角形軸承座的工藝和銑寬50槽夾具設計【角形軸承箱】

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目錄 目錄 1 序言 2 第1章 零件分析 3 1.1 零件作用 3 1.2 零件的工藝分析 3 第2章 工藝規(guī)程設計 4 2.1生產類型確定 4 2.2 確定毛坯的制造形式 4 2.3基準面的選擇 4 2.3 制訂工藝路線 4 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 6 2.5.1粗、精銑φ250前后端面 6 2.5.2銑上端面和右側端面 8 2.5.3粗、精鏜孔φ180H7 10 2.5.4鉆擴孔φ25 11 2.5.5銑寬槽10mm 13 2.5.6鉆擴6-φ13 13 第3章銑上端面夾具設計 16 3.1工件自由度分析和定位原理 16 3.3定位誤差的分析 16 3.4切削力及夾緊力的計算 17 3.5夾具設計及操作的簡要說明 19 結 論 20 參考文獻 21 序言 近年來，隨著機械制造業(yè)的大速發(fā)展，加工中制造技術也在不斷發(fā)展，各種機床的應用也是越來越廣，各種各樣的零件也隨之要求越來越高。本次設計針對其撥叉零件進行工藝分析，對此零件制定合理的加工工藝規(guī)程是保證零件的加工質量的有效措施。 根據(jù)本次的課題，所列下的基本設計內容包括： 1. 根據(jù) “軸承座”零件圖，進行工藝分析，對零件各表面技術要求進行分析； 2. 根據(jù)零件制定機械工藝流程； 3. 繪制專用工序的夾具裝配圖； 4. 編寫設計說明書。 第1章 零件分析 1.1 零件作用 本次的零件為軸承座，軸承座一般是安裝在某個機床上的，此軸承座相應的連接孔與相應的連接螺桿或者連接轉軸連接起來，其中心孔與相應的軸上軸承相互配合，隨著轉軸的轉動，要保證此中心孔與軸有一定的同心效果。 1.2 零件的工藝分析 本次的軸承座零件中要加工的某些表面中，主要包括其上端面和上端面上的寬槽，右下側端面和右下側端面上的寬槽，上部寬槽對立的下端面，右側的寬槽對立的端面，φ250的前后端面等，這些表面特征中φ250的前后端面表面粗糙度要求為Ra6.3，兩部分的寬槽50h11要求也是Ra6.3，除此之外其余各注明的表面粗糙度要求均為Ra12.5，未注明表面粗糙度的均為不加工處理。 孔的特征包括中心基準上的大圓孔φ180H7，此孔的表面粗糙度要求為Ra1.6，上部寬槽和右下部寬槽上的2-φ25孔表面粗糙度要求為Ra12.5，大端面上6-φ13通孔要求也為Ra12.5。 形位公差要求中上端面與右下端面之間垂直度要求0.12mm，中心大圓孔φ180圓度要求0.008mm，大端面φ250為基準B，中心大圓孔φ180為基準C，兩個寬槽相對于B基準有位置度0.4mm要求，前后大端面相對于C基準中心有垂直度0.1mm的要求。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1生產類型確定 零件的生產類型是按照企業(yè)生產的實際情況來進行分類的，它對著零件的工藝規(guī)程的制定有著一定的影響。一般情況下生產類型包括有大批量生產、中批量生產、小批量生產和單件生產等。不同種類的生產類型所對應的工藝規(guī)程也是不一樣的的，零件的生產類型也是按照零件的年生產產量和基本的特征來確定的。 本次的軸承座采用的是批量生產，所以考慮生產加工情況就要以批量生產來進行考慮。 2.2 確定毛坯的制造形式 正確的選擇毛坯，對后續(xù)的加工有著很重要的影響，對于毛坯的材料和制造方法，同樣還包括毛坯的制造精度對工件的后續(xù)加工質量都有重大的影響。 所以確定好毛坯的制造形式很重要，本次的軸承座考慮為批量生產，根據(jù)零件的形狀確定毛坯為HT200，本次的材料為灰口鑄鐵，需要使用鑄造件來進行毛坯。 2.3基準面的選擇 零件在加工的時候，一般選擇毛坯上沒有進行加工的表面作為定位基準的時候叫做粗基準，經(jīng)過后續(xù)加工后的加工表面作為定位基準的叫做精基準。一般來說粗基準選擇選擇大的、長的、表面特征規(guī)則的、定位位置合適的等方式來進行選擇。 一般都要考慮開始加工的粗基準，基本上粗基準可以選擇不加工的外形特征，本次的軸承座零件顯然來看選擇大端面都可以作為粗基準的選擇。精基準選擇需要選擇加工后的基本基準特征，本次的中心大孔φ180加工后可以作為精基準的使用。 2.3 制訂工藝路線 針對本次的軸承座零件，本次確定制定兩種工藝路線方案，并加以比較擇優(yōu)選擇。如下 （1）工藝方案一 工序一：鑄造毛坯 工序二：粗、精銑φ250前端面 工序三：粗、精銑φ250后端面保證尺寸100mm 工序四：粗、精鏜中心孔φ180H7到位 工序五：銑上部端面及右側端面 工序六：銑上部下端面和右側下端面保證兩部分尺寸50mm 工序七：銑上部端面和右側端面上的寬槽保證尺寸50mm 工序八：鉆、擴2-φ25孔 工序九：鉆6-φ13孔 工序十：去毛刺倒棱角 工序十一：檢驗入庫 （2）工藝方案二 工序1：鑄造毛坯 工序2：粗、精車φ250前端面 工序3：粗、精車φ250后端面保證尺寸100mm 工序4：粗、精車中心孔φ180H7到位 工序5：銑上部對應的下端面和右側下端面保證尺寸50mm 工序6：銑上部和右側端面上的寬槽50mm 工序7：鉆擴2-φ25孔 工序8：鉆大端面上6-φ13孔 工序9：去毛刺倒棱角 工序10：檢驗入庫 （3）工藝方案的比較分析 我們來分析如上對該軸承座的零件的兩個工藝方案的比較分析。 方案二中采用的是對大端面及大中心孔使用車床來進行加工，車床加工固然可以，但是本次的零件體積較大，在車床加工的時候由于該零件也不是類似于回轉體曲面的形狀，這樣就要考慮使用工裝夾具，此零件體積較大，上車床加工既要選擇大車床也要選擇較大的工裝夾具，對安裝時間和使用機床的成本都是大大提高，所以不采用方案二，最終選擇方案一為本次的最終加工方案。 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)軸承座的材料毛坯采用的是HT200灰口鑄鐵毛坯，以此來確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 1、φ250前后端面 查詢《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2-24的平面加工余量，本次的軸承座φ250前后端面的平面的表面粗糙度要求為Ra6.3，要經(jīng)過粗、半精加工達到完成，厚度范圍屬于50~100mm，得知粗加工余量單邊為2.5mm，半精加工余量單邊為1.5mm。這樣φ250前后端面的毛坯尺寸為100+4+4=108mm。 2、孔（） 查詢表2-20本次的軸承座中心孔φ180在粗鏜之前的孔直徑最大可以是φ170mm，本次考慮使用一定的加工余量就按照φ160孔的毛坯尺寸制造。 2.5 確定切削用量及基本工時 2.5.1粗、精銑φ250前后端面 （1）粗銑 被加工零件材料：HT200 機床選用：選用立式銑床X53K 刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ100mm，齒數(shù)為Z=10 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-5，取 銑削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-11，取 機床主軸轉速： 進給量： 工作臺每分進給量： 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-47銑削的基本時間計算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時計算公式如下 式中 工件的銑削長度 刀具切入長度： 式中 為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑100mm的銑削寬度為48mm ：銑刀直徑為100mm 代入上式后得出 ，得出 刀具切出長度：取，本次選擇3mm ：工作臺水平進給量 走刀次數(shù)為1 機動時間 （2）精銑φ250端面 被加工零件材料：HT200 機床選用：選用立式銑床X53K 刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ100mm，齒數(shù)為Z=10 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-5，取 銑削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-11，取 機床主軸轉速： 進給量： 工作臺每分進給量： 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-47銑削的基本時間計算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時計算公式如下 式中 工件的銑削長度 刀具切入長度： 式中 為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑100mm的銑削寬度為48mm ：銑刀直徑為100mm 代入上式后得出 ，得出 刀具切出長度：取，本次選擇3mm ：工作臺水平進給量 走刀次數(shù)為1 機動時間 2.5.2銑上端面和右側端面 被加工零件材料：HT200 機床選用：選用立式銑床X53K 刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ50mm，齒數(shù)為Z=8 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-5，取 銑削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-11，取 機床主軸轉速： 進給量： 工作臺每分進給量： 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-47銑削的基本時間計算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時計算公式如下 式中 工件的銑削長度 刀具切入長度： 式中 為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑50mm的銑削寬度為24mm ：銑刀直徑為50mm 代入上式后得出 ，得出 刀具切出長度：取，本次選擇3mm ：工作臺水平進給量 走刀次數(shù)為1 機動時間 2.5.3粗、精鏜孔φ180H7 （1）粗鏜孔至φ179 選擇高速鋼鏜刀 粗加工吃刀量選擇為 進給量查詢參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-36，取 切削速度參照表5-1，得 機床主軸轉速： 切削的時間按照下式計算 式中 L：切削的長度按照孔徑179mm ：工件的實際長度為179mm ：粗加工選擇為2mm 主偏角，那么 ，本次選取4mm 進給次數(shù)為 （2）精鏜 選擇高速鋼鏜刀 進給量查詢參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-1，取 切削速度參照表5-1，得 機床主軸轉速： 切削的時間按照下式計算 式中 L：切削的長度按照孔徑180mm ：工件的實際長度為180mm 主偏角，那么 ，本次選取4mm 進給次數(shù)為 2.5.4鉆擴孔φ25 （1）鉆孔至φ20 進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-22，取 切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-22，取 機床主軸轉速：， 鉆孔的切削時間計算按照如下式 式中 被切削層長度：本次按照切削的深度為 刀具切入長度： ：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算 刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）擴孔至φ25 進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-25，取 切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-26，取 機床主軸轉速：， 擴孔的切削時間計算按照如下式 式中 被切削層長度：本次按照切削的深度為 刀具切入長度： ：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算 刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm 走刀次數(shù)為1 機動時間： 2.5.5銑寬槽10mm 機床：銑床X53K 刀具：高速鋼鍵槽銑刀 齒數(shù) 進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-15，取 切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-15，取 機床主軸轉速：， 銑鍵槽的方式來計算，銑削的基本工時計算公式如下 式中 工件的切削長度 刀具切入長度：，按照25mm計算得知 刀具切出長度：取，本次選擇2mm ：工作臺水平進給量 機動時間 2.5.6鉆擴6-φ13 （1）鉆孔至φ10 進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-22，取 切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-22，取 機床主軸轉速：， 鉆孔的切削時間計算按照如下式 式中 被切削層長度：本次按照切削的深度為 刀具切入長度： ：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算 刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）擴孔至φ13 進給量：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-25，取 切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-26，取 機床主軸轉速：， 擴孔的切削時間計算按照如下式 式中 被切削層長度：本次按照切削的深度為 刀具切入長度： ：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算 刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第3章銑上端面夾具設計 3.1工件自由度分析和定位原理 本次對軸承座上端面進行專用夾具的設計，采用的定位原理方法借助于六點定位原則方式，六點定位原則的基本方式圖如下 圖3-1六點定位原則 本次考慮以φ250大端面作為主要定位基準限制三個自由度，考慮使用四個支承釘?shù)亩ㄎ辉绞?，其中三個支承釘作為定位的考慮限制其三個自由度，另外一個起到加強的作用，對自由度限制不考慮。 右側的端面限制其兩個自由度，采用的定位元件為支承釘，同樣下小部分的端面也采用的是支承釘定位元件限制一個自由度，這樣整個裝置的定位原則方式就是基本按照圖3-1六點定位原則的原始方法圖相同了。 3.3定位誤差的分析 本次的一個定位就是右側端面和下端面采用的是相互垂直的兩個平面，如下可以進行對其的定位誤差進行分析 圖3-1兩個垂直平面定位 通過兩個垂直平面定位的公差分析計算如下式: 本次的選擇為90度，定位的側邊兩個尺寸和分別為30和35，代入此式后得出 定位誤差占加工公差的 ，能保證加工要求。 該定位方案能滿足加工的精度要求，定位方案是合理的。 3.4切削力及夾緊力的計算 （1）切削力計算 本次采用的是銑端面，銑削力按照銑削如下公式計算 銑刀為圓柱銑刀、立銑刀、盤銑刀、鋸片銑刀、角度銑刀、半圓成形銑刀 式中 ：切削力 ：使用高速鋼銑刀銑削的時候，工件材料及銑刀類型的系數(shù)查表選取 ：銑削深度 ：每齒進給量 ：銑刀直徑 ：銑削寬度 ：銑刀每分鐘的轉速 ：銑刀的齒數(shù) ：用高速鋼銑削的時候，工件材料機械性能不同的修正系數(shù)。對于結構鋼、鑄鋼為， ：工件材料的抗拉強度MPa =2451N （2）夾緊力的計算 由于本次對工件的夾緊是對工件的底面定位的上方進行夾緊。根據(jù)《機床夾具設計手冊 第三版》中檔其他切削分力較小的時候，僅需要較小的夾緊力防止工件在加工過程中產生振動和轉動。 式中 ：原動力 ：實際所需的夾緊力 ：螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑 ：螺紋中徑之半 ：螺紋升角 ：螺桿端部與工件間的摩擦角 ：螺旋副的當量摩擦角 ：機械效率 計算方式如下： Wk =2451N r' = 3 φ1 = 3.2 rz = 6.9 α = 2.5 φ'2 = 9.83 L = 43 η0 = 0.88 l = 21 計算結果 = 2945N 3.5夾具設計及操作的簡要說明 本次的夾具是銑上端面夾具，由于工件的特征表面此銑面雖然是兩個不同位置，但是經(jīng)過工件的旋轉后此銑面的特征是完全相同，可以借助一個工裝夾具來實現(xiàn)可以加工兩個不同的位置，在銑完一個特征后，需要拆卸下壓緊在工件大端面上的螺母，然后將右側的活動支承塊拿開，就可以將此工件拿下，然后將工件翻轉，這樣可以對另外一個特征在使用此同種夾具上進行操作，這樣節(jié)省了工件安裝時間，方便操作。 整個夾具的裝配圖如下 圖3-3銑上端面專用夾具裝配圖 結 論 軸承座是一個基本的零件，其性能直接影響到連接的軸及軸承零件的整體加工效果，進而影響到加工零件的精度關系。因此，本次的研究課題后軸承座的零件工藝分析很好得結合課本所學知識，并應用機械加工制造工藝學，對此零件進行工藝分析和最終夾具的設計。 本次設計的軸承座的工藝規(guī)程設計及主要工序的夾具設計得出的幾點結論。 1、首先分析零件的工藝性，并制定零件的工藝規(guī)程，制定零件的工藝過程，熟悉這類零件的工藝規(guī)程的設計方法。 2、制定好零件的工藝后對其中的主要工序進行分析，選擇一個其中的主要工序作為夾具設計的任務。本次選擇的是銑大端面夾具設計。 3、銑上端面夾具使我熟悉掌握了此類零件的六點定位原則方式，熟悉使用支承釘?shù)亩ㄎ辉x擇，熟悉端面的壓板對表面進行的螺旋壓緊方式。 參考文獻 [1]李益民主編 《機械制造工藝簡明手冊》 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