LX-31轴承盖的机械加工工艺规程及工艺装备设计说明书.doc

辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：LX-31轴承盖的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：机械10-3姓名： 吴玉硕指导教师：孙远敬完成日期：2013/7/1设计题目LX-31轴承盖的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:大量生产三、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（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 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： 指导教师日期摘要机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础，制造工艺为主线，兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本涉机能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识，基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用掌握的“机械制造”技术基础知识及相关知识的一次全面的应用训练。机械制造技术基础课程设计，是已机械制造工艺装备为内容进行的设计。即以给定的一个中等复杂的程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛胚制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其一工序进行机床专用卡具设计。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。Abstract Mechanical manufacturing technology foundation course design, is the cutting theory as a foundation, manufacturing process as the main line, balancing process equipment knowledge of mechanical manufacturing technology basic wade machine of cultivating the ability of practical courses, Is the comprehensive use of mechanical manufacturing technology of the basic knowledge, basic theory and basic skill, analyze and solve practical engineering problems an important teaching link, For the students use master "mechanical manufacturing technology" basis knowledge and related knowledge of a comprehensive application training. Mechanical manufacturing technology foundation course design, is already machinery manufacturing technology and equipment for the design of content. Namely in the given a medium-sized complex degree of small and medium-sized machinery parts as the object, in determining the blank casts manufacturing technology, on the basis of compiling the machining process planning, and one process machine special fixture design. 1.轴承盖的工艺性分析71.1轴承盖用途71.2轴承盖的技术要求81.3 确定轴承盖生产类型82.轴承盖的机械加工工艺规程设计92.1确定毛坯、绘制毛坯图92.1.1 选择毛坯92.1.2 确定毛坯尺寸和机械加工余量92.1.3 绘制轴承盖铸件毛坯图102.2拟定轴承盖工艺路线112.2.1 选择定位基准112.2.2 表面加工方法的确定122.2.3 加工阶段的划分122.2.4 工序的集中于分散132.2.5 工序顺序的安排132.2.6 确定工艺路线132.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定142.3.1圆柱表面工序尺寸：142.3.2平面工序尺寸：152.3.3孔加工工序尺寸:152.3.4其他尺寸直接铸造得到152.4 确定切削用量152.4.1 对钻26mm的内孔的切削用量的确定：152.4.2 对扩26mm内孔的切削用量的确定：152.4.3 对粗铰26mm的内孔的切削用量的确定：162.4.4 对精铰26mm的内孔的切削用量的确定：162.5 确定时间定额162.5.1 时间额定的计算：162.5.2 辅助时间计算：172.5.3 其他时间计算：172.5.4 单件时间计算：173.加工26孔工序的专用机床夹具设计183.1问题的提出183.2夹具设计183.2.1定位基准的选择183.2.2、夹具设计及操作的简要说明183.2.3确定导向装置193.3夹紧装置的设计193.3.1夹紧装置的组成和要求193.3.2夹紧力的计算193.4夹具体的设计193.4.1夹具体的材料193.4.2夹具体的外形尺寸203.4.3夹具体的排屑措施203.4.4夹具体定位误差分析224.方案的综合评价与结论225.体会与展望236.参考文献251.轴承盖的工艺性分析1.1轴承盖用途轴承盖的主要作用是轴承外圈的轴向定位；防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。还能在一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏。轴承盖零件图如图1.1所示。图1.1 轴承盖零件图1.2轴承盖的技术要求零件的材料为HT150，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削,零件的主要技术要求分析如下：(1).由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra6.3、内孔、端面及内孔的精度要求均为Ra12.5。轴承座在工作时，静力平衡。(2).铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。表1 轴承盖零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm公差mm及精度等级表面粗糙度Ra m形位公差mm轴承盖前后端面IT1212.5轴承盖孔内表面 IT103.226mm固定孔26 IT1212.5 54mm凸台端面4IT103.2轴承盖两侧阶梯下表面80IT116.3轴承盖中心50mm凸台端面120IT1212.5轴承盖左右两侧阶梯侧表面IT103.2/0.06A 轴承盖下端面120IT116.31.3 确定轴承盖生产类型已知此轴承盖零件的生产纲领为中批或大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.轴承盖的机械加工工艺规程设计2.1确定毛坯、绘制毛坯图2.1.1 选择毛坯零件材料为HT150。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。参阅机械制造技术基础课程设计指导书表2-1，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。选用铸件尺寸公差等级为CT-10。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。2.1.2 确定毛坯尺寸和机械加工余量参阅机械制造技术基础课程设计指导书表2-4，选用加工余量为RMA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量。 表2 轴承盖铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目机械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm备注轴承盖前后端面3166轴承盖孔内表面4 11226mm固定孔426 1854mm凸台端面448轴承盖两侧阶梯下表面38083轴承盖中心50mm凸台端面3120123轴承盖左右两侧阶梯侧表面4178轴承盖下端面41201242.1.3 绘制轴承盖铸件毛坯图由表2所得结果，绘制毛坯图如图2.1所示。图2.1轴承盖毛坯图2.2拟定轴承盖工艺路线2.2.1 选择定位基准根据零件图纸及零件的使用情况分析，知50的圆柱，轴承盖外端面、26的孔均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。（1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选轴承盖下表面为粗基准.(2 )精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承盖的下底面为精基准。2.2.2 表面加工方法的确定根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。参阅机械制造技术基础课程设计指导书表1-7、表1-8，确定加工件个表面的加工方法，如表3所示。表3 轴承盖零件各表面加工方案项目尺寸精度等级表面粗糙度Ra m加工方案备注轴承盖前后端面IT1212.5粗铣表1-8轴承盖孔内表面IT103.2粗镗半精镗精镗表1-726mm固定孔IT1212.5钻、扩、铰表1-754mm凸台端面IT103.2粗铣半精铣表1-8轴承盖两侧阶梯下表面IT116.3粗铣半精铣表1-8轴承盖中心50mm凸台端面IT1212.5粗铣表1-8轴承盖左右两侧阶梯侧表面IT103.2粗铣精铣表1-8轴承盖下端面IT116.3粗铣半精铣表1-82.2.3 加工阶段的划分该压紧盖的加工精度要求较高，可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成端面的加工，完成孔的钻加工。2.2.4 工序的集中于分散选用工序集中的原则安排轴承盖的加工工序。该轴承盖的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多加工表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。2.2.5 工序顺序的安排机械加工工序：1.遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。2.遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准。3.遵循“先主后次”原则，先加工主要表面压紧盖的右端面和26mm孔，后加工次要表面。4.遵循“先面后孔”原则，先加工压紧盖端面，再加工26mm孔。2.2.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础，表4列出了轴承盖的工艺路线方案。表4 轴承盖零件工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1铸造2时效处理3粗铣、半精铣54mm凸台端面立式铣床X51铣刀千分尺4铣轴承盖中心50mm凸台端面立式铣床X51铣刀千分尺5钻、扩、铰26mm孔立式钻床Z535麻花钻，扩孔钻，铰刀千分尺6粗铣半精铣轴承盖下端面立式铣床X51铣刀千分尺7粗铣、精铣轴承盖轴承盖左右两侧阶梯侧表面立式铣床X51铣刀千分尺8粗铣、半精铣轴承盖两侧阶梯下表面立式铣床X51铣刀千分尺9粗镗、半精镗、精镗轴承盖孔内表面立式铣床X51镗刀千分尺10铣轴承该前后端面立式铣床X51铣刀千分尺11清洗12终检2.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定2.3.1圆柱表面工序尺寸：54mm凸台端面的加工余量为4,粗刨3,精刨1;轴承盖中心50mm凸台端面的加工余量为3,粗刨3;2.3.2平面工序尺寸：轴承盖下端面的加工余量为4,粗刨3,精刨1;轴承盖前后端面的加工余量为3, 粗刨3.轴承盖两侧阶梯下表面3mm轴承盖左右两侧阶梯侧表面4mm2.3.3孔加工工序尺寸:轴承盖孔内表面的加工余量为4,粗镗2,半精镗1.3,精镗0.7; 26mm固定孔的加工余量为4,钻2，扩1，铰1。2.3.4其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采取调整加工。因此在计算最大，最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。2.4 确定切削用量2.4.1 对钻26mm的内孔的切削用量的确定：1）背吃刀量的确定 取=14mm。2）进给量的确定 查指导书表5-22，选取该工步的每转进给量=0.25mm/r。3）切削速度的计算 查指导书表5-22。，按工件材料为HT200选取，切削速度=15m/min。由公式，可球的该工序钻头转速，参照指导书表4-9系列Z535型立式钻床，取转速，再将次转速代入=17.584m/min2.4.2 对扩26mm内孔的切削用量的确定：1）背吃刀量的确定 取=1.85mm。2）进给量的确定 查指导书表5-23，选取该工步的每转进给量=0.7mm/r。3）切削速度的计算 查指导书表5-24。，按工件材料为HT200选取，切削速度=95m/min。由公式，可球的该工序钻头转速，参照指导书表4-9系列Z535型立式钻床，取转速，再将次转速代入=54.75m/min2.4.3 对粗铰26mm的内孔的切削用量的确定：1）背吃刀量的确定 取=0.1mm。2）进给量的确定 查指导书表5-31，选取该工步的每转进给量=0.5mm/r。3）切削速度的计算 查指导书表5-31。，按工件材料为HT200选取，切削速度=4m/min。由公式，可球的该工序钻头转速，参照指导书表4-9系列Z535型立式钻床，取转速，再将次转速代入=5m/min2.4.4 对精铰26mm的内孔的切削用量的确定：1）背吃刀量的确定 取=0.05mm。2）进给量的确定 查指导书表5-22，选取该公布的每转进给量 =0. 5mm/r。3）切削速度的计算 查指导书表5-22。，按工件材料为HT200选取，切削速度=6m/min。由公式，可球的该工序钻头转速，参照指导书表4-9系列Z535型立式钻床，取转速，再将次转速代入=6.6m/min2.5 确定时间定额2.5.1 时间额定的计算：1）钻孔工步 根据指导书表5-41，钻孔的基本事件可由公式求得，其中，；=0.25mm/r；，代入公式，求得。2）扩孔工步根据指导书表5-41，钻孔的基本事件可由公式求得，其中，；=0.7mm/r；，代入公式，求得。3）粗铰工步 根据指导书表5-41，钻孔的基本事件可由公式求得，其中，由指导书表5-42；按，条件查得，=0.5mm/r；，代入公式，求得。4）精铰工步 根据指导书表5-41，钻孔的基本事件可由公式求得，其中，由指导书表5-42；按，条件查得，=0.5mm/r；，代入公式，求得。2.5.2 辅助时间计算：1）钻孔工步辅助时间2）扩孔工步辅助时间3）粗铰工步辅助时间4）精铰工步辅助时间2.5.3 其他时间计算：1）钻孔工步其他时间2）扩孔工步其他时间3）粗铰工步其他时间4）精铰工步其他时间2.5.4 单件时间计算：1）钻孔工步其他时间2）扩孔工步其他时间3）粗铰工步其他时间4）精铰工步其他时间单件时间3.加工26孔工序的专用机床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具设计用于26孔的钻、扩加工，适用于Z525型号立式钻床（组合钻床），加工所用道具有麻花钻，扩孔钻，铰刀。3.1问题的提出本夹具主要用来加工26孔,在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。3.2夹具设计3.2.1定位基准的选择本道工序为钻26孔，本夹具用阶梯面4个支撑钉限制工件3个自由度，用侧面2个支撑钉限制工件2个自由度，在夹具体上安装一个定位销于中心限制工件最后一个自由度，这样工件空间6个自由度都已经限制完毕，可以开始夹紧，加工工件。3.2.2、夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了快换装置。拆卸时，松开压板，转动钻套板，即可取下工件，实现工件的快换。3.2.3确定导向装置加工26内孔时需要导向元件为钻套。因为该孔的精度较高，所以需要多到工序进行加工。在钻孔后要扩孔，粗铰，精铰。所以需要经常更换钻套，所以采用快换钻套。钻套轴线在夹具上的位置与加工的孔轴线重合。具体标注见夹具装配图，如图3。3.3夹紧装置的设计3.3.1夹紧装置的组成和要求夹紧装置有三部分组成。1、动力装置，本夹具采用气缸施加夹紧力。2、夹紧元件，本夹具采用压板夹紧。3、中间传动机构，本夹具采用楔式铰链机构传动。本夹具通过压板挤压工价连接板右端面来实现工件的夹紧。具体见夹具装配图，如图3。3.3.2夹紧力的计算本夹具夹紧力方向与切削力方向一致，查指导书10-1，知，本夹具仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的震动和转动即可。3.4夹具体的设计3.4.1夹具体的材料因为铸造的工艺性良好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制；并且，铸造夹具体的吸振性良好，可减小或避免其受力而产生的震动；另外，铸造夹具体承受抗压能力大，可承受切削力、夹紧力等力的作用。所以，本工件采用铸造工艺，材料选为，HT150，并进行时效处理，来消除内应力。3.4.2夹具体的外形尺寸夹具体制造属于单件生产，可以按照类似结构和经验类比的方法确定结构尺寸，查指导书表11-1，得：夹具体壁厚h取： 20mm；加强肋厚度：10mm；夹具体壁与壁连接的铸造圆角取： 1/5×(15mm+15mm)=6mm夹具体座耳的结构见夹具体装配图 ，其螺栓直径取：10mm3.4.3夹具体的排屑措施因为夹具体上与连接板配合的面是在夹具上的凸台面，所以在夹具体与工价之间存在一定间隙，通过该间隙就可以使切屑方便的排出，也就不用在另行设计和考虑排屑的问题了。具体形状见夹具体零件图如图3.1所示，装配图如图3.2所示。图3.1 轴承盖夹具体零件图图3.2 轴承盖夹具装配图3.4.4夹具体定位误差分析本夹具定位基准与工序基准重合，故无基准不重合误差。工价余夹具配合面较光整，故无定位副造成的不准确误差。4.方案的综合评价与结论由于轴承盖的加工精度要求较高，要通过较高精加工才能达到进度要求。在夹具的设计的过程中符和夹具的工作过程，在定位时对工件的自由度有这合适的限制，即没有欠定位，也没有过定位。工件的夹紧机构采用楔式铰链机构，其主要特点为结构简单，夹紧可靠。通过导向装置夹具与工件的对中性较好，且设计夹具的零件大多为标准件，使其提高了零件的互换性。也有利于夹具体的调整与修配。从而能保证零件的加工精度。综上所述，该夹具能满足对零件的孔加工要求。但在设计中难免有些缺点和不足，希望老师能提出批评和指正。5.体会与展望三个星期的课程设计的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 通过机械制造课程设计的过程，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，初步具有设计中等难度的零件加工工艺以及设计夹具的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。在此要感谢我们的指导老师孙老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。6.参考文献1机床夹具设计（第二版） 肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 2000.52机床夹具的现代设计方法 秦国华、张卫红主编 航空工业出版社 2006.113机械制造技术基础 黄健求主编 机械工业出版社 2005.114机床夹具设计 秦宝荣主编 中国建材工业出版社 1998.25机械制造技术基础课程设计指南 崇凯主编 化学工业出版社 2007.26机械制造与模具制造工艺学 陈国香主编 情话大学出版社 2006.57机械精度设计与检测技术 李彩霞主编 上海交通大学出版社 2006.18机械制造技术基础 方子良主编 上海交通大学出版社 2005.1 9敏捷夹具设计理论及应用 武良臣、郭培红等主编 煤炭工业出版社 2003.910机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛 冶金工业出版社 2002.1211机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青主编 机械工业出版社 2004.8