工艺课程设计实例

1课程设计作业组成一.利用CAD软件绘制零件图图1轴承座零件图2二.三维造型图如下图2轴承座三维造型图3三.零件——毛坯综合图图3零件——毛坯综合图4四.机械加工工艺过程卡和机械加工工艺过程综合卡1.机械加工工艺过程卡（A4图纸、横放）机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号共页产品名称零件名称拨动杆第页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸毛坯可制件数每件台数备注序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件铸造涂漆时效10钳划线平台15铣按线找正，铣底面（M面）、两端面立铣床平口虎钳20车粗车、半精车Φ30孔到尺寸Φ29.8、倒角车床专用夹具25铣铣C面、尺寸42的两平面留余量卧铣床专用夹具30铣铣2×1槽卧铣床压板35磨磨C面到尺寸、靠磨尺寸42的两平面到尺寸平面磨床磁力吸盘40车精车Φ30+0.0210孔到尺寸要求车床专用夹具45钻钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6摇臂钻专用夹具50清洗清洗55检查检查2.机械加工工艺过程综合卡片五、工作日志（略）六、轴承座工艺规程设计说明书5轴承座工艺规程设计说明书设计题目：制定轴承座的机械加工工艺规程（年产量2000件）第一节零件分析1.1轴承座零件的用途轴承座零件结构如图1所示。轴承座用于定位与支承转动轴，该零件上的主要表面是Φ30mm孔和平面C。Φ30mm孔用于安装轴承，以支承轴的转动。Φ30mm孔的加工精度直接影响所装配轴的转动精度，孔的加工精度是轴承座加工过程中的关键。平面C和两个距离尺寸为42mm的侧立面是轴承座的装配基准面，装配时用于轴承座在机器中的定位。这几个平面影响轴承座的装配精度，轴承座通常需要成对使用，一对轴承座的装配精度影响轴的回转精度，以及轴的位置精度（由尺寸15±0.021决定）等。1.2轴承座图样的技术要求根据图1，轴承座加工表面精度分析如下：1.平面C是孔φ30H7的设计基准，也是轴承座在机器中的装配基准。加工中必须保证C平面的平面度要求和位置要求。2.轴座的工作面是孔φ30H7mm，该孔是主要加工表面，也是确定尺寸为42的两个平面位置的设计基准。该孔的定位尺寸是15±0.021mm。3.轴承座上2×φ13和φ9孔是装配轴承座的螺钉用孔。2×φ9是安装销钉用孔。φ6是润滑油用孔。1.3确定零件的主要加工表面和关键技术要求上述孔φ30H7表面为零件上的工作表面，是零件的主要表面。平面C和尺寸为42的两个平面是孔的定位基准面。孔φ30H7形状和位置是零件加工中的关键技术要求。上述小孔为次要表面。第二节确定生产类型2.1计算生产纲领计算公式：)1(0000QnN（见《简明手册》P2）。式中N——零件的生产纲领Q——机器的年产量（2000）N——每台机器中该零件的数量（2）6α%——备品百分率（2）β%——废品百分率（2）轴承座的生产纲领：N=2000×2×(1+2%+2%)=4160(件)2.2确定生产类型轴承座属于轻型零件；轴承座的生产纲领4160件，查阅表1.1-2生产类型与生产纲领的关系（见《简明手册》P2）。确定轴承座加工属于中批生产。应该按中批生产的工艺特征安排该工件的毛坯，以及工艺方法与工艺装备。第三节选择毛坯3.1确定毛坯类型。此轴承座形状复杂，其材料为铸铁（HT200），因此选用铸造毛坯。3．2规定毛坯精度等级。按照中批生产的特征安排毛坯的制造方法，选择金属模、机器造型。（见《简明手册》表1.1-3）3.3确定毛坯余量、铸件尺寸及其公差数值1.确定毛坯余量（查表法）首先根据生产类型，确定铸件机械加工余量（即毛坯余量）等级；然后根据铸件机械加工余量等级查出铸件机械加工余量（毛坯余量）数值。①铸件机械加工余量（即毛坯余量）等级MA查表2.2-5（见《简明手册》P41）。根据轴承座铸造方法和材料——金属型、灰铸铁，毛坯的尺寸公差等级CT选为8级，则毛坯机械加工余量（毛坯余量）等级MA为：F级。②铸件机械加工余量（即毛坯余量）数值查表2.2-4（见《简明手册》P39）。根据所确定的轴承座铸件尺寸公差等级（8级），和机械加工余量等级MA（F级），确定毛坯余量。零件图上Φ30+0.0210mm的孔，在毛坯上预铸该孔。毛坯上不预铸小于Φ30mm的孔（小孔均铸为实体）。2.毛坯铸件尺寸公差①铸件尺寸公差（即毛坯尺寸的公差）等级CT查表2.2-3（见《简明手册》P38）。根据轴承座铸造方法和材料——金属型、灰铸铁，查得CT为7～9级，由此确定毛坯的尺寸公差等级CT为9级。②铸件尺寸公差（即毛坯尺寸的公差）数值7查表2.2-1（见《简明手册》P38）。根据轴承座铸件尺寸公差等级（8级），和铸件基本尺寸，确定毛坯公差。毛坯的余量、铸件尺寸及公差选择如表5-1所示。表5-1毛坯的余量、尺寸及公差（mm）零件图尺寸毛坯余量等级MA查《简明手册》表2.2-5毛坯余量值查《简明手册》表2.2-4铸件尺寸公差等级CT查《简明手册》表2.2-3铸件尺寸公差值查《简明手册》表2.2-1毛坯尺寸标注38F2.091.842±0.930F2.591.832.5±0.915F2.591.712.5±0.842F2.092.046±1.0Φ30F2.591.8Φ25±0.9注：毛坯的其他尺寸与零件图相同3.4．给出毛坯技术要求在综合图上标注毛坯的技术要求，技术要求的内容通常有：·毛坯的精度等级。·毛坯热处理和硬度要求。·毛坯表面的质量要求（是否允许气孔、夹沙、缩孔等）。·铸、锻模拔模斜度，圆角半径。其他等3.5毛坯形状手工绘制零件——毛坯综合图，如图3所示。8第四节工艺路线拟定4.1表面加工方法选择首先根据零件图样，确认零件上的需要机械加工表面(即图样上标有符号的表面)，然后选择这些表面的加工方法。表面加工方法主要取决于零件表面的形状、尺寸和技术要求（加工精度和表明粗糙度要求等）。同时还要考虑加工方法的经济精度，生产类型和现有生产条件等。参考资料见《简明手册》4.2节。轴承座上各表面加工方法选择如下M平面加工：铣(见《简明手册》表1.4-8)C平面加工方法:铣→磨(见《简明手册》表1.4-8)。孔Φ30+0.0210加工方法：粗（车）镗→半精镗（车）→精镗（车）。轴承座是轻型工件，宜选用车床车孔。(见《简明手册》表1.4-7)。带台阶面的Φ9小孔：钻孔→锪孔(见《简明手册》表1.4-7)。尺寸2×1的槽：用锯片铣刀铣。4.2定位基准选择定位基准选择的思路是：首先考虑选择以哪一组表面为精基准定位，能确保工件的位置精度。然后考虑选择以哪一组表面为粗基准定位，加工出精基准表面。1.精基准的选择精基准的选择，影响加工工件的位置精度，一般情况下采用基准重合原则，即采用设计基准为定位基准，以避免基准不重合误差的影响，确保工件装夹的定位精度。轴承座零件重要表面是Φ30+0.0210孔，从表面看，底面M面和C面（如图4-1所示）都可作为加工孔的定位基准，由于Φ30+0.0210孔的设计基准是C面，如果用M定位的方案，定位误差中有基准不重合误差，而C面定位符合基准重合原则，没有基准不重合误差，所以选择C面和侧面为精基准。加工Φ30+0.0210孔图5-1基准选择示意图92.粗基准的选择粗基准选择主要影响加工表面与不加工表面的位置（相互位置原则）和加工表面的余量分配（余量分配原则）。精基准面（C面）加工质量要求较高，为了使加工C面时有可靠、稳定的精基准定位，所以第一道工序加工M面，然后再以精基准M面定位，加工C面。加工M有两种方案：方案一：依据相互位置原则，选用不加工表面R22圆弧面为粗基准，以保证就加工后Φ30+0.0210孔与不加工的R22弧面同轴。方案二：依据加工表面的余量分配原则，可选择Φ25毛坯孔为粗基准，以保证重要表面（Φ30+0.0210孔）加工余量均匀。由于Φ25与R22是同一毛坯，两表面没加工前基本同轴，所以选择Φ25为粗基准，也可以同时保证加工后的Φ30+0.0210孔与R22圆弧同轴。综上所述，粗基准选Φ25孔（4个自由度）、和C面（一个自由度）。4.3拟定工艺路线根据选定的加工方法和定位基准，将各个加工面整合，初步拟定两种加工顺序方案，分别如表5-2和表5-3所示。表5-2轴承座工艺路线方案1工序号工序内容定位基准设备铸造涂漆时效10扩、粗铰、精铰Φ30+0.0210孔到尺寸要求R22、端面立式钻床15车两端面，倒角、Φ35孔Φ30孔车床20铣底面（M面）Φ30孔、C面卧铣床25铣C面、尺寸42的两平面Φ30孔、M面卧铣床30刨2×1槽Φ30孔、C面牛头刨床35磨C面、尺寸42的两平面Φ30孔、M面平面磨床40钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6Φ30孔、C面摇臂钻45清洗50检查表5-3轴承座工艺路线方案2工序号工序内容定位基准设备铸造涂漆时效1010划线Φ25孔、C面划线平台15按线找正，铣底面（M面）、两端面Φ25孔、C面立式铣床20粗车、半精车Φ30孔到尺寸Φ19.8、倒角M面、端面车床25铣C面、尺寸42的两平面，留余量0.2Φ30孔、M面卧式铣床30铣2×1槽Φ30孔、M面卧式万能铣床35磨C面、尺寸42的两平面Φ30孔、M面平面磨床40精车Φ30+0.0210孔到尺寸要求Φ30孔、C面车床45钻孔Φ4×9、锪Φ13台阶面、钻Φ6Φ30孔、C面摇臂钻50清洗55检查对上述两方案分析如下：1.轴承座加工的工艺方案1方案1采用先加工Φ30+0.0210孔，然后加工平面。在第10工序中粗基准采用R22弧面和一个端面，可以确保Φ30+0.0210孔与R22同轴，使孔壁后均匀。但是此方案要求毛坯精度高，否则所加工的Φ30+0.0210孔轴线易产生歪斜。优点是采用夹具装夹，可实现高效率生产，避免方案2中的划线工序。在第20工序中采用Φ30+0.0230孔为精基准定位，符合基准重合原则。由于以孔为基准面，对应的定位元件是轴，铣削平面的切削力大，而轴的刚度低，定位表面是圆弧面，所以定位不稳定、不可靠。相应的夹具结构复杂。本方案虽有缺点，由于轴承座属于轻型零件，在夹具结构和使用上采取措施，解决相关工艺问题，可以实现高效率生产，所以在大量生产中采用本方案是可行的。2.轴承座加工的工艺方案2方案2中先加工平面，然后以平面定位加工主要孔Φ30+0.0210。此方案遵循了“先面后孔”的原则。由于粗基准采用Φ25毛坯面和一个端面，可以确保Φ30+0.0210孔余量均匀，同时也可以保证Φ30+0.0210孔与R22同轴，使孔壁厚均匀。与方案1不同的是方案2采用划线体现粗基准，要求毛坯精度相对较低，避免使用专用夹具，但是增加划线工序，生产率比方案1有所降低。第40工序为精加工Φ30+0.0210，精基准的选择采用基准重合原则，即以设计基准C平面为定位基准。同时，用平面定位加工孔，定位准确、可靠。并对Φ30+0.0210表面的加工采用了粗、精加工分开的原则，安排了两道工序完成孔的加工，能够保证加工精度。两个工艺方案，都采用了先加工主要表面，后加工次要表面的原则，即先加工主要孔Φ30+0.0210，后加工其他小孔。综上，轴承座属于中批生产，方案2优于方案1，所以采用方案2的工艺方案。11第五节工序设计5.1加工余量、工序尺寸及其公差的确定1.Φ30+0.0210孔的加工查《简明手册》中表2.3-10。该表给出按照7级、8级精度加工预先铸出的孔的工序尺寸。孔加工顺序：粗车→半精车→精车Φ30+0.0210孔加工余量如下表5-4所示。表5-4Φ30+0.0230孔加工余量、工序尺寸及其公差的确定（mm）工序号工序余量工序尺寸经济精度标注40精车0.230H7（0.021）30+0.021020半精车1.829.8H9(0.052)29.8+0.052020粗车328H11(0.130)28+0.1300毛坯525±0.925±0.92.平面的加工平面M：铣1次，余量2.5mm（工序余量等于毛坯余量）两端面：铣1次，余量2.0mm平面C：铣→磨。磨削余量0.2mm；……（见表2.3-21）。铣削余量2.3mm（2.5-0.2=2.3）两侧面：铣→磨。磨削余量0.2mm；……（