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1、全套图纸，加153893706课程设计说明书课程名称： 机械制造技术 题 目：批量生产手柄零件机加工艺规程及其夹具设计 学 院： 机电工程学院 教研室： 机制 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制092班 学 号： 学生姓名： 起讫日期： 2012.12.102012.12.31（三周） 指导教师： 职称： 副教授 分管主任： 审核日期： 2012-12-10 目录第一节 课程设计任务书2第二节 轴承座的工艺分析及生产类型的确定4第三节 确定毛坯、绘制毛坯简图5第四节 拟定轴承座工艺路线6第五节 机床设备及工艺设备的选用9第六节 加工余量、工序尺寸和切削用量的确定9第七节 时间定额
2、的计算13第八节 轴承座零件的铣床夹具设计14第一节 课程设计任务书一、课程设计内容设计课题：批量生产手柄零件机加工艺规程及其夹具设计设计零件：轴承座（参见图纸）；生产纲领：大批成批生产；设计的内容包括如下几个部分：零件图1张建议CAD绘图毛坯图1张建议CAD绘图机械加工工艺过程综合卡片1套建议WordCAD绘图工艺装备设计（专用机床夹具）1套工艺规程制定后由指导老师指定课程设计说明书1份Word文档二、课程设计要求 1、总体要求1）能熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。
3、 2）能完成基本的结构设计。学生通过亲手设计夹具（或量具）的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力，既经济合理，又能保证加工质量的夹具的结构设计能力。 3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练运用。 4）按时完成规定的设计工作量2、零件图和毛坯图要求1）在分析产品零件图纸的基础上，完成零件图的绘制。注意审查图纸的结构和技术要求。2）根据产品零件图和给定的材料，设计产品毛坯制造结构及尺寸，完成毛坯图纸绘制。3、工艺规程设计1）确定所有加工表面的加工方法（链）。根据表面加工要求、零件结构，参照教材和工艺设计手册，形成合理的工艺路线。注意生产纲
4、领影响加工节拍、设备、加工工艺等诸方面的先进性。工艺方案必须与指导教师审查，接收审查的方案中应该用工序简图表示加工方案。2）完成给定格式的“机械加工工艺过程综合卡片”的填写。4、专用机床夹具设计1）在审定工艺方案后经指导教师同意并指定某一工序的专用机床夹具（或装备）的设计。2）夹具方案的设计。夹具方案包括原理方案和结构方案。夹具原理方案指根据六点定位原理审定工艺规程中确定的定位方案，并确定相应的定位元件，对于精加工工序要求计算定位误差判断方案的合理性；夹具结构方案根据加工要求参照相关的夹具图册（图例）设计。夹具草图（非精确图）要求与指导教师讨论并作方案审定。3）夹具总装图绘制。按照总装图绘制要
5、求完成。5、课程设计说明书要求：参见给定的模板。第二节 轴承座的工艺分析及生产类型的确定一 轴承座的用途1. 保持轴承的位置作为载荷的支撑2. 防止外界物质侵入轴承3. 提供一种将保持轴承良好润滑的结构二 轴承座的技术要求全部技术要求列于表1-1中加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/m形位误差/mm底面95IT86.3平行度0.08孔47IT76.3圆柱度0.01孔42IT912.5前后端面40IT86.3孔22IT912.9孔12 IT86.3表1-1三 审查轴承座的工艺性分析零件图可知，轴承座前后端面要求切削加工和倒角加工，并在轴向方向上均大于相邻表面。12mm孔和22
6、mm孔的端面均为平面可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；47mm孔和前后俩个端面由铣床加工出来；底面和顶面用铣床加工；另外，该零件其余表面精度都较低，不需要加工，通过铸造就可以达到加工要求。由此可见，该零件的工艺性较好。第三节 确定毛坯、绘制毛坯简图一、 选择毛坯材料由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉，生产设备简单，所以在机械零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。又由于灰铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以选择灰铸铁作为铸造的材料。二、 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1、 公差等级由
7、轴承座的功用和技术要求，确定零件的公差等级为普通等级。2、 零件表面粗糙度由零件图可知，该轴承座各加工表面的粗糙度Ra均大于等于6.3m。根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表1-2中。项目/mm基本尺寸/mm加工余量等级机械加工余量/mm说明195H3.08底面单侧加工242H1.25孔双侧加工340H1.25前面单侧加工440H1.25后面单侧加工512H1.25孔双侧加工1-2 铸造件主要表面的机加工余量三、 绘制轴承座铸造毛坯简图由表1-2所得结果，绘制毛坯简图。第四节 拟定轴承座工艺路线一、定位基准的选择1、粗基准的选择选择粗基准的出发点是为后续的工
8、序提供合理的定位基准，保证各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，因此与毛坯的状况关系很大。在铣床上加工顶面的时候，以顶面作为粗基准来加工底面。 2、精基准的选择选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则：基准重合原则；基准统一原则；互为基准原则；自为基准原则；便于安装原则。精基准选择时，一定要保证加工面自身形状精度，二位置精度则由前面的工序保证。同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下，轴承座前后端面的最终精加工，就是
9、互为精基准，遵循互为基准原则。二、表面加工方法的确定根据轴承座零件图上各加工表面的表面粗糙度，确定加工件个表面的加工方法，如表6-3所示。加工表面尺寸等级精度表面粗糙度Ra/m加工方案轴承座底面IT86.3粗铣 半精铣 轴承座前面IT86.3粗铣 半精铣 轴承座后面IT86.3粗铣 半精铣 孔12IT96.3钻 扩孔22IT1012.5锪孔47IT71.6粗铰 半精铰 孔42IT1912.5铰表1-3 轴承座零件个表面加工方案三、加工阶段的划分该轴承座加工质量要求不高，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，在铣床上首先将底面作为粗基准来开始加工顶面，使后续工序都可采用精基准
10、定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，在以底面为基准加工底面，再在钻床上加工孔42和47及12和22孔。四、 工序的集中与分散本例选用工序集中原则安排轴承座的加工工序。该轴承座的生产类型为大批生产，可采用专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。五、工序顺序的安排 1.机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准轴承座的底面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面轴承座的底面
11、，后加工次要表面轴承座的前后端面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工轴承座的底面，再铰42和47的孔，最后钻12和锪22的孔。2、热处理工序热处理工序的安排在零件加工的工艺过程中有重要地位，通过热处理可以提高零件材料的物理机械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工过程中产生的内应力，所以，为稳定组织以及稳定零件的形状及尺寸，防止变形和开裂，零件在机加工前必须进行消除内应力的时效处理。3、表面处理工序的安排为了提高零件的表面抗蚀能力，增加耐磨性，也为了是表面美观，在零件全部加工完后应对零件表面涂漆（未加工表面）。4、检验工序与辅助工序检验工序是保证产品质量的有效措施之一，也是工艺过
12、程中不可缺少的内容。检验的内容有：外观检验，看零件的表面是否有毛刺。检验表面粗糙度，进行尺寸检验，看是否符合图纸要求。在工艺过程中，还安排有化纤工序，打毛刺工序，涂漆工序等，这些都属于为保证零件的质量，零件的美观而必不可少的辅助工序。六、确定工艺路线毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。综上工序顺序安排原则的基础上，表1-4列出了轴承座的工艺路线。工序号工 序 内 容设 备刀具量具1粗铣轴承座底面X6132卧式铣床三面刃圆盘铣刀游标卡尺2粗铣、半精铣77两端面X6132卧式铣床铣刀游标卡尺3
13、扩42孔Z5150A立式钻床扩孔钻卡尺、塞规4扩、绞47+0.03孔Z5150A立式钻床扩孔钻、铰刀卡尺、塞规5精铣轴承座底面X6132卧式铣床三面刃圆盘铣刀游标卡尺6在77端面圆62上钻4M6底孔Z5150A立式钻床直柄麻花钻卡尺、塞规7攻螺纹4M6Z5150A立式钻床丝锥、铰杆8钻、扩底座412孔Z5150A立式钻床麻花钻、扩孔刀卡尺、塞规9锪沉头孔422Z5150A立式钻床带导柱平地锪钻卡尺、塞规10锪42、47+0.03孔的倒角245、去毛刺Z5150A立式钻床钳工台锪钻、平锉卡尺、塞规11检验塞规、百分表、卡尺等表1-4第五节 机床设备及工艺设备的选用一、机床设备的选用 选用X613
14、2卧式铣床、Z5150A立式钻床二、工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称。轴承座的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。第六节 加工余量、工序尺寸和切削用量的确定工序一、五：加工底面1、确定加工余量：粗铣轴承座底面2mm,半精铣轴承座底面1.08mm。2、确定进给量f：查阅切削用量手册，取粗铣的每齿进给量为，半精加工的为。3、计算切削速度： 选取铣床的主轴转速粗铣时为150r/min，半精铣时为300r/min，查阅切削用量手册选取铣刀的直径为100mm，齿数按照公式选择8齿，所以，切削速度分别为：4、计算工步机动工时：1）粗铣刀具切下材料长
15、度，刀具切入出长度，取，走刀次数一次，每分进给量，机动时间；2）同理可求得半精铣机动时间。（参阅百度文库工时计算方法2工序二：加工77两端面由专用夹具放在铣床上进行加工。各端面单边余量分别是1.25 mm。1、确定加工余量：粗铣1mm,半精铣0.25mm 2、确定进给量f：粗铣每齿，半精铣。3、计算切削用量：选取铣床的主轴转速粗铣时为150r/min，半精铣时为300r/min，选取铣刀的直径为40mm，齿数为8齿，所以切削速度分别为：4、计算工步机动工时：1）粗铣刀具切下材料长度，刀具切入出长度，取，每面走刀次数2次，共4次，每分进给量，机动时间；2）同理可求得半精铣机动时间。工序三：扩42
16、孔1、确定加工余量：取2、确定进给量f：查表得3、确定切削速度：查表得4、计算计算转速：,按照钻床的实际转速取，则实际切削速度为5、计算工步机动工时：刀具切下材料长度，刀具切入出长度取，走刀次数2次，每分进给量，机动时间。工序四：扩、铰47孔1、确定加工余量：，2、确定进给量f：，3、确定切削速度：查表得，,，由此计算出转速为,按照钻床的实际转速取,，则实际切削速度为：4、计算工步机动工时：1）扩孔：刀具切下材料长度，取刀具切入出长度，走刀次数2次，每分进给量，机动时间；2）铰孔：同理可算出。工序六、七：加工4M6螺纹孔1）粗钻5的孔1、确定加工余量：2、确定进给量f：3、确定切削速度：查表得
17、，由此计算出转速为,按照钻床的实际转速取，则实际切削速度为4、计算工步机动工时：刀具切下材料长度，刀具切入出长度取，走刀次数8次，每分进给量，机动时间。2）攻螺纹至M6工序八：加工12孔1、确定加工余量：取，2、确定进给量f：, 3、确定切削速度：查表得，4、计算计算转速：，,按照钻床的实际转速取，则实际切削速度为 5、计算工步机动工时：1）钻孔：刀具切下材料长度，取刀具切入出长度，走刀次数8次，每分进给量，机动时间；2）铰孔：同理可算出。工序九：锪22沉头孔1、确定加工余量：取2、确定进给量f：3、确定切削速度：查表得4、计算计算转速：,按照钻床的实际转速取，则实际切削速度为5、刀具切下材料
18、长度，刀具切入出长度取，走刀次数8次，每分进给量，机动时间。第七节 时间定额的计算根据设计要求，只计算一道工序的工时，下面计算加工12孔的工时定额。1、基本时间2、辅助时间查表得，开停车0.015min；升降钻杆0.015min；主轴运转0.02min；清除铁屑0.04min；卡尺测量0.1min。装卸工件时间查表得取1.2min所以，辅助时间3、操作时间 4、布置工作地时间由机械制造工艺学取，则。5、休息与生理需要时间由机械制造工艺学取则。6、单件时间Tdj第八节 轴承座零件的铣床夹具设计6.1、概述 1.保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获
19、得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。这样，就可以准确确定工件与机床、刀具之间的相对位置，保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。 2提高生产率 使用夹具来安装工件，可以免去工件逐个画线、找正对刀等辅助时间，且工件装夹方便。如采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。 3.扩大机床的使用范围 有些机床上配备专用夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上或在摇臂钻床工作台上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工，使车床、钻床具有镗床的功能。 4.保证生产安全 可降
20、低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 6.2、机床夹具应满足的要求1.保证加工精度 这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。 2.夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速与高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。 3.安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加装保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，尽可能减轻
21、工人劳动强度。 4.排屑顺畅 机床夹具中积聚切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量会使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间、降低生产率，因此夹具设计中要对排屑问题给予足够的重视。 5.机床夹具应具有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要考虑方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度6.3、轴承座零件的铣床夹具的加工误差分析工件在铣床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，轴承座在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：（1）定位误差由于C面既是工序基准，又是定位基
22、准，基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差为零。因此，尺寸的定位误差等于零。（2）夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸的公差为0.02，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.（3）安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。（4）加工方法误差如铣床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、铣床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm轴承座零件的铣床夹具总加工误差是：精度储备：故此方案可行。
