完整版工艺课程设计实例轴承座.docx
- 文档编号:9925622
- 上传时间:2023-02-07
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:185.55KB
完整版工艺课程设计实例轴承座.docx
《完整版工艺课程设计实例轴承座.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整版工艺课程设计实例轴承座.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整版工艺课程设计实例轴承座
大学
机械制造工艺及夹具设计》
课程设计
林冲
机电工程学院
机械加工工艺规程设计任务书
一、设计题目
制定轴承座零件的机械加工工艺规程
设计数据:
年产量:
2000件
车间工作制度:
2班制生产
三、设计工作内容
一)
生产特征及设计对象的分析
二)
编制机械加工工艺规程
1.
选择毛坯件并确定其总余量
2.
制订机械加工工艺规程
3.
计算和填写机械加工工艺工序卡片
1)绘制机械加工工序简图
2)选择设备
3)选择机床工艺装备
4)确定切削用量及工时定额
(三)零件的加工制造四、设计的组成
序
号
名称
文件种类
单位
数量
1
零件图
手工绘制或AutoCAD绘图
张
1
2
零件——毛坯综合图
手工绘制或AutoCAD绘图图
张
1
3
机械加工工艺过程卡片
手工绘制、4号图纸
张
4
机械加工工艺过程综合卡片
手工绘制
张
5
设计说明书
说明书用纸
份
1
合计
7
注:
文件名组成为:
班级学号姓名零件名
课程设计作业组成
利用CAD软件绘制零件图
图1轴承座零件图
零件——毛坯综合图
图3零件——毛坯综合图
三.机械加工工艺过程卡和机械加工工艺过程综合卡
1.机械加工工艺过程卡(A4图纸、横放)
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
共页
产品名称
零件名称
拨动杆
第页
材料
牌号
HT200
毛坯
种类
铸件
毛坯外
形尺寸
毛坯可制件数
每件台数
备
注
序
号
工序
名称
工序内容
车
间
工
段
设备
工艺装备
工时
准
终
单
件
铸造
涂漆
时效
10
钳
划线
平台
15
铣
按线找正,铣底面(M面)、两端面
立铣床
平口虎钳
20
车
粗车、半精车Φ30孔到尺寸
Φ29.8、倒角
车床
专用夹具
25
铣
铣C面、尺寸42的两平面留余量
卧铣床
专用夹具
30
铣
铣2×1槽
卧铣床
压板
35
磨
磨C面到尺寸、靠磨尺寸42的两平面到尺寸
平面磨
床
磁力吸盘
40
车
精车Φ30+00.021孔到尺寸要求
车床
专用夹具
45
钻
钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6
摇臂钻
专用夹具
50
清洗
清洗
55
检查
检查
2.机械加工工艺过程综合卡片
四、轴承座工艺规程设计说明书
轴承座工艺规程设计说明书
设计题目:
制定轴承座的机械加工工艺规程(年产量2000件)
第一节零件分析
1.1轴承座零件的用途
轴承座零件结构如图1所示。
轴承座用于定位与支承转动轴,该零件上的主要表面是Φ30mm孔和平面C。
Φ30mm孔用于安装轴承,以支承轴的转动。
Φ30mm孔的加工精度直接影响所装配轴的转动精度,孔的加工精度是轴承座加工过程中的关键。
平面C和两个距离尺寸为42mm的侧立面是轴承座的装配基准面,装配时用于轴承座在机器中的定位。
这几个平面影响轴承座的装配精度,轴承座通常需要成对使用,一对轴承座的装配精度影响轴的回转精度,以及轴的位置精度(由尺寸15±0.021决定)等。
1.2轴承座图样的技术要求
根据图1,轴承座加工表面精度分析如下:
1.平面C是孔φ30H7的设计基准,也是轴承座在机器中的装配基准。
加工中必须保证C平面的平面度要求和位置要求。
2.轴座的工作面是孔φ30H7mm,该孔是主要加工表面,也是确定尺寸为42的两个平面位置的设计基准。
该孔的定位尺寸是15±0.021mm。
3.轴承座上2×φ13和φ9孔是装配轴承座的螺钉用孔。
2×φ9是安装销钉用孔。
φ6是润滑油用孔。
1.3确定零件的主要加工表面和关键技术要求
上述孔φ30H7表面为零件上的工作表面,是零件的主要表面。
平面C和尺寸为42的两个平面是孔的定位基准面。
孔φ30H7形状和位置是零件加工中的关键技术要求。
上述小孔为次要表面。
第二节确定生产类型
2.1计算生产纲领
计算公式:
NQn(10000)(见《简明手册》P2)。
式中N——零件的生产纲领
Q——机器的年产量(2000)
N——每台机器中该零件的数量
(2)
α%——备品百分率
(2)
β%——废品百分率
(2)
轴承座的生产纲领:
N=2000×2×(1+2%+2%)=4160(件)
2.2确定生产类型
轴承座属于轻型零件;轴承座的生产纲领4160件,查阅表1.1-2生产类型与生产纲领的关系(见《简明手册》P2)。
确定轴承座加工属于中批生产。
应该按中批生产的工艺特征安排该工件的毛坯,以及工艺方法与工艺装备。
第三节选择毛坯
3.1确定毛坯类型。
此轴承座形状复杂,其材料为铸铁(HT200),因此选用铸造毛坯。
3.2规定毛坯精度等级。
按照中批生产的特征安排毛坯的制造方法,选择金属模、机器造型。
(见《简明手册》表1.1-3)
3.3确定毛坯余量、铸件尺寸及其公差数值
1.确定毛坯余量(查表法)
首先根据生产类型,确定铸件机械加工余量(即毛坯余量)等级;然后根据铸件机械加工余量等级查出铸件机械加工余量(毛坯余量)数值。
①铸件机械加工余量(即毛坯余量)等级MA
查表2.2-5(见《简明手册》P41)。
根据轴承座铸造方法和材料——金属型、灰铸铁,毛坯的尺寸公差等级CT选为8级,则毛坯机械加工余量(毛坯余量)等级MA为:
F级。
②铸件机械加工余量(即毛坯余量)数值
查表2.2-4(见《简明手册》P39)。
根据所确定的轴承座铸件尺寸公差等级(8级),和机械加工余量等级MA(F级),确定毛坯余量。
零件图上Φ30+00.021mm的孔,在毛坯上预铸该孔。
毛坯上不预铸小于Φ30mm的孔(小孔均铸为实体)。
2.毛坯铸件尺寸公差
①铸件尺寸公差(即毛坯尺寸的公差)等级CT
查表2.2-3(见《简明手册》P38)。
根据轴承座铸造方法和材料——金属型、灰铸铁,查得CT为7~9级,由此确定毛坯的尺寸公差等级CT为9级。
②铸件尺寸公差(即毛坯尺寸的公差)数值
查表2.2-1(见《简明手册》P38)。
根据轴承座铸件尺寸公差等级(8级),和铸件基本尺寸,确定毛坯公差。
毛坯的余量、铸件尺寸及公差选择如表5-1所示。
表5-1毛坯的余量、尺寸及公差(mm)
零件图尺寸
毛坯余量等
毛坯余量值
铸件尺寸公
铸件尺寸公
毛坯尺寸标
级MA
查《简明手册》
差等级CT
差值
注
查《简明手
表2.2-4
查《简明手
查《简明手
册》表2.2-5
册》表2.2-3
册》表2.2-1
38
F
2.0
9
1.8
42±0.9
30
F
2.5
9
1.8
32.5±0.9
15
F
2.5
9
1.7
12.5±0.8
42
F
2.0
9
2.0
46±1.0
Φ30
F
2.5
9
1.8
Φ25±0.9
注:
毛坯的其他尺寸与零件图相同
3.4.给出毛坯技术要求在综合图上标注毛坯的技术要求,技术要求的内容通常有:
·毛坯的精度等级。
·毛坯热处理和硬度要求。
·毛坯表面的质量要求(是否允许气孔、夹沙、缩孔等)。
·铸、锻模拔模斜度,圆角半径。
其他等
3.5毛坯形状
手工绘制零件——毛坯综合图,如图3所示。
第四节工艺路线拟定
4.1表面加工方法选择
首先根据零件图样,确认零件上的需要机械加工表面(即图样上标有符号的表面),然后选择这些表面的加工方法。
表面加工方法主要取决于零件表面的形状、尺寸和技术要求(加工精度和表明粗糙度要求等)。
同时还要考虑加工方法的经济精度,生产类型和现有生产条件等。
参考资料见《简明手册》4.2节。
轴承座上各表面加工方法选择如下
M平面加工:
铣(见《简明手册》表1.4-8)C平面加工方法:
铣→磨(见《简明手册》表1.4-8)。
孔Φ30+00.021加工方法:
粗(车)镗→半精镗(车)→精镗(车)。
轴承座是轻型工件,宜选用车床车孔。
(见《简明手册》表1.4-7)。
带台阶面的Φ9小孔:
钻孔→锪孔(见《简明手册》表1.4-7)。
尺寸2×1的槽:
用锯片铣刀铣。
4.2定位基准选择
定位基准选择的思路是:
首先考虑选择以哪一组表面为精基准定位,能确保工件的位置精度。
然后考虑选择以哪一组表面为粗基准定位,加工出精基准表面。
1.精基准的选择
精基准的选择,影响加工工件的位置精度,一般情况下采用基准重合原则,即采用设计基准为定位基准,以避免基准不重合误差的影响,确保工件装夹的定位精度。
轴承座零件重要表面是Φ30+00.021孔,从表面看,底面M面和C面(如图4-1所示)都可作为加工孔的定位基准,由于Φ30+00.021孔的设计基准是C面,如果用M定位的方案,定位误差中有基准不重合误差,而C面定位符合基准重合原则,没有基准不重合误差,所以选择C面和侧面为精基准。
加工Φ30+00.021孔
图5-1基准选择示意图
2.粗基准的选择
粗基准选择主要影响加工表面与不加工表面的位置(相互位置原则)和加工表面的余量分配(余量分配原则)。
精基准面(C面)加工质量要求较高,为了使加工C面时有可靠、稳定的精基准定位,所以第一道工序加工M面,然后再以精基准M面定位,加工C面。
加工M有两种方案:
方案一:
依据相互位置原则,选用不加工表面R22圆弧面为粗基准,以保证就
加工后Φ30+00.021孔与不加工的R22弧面同轴。
方案二:
依据加工表面的余量分配原则,可选择Φ25毛坯孔为粗基准,以保
证重要表面(Φ30+00.021孔)加工余量均匀。
由于Φ25与R22是同一毛坯,两表面
孔与R22圆弧同轴。
综上所述,粗基准选Φ25孔(4个自由度)、和C面(一个自由度)。
4.3拟定工艺路线
根据选定的加工方法和定位基准,将各个加工面整合,初步拟定两种加工顺序
方案,分别如表5-2和表5-3所示。
表5-2轴承座工艺路线方案1
工序号
工序内容
定位基准
设备
铸造
涂漆
时效
10
扩、粗铰、精铰Φ30+00.021孔到尺寸要求
R22、端面
立式钻床
15
车两端面,倒角、Φ35孔
Φ30孔
车床
20
铣底面(M面)
Φ30孔、C面
卧铣床
25
铣C面、尺寸42的两平面
Φ30孔、M面
卧铣床
30
刨2×1槽
Φ30孔、C面
牛头刨床
35
磨C面、尺寸42的两平面
Φ30孔、M面
平面磨床
40
钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6
Φ30孔、C面
摇臂钻
45
清洗
50
检查
表5-3轴承座工艺路线方案2
工序号
工序内容
定位基准
设备
铸造
涂漆
时效
10
划线
Φ25孔、C面
划线平台
15
按线找正,铣底面(M面)、两端面
Φ25孔、C面
立式铣床
20
粗车、半精车Φ30孔到尺寸Φ19.8、倒角
M面、端面
车床
25
铣C面、尺寸42的两平面,留余量0.2
Φ30孔、M面
卧式铣床
30
铣2×1槽
Φ30孔、M面
卧式万能铣床
35
磨C面、尺寸42的两平面
Φ30孔、M面
平面磨床
40
精车Φ30+00.021孔到尺寸要求
Φ30孔、C面
车床
45
钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6
Φ30孔、C面
摇臂钻
50
清洗
55
检查
对上述两方案分析如下:
1.轴承座加工的工艺方案1
方案1采用先加工Φ30+00.021孔,然后加工平面。
在第10工序中粗基准采用R22弧面和一个端面,可以确保Φ30+00.021孔与R22同轴,使孔壁后均匀。
但是此方案要求毛坯精度高,否则所加工的Φ30+00.021孔轴线易产生歪斜。
优点是采用夹具装夹,可实现高效率生产,避免方案2中的划线工序。
在第20工序中采用Φ300+0.023孔为精基准定位,符合基准重合原则。
由于以孔为基准面,对应的定位元件是轴,铣削平面的切削力大,而轴的刚度低,定位表面是圆弧面,所以定位不稳定、不可靠。
相应的夹具结构复杂。
本方案虽有缺点,由于轴承座属于轻型零件,在夹具结构和使用上采取措施,解决相关工艺问题,可以实现高效率生产,所以在大量生产中采用本方案是可行的。
2.轴承座加工的工艺方案2
方案2中先加工平面,然后以平面定位加工主要孔Φ30+00.021。
此方案遵循了“先
面后孔”的原则。
由于粗基准采用Φ25毛坯面和一个端面,可以确保Φ30+00.021孔余
量均匀,同时也可以保证Φ30+00.021孔与R22同轴,使孔壁厚均匀。
与方案1不同的是方案2采用划线体现粗基准,要求毛坯精度相对较低,避免使用专用夹具,但是增加划线工序,生产率比方案1有所降低。
第40工序为精加工Φ30+00.021,精基准的选择采用基准重合原则,即以设计基
表面的加工采用了粗、精加工分开的原则,安排了两道工序完成孔的加工,能够
保证加工精度。
两个工艺方案,都采用了先加工主要表面,后加工次要表面的原则,即先加工
主要孔Φ30+00.021,后加工其他小孔。
综上,轴承座属于中批生产,方案2优于方案1,所以采用方案2的工艺方案。
第五节工序设计
5.1加工余量、工序尺寸及其公差的确定
1.Φ30+00.021孔的加工
查《简明手册》中表2.3-10。
该表给出按照7级、8级精度加工预先铸出的孔
Φ30+00.021孔加工余量如下表5-4所示。
表5-4Φ30+00.023孔加工余量、工序尺寸及其公差的确定(mm)
工序号
工序
余量
工序尺寸
经济精度
标注
40
精车
0.2
30
H7(0.021)
30+00.021
20
半精车
1.8
29.8
H9(0.052)
29.8+00.052
20
粗车
3
28
H11(0.130)
+0.130
280
毛坯
5
25
±0.9
25±0.9
2.平面的加工
平面M:
铣1次,余量2.5mm(工序余量等于毛坯余量)
两端面:
铣1次,余量2.0mm
平面C:
铣→磨。
磨削余量0.2mm;⋯⋯(见表2.3-21)。
铣削余量2.3mm(2.5-0.2=2.3)
两侧面:
铣→磨。
磨削余量0.2mm;⋯⋯(见表2.3-21)。
铣削余量1.8mm(2.0-0.2=1.8)
工序
号
工序
余量
工序尺寸
经济精度
标注
35
磨C面
0.
2
15
IT9(0.043)
15±0.021
靠磨侧面
0.
4(双边)
42
42
25
铣C面
2.
3
15.2
IT9(0.043)
15.20
-0.043
铣侧面
3.
6(双边)
42+0.4=42.4
42.4
15
铣M面
2.
5
30
30
铣两端面
4.
0(双边)
38
38
表5-5M、侧面加工余量、
工序尺寸及其公差的确定
mm)
5.2工序15。
立铣加工M、两端面
1.选择加工设备与工装机床:
立式铣床X52K⋯⋯(见表4.2-35)
夹具:
平口虎钳
刀具:
Φ80镶齿套式面铣刀,Z=10⋯⋯(见表3.1-37)量具:
游标高度卡尺.⋯⋯(见表5.2-8)
2.确定切削用量
1背吃刀量ap。
铣削1次,ap等于铣余量,ap=2.3mm
2
切削速度Vc。
Vc=15m/min⋯⋯(见附表1,取小值)
3进给速度vf。
fMZ——水平进给速度(mm/min)
l1=0.5d-C0(dC0)+(1~3)(mm)
C0=(0.03~0.05)d
计算过程:
铣M面:
C0=0.05×80=4(mm)
l1=0.5×80-4(804)+2=24.6(mm)
Tj
60
ll1l2=8224.52=1.8(min)
MZ
铣两端面:
Tj计算与铣M面相同,Tj=2×1.8=3.6(min)
工序15的工序基本时间:
1.8+3.6=5.4(min)
5.3工序20。
粗车、半精车Φ30孔
1.选择加工设备与工装
机床:
卧式车床CA6140⋯⋯(见表4.2-7)夹具:
专用夹具
刀具:
YG15、45°内孔车刀
量具:
游标卡尺⋯⋯(见表5.2-6)
2.确定切削用量
粗车:
1背吃刀量ap。
ap等于单边余量,ap=3/2=1.5mm,车削1次。
2切削速度Vc。
查表初步选定切削速度Vc=76m/min⋯⋯(见附表1,取小值)
计算主轴转速n1000vc100076=835(r/min)
D3.130
针对CA6140车床,实际主轴转速取n=900r/min⋯⋯(见表4.2-8,取相近值)
实际使用的切削速度vcDn=3.130900=81.9(m/min)
c10001000
3进给量
初选每转进给量fr=0.25(mm/r)⋯⋯(见附表8,取小值)
针对CA6140车床,实际值取vr=0.26(mm/r)⋯⋯(见表4.2-9取相近值)半精车:
1背吃刀量ap。
ap等于单边余量,ap=1.8/2=0.9mm,走刀1次。
2切削速度Vc。
与粗车相同,实际主轴转速取n=900r/min
实际使用的切削速度vc=3.135900=97.5(m/min)
c1000
3进给量
初选每转进给量fr=0.14(mm/r)⋯⋯(见附表8,半精车取中间值)
针对CA6140车床,实际值取vr=0.147(mm/r)⋯⋯(见表4.2-9,取相近值)
3.计算基本时间
ll1l2l3
计算公式:
Tj123⋯⋯(见表6.2-1)
jfn
式中Tj——基本时间
l——切削加工长度
l1——刀具切入长度
l2——刀具切出长度
l3——单件小批生产时的试切附加长度
f——工件每转进给量(mm/r)
ap
l1=p+(2~3)(mm)
tanr
l2=3~5
计算过程:
粗车:
1.5
l1=+3=4.5(mm)
1tan45
粗车孔Φ30:
Tjll1l2=384.54=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 工艺 课程设计 实例 轴承