1、辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：轴承零件的机械加工工艺规程及4x12 孔工艺装备设计全套图纸，加 153893706班 级：机械工程及其自动化姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008.7.1 课程设计任务书一、设计题目 设计轴承零件的机械加工工艺规程及 4x12 孔工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图 1 张(2) 生产类型: 50000 件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1 张(2) 工件的毛坯图 1 张(3) 机械加工工艺过程卡片 1 张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张(5) 夹具装配图 1 张(7) 课程设计说明书(7000-8000
2、 字) 1 份说明书主要包括以下内容（章节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上)课程设计说明书一律用 A4纸、纵向打印.四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天(4) 编写说明书 3 天(5) 准备及答辩 2 天五、指导教师评语成 绩： 指导教师 日 期 成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计
3、方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘 要轴承零件制造的工艺文件摘要：产品制造工艺过程各项内容要求一定程序进行编制，文件标准形式固定下来形成工艺文件。工艺文件分
4、为综合工艺文件，即将一个产品要求统一编制，一个文件简单明了。查询适用于产品结构简单生产，批量场合类型工艺文件产品制造技术专业特点分类 2002:机床,入世是挑战更是机遇，专家指出要加大我国数控机床研发力度，加快普及型数控机床的发展。漫话中国机床制造业的服务竞争中国铣床和加工中心市场的现状和展望国内外车床的技术水平和发展方向，世界加工中心的生产、需求和发展动向国内外机床发展趋势世界数控系统发展趋势，切削加工技术和数控机床的发展。将产品制造工艺过程的各项内容和要求按照一定的程序进行编制，以文件和标准的形式固定下来，就形成了工艺文件。工艺文件可以分为两种：一是综合型工艺文件，即将一个产品的所有要求统
5、一编制在一个文件中，简单明了，便于查询，适用于产品结构简单、生产批量小的场合。二是分类型工艺文件，即根据产品制造技术的专业特点分类编制，突出专业特点，适用于各类产品。 轴承作为一种标准化机械零件部件，除了个别品种外，大多数品种的生产流程基本相似。因此，轴承零件的制造工艺文件的编制便于实现规范化、系列化。 AbstractRolling parts manufacturing process document Abstract: manufacturing process requires the elements of procedure documentation standards dow
6、n in the form of a document of paper documents into integrated technology products to be a requirement to prepare a document clear and simple query to the product mix Simple production quantities occasion type of paper products manufacturing technology professional characteristics of Category 2002:
7、Machine, the WTO is a challenge more opportunities experts pointed out that Chinas CNC machine tools to increase research and development efforts to speed up the popularization of CNC machine tools Talking about the development of Chinas machine tool manufacturing services competition Milling and pr
8、ocessing centres in China market status and prospects at home and abroad lathe technology and development of the processing center of world production, demand and the development trends of world development trend of domestic and foreign machine tool CNC machining technology development trends and th
9、e development of CNC machine tools Product manufacturing process of the content and requirements in accordance with certain procedures for the preparation, documentation and standards in the form of fixed, the formation of a document. Technology files can be divided into two types: First General of
10、documents, to be a product of all the requirements of unity in the preparation of a document, clear and simple, readily accessible and applicable to the product structure is simple, the production of small quantities of occasions. Second, the type of classified documents, namely, manufacturing techn
11、ology products in accordance with the classification of professional characteristics, prominent professional characteristics, applicable to all types of products. Rolling as a standardized machine parts components, in addition to individual species, most species of similar production processes. Ther
12、efore, bearing parts of the manufacturing process for the preparation of documents to achieve standardized, and serialization.目录1.零件的工艺分析 12.机械加工工艺设计 22.1 毛坯的制造形式 22.2 基面 23.制订机械加工工艺路线 33.1表面加工方法的确定 .33.2工序顺序的安排 .43.3确定工艺路线 .54.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 64.1确定切削用量及时间定额： .65.夹具设计 85.1夹具选择 .8心得体会 12参考文献 .131.
13、零件的工艺分析该设计是轴承零件的加工工艺和 4x12 孔的工艺装备要求：4x12 在轴承零件底座的左右 2边，每边孔心距 40 mm,2边孔心距 180 mm。分析如表：项目 公差等级 尺寸及偏差 mm 粗糙度 um圆顶台面 IT11 12 12.5125 的前端面IT11 125 6.3125 的后端面IT11 125 6.3底座底端面 IT11 215 6.362.5 的内端面IT11 85 6.316 的孔 IT11 16 6.32.机械加工工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为 HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为 40
14、00件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。铸件需经时效处理。毛坯工艺确定毛坯的尺寸公差和加工余量铸造类型（砂型） 基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级 公差 CT加工余量底座底面 215 CT9 MA-G 2.8 5圆顶台面 12 CT9 MA-G 1.6 2.5孔内面 85 CT9 MA-G 2.2 5大圆前后面 125 CT9 MA-G 2.5 52.2 基面基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。2.2.1 粗基面的选
15、择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择125 圆后面和 62.5 的内面。采用 125 圆面定位加工其前面，用 62.5的内面加工轴承零件底座底面。可以为后续工序准备好精基准。2.2.2 精基面的选择选加工后的 125 后面为精基准面来加工其前面 。选轴承零件底座底面为精基准面来加工 62.5 的内面和圆顶台面。3.制订机械加工工艺路线 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。 工艺过程是指在生产过程
16、中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 1. 工序
17、 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定3.1 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。查机械制造课程设计指导书10 页表 1-7、1-8、1-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
18、轴承零件各表面加工方案加工项目 尺寸公差等级 粗糙度 加工方案 备注125 前端面 IT11 6 .3 粗铣-半精铣 表 1-8125 后端面 IT11 6.3 粗铣-半精铣 表 1-862 .5内端面IT11 6.3 钻-扩 表 1-7圆顶台面 IT11 12.5 粗铣 表 1-8底座底面 IT11 6.3 粗铣-半精铣 表 1-816 孔 IT7 6.3 锪 表 1-712 孔 IT8 钻-铰 表 1-103.2 工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准曲柄左端面和右端面。（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
19、则，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原则，先加工曲柄端面，再加工孔，确定工艺路3.3 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了曲柄的工艺路线。工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具1 125 前端面 铣床 铣刀 游标卡尺2 125 后端面 铣床 铣刀 游标卡尺3 62 .5 内端面 钻床 钻刀 游标卡尺4 圆顶台面 铣床 铣刀 游标卡尺5 底座底面 铣床 铣刀 游标卡尺6 12 孔 钻床 钻刀铰刀 塞规.卡尺7 16 孔 钻床 锪刀 塞规.卡尺8 去毛刺 钳工台 平锉9 中检 塞规、百分表、 卡尺等10 时效处理11 清洗 清洗机12 终检 塞规、百分表、 卡尺等加工设
20、备和工艺设备1 机床的选择：采用 Z525 立式钻床、钻床。2 选择夹具：该曲柄的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用高速钻刀即可保证加工质量。4选择量具：采用塞规.双用游标卡尺。4.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定孔 12 的工序尺寸由表 2-28课查得，钻孔余量 Z=1mm，粗铰余量 M=0.05，锥销孔加工工序的加工余量项目 内容 精度等级 工序尺寸 工序余量钻 IT11 11 1112 孔铰 IT8 12 11.954.1 确定切削用量及时间定额：主轴转速的确定1.钻、铰 12锥孔,以轴承底座右端面为基准。刀具：钻头直径为 11mm 的高速钢
21、钻头，锥度铰刀头直径为 12mm 高速钢铰刀。机床：Z525 立式钻床2.钻孔工步背刀吃量 p的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定 p=11mm。进给量的确定 由表 5-22，选取该工步得进量 f=0.1mm/r。切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=20m/min 选取。由公式 n=1000v/ d 可求得该工序钻头钻速n=960r/min,参照表 4-9 所列 Z525 型立式钻床得主轴转速，取转速n=960r/min。再将此转速代入公式 v=n d/1000=33.16m/min。3.粗铰孔工步1）背吃刀量的确定 取 p=0.95mm。2）进给量
22、的确定 由表 5-31，选取该工步得进给量 f=1mm/r。3切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=2m/min选取。由公式 n=1000v/ d可求得该工序钻头钻速 n=80r/min,参照表4-9 所列 Z525型立式钻床得主轴转速，取转速 n=97r/min。再将此转速代入公式 v=n d/1000=3.64m/min时间定额的计算：工序 6：钻、铰 12 孔1） 钻孔工步根据表 5-51，钻孔的基本时间可由公式 求得。12t=/()/Lfnlfnl=30mm,l2=1mm,l1=D/2cotkr+(12)=5.0mm;f=0.1mm/r;n=960r/
23、min。则该工步的基本时间 t=(30+5.0+1)/0.1mm/r /960r/min=22.5s 2） 粗铰孔工步根据表 5-41，铰孔基本时间可由公式 t=L/fn=(l+l2+l1 )/fn, LP=(D-d)/2, kr=15，l 1=1mm，f=1mm/r ，n=97r/min 则该工步的基本时间 t=19.8s。3） 辅助时间的计算 tf辅助时间 tf基本时间 t 之间的关系为 tf=（0.15-0.2）t钻孔辅助时间 tf=0.222.5=4.5s铰孔辅助时间 tf=0.219.8=3.96s其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间
24、和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间 tb是作业时间的2%-7%，休息与生理时间 tx是作业时间的 2%-4%，本设计均取 3%，则工序的其他时间（t b +tx）可按关系式（3%+3% ）（t f+t）计算。工序 9 的其他时间：t b +tx=6%（10.8s+20s+4s）=2s单件计算时间 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s。5.夹具设计5.1 夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制
25、造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。（一）提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3个自由度，短圆柱销限制 2个自由度，削边销限制 1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合 V形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理。（二）设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全
26、，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对 12 孔进行加工，这个孔尺寸精度为 IT12，表面粗糙度 W为毛坯的粗糙度，钻、粗铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。（三）夹具设计1、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工 12 孔时，采用轴承底座右端面和轴承底座底面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为面与面定位，因为该定位元件的定位基准为面的轴线，存在间隙，定位基准会
27、发生相对位置的变化即存在基准位移误差。=90,hH 时dw(B)=2(H-h)tangdw(H)=02、切削力及夹紧力的计算刀具：11 的麻花钻，12 的锥度铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册 P70表 3-6，得钻削力计算公式： HBDSP6.09.06.7式中 P钻削力t钻削深度, 30mmS每转进给量 , 0.1mmD麻花钻直径, 11mmHB布氏硬度，140HBS 所以HBDSP6.09.06.7=1687（N）钻孔的扭矩：HBSDM6.094.0201.式中 S 每转进给量 , 0.25mmD麻花钻直径, 11mmHB布氏硬度，140HBS BSM6.094.0201.=361.3
28、(NM)铰孔时的切削力：查机床夹具设计手册 P70表 3-6，得钻削力计算公式：HtP6.04.02.19式中 P切削力t钻削深度,30mmS每转进给量 , 1mmD铰孔钻直径, 12mmHB布氏硬度，140HBS 所以HBStP6.04.02.19= 873（N）铰孔的扭矩：DPSt4.06.075.031.式中 t钻削深度, 80mmS每转进给量 , 0.3mmD麻花钻直径, 12mmHB布氏硬度，140HBS DPHBSt4.06.075.031.=10476（NM）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70 表 3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：W=K(F2(L+cf
29、)+F1b)/(cf+Lf+a)=807（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过轴承底座底面和侧面为定位基准，在垫块平面和实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺栓和螺母夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。4.确定导向装置本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表 9-13，确定钻套高度H=2d=24.8=9.6mm，排泄空间 h=0.7d=3.4mm。d：基
30、本偏差 F7(0.0100.022);D=10mm，偏差 m6（0.0010.010） 。心得体会专家曾指出要加大我国数控机床研发力度，加快普及型数控机床的发展。中国机床制造业的服务，竞争中国铣床和加工中心市场的现状和展望国内外车床的技术水平和发展方向，世界加工中心的生产、需求和发展动向国内外机床发展趋势世界数控系统发展趋势，切削加工技术和数控机床的发展 。这些都是我们这一代所要面临的，所以我们要更加努力的掌握我们学到的知识。课程设计是我们必须要正确面对的。通过这次对轴承座的加工工艺和对孔设计夹具的过程中，我收益良多。这次设计不仅使我对本专业有了更深的了解，还使我对课本上的知识有了更深入的体会
31、，俗话说：实践出真知。这是完全正确的。这次课程设计就是使我得到了对课本知识的更深层了解，对我以前不明白的知识有了确切的概述。总上 这次设计对我的知识有了加深和拓宽，使我在知识的领域上又前进了一大步。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 2003.9 10、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
