1、1课程设计说明书题目：年产 40000 件的轴承架钻 18 孔两端面专用夹具及其工艺设计2序 言机械制造工艺学是机械专业的主干课程、核心课程，是建立在本科阶段所学基础专业课基础之上的“宝塔尖课程” 。作为“宝塔尖课程”学习的重要一环机械制造工艺课程设计不仅是是对工艺学课本知识所学知识的综合运用，更是一次综合运用所学知识的一次实战演练，其重要性不言而喻。对于零件的工艺安排、夹具设计是学机械的学生都应掌握的最基本的知识。这些内容对于机械加工起着致关重要的作用。零件加工质量的好坏、成本的高低，都是这些内容的直接反映。本次设计题目是轴承架的专用夹具及其工艺设计，整个加工过程中涉及到毛坯的制造方法选择、
2、加工余量的计算、工艺路线的确定、机床夹具定位和夹紧装置的设计、机械加工刀具和辅具的选择、加工时间的计算以及专用夹具体的设计等内容。设计以小组为单位，组内成员在相互配合完成整体工序设计之后还需独立完成自己所选工序进行详细设计，整个过程中，有合作、有分工、有整体、有局部、有详细、有简略，锻炼的不仅仅是理论知识的应用和实践。同时，夹具设计也是毕业设计之前最后一次大规模、集中性的实践性学习活动。认真完成相关内容，综合运用所学知识，总结反思心得体会，以期对未来毕业设计乃至求职、深造有所裨益。3一.零件的分析1.1 零件的作用如图 1 所示，题目所给零件为轴承架，两 18 孔用于安装轴承，要求有一定的同轴
3、度、圆柱度、粗糙度和较高的尺寸公差；左侧16 的通孔用于安装滑动轴承，因此也需要有较高的圆柱度、粗糙度，位置度和尺寸公差；7 小孔用于给滑动轴承加润滑油，故不需要较高的形位公差和尺寸公差，只需保证名义尺寸 7 和 12；底座四个均布的 12 的沉头孔的作用是配合螺栓安装在机床上；轴承架右侧两 18 孔中间无材料，这样不仅减少加工面积、节约成本，而且也因此而减少了两 18 孔轴向加工尺寸，易于保证两孔的同轴度；轴承架 18 两孔和 16 孔共三个端面均需与其他零件配合，因此要求有一定的和粗糙度；18 两孔和 16 孔外侧均需开倒角，便于安装轴承。4图 1 轴承架零件图1.2 零件工艺性分析生产纲
4、领：年产 40000 件，成批生产；材料：HT200。零件共有六组加工表面，分别是：（1） 、两 18H8 孔及两 1 倒角。由于此两孔与滚动轴承o45配合，需要有有一定的同轴度、圆柱度、粗糙度和较高的尺寸公差，故加工时宜分钻、扩、铰三步进行，而且加工时宜采用一把刀加工，如此便可保证较高的同轴度。倒角采用 90锪钻，手动进给。（2） 、两 18H8 孔的外端面。由于外端面需与其他零件配合，故要求有一定的粗糙度，为提高加工效率、节约成本，此两端面宜同时加工，采用专用机床，左右两个动力头带动两个铣刀。（3） 、16H8 孔及 1 倒角。由于 16 孔与滑动轴承配合，o45需要有较高的圆柱度、粗糙度
5、，位置度和尺寸公差，故需要钻、扩、半精铰三步进行。倒角采用 90锪钻，手动进给。（4） 、16H8 孔外端面。由于外端面需要与其他零件配合，需要一定的粗糙度，故需要分粗铣、半精铣两步进行。（5） 、底座 4 个 12 沉头孔。由于底座 4 个 12 沉头孔用以安装轴承架，做成光孔、通孔，故不需要较高的形位公差、尺寸公差和表面粗糙度，为提高加工效率、节约时间和成本，宜采用钻锪复合刀具，一步加工到位。（6） 、7 锥形沉孔。由于此孔用于给滑动轴承加注润滑油，故不需较高的形位公差、尺寸公差、和表面粗糙度，为提高加工效5率、节约时间和成本宜采用复合刀具，一步加工到位。审核图纸发现，左视图上 12 沉头
6、孔轴线间距过小，钻孔时有刀柄与 32 孔外圆干涉的危险，本着“满足使用，工艺最简”的原则，今将此尺寸改为 ，如此既无刀柄、零件干涉之虞又可保1.06证使用要求，亦能圆整尺寸简化工艺。综合以上可知，轴承架具有较好的工艺性，一般工厂均能满足其加工工艺要求。二工艺过程设计2.1 毛坯选择2.1.1 材料选择零件材料为 HT200，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差，用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件，以及对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。故，采用 HT200 可以满足其力学性能及工艺性要求。
7、212 毛坯的获得由于零件的材料为 HT200，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用金属型铸造毛坯。金属型铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约 25%，屈服强度平均提高约 20%，其抗蚀性6能和硬度亦显著提高；（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约1530%；（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料 80100%；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易
8、实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如：(1) 金属型制造成本高；(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。由于轴承架需承受较大的交变载荷作用，所以铸件需进行时效处理并保证硬度不低于 195HBS。此外，由于后续机加工工序中需要用到 18 孔外圆作为粗基准以加工底面，而
9、且加工好的底面需要作为精基准以加工其余表面，7故要求铸件的 18 外圆具有一定的形位、尺寸精度。22 工艺路线的拟定根据零件实际，结合相关经验数据，按照“基准先行，先面后孔，先主后次，先粗后精”的原则，今拟定两条工艺路线：工艺路线一：工序号 工序名称 工序内容1 铸造 铸造毛坯2 时效处理3 铣工以 外表面为粗基准，粗铣、半精铣轴承架32底平面4 铣工 以底面为精基准，铣 孔两端面185 钻工以底面为精基准，钻、扩、铰 通孔及倒角 1456 铣工以底面为精基准，铣 的端面和孔，及16倒角 2457 钻工 以底面为精基准，钻、扩、铰 16 孔8 铣工 以底面为精基准，钻、锪四个 沉孔 通孔127
10、9 钻工以 16 外端面为精基准，钻 的锥形沉孔10 钳 去毛刺11 终检8表 1 工艺路线一9工艺路线二：工序号 工序名称 工序内容1 铸造 铸造毛坯2 时效处理3 铣工以轴承架顶部外圆为粗基准，粗铣、半精铣轴承架底面4 钻工 以底面为精基准，钻四个 沉孔 通孔1275 铣工 以底面为精基准，铣 孔两端面86 钻工以底面为精基准，钻、扩、铰 通孔及倒角 1457 铣工 以 通孔为精基准，铣 的端面18168 钻工 以 通孔为精基准，钻、扩、铰 16 孔9 钻工 以 通孔为精基准，钻、扩 的沉孔710 钳 去毛刺11 终检表 2 工艺路线二1023 工艺路线分析：工艺路线一：优点：基准统一；以
11、 18 外圆为粗基准加工底面定位误差小；工序 5 基准重合；以“一面两销”方式定位可靠，装夹简便。缺点：工序 6 基准不重合，加工精度不易保证。工艺路线二：优点：基准重合，加工精度易于保证；缺点：基准不统一；以底座上表面定位误差大；工序 7 采用心轴定位，装夹不便；工序 9 以 16 端面定位，定位不可靠。方案一的工序 6 由于基准不重合，导致基准不重合产生，不重合误差 mm,而设计误差 mm， ,严重超差；而方案二2.0B1.0B由于基准重合，避免了不重合误差的产生，故方案二合理。24 各工序余量、基本尺寸、公差确定241 铣底面根据工序尺寸和公差等级，由公式：(1)CTRMA21其中，RMA机械加工余量，mm；CT铸件尺寸公差等级，mm。查实用机械制造工艺设计手册得：RMA=0.5mm，CT=2.2mm计算得铣底面总余量为 R=1.6mm。查表得粗铣加工余量为 1mm,半精铣底面的加工余量为 0.6mm，
