设计齿轮轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺类装备

太原理工大学阳泉学院课程设计说明书班级：04机制三班姓名：王豆豆学号：0405110061指导教师：赵彤涌成绩评阅教师日期课程设计说明书1目录设计要求…………………………………………………………………2一、零件的分析………………………………………………………3⒈零件的主要技术要求……………………………....………………....3⒉零件的工艺分析……………………………………………………….11二、工艺规程…………………………………………………………11⒈确定毛坯的制造形式………………………………………………....11⒉基面的选择…………………………………………………………....11⒊制订工艺路线………………………………………………………….12⒋机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………….13⒌确定切削用量及基本工时…………………………………………….16三、夹具设计…………………………………………………………23⒈问题的提出…………………………………………………………….23⒉夹具设计……………………………………………………………….23四、设计小结…………………………………………………………….28五、参考资料…………………………………………………………….28课程设计说明书2设计要求：机械制造技术基础课程设计题目为：设计齿轮轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺类装备。生产纲领为中批或大批生产。设计要求：零件图1张毛坏图1张机械加工工艺过程综合卡片1张工艺装备设计1-2套工艺装备主要零件图1张课程设计说明书1份课程设计说明书3一、零件的分析（一）零件的工艺分析齿轮轴承座共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分析如下：1、以Ф80H7的空心圆柱的内表面、上表面、下表面及其倒角，其主要为Ф80H7的内表面。2、与两个圆柱体相连接的平面。这组加工面包括：两个长为30宽为25的坑面，以及梯形状的平面一个底面为140，另一面与Ф52H7的空心圆柱相接。3、Ф52H7孔的空心圆柱的加工面。这组加工面包括：一个Ф52H7的空心圆柱的内表面、下表面、倒角及6个M6螺纹孔。4、这三组加工表面有一定的位置要求：两空心圆柱底面与Ф52H7孔中心的垂直度公差为0.005。由以上分析可知，对于这几组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后用专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。（二）工艺分析：工件毛坯为铸件，在铸造后机械加工前，一般要经过清理和退火，以消除铸造过程中产生的内应力。粗加工后，会引起工件内应力的重新分布，为使内应力分布均匀，也应经适当的时效处理。1.在单件生产直径小于30-50mm的孔一般不铸出，可采用钻——扩——铰的工艺。本零件的两个孔都是铸出，对于已铸出的孔可采用粗镗——半精镗——清镗的工艺。2.为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和精加工。3.整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后孔”的加工原则。二、工艺规程（一）确定毛坯的制造形式：课程设计说明书4零件材料为HT120，硬度170-200HBS，由于对材料性能无太高要求，故先用铸件，能保证零件工作可靠。这是从提高生产率、保证加工精度上考虑的。（二）基面的选择：基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量的到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。以Ф52mm孔为粗基准加工下表面。用V形块定Ф52mm孔的外表面，除X和Y方向的平动，再以成型块辅助定们，消除X、Y、Z方向的转动。（2）精基准的选择：主要应该考虑基准重合、基准不变的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。可选零件的下表面为精基准。（三）制订工艺路线：制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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。1、根据工序顺序的安排原则确定工艺路线如下：工艺路线方案一：工序Ⅰ粗镗Ф80mm、Ф50mm内表面。工序Ⅱ精镗Ф80mm、Ф50mm内表面。工序Ⅲ倒角1×45°。工序Ⅳ钻孔M6底孔Ф4mm。工序Ⅴ车螺纹6-M6mm。工序Ⅵ粗铣两空心圆柱上下表面。工序Ⅶ精铣两空心圆柱上下表面。工序Ⅷ磨两空心圆柱上下表面。课程设计说明书5工序Ⅸ半粗铣长度为70mm的平面。工序Ⅹ精铣长度为70mm的平面。工艺路线方案二：工序Ⅰ粗铣长度为70mm的平面。工序Ⅱ精铣长度为70mm的平面。工序Ⅲ粗镗Ф80mm、Ф50mm内表面。。工序Ⅳ精镗Ф80mm、Ф50mm内表面。工序Ⅴ倒角1×45°。工序Ⅵ钻孔M6底孔Ф4mm。工序Ⅶ攻螺纹M6mm。工序Ⅷ粗铣两空心圆柱上下表面。工序Ⅸ半精铣两空心圆柱上下表面。工序Ⅹ粗铣底座下表面，精铣底座下表面。工序Ⅺ磨削，研磨下表面。2、工艺方案的分析以上加工方案大致看来是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的手段之后，最后的加工工艺路线如下：工序Ⅰ粗铣平面（140×70），以厚为12mm的板作为粗基准，选用X5020B立式升降铣床。工序Ⅱ精铣平面（140×70）。工序Ⅲ钻孔M6，底孔Ф4mm，空心圆柱体外轮廓及上端面。以圆柱外圆面作为粗基准，选用ZTQ4106特轻型台式钻床。工序Ⅳ攻螺纹6-M6mm。工序Ⅴ粗铣，精铣Ф80mm上表面，选用X5020B立式铣床。工序Ⅵ粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用X5020B立式铣床工序Ⅶ倒角1×45°。工序Ⅷ磨削，研磨底座下表面。利用圆柱体外表面为基准定位。选用M7332A卧式磨床。工序Ⅸ粗镗，半精镗，精镗两空心圆柱体内表面，选用Q012深孔镗课程设计说明书6床。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：齿轮轴承座的零件材料为HT150，生产类型为大批量生产。采用铸造毛坯，根据上述原始资料及加工工艺，分别明确各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.长140mm，宽70mm的平面。已能满足加工要求。考虑其加工长为140mm宽70mm的平面，表面粗糙度3.2um要求精加工，查表6-29其粗加工余量为2.0mm精加工余量为0.7mm，此时可计算加工余量为：2.0+0.7=2.7mm，可满足其加工余量要求。2.两空心圆柱体下端面根据已知条件，表面粗糙度为3.2um。查《工艺手册》表6-15粗铣Ф80H7端面余量1.4mm；粗铣Ф52H7端面余量1.6mm。查《工艺手册》表6-16，精铣Ф80H7端面余量0.7mm；精铣Ф52H7端面余量0.8mm。查《工艺手册》表6-17，磨削Ф80H7端面余量0.2mm；磨削Ф52H7端面余量0.2mm。查《工艺手册》表6-18研磨Ф80H7端面余量0.3mm；研磨Ф52H7端面余量0.4mm。3.Ф80H7空心圆柱体上端面的加工余量。根据前面已知原始数据表面粗糙度为3.2um，同上述一样查《工艺手册》加工余量为1.2mm。4.Ф80H7、Ф52H7空心圆柱内表面的加工余量。毛坯为铸出两孔，参照《实用加工工艺手册》表6-22粗镗、半精镗、精镗Ф80H7、Ф52H7的加工余量都为0.5mm。（五）确定切削用量及基本工时：工序Ⅰ粗铣平面140×70，本工序用计算法确定切削用量。工件材料：HT120加工要求：铸造，硬度170-200HBS，表面粗糙度为3.2。刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，200wdmm=，齿数20Z=。⑴计算切削用量（粗铣整个平面）：查《工艺手册》得：课程设计说明书7进给量：0.10(/)zfmmz=切削速度：20/minvm=；则100010002031.8/min200swvnrd´===PP?现采用X5020B立式铣床，查《工艺手册》取37.5/minwnr=，故实际切削速度为：20037.524.5/min10001000wwdnvmPP创===当37.5/minwnr=时，工作台的每分钟进给量mf应为：0.102037.575/minmzwffznmm=**=创=切削工时：140lmm=，机动工时：1401.87(min)75mmltf===⑵粗铣两个长30，宽25的坑面。查《工艺手册》得：进给量：6(/)zfmmr=切削速度：20/minvm=；则：100010002031.8/min200swvnrd´===PP?现采用X5020立式铣床，查《工艺手册》取37.5/minwnr=，故实际切削速度为：20037.524.5/min10001000wwdnvmPP创===当37.5/minwnr=时，工作台的每分钟进给量mf应为：637.5225/minmzwffnmm=*=?切削工时：160.26lmm=，机动工时：550.24(min)225mmltf===⑶粗铣平面14070´与52F空心圆柱的连接面：查《工艺手册》得：进给量：4zfmm=转速：20/minvm=；工作台的每分钟进给量mf：课程设计说明书8437.5150/minmzwffnmm=*=?机动工时：1951.3(min)150mmltf===工序Ⅱ精铣平面（140×70）。铣刀直径：200wdmm=精铣余量：0.7mm。查《工艺手册》得：每转进给量：0.7zfmm=；工作台的每分钟进给量mf：0.737.526/minmzwffnmm=*=?机动工时：1405.38(min)26mmltf===工序Ⅲ钻孔M6-4mm。查《工艺手册》得：0.3fmm=；切削速度：0vzvvxympCvdvkTaf´=创查《工艺手册》得：20T=，8.1vC=，0.25vZ=，0vX=，0.4vY=，0.2m=，1.0mvk=，0.84xvk=，0.75svk=，1.0lvk=。1.00.840.751.00.63vmvxvsvlvkkkkk==创?0.250.20.48.140.636/min2010.3vmm´=?创10006478/minwnrd´==P?按机床取：500/minr故6.28/minvmm=工序Ⅳ攻螺纹6-M6mm。查《工艺手册》得：0.4fmm=切削速度：8/minvmm=；10008424/min6nr´==P?按机床取：380/minnr=课程设计说明书9则7.2/minvmm=机动工时：1260.12min0.4mt+==P?工序Ⅴ粗铣，精铣Ф80mm上表面，选用X5020B立式铣床。⑴粗铣选刀杆1625´查《工艺手册》得：1.5pamm=0.6/fmmr=计算切削速度：0vxympCvvTaf=创158vC=，0.15vX=，0.4vY=，0.2m=，60T=。0.20.150.415815876/min601.50.62.05656vm===创确定机床主轴转速：10001000302/min3.1480vvnrd===P?取280/minnr=则70/minvm=切削工时：220.17min2800.6mt==´⑵精铣查《工艺手册》得：0.6pamm=0.7/fmmr=切削速度：0vxympCvvTaf=创0.20.150.415815886/min600.60.71.8447vm===创确定机床主轴转速：10001000342/min3.1480vvnrd===P?取350/minnr=则88/minvm=切削工时：220.09min3500.7mt==´工序Ⅵ粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用X5020B立式铣床。⑴粗铣52mmF空心圆柱下端面。选刀杆尺寸：1625´查《工艺手册》表得：1.2pamm=0.6/fmmr=课程设计说明书10切削速度：0vx