机械制造技术基础课程设计邓志.docx
《机械制造技术基础课程设计邓志.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础课程设计邓志.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机械制造技术基础课程设计邓志
一、确定零件的生产类型
零件的生产类型是按零件的生产纲领和产品特征来确定的。
该产品年产量为Q=10000件/年，取其备品率为a%=4%，废品率为b%=0.4%，则该零件的生产纲领为N=Qm（1+a%）（1+b%）
=10000x1x（1+4%）（1+0.4%）
=10441.6件/年
由表1-4知，该零件为轻型零件，生产类型为大批生产。
二、零件的工艺分析
（1）了解用途：
该零件为轴承座，用于安装轴承，其主要工作表面为其座孔，在制作该零件工艺规程中应重点予以保证。
（2）技术要求
该零件的各加工表面的尺寸精度、位置精度、形状精度、表面粗糙度及热处理等方面的激素要求。
加工表面
尺寸及偏差/mm
表面粗糙度Ra
公差等级
形位公差
轴承座前端面
60
1.6
轴承座后端面
60
6.3
孔
1.6
IT8
孔
6.3
加油孔
M8
孔
12.5
底面
550.02
1.6
孔
1.6
IT8
三、选择毛坯与毛坯图设计
（1）定毛坯种类
该零件的材料已经定为灰铸铁HT150，此材料可用于铸造，由于其生产类型为大批生产，因此选用金属模机器砂型铸造，以提高生产效率、铸件精度、表面质量与机械性能。
（2）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表2-1查得，此毛坯的尺寸公差为CT8—CT12，取为CT8；除非有另外的规定，公差带应相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸上，一半在基本尺寸之下。
除非有另外的规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只规定一个值，且该值应该根据最终机械加工后的成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选用。
由表2-5查得，其机械加工余量等级为E—G级。
项目/mm
尺寸公差/mm
机械加工余量/mm
备注
底座高度20
1.2（0.6）
表2-3
2.5
表2-4
宽度60
1.4（0.7）
表2-3
前端2.9，后端2.1
表2-4
孔
1.3（0.65）
表2-3
2.5（双边余量）
表2-4
孔高35
1.4（0.7）
表2-3
2.5
表2-4
（3）绘制毛坯简图（见于手工绘图A3图纸中）
四、定位基准选择
（1）选择精基准
根据该轴承座的技术要求和装配要求，遵循“基准统一”的原则，选择底面、孔和前端面作为精基准，同时底面、前端面和孔的轴线又是该零件的设计基准，这样就满足了定位基准与设计基准重合的要求，从而有利于避免由于基准不重合而产生的定位误差。
（2）选择粗基准
粗基准的选择影响各加工表面的余量分配及不加工表面与加工表面之间的位置精度。
作为粗基准的表面应平整，无飞边、毛刺或其它表面缺陷，以便定位准确可靠。
为保证加工孔后零件的壁厚均匀，应选择R30外圆面作为粗基准，这就符合了“保证相互位置要求”的原则。
为使定位准确，加紧可靠、操作方便，选择高度20的平面作为粗基准，这就符合了“便于工作装夹”原则，用它作粗基准来加工底面，可为后续工序准备好精基准。
五、加工方法与加工阶段
（1）根据它的技术要求，确定加工件各表面的加工方法。
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
备注
前端面
IT8
1.6
粗铣—半精铣—刮研
表1-8
后端面
IT9
6.3
粗铣—精铣
表1-8
φ32孔
IT7
1.6
扩孔—粗铰—精铰
表1-7
4×φ16孔
IT10
6.3
钻—锪
表1-7
M8孔
IT11
12.5
钻—攻丝
表1-7
4×φ11孔
IT11
12.5
钻
表1-7
底面
IT7
1.6
锪
表1-8
2×φ8孔
IT8
1.6
粗铣—精铣—刮研
表1-7
（2）加工阶段的划分
该零件加工质量要求较高，因此根据实际生产需要，分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
各加工阶段主要任务如下：
1.粗加工阶段：
此阶段的主要任务是高效切除各加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，并加工出精基准粗加工所能达到的精度等级较低（一般在IT12级以下），表面粗糙度值较大（Ra为50—12.5）.
2.半精加工阶段：
此阶段的主要目的是使主要表面消除粗加工后留下的误差，使其达到一定的精度，为精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。
3.精加工阶段：
此阶段的任务是保证各主要加工表面达到图样所规定的质量要求。
表面经精加工后可以达到较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度。
（3）工序集中和分散的选择
选用工序集中原则安排此轴承座的加工工序。
它的生产类型为大批生产，可以采用万能机床配以专用工夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，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。
（4）工序顺序的安排
1.机械加工工序
遵循“先基准后其他”的原则，一般将作为其他表面加工的精基准安排在工艺过程一开始就进行加工，因此，首先加工精基准——底面、前端面和φ32孔；
遵循“先粗后精”的原则，一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工。
这有利于加工误差和表面缺陷层得逐步消除，从而逐步提高零件的加工精度与表面质量；
遵循“先主后次”的原则，即零件的主要表面（一般是指加工精度和表面质量要求较高的表面）、装配基面应贤加工，从而及早发现毛坯中肯能出现的缺陷，因此先加工前端面、底面和φ32孔，后加工次要表面——后端面、4×φ16孔、4×φ11孔、2×φ8孔、M8孔；
遵循“先面后孔”的原则，箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其他表面尺寸为大的平面，用它作为定位基准面稳定可靠，股一般先加工这些平面作为精基准，供加工孔和其他表面时使用。
此外，在加工过的平面上钻孔比在毛片面上钻孔不易产生孔轴线的偏斜和较易保证孔距尺寸。
（5）热处理工序
其目的在于改变工件材料的性能和消除内应力，它在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。
在金属模机器砂型铸造之后，精加工之前安排正火或调质处理，这样可以改善工件材料的切削性能和消除毛坯内应力。
（6）工序安排综述
该加工零件的工序安排顺序为：
热处理（正火或调质处理）——基准加工——主要及次要表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。
六、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，列出该零件的工艺路线，如下表所示。
轴承座工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
正火或调质处理
2
粗铣、精铣底面
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
3
粗铣前后端面
卧式铣床
端铣刀
游标卡尺
4
半精铣、精铣前端面，
卧式铣床
端铣刀
游标卡尺
5
精铣后端面
卧式铣床
端铣刀
游标卡尺
6
扩、粗铰、精绞φ32H8孔
摇臂钻床
扩孔钻，机用铰刀
游标卡尺、塞规
7
检验工序
游标卡尺、塞规、百分表等
8
钻4×φ11孔、2×φ8孔
摇臂钻床
麻花钻
游标卡尺、塞规
9
锪4×φ16孔
摇臂钻床
锪钻
游标卡尺、塞规
10
粗铰2×φ8孔
摇臂钻床
铰刀
游标卡尺、塞规
11
钻、攻丝M8孔
摇臂钻床
麻花钻，机用丝锥
游标卡尺、塞规
12
去毛刺
钳工台
平锉
13
中检
游标卡尺、塞规、百分表等
14
刮研底面
平口钳
刮刀
游标卡尺、
15
精绞2×φ8孔
摇臂钻床
麻花钻
游标卡尺、塞规
16
去毛刺
钳工台
平锉
17
清洗
清洗机
18
终检
七、加工余量、工序尺寸和公差的确定
（1）确定加工余量的方法
合理确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。
余量确定得过小，不能完成切除上工序余留在加工表面上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差；余量确定得过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加了刀具等工具消耗，是加工成本升高，造成不必要的浪费。
最小工序余量的选取，应该保证切除的金属层恰好能够切除和修正前工序的各种误差和表面缺陷，获得一个完整的新的加工表面。
从理论上讲，最小余量可以通过对前述加工余量的相关因素的分析计算确定。
但这种方法操作不方便，目前很少实际应用，而常用的方法是：
经验估计法——经验估计法是根据累计的生产经验来确定加工余量的方法，为避免产生废品，估计的加工余量值一般偏大，常用于单件、小批量生产。
查表修正法——查表修正法是以生产实践和经验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础，并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的方法。
该方法应用比较广泛，相关数据可以在金属机械加工工艺人员手册等资料中找到，考虑到表中所列数据未计入零件热处理变形、机床及家具在使用中的磨损等，使用时应适当加大余量数值。
（2）工序尺寸和相应公差的确定
在零件的机械加工工艺过程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸在零件图上往往不标出或不存在，需要在制定工艺过程时予以确定。
确定加工底面工序2、14的加工余量、工序尺寸、尺寸公差及表面粗糙度
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度Ra/μm
刮研
0.15
20
IT7=0.035
1.6
精铣
0.35
20.15
IT8=0.054
3.2
粗铣
2
20.5
IT11=0.22
6.3
毛坯
——
22.5
CT8=1.2
确定加工前后端面工序3、4、5的加工余量、工序尺寸、尺寸公差及表面粗糙度
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙Ra度/μm
精铣后端面
0.6
60
IT8=0.046
6.3
精铣前端面
0.4
60.6
IT8=0.046
1.6
半精铣前端面
1.0
61.0
IT9=0.074
3.2
粗铣后端面
1.5
62.0
IT11=0.19
12.5
粗铣前端面
1.5
63.5
IT11=0.19
12.5
毛坯
——
65
CT8=1.4
确定加工φ32H8孔工序6的加工余量、工序尺寸、尺寸公差及表面粗糙度
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度Ra/μm
精绞
0.07
φ32
IT7=0.025
1.6
粗铰
0.18
φ31.93
IT10=0.1
6.3
扩孔
2.25
φ31.75
IT12=0.25
12.5
毛坯
——
φ27
CT8=1.3
确定加工2×φ8孔工序8、10、15的加工余量、工序尺寸、尺寸公差及表面粗糙度
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
工序公差/mm
表面粗糙度Ra/μm
精绞
0.04
φ8
IT8=0.022
1.6
粗铰
0.16
φ7.69
IT10=0.058
6.3
钻
7.8
φ7.8
IT12=0.15
12.5
毛坯
实心毛坯
确定加工M8孔孔工
升级会员 