机械制造技术课程设计-轴承泵盖加工工艺及铣槽夹具设计.docx

设计“轴承泵盖”零件的机械加工工艺规程及工艺设备（生产纲领：3000件）设计任务书3一、序言41.1研究课题的意义及现状41.2课题主要研究内容51. 3研究方法和手段51.4研究目标5二、零件的分析62. 1零件的作用62. 2零件的工艺分析62. 3生产纲领7三、工艺规程设计73. 1确定毛坯的制造形成74. 2基准的选择93.3制定工艺路线93.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.5确定切削用量及基本工时U四、专用夹具设计134.1设计主旨134.2夹具设计14五、课程设计心得体会16六、参考文献18一、序言1.1 研究课题的意义及现状目前，机械加工行业是一个成熟，稳定的发展的过程。进口设备的统治已经结束，国内机械已成为主要成分。主要表现如下：一，国内机械技术水平接近或达到世界先进水平二，行业结构发生了很大的变化。一个著名机械企业设厂在中国，改变了机械制造企业的结构。他们有机械雄厚的技术和经济实力，代表了世界的未来领先水平将会对中国的机械行业生产格局产生深远的影响。在许多方面，其产品的研发，制造和知识产权，为中国企业的保护提供学习的机会。其次，国内知名大公司成功介入机械生产，并开发多品种的方向，具有巨大的力量在经验，技术，经济，制造业和机械产品的销售市场已经占据了主导地位。三，民营中小企业数量迅速增长，大大提高了规模和技术实力。仍有待解决的问题。首先，我国大多数机械企业规模小，能力抵御有限风险，低回报的资金,流动性不足。其次，也像其他产品，机械零部件存在投入不足，科技，低创新能力等问题。在基础研究和小，用挖人才开发投入，“偷”技术的方式非常普遍。因此，每款产品都非常相似，有技术的迹象，创新很少原创。识别发展趋势。针对这些问题，企业应注重创新，在技术上积极投资;树立尊重知识，尊重知识产权的法律保护意识;技术骨干企业要留人和反掏方法;在市场可接受的范围内可用，适当进行价格，以促进生产的发展。1.2 课题主要研究内容轴承泵盖的分析包括：轴承泵盖的分析使用，安装和使用，加工轴承泵盖图纸，材料和粗糙的技术要求。确定处理方法，完整的加工过程。1,按照JB/T2562-2007,对开四螺栓滑动轴承的类型和大小，JB/T2564-2007,滑动轴承技术条件下，根据需要，以纪念轴承装配图的尺寸公差，形状和位置公差；2,根据轴承装配图，画出轴承盖和基座部件的图。需要标注的尺寸公差，形位公差和表面粗糙度的基础上表面的部分；3,综合使用的知识，参考信息，根据大量生产，产品加工安排;设计和加工轴承孔夹具。1. 3研究方法和手段（1）调研、消化原始资料；关于机械轴承泵盖，组装过程中，在加工过程中，制造技术，设计用于设计收集的信息;图消化份份，使用该部分的理解，该过程分析的一部分，其他的技术要求的尺寸精度;分析过程，以便更好地理解材料，零部件的特性和工艺参数的属性。（2）完善轴承泵盖图和装配图；（3）确定工艺方案，制定处理文档；（4）轴承孔夹具设计与加工；（5）在完成第一轴承泵盖图和多轴装配图制作。1.4研究目标根据设计的运动和发展自己的能力，处理文档准备的话题,熟悉常用的材料,正确选用材料的性能;掌握基本的程序和方法，夹具设计的基本方法和机械轴承泵盖设计;主制作工艺加工过程中一般制造工艺和方法有了初步的了解，理解共同组成的设计软件，并能熟练运用二维和三维设计软件。鉴于加工工艺加工的产品符合图纸的技术要求。让自己学到的知识在大学四年获得以前学过的知识进行全面的总结和巩固温故而知新，更好地掌握所学的知识来为今后工作奠定了良好的基础。二、零件的分析2.1 零件的作用轴承泵盖是用来装配轴承座泵体上的一个端盖，得以体现系统调速、转向的轴承泵盖。通过与轴的过盈配合来传递泵体曲线传来的运动；一般情况下轴承泵盖是作为支撑用的，前后端均为轴承支撑，相当于轴承盖的作用。泵体上使用最为普遍。轴向固定，比如轴很长，在轴上来回动，这就需要轴轴承泵盖来把他们固定住。1、适用于承受拉、压双向作用力的各类构筑物钢筋混凝结构中的钢筋连接施工。2、节材、节能，不受钢筋成份及种类的限制。3、可全方位连接。4、可提前予制，工厂化作业，不占用工期，全天候施工。5、操作方便、快捷，施工速度快，可大大缩短工期。2. 2零件的工艺分析1、轴承泵盖选用材料为HT200,俗称灰口铸铁。2、该轴承泵盖主要加工表面及技术要求分析如下：、轴承泵盖上端面及台阶94的上下端面与孔45H7的公差等级为9-10级。(2)、尺寸42、90、30都有其尺寸要求，加工时需要保证这些尺寸。、8H7孔内表面RaWL6,需要进行精钱。2. 3生产纲领由零件图可知：生产纲领3000件/年，备品率为2%,废品率为2%,因此年产量：Q=生产纲领X每台件数X（1+备品率）×（1+废品率）Q=3012件日产量=Q÷260=12（件）日产量（一天2班）=日产量÷Days=6件/天查工艺人员手册，轻型（100公斤以内）零件的生产性质：中批5005000大批500050000考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。1、钢筋连接轴承泵盖筒接头强度达到行业标准JGJlO7-96中A级接头性能要求。2、钢筋连接轴承泵盖筒螺纹牙形好、精度高、连接质量稳定可靠。3、钢筋连接轴承泵盖筒应用范围广，适用于直径16-4Omn1。4、II、11I级钢筋在任意方向和位置的同异径连接。5、可调型：正反丝扣型轴承泵盖筒适用于拐铁钢筋笼等不能转动处钢筋的连接。6、施工速度快：螺纹加工提前预制和现场加工，装配施工。7、节约能源、无污染，施工安全可靠。由以上可知，该零件为小批生产，所以工艺安排应考虑工序适当集中，考虑零件成批生产，产量比较小，综合经济与生产效率等因素，确定加工设备为通用机床，采用专用加工路线。三、工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形成选择毛坯时候应该考虑一下几点因素：轴承泵盖的力学性能要求：相同的材料具有不同的毛坯的制造方法，机械性能而变化。离心铸造铸件，铸件的压力铸造，金属铸件铸造，砂型铸造浇注,一旦降低机械性能。（2）叉结构形状和外形尺寸：直径小于阶梯轴宜采用棒，其差额应当在大型铸件使用;形状复杂，钢铸件的机械性能可能不太苛刻，复杂形状和薄壁金属铸造毛坯不宜采用;较大的尺寸不应该使用粗铸造，铸造和铸造，砂型铸造和使用更多自由铸造;小叉形状复杂的精密铸造方法应采取以避免加工。（3）计划和批量生产：生产计划大的毛坯制造方法时，应用高精确度和高生产率，生产纲领小时应采取装备的空白制造方法。（4）现场生产条件要求：此条受到技术经济分析和论证。后分析的考虑，材料选择叉HT200,由于叉结构一般，进行生产，小批量生产的类型，在操作过程中遭受的影响不大，机械性能要求的机器，考虑叉在机器遭受小操作过程中的影响，结构相对简单的叉属于批量叉，叉尺寸小外形，根据参考文献。8表3-1选择的金属型铸造铸件毛坯。查书第41页表2.2-5,铸件尺寸公差等级为9的选择。1 .确定的那种粗糙根据叉确定毛坯铸造材料。并根据它们的结构和形状，尺寸和生产类型，粗糙的金属模铸造方法中所选择的机械砂。表15-5使用九号货柜码头级铸件尺寸公差等级。2,确定铸件和平衡的形状根据表15-7,以对MA-G级的津贴。15-8查找表，以确定每个表面上的铸造机械津贴。3、画轴承泵盖毛坯图（图附后）3. 2基准的选择4. 2.1精基准的选择该工件的重要加工表面是支承孔45+0.025,其与外圆94-0.022应该有同轴度关系，所以底面自然就成了精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，同时底面的一对45孔成为工艺孔，该定位基准组合在后续底面台阶孔及支承孔上径向孔的加工中都将作为精基准面，自然应该在工艺开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。3.2.2、粗基准的选择粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗车底面，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准。支承孔为重要加工表面，精度要求高，故采用中心支承孔互为基准，反复加工，可以保证工件图技术要求所以粗基准就是毛坯支承孔和底面台阶孔平面，精基准就是底面。3.3制定工艺路线对于批量生产中粗泵盖的，几乎总是处理第一个统一的标杆。第一个步骤是轴承座加工过程统一的参考。具体安排在第一定位孔中45粗精加工的平面的上面。第二步骤是定位中使用的孔加工外圆台阶的过程。其工艺路线如下表所示：工序号工名序称工序内容车间工段设备1料按照毛坯图纸铸造毛坯；铸造设备2热处理高温回火、退火；热处理设备3车车右端面及外圆中130,带光即可,保证不加工内台阶至端面尺寸16mm；粗车右端内孔中50mm,保留0.5mm精车余量，车中35只尺寸要求；精车右端内孔中50(0,+0.025)mm至图纸尺寸要求；车倒角，锐边倒钝。车工金工CA61404车更换装夹粗车左端面至尺寸42.5mm,保留0.5mm精车余量；粗车台阶中94(0,-0.021)mm至尺寸94.5mm,保留0.5精车余量；车台阶中90mm至图纸尺寸要求；精车端面至尺寸42mm,精车台阶至尺寸中94(0,-0.021)mm,保证形位公差要求，车倒角，锐边倒钝。车工金工CA61405铳粗铳6x8(±0.018)mm至尺寸6x7.5mm,保留0.5mm精铳余量；精铳6x8(±0.018)mm至尺寸要求，保证形位公差要求。铳床金工数控铳床6钻钻孔6x8(0,+0.022)mm至6x7,保留Imm扩孔余量；扩孔6x8(0,+0.022)mm至中7.8mm,保留0.2mm较孔余量；钱孔6x8(0,+0.022)mm至图纸尺寸要求，锐边倒钝；钻床金工Z30507钻攻钻孔4×M5-7Hmm底孔44mm;攻丝4xM5-7Hmm至图纸尺寸要求，锐边倒钝；钻床金工Z30508钳工倒角、锐边倒钝、去毛刺、清洗。钳工台9检验终检。检验台10入库3. 4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定各端面加工定位基准多次相互转换，余量核算也较复杂。现用工序尺寸联系图表法确定其工序尺寸。1、按规定符号建立工序尺寸联系图。2、查表确定工序基本余量。3、由最终工序向前推算工序基本尺寸及毛坯尺寸。4、查表15-32及表15-33确定工序尺寸的经济加工精度。5、由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。6、校核设计尺寸。毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。加工总余量主要根据毛坯类型确定。在单件小批生产中，中小型零件加工总余量参考值（半径余量或单面余量）如下：砂型铸件约为38mm;自由铸件和焊接件约为4-lOmm；热轧圆钢约为1.52.5mm。3.5确定切削用量及基本工时3.5.1车削工序确定该工序的加工余量。所选刀具为YT15硬质合金刀具，车刀刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。查参考文献【3】得半精车加工余量为1.5,切削深度ap=0.75mm,将工件车至096mm,需两次半精车，第一次半精车ap=0.75,第二次半精车切削深度aP=1.32=0.65mm0确定进给量。根据参考文献【3】，查得CA6140进给量选择f=0.3mmr,由于半精车加工，切削力较小，故不需要校验机床进给机构强度。选择车刀磨钝标准及耐用度。查参考文献【4】最大磨钝标准为0.4mm。耐用度为60min,确定切削速度。查参考文献【4】，切削速度为156mmin,V=156×0.81×1.15=145.3mminn=1000×145.3÷3.14÷30=1541rmin查CA6140主轴转速选择n=1400rmin,实际切削速度V=I31.88mmin0半精加工机床功率可不校验。最后确定切削用量为aP=0.75mm,f=0.3mmr,n=1400rmin,v=131.88mmio3.5.2铳削工序粗精铳槽：fz=0.05"m/齿对照Mr.ChenHongYun主编的由ChinaMachinePress出版的实用机械加工工艺手册查出铳削速度：v=18mmin米用立粗齿铳刀，D=12mm,Z=12°则100OvTZD1000x1811×12=479.17rminf=fzzn=0.05×12×479.17=287.5mm/11in«/III“Z78287.5=0.27min精精铳槽:z=0.05mm/齿铳削速度其值：v=23mmin米用镶齿三面刃铳刀，d=12rnn,D=15Omm,L=12mm,齿数=30。则100Ov11d100oX23TrXl2=612rminf=/z11v=0.05×30×612=918mmrrin计算工时/=_=迎=0.22Irinfm9183.5.3钻孔工序刀具：根据参照参考文献表4.3-9选高速钢锥柄麻花钻头。钻孔8H7时先采取的是钻7孔，再扩到7.8,所以7。切削深度：ciP=85mm进给量/：根据参考文献表2.438,¾f=0-33mmro切削速度V：参照参考文献网表2.441,取V=048机/s。机床主轴转速：N=1000v3.14x7=1000x0.48/3.14x7=8.99rmin按照参考文献3表3.131,取N=10rmin所以实际切削速度V：v=3.14x7x10/1000=0.22m/min切削工时被切削层长度/：/=42相加刀具切入长度4:D17Z1=ctgkr+(1-2)=Ogl20°+1=5.9mm6mm刀具切出长度L,2=14mm取乙=3mm走刀次数为1t.l=42+K'0.25min机动时间如：,ffl033×63°四、专用夹具设计4.1 设计主旨为了轴承泵盖零件的提高劳动生产率，保证轴承泵盖零件加工质量，降低轴承泵盖零件加工的劳动强度。在加工轴承泵盖时，需要设计专用夹具。机床铳削轴承泵盖零件夹具是在机械加工中设计使用的加工工艺的一种工艺装夹装备，它的主要功能是实现对轴承泵盖零件被加工槽的定位和夹紧作用。通过轴承泵盖零件的夹具定位，使被加工的轴承泵盖在夹具设计中，占有相同一个比较正确的装夹加工位置；通过夹具的装夹夹紧作用，更好的克服加工中，存在的各种装夹的作用力问题，使得加工工艺中的这一正确的位置得到加工的精度等保证，从而使轴承泵盖零件加工过程能够得以顺利进行。为了提高劳动生产率，保证加工质量,降低劳动强度，满足于现代金属切削机床加工的实际需要，通常需要进行快速专用夹具的设计。4.2夹具设计4.2.1 确定轴承泵盖的定位方案，选择定位元件如前所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产率，应着眼于机动夹紧，本道工序的铳床夹具就选择了用螺杆夹紧，压板压紧推动活动压板对工件进行夹紧。本道工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增加系统压力或增大螺杆夹紧，压板压紧直径，系统压力增高不利于系统安全，而增大螺杆夹紧，压板压紧直径会使使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有三个：一是提高毛坯的制造精度，使最大背吃刀量降低，以降低切削力；二是选择比较合适的螺杆夹紧,压板压紧结构,增大夹紧时的力臂以降低夹紧力；三是在可能的情况之下，适当提高夹紧力，来满足夹紧的要求。夹具上还需要装有对刀块，可使夹具在一批零件加工之前与塞尺配合使用很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对U型槽可使夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铳削加工。轴承泵盖在加工槽面夹具，这样了可以更好的保证轴承泵盖再加工时候的相对位置精度，且具有更大的支撑面老保证加工精度要求，实现支撑刚性比较好等优点；本次设计的轴承泵盖采用底面和外圆面作为加工工艺的工艺孔来进行定位基准，轴承泵盖底面为第一定位基准；外圆面孔为第二个定位基准，它和槽边的铸件边支撑原件，联合限制了X/Y方向转动自由度，所以轴承泵盖的铳削槽的夹具此定位方案符合六点定位的原理，采用压板将轴承泵盖固定在相对应的夹具位置上，夹紧螺杆实现Y方向上的定位夹紧作用。4.2.2 计算定位误差螺杆夹紧，压板压紧夹紧的夹紧力的作用，在螺杆夹紧，压板压紧加紧情况下，作用下使螺杆夹紧，压板压紧在向左运动实现对轴承泵盖钻削的加紧，花键孔公差配合下实现定位作用，通过孔45孔的定位芯轴的作用使得零件不在转动，这样能够很好的确保铳削位置精度达到图纸的要求。了解了轴承泵盖铳削该专用夹具的工作原理设计原则之后，将对此轴承泵盖铳削夹具在使用过程中的加工定位误差，做如下分析计算：（1）刀具误差的计算：采用四面刃立铳刀数控机床：数控铳床由文献3所列公式可以得CFaPXF于产a："Zd0c,vnw）-查表9.48得其中：修正机床系数h=1°Cf-30qF=0.83XF-1.0yF=0.65UF=0.83QP=87j-24wf0代入上式，可得F=889.4N因在误差计算中切削力时，须把切削的安全系数考虑在内。误差安全系数K=&K2K3K4其中：(为基本安全系数L5(为加工性质系数1.1给为刀具钝化系数Ll降为断续切削系数Ll所以F'=KF=1715：IN(2)设计铳槽夹具的夹紧力的计算选用夹紧压板，：N(j+n=KP其中f为压板在夹紧面上的摩擦系数，取力=力=025F=巴+GG为工件自重.N=3551AN1+夹紧螺钉：选择现有的标准螺钉直径M12X110mm;a=8x9=480MPa10夹紧螺钉的疲劳极限：-=032=0.32x600=192MPtzekkSum=-Tljll=51J6MPa极限设置应力幅：Ka=y=11.3MPa夹具夹紧许用应力幅：SJ夹紧螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为卜喑s=3.54取s=4得r=120MPa4xFfl2向；=2.81.34NJid；=15MPa计算校核：轴承泵盖的夹具的夹紧力设计满足夹具设计的强度要求，设计的夹具可以使用。五、课程设计心得体会机械制造工艺学课程设计是我们在学完了大学的大部分基础课专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习和一次理论联系实际的训练。经过三周的课程设计，我对机械制造技术基础这门课程有了更深的学习，尤其是对加工路线设计相关的知识进行深入理解，并且把理论知识渗透到实际设计中，受益匪浅。因此此次它在我们的学习生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能铸炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限、时间有限设此次计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。六、参考文献口吴慧媛、韩邦华.零件制造工艺与装备M.北京：电子工业出版社，2010.2.陈立德.机械设计基础课程设计指导书（第三版）M.北京：高等教育出版社，2007.8.3高晓康、陈于萍.互换性与测量技术（3版-修订版）M.北京：高等教育出版社，2009.1.妖民雄、华红芳.机械制图.M北京：电子工业出版社，2009.1.5吕伟文.机械设计基础的.成都：电子科技大学出版社，2007.8.姜敏凤.工程材料及热成型工艺（2版）M,北京：高等教育出版社，2006.6（2009.1重印）。韩邦华.机械工艺与装备（课程设计指导书）M.北京：电子工业出版社，20102网吴慧媛、许岚.机制专业毕业设计指导书M.北京：电子工业出版社，2010.1.9机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社，2006.10邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.机械工业出版社，200411崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社，200712陈宏钧、方向明.典型零件机械加工生产实例M.机械工业出版社，201013李洪.机械加工工艺手册M.北京：北京出版社，199014孟少农.机械加工工艺手册第一M卷.北京：机械工业出版社，199115赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版社，1990