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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)（鉆13×17孔夾具設(shè)計(jì)）
班 級(jí)：汽車06-2
姓 名： 郭建
指導(dǎo)教師： 劉克銘
完成日期： 2009.6.30
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、設(shè)計(jì)題目
軸承座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)（鉆13×17孔夾具設(shè)計(jì)）
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件草圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型: 50000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 工件的毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(5) 夾具裝配圖 1張
(7) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(7000-8000字) 1份
說(shuō)明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
①目錄
②摘要（中外文對(duì)照的，各占一頁(yè)）
③零件工藝性分析
④機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
⑤指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
⑥方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
⑦體會(huì)與展望
⑧參考文獻(xiàn)
列出參考文獻(xiàn)(包括書、期刊、報(bào)告等，10條以上)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一律用A4紙、縱向打印.
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過(guò)程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說(shuō)明書 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
成績(jī)?cè)u(píng)定
采用五級(jí)分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；
及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮精神不夠：
不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)精神不夠。
摘 要
本次課程軸承座的加工工藝的規(guī)程，以及13×17孔工藝裝備的設(shè)計(jì)，首先基本了解一下加工的零件，確定軸承座的生產(chǎn)類型，然后確定毛坯的種類和制造，然后擬定工藝路線，做出工藝卡片和工序卡片，加工余量和工序尺寸的確定和時(shí)間定額的確定，金屬切削機(jī)床的選定，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)包括定位方案的設(shè)計(jì)和對(duì)刀及導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，夾緊裝置的設(shè)計(jì)，夾具體的設(shè)計(jì)，畫出夾具裝配圖和夾具圖確定過(guò)程。
這是一次課程的實(shí)習(xí)，讓我們?nèi)フ莆杖绾稳?yīng)用自己所學(xué)知識(shí)，制造出符合要求的產(chǎn)品。
Abstract
The course of the bearing of a point of order processing, as well as 13 × 17-hole design of process equipment, first of all to find out basic processing of parts, to determine the production of bearing type, and then determine the type of rough and manufacturing, and then the development of process line, to do the technology and processes card card size allowance and processes to identify and determine a fixed time, the selection of metal-cutting machine tool, fixture design, including the design and positioning of the knife and the design-oriented devices, clamping devices design, the design of specific folder, painted jig and fixture assembly to determine the process of Fig.
This is a course of training, to enable us to grasp how the application of their knowledge, to create products that meet the requirements.
目錄
1.零件的工藝分析 1
2.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 2
2.1 毛坯的制造形式 2
2.2 基面 2
3.制訂機(jī)械加工工藝路線 3
3.1表面加工方法的確定 3
3.2工序順序的安排 4
3.3確定工藝路線 5
4.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
4.1確定切削用量及時(shí)間定額： 6
5.夾具設(shè)計(jì) 8
5.1夾具選擇 8
心得體會(huì) ................................................12
參考文獻(xiàn) 13
1.零件的工藝分析
該設(shè)計(jì)是軸承零件的加工工藝和13×17孔的工藝裝備
要求：13×17孔在軸承零件底座的左右2邊，每邊孔心距70 mm,
2邊孔心距140mm。
分析如表：
項(xiàng)目
公差等級(jí)
尺寸及偏差mm
粗糙度um
座頂、底面
IT12
60
12.5
頂內(nèi)側(cè)面
IT10
40
3.2
Φ11上端面
IT10
40
6.3
13×17孔
IT12
13×17
12.5
Φ40前端面
Φ40后端面
IT10
Φ55
3.2
Φ11孔
IT12
Φ11
12.5
Φ45內(nèi)端面
IT12
Φ45
12.5
Φ40內(nèi)端面
IT10
Φ40H8
3.2
2.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT150，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為4000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。鑄件需經(jīng)時(shí)效處理。
毛坯工藝．確定毛坯的尺寸公差和加工余量
鑄造類型（砂型）
基本尺寸
尺寸公差等級(jí)
加工余量等級(jí)
公差CT
加工余量
座頂、底面
180
CT9
MA-G
2.8
5
頂內(nèi)側(cè)面
12
CT9
MA-G
1.6
2.5
Φ11上端面
30
CT9
MA-G
1.8
2
13×17孔
13×17
CT9
MA-G
1.7
2.5
Φ40前端面
Φ40后端面
60
CT9
MA-G
2.2
2.5
Φ11孔
11
CT9
MA-G
1.6
2.5
Φ45內(nèi)端面
45
CT9
MA-G
2
2.5
Φ40內(nèi)端面
40
CT9
MA-G
2
2.5
座頂、底面
125
CT9
MA-G
2.5
5
2.2基面
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要的設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批量的報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
2.2.1? 粗基面的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇φ40圓后面和Φ45的內(nèi)面。采用φ40圓面定位加工其前面，用Φ45的內(nèi)面加工軸承零件底座底面?？梢詾楹罄m(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
2.2.2? 精基面的選擇
選加工后的Φ40后面為精基準(zhǔn)面來(lái)加工其前面 。選軸承零件底座底面為精基準(zhǔn)面來(lái)加工Φ40的內(nèi)面和圓頂臺(tái)面。
3.制訂機(jī)械加工工藝路線
生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過(guò)加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機(jī)械的質(zhì)量檢查及其運(yùn)行試驗(yàn)、調(diào)試，機(jī)械的油漆與包裝等。
工藝過(guò)程是指在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。機(jī)械產(chǎn)品的工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過(guò)程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過(guò)程，稱為直接生產(chǎn)過(guò)程，是生產(chǎn)過(guò)程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過(guò)程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生
????由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過(guò)程是由若干個(gè)順次排列的工序組成的。工序是加工過(guò)程的基本組成單元。每一個(gè)工序又可分為一個(gè)或若干個(gè)安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過(guò)這些工序而變成零件。
1. 工序
????工序是一個(gè)或一組工人，在相同的工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。
????工序是組成工藝過(guò)程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的基本單元。一個(gè)零件的加工過(guò)程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定
3.1表面加工方法的確定
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》10頁(yè)表1-7、1-8、1-9，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
軸承零件各表面加工方案
項(xiàng)目
公差等級(jí)
粗糙度um
加工方案
備注
座頂、底面
IT12
12.5
粗銑
表1-8
頂內(nèi)側(cè)面
IT10
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
Φ11上端面
IT10
6.3
粗銑-半精銑
表1-8
13×17孔
IT12
12.5
鉆-鉸
表1-7
Φ40前端面
Φ40后端面
IT10
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
Φ11孔
IT12
12.5
鉆-擴(kuò)
表1-7
Φ45內(nèi)端面
IT12
12.5
鉆-鉸
表1-8
Φ40內(nèi)端面
IT10
3.2
鉆-鉸
表1-8
3.2工序順序的安排
機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——曲柄左端面和右端面。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工曲柄端面，再加工孔，確定工藝路
3.3確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了曲柄的工藝路線。
1
2
Φ40前端面
Φ40后端面
半精銑軸承座Φ40前端面，使前后端面距為50mm
半精銑軸承座Φ40后端面，使前后端面距為50mm
立式銑床
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
3
座頂面
粗銑軸承座頂面，使其與定面臺(tái)面距60mm
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
4
頂內(nèi)側(cè)面
半精銑頂內(nèi)側(cè)面，使兩內(nèi)側(cè)面相距70mm
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
5
Φ11上端面
半精銑上端面，使其與頂面臺(tái)面距50mm
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
6
Φ45內(nèi)端面
半精銑擴(kuò)口至45mm
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
7
Φ40內(nèi)端面
擴(kuò)孔至40mm
立式銑床
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
Φ40內(nèi)倒角
車一個(gè)2.5mm 的倒角
臥式車床
臥式車床、游標(biāo)卡尺、專用夾具
9
Φ11孔
鉆、鉸孔至11mm
Z525型立式鉆床
高速鋼鉆刀鉸刀塞規(guī).卡尺
10
13×17孔
鉆、鉸孔至13×17
Z525型立式鉆床
高速鋼鉆刀、鉸刀塞規(guī).卡尺
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
13
時(shí)效處理
14
清洗
清洗機(jī)
15
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
加工設(shè)備和工藝設(shè)備
1 機(jī)床的選擇：采用Z525立式鉆床、鉆床。
2 選擇夾具：該曲柄的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用高速鉆刀即可保證加工質(zhì)量。
4選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標(biāo)卡尺。
4.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
13×17孔的工序尺寸
由表2-28課查得，鉆孔余量Z=1mm，粗鉸余量M=0.05，
錐銷孔加工工序的加工余量
項(xiàng)目
內(nèi)容
精度等級(jí)
工序尺寸
工序余量
13×17孔孔
鉆
IT12
Φ12
12
鉸
IT120
Φ13
12.95
4.1確定切削用量及時(shí)間定額：
主軸轉(zhuǎn)速的確定
1.鉆、鉸Φ13錐孔,以軸承底座右端面為基準(zhǔn)。
刀具：鉆頭直徑為12mm的高速鋼鉆頭，錐度鉸刀頭直徑為13mm高速鋼鉸刀。
機(jī)床：Z525立式鉆床
2.鉆孔工步
⑴背刀吃量аp的選擇
粗加工時(shí)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=12mm。
⑵進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步得進(jìn)量f=0.1mm/r。
⑶切削速度的計(jì)算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=960r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=33.16m/min。
3.粗鉸孔工步
1）背吃刀量的確定 取аp=0.95mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步得進(jìn)給量f=1mm/r。
3切削速度的計(jì)算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=2m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=80r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=3.64m/min
時(shí)間定額的計(jì)算：
工序6：鉆、鉸Φ13孔
1） 鉆孔工步
根據(jù)表5-51，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 求得。l=25mm,l2=1mm,l1=D/2cotkr+(1~2)=5.0mm;f=0.1mm/r;n=960r/min。則該工步的基本時(shí)間t=(30+5.0+1)/0.1mm/r /960r/min=19.375s
2） 粗鉸孔工步
根據(jù)表5-41，鉸孔基本時(shí)間可由公式t=L/fn=(l+l3+l2)/fn, LP=(D-d)/2, kr=15°，l1=1mm，f=1mm/r，n=97r/min則該工步的基本時(shí)間t=15.77。
3） 輔助時(shí)間的計(jì)算tf
輔助時(shí)間tf基本時(shí)間t之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）t
鉆孔輔助時(shí)間tf=0.2×19.375=3.875
鉸孔輔助時(shí)間tf=0.2×15.77=3.15
其它時(shí)間計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)。布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%-7%，休息與生理時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%-4%，本設(shè)計(jì)均取3%，則工序的其他時(shí)間（tb +tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tf+t）計(jì)算。
工序10的其他時(shí)間：tb +tx=6%×（10.8s+20s+4s）=2s
單件計(jì)算時(shí)間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s
。
5.夾具設(shè)計(jì)
5.1夾具選擇
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
（一）提出問(wèn)題
（1）怎樣限制零件的自由度；一個(gè)面限制3個(gè)自由度，短圓柱銷限制2個(gè)自由度，削邊銷限制1個(gè)自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過(guò)鉆模板與工件之間的間隙排削。
（4）怎樣使夾具使用合理。
（二）設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)13×17孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度為IT12，表面粗糙度W為毛坯的粗糙度，鉆、粗鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
（三）夾具設(shè)計(jì)
1、定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加13×17孔工孔時(shí)，采用軸承底座右端面和軸承底座底面作為定位基準(zhǔn)。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為面與面定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為面的軸線，存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。
Α=90,h
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