汽车制造工艺学课程设计说明书.docx
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汽车制造工艺学课程设计说明书
学号：
B12021215
课程设计
题目
编制轴承座机械加工工艺
过程卡和工序卡
学院
机械工程学院
专业
车辆工程
班级
B120215
姓名
孙立宇
指导教师
田全忠
2015
年
12
月
7
日
目录
课程设计任务书
1、课程设计的题目·········································1
2、课程设计的目的及其要求································1
2.1课程设计的目的·····································1
2.2程设计的内容要求···································1
2.3课程设计进度安排··································2
3、设计内容···············································2
3.1零件的分析·······································2
3.2零件的工艺分析····································2
3.3毛坯设计···········································3
3.4选择加工方法，拟定工艺路线························4
3.5加工设备及刀具、夹具、量具的选择···················5
3.6切削用量的选择···································6
3.7基本加工时间的确定·······························10
4、心得体会··············································10
参考文献···········································10
1、课程设计的题目
编制轴承座机械加工工艺过程卡和工序卡
2、课程设计的目的及其要求
2.1、课程设计目的
汽车制造工艺学课程设计是在完成了汽车制造工艺学课程的理论教学后的实践性教学环节。
其目的是：
通过该课程设计，使学生在理论教学的基础上进一步巩固汽车制造工艺知识，初步掌握汽车零件机械加工工艺规程的编制方法，学会查阅有关资料。
2.2、课程设计内容要求
制定指定零件的机械加工工艺规程。
具体内容如下：
1.对零件进行结构工艺性分析，画零件图
（1）了解零件的性能、用途和工作条件；
（2）分析零件各项技术要求；
（3）分析零件的毛坯、材料、热处理要求及机械加工的工艺性。
（4）画零件图1张。
2.制定零件机械加工工艺规程
（1）按基准的选择原则确定零件的定位基准；
（2）确定零件各表面的加工方法并划分加工阶段；
（3）安排加工顺序，拟定工艺路线；
（4）初步选择各工序所采用的设备；
（5）填写完整的机械加工工艺过程卡1份。
3.确定工序具体内容
（1）确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差；
（2）确定指定工序机床的规格、精度及刀、量具；
（3）确定指定工序的切削用量；
（4）计算指定工序的单件工时；
（5）填写完整工序卡片1张。
4.整理课程设计说明书1份。
2.3、进度安排
1.对零件进行结构工艺性分析，画零件图（1天）
2.制定零件机械加工工艺规程（3天）
3.确定工序具体内容（2天）
4.答辩（1天）
3、设计内容
3.1零件的分析
1）零件的生产纲领
此零件为小批量生产，所以工序要集中，步骤尽量简单。
2）零件的作用
轴承座是用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圈与轴承孔的配合，零件的主要工作便是为φ210的内孔表面，零件结构形状比较简单，属于较简单的零件。
3.2零件的工艺分析
由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求。
表1表面粗糙度要求
加工表面
表面粗糙度
公差/精度等级
加工方法
轴承座底面
Ra6.3
IT1-IT12
粗铣-半精铣
轴承座顶面
Ra6.3
IT11-IT12
粗铣-半精铣
孔端面
Ra3.2
IT7-IT9
粗铣-精铣
内孔
Ra3.2
IT8-IT9
粗镗-半精镗-精镗
定位销孔
Ra1.6
IT7-IT8
钻-粗铰-精铰
其余表面
精度要求不高，不需要加工，毛坯精度即可
轴承座的两内孔轴心线对底座端面平行度为0.05；两孔圆柱度为0.04；内孔对公共轴线跳动量为0.03；
3.3毛坯设计
1）毛坯的选择
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：
a型材、b锻造、c铸造、d焊接、f其他毛坯。
零件材料为HT250，可确定毛坯类型为铸件，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批生产，又因为其具有较好的铸造性和切削加工性，而且吸震性和耐磨性较好，价格也较低廉，故选择金属型铸造毛坯。
2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径Ф260mm，高315mm。
底座长460mm，宽280mm。
3）选择铸件公差等级
查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为8-12级，取为11级。
4）求机械加工余量等级
查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为45钢得机械加工余量等级F-H级选择F级。
5）确定机械加工余量
机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
轴承座底面确定加工余量：
轴承座底面6mm
加工两端面确定加工余量：
轴承座两端面各5mm
轴承孔 确定加工余量：
轴承孔余量6mm
6）确定毛坯尺寸
由上面的计算方法可以得出其他的毛皮尺寸，他们的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≧1.6。
Ra﹤1.6的表面，余量要适当加大。
分析本零件，加工表面Ra≧1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。
（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理。
7）设计毛坯图
根据机械制造工艺设计手册由于所有孔无需铸造出来，故不需要安放型心。
为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。
3.4、选择加工方法，拟定工艺路线
1.基面及其精基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，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，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
1）粗基准的选择
选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位基准保证各加工表面的余量足够并合理分配，再铣床上加工底面的时候，是以轴承孔外圆表面作为第一定位基准，轴承孔左侧面作为第二定位基准，轴承孔外端面定位点作为第三定位基准。
2）精基准的选择
经分析零件图可知，该零件主要加工过程包括平面加工和钻孔，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，可以采用以零件底面作为第一定位基准，以一面两销的定位方式作为精基准，采用此定位方式可以满足实际基准与定位重合，减小定位误差，提高零件精度。
2.制定机械加工工艺路线：
3）拟定工艺路线
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,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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。
选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
根据工序方案制定出详细的工序划分如下所示：
毛胚为精铸件，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。
在毛胚车间铣削去浇冒口。
达到毛胚的技术要求。
然后送到机械加工车间来加工
表2工艺路线
工序1
粗、半精铣底面
钻2XФ12定位销孔
扩2XФ12定位销孔
铰2XФ12定位销孔
钻6XФ22通孔
以轴承孔外圆表面表面为定位粗基准
工序2
粗、精铣两端面
以底座底面为精基准，先加工轴承座的后端面，再以后端面为基准加工前端面
工序3
粗、半精铣顶面
以下底面和右端面为精基准，加工轴承座的端面
工序4
粗镗
以下底面和右端面为基准，粗加工Ф210的内孔
工序5
半精镗
以下底面和右端面为基准，半精加工Ф210的内孔
工序6
精镗
以下底面为基准，精加工Ф210的内孔
工序7
攻6xM10螺纹孔
攻6xM8螺纹孔
攻M12x1.5螺纹孔
攻M12x1.5螺纹孔
以轴承座内孔中心线为基准
工序8
锪孔Ф25沉孔
锪孔Ф25沉孔
锪孔6xФ45沉孔
以轴承座内孔中心线为基准
工序9
去毛刺、清洗终检
3.5加工设备及刀具、夹具、量具的选择
由于生产类型为小批量，故加工设备为通用机床，其生产方式以通用机床通用夹具，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
1）选择机床，根据不同的工序选择机床：
根据本零件加工精度要求，我们选用最常用的机床：
车床用CA6140摇臂钻床用Z3035，下面是这两台机床的具体资料：
2）选择刀具：
选用硬质合金镗刀，硬质合金车刀,加工铸铁零件采用YG类硬质合金为YG8。
钻头选用高速钢钻头，具体见工序卡。
3）夹具选择
本次加工采用通用夹具和四爪卡盘。
定位元件的确定：
中心孔采用圆柱定位销，为了保证定位精度采用过渡配合。
夹紧机构：
采用直角压块用螺栓实现将工件与夹具体的夹紧。
定位误差分析：
根据定位关系主要定位元件为一个定位销和平面组成，由于圆柱销和中心孔的配合精度较高，而且对工件的所加工尺寸精度要求不高，在使用钻模版对刀工具进行对刀，在此条件下足可以满足要求的加工精度。
4）量具
因为工件的所加工工序加工精度不是很高，所以用游标卡尺等量具就可以了具体见工序卡
3.6切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。
它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。
车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f（mm/r）表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以ap（mm）表示。
为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。
确定切削用量 。
粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。
粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。
加工条件 ：
工件材料：
HT250灰铸铁，硬度HB170~241。
加工要求：
粗糙度Ra6.3 。
机 床：
X6132 。
功率：
7.5KW 。
刀 具：
高速钢W18Cr4V
表3工序中各个参数的确定
工序
加工余量（mm）
进给量
f（mm/r）
走刀量ap（mm）
机床转速
n（r/min）
刀具尺寸d（mm）
切削速度（m/min）
V=πdn/1000
粗铣底面
5
0.25
5
100
110
34.54
半精铣底面
1
2
1
300
110
103.63
钻定位销孔
2
0.43
23
530
10
21.7
扩定位销孔
1.5
0.44
23
1100
11.75
34.54
铰定位销孔
0.05
0.025
23
1100
11.75
34.54
钻轴承底座∅22通孔
0
0.45
23
400
22
27.6
铣轴承座两端面
4
0.25
4
100
50
31.4
粗铣前端面
4
0.25
4
100
50
31.4
半精铣前端面
1
1.5
1
300
50
94.2
铣顶面
3
1.5
1
300
50
94.2
粗镗轴承孔∅210
3
1.5
1
200
100
62.8
半精镗轴承孔∅210
2
0.3
1
200
100
62.8
精镗轴承孔∅210
1
0.15
1
250
100
78.5
钻顶面M20螺纹孔底孔
2
0.43
18
530
17.5
29.1
钻轴承座右侧面M12螺纹孔底孔
10.2
0.43
10
750
10.5
24.73
钻轴承座放油孔底孔
0
0.43
25
750
10.5
24.73
钻轴承座后端面6xM10螺纹孔底孔
0
0.25
30
1100
8.5
29.36
钻轴承座前端面6xM8螺纹孔底孔
0
0.20
19
1100
6.8
23.49
攻各螺纹孔的螺纹
0
1.5
18
275
20
17.27
攻轴承座右侧面孔M1.2x1.5
0
1.25
18
275
12
10.36
攻轴承座后端面螺纹孔底孔
0
1.5
25
275
10
8.64
攻轴承座前端面螺纹孔底孔
0
1.25
15
275
8
6.91
锪轴承座右端面孔
0
0.15
3
275
24
20.72
锪轴承座放油孔
0
0.15
3
275
24
20.72
锪轴承座底孔
0
0.2
3
140
46
20.2
使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：
切削深度ap=0.8～1.5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min（切钢）。
粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。
若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。
粗车应留有0.5～1mm作为精车余量。
粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。
精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。
切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。
精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。
减小表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点：
合理选用切削用量。
选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。
适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。
适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。
用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。
合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。
低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。
根据参考文献【3】切削用量、切削时间之间的关系如下：
=dn/318
=nf
=（
）/2
其中
为切削速度f为进给量
为切削深度
其中进给量的确定采用参考文献【5】表3-13可得粗车外圆和端面进给量，查表3可得精车、半精车外圆和端面进给量；切削速度运用v=
（m/min）公式计算，公式中的t、m、Cv、Xv、Yv、Kv由参考文献计算机床主轴转速由
=
（r/min）公式计算可得n。
在由参考文献【5】查表的CA6140车床的转速为n，在由
=
计算出实际切削速度v，具体见工艺卡。
3）夹紧力的计算
根据参考文献【5】公式则轴向力：
F=C
d
f
k
再根据参考文献【3】中查表
在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=K
K
K
K
式中：
K
—基本安全系数，1.5;K
—加工性质系数，1.1;
K
—刀具钝化系数,1.1;K
—断续切削系数,1.1
由于在加工孔和攻螺纹的过程中，切削力不是很大，用螺栓靠摩擦力夹紧就可以了。
3.7基本时间的确定
1.根据参考文献【2】来确定工时定额的计算
工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额
其中：
是指但见时间定额
是指基本时间（机动时间），通过计算求得
是指辅助时间，一般取（15~20）%
；
与
和称为作业时间
是指布置工作时间，一般按作业时间的（2~7）%估算
是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（2~4）%估算
是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计
N是指一批零件的个
4、心得体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关轴承座工序方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。
参考文献
【1】机械制造技术基础倪小丹等主编北京清华大学出版社2007
【2】机械制造工艺学课程设计指导书赵家齐主编机械工业出版社2011
【3】金属切削原理与刀具陆剑中主编北京机械工业出版社2005
【4】金属切削刀具崔永茂主编北京机械工业出版社1991
【5】机械制造工艺设计手册王邵俊主编哈尔滨工业大学出版社1984
【6】汽车制造工艺学王宝玺贾庆祥主编机械工业出版社2007.3
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