技術出版社，1979 3.艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機械工業(yè)出版社 4.金屬切削手冊 上海：上海科學文化技術出版社 14