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说明书

机械制造基础课程设计

题目：

设计CA10B解放汽车中间轴轴承支架的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）

班级：

08机制本科

学生：

XXX

学号：

XXXX

指导教师：

XXXXX学院

2009-7-10

目录

前言...................................................1

课程任务...............................................1

零件的分析.............................................2

工艺规程的设计.........................................3

夹具的设计............................................13

设计小节..............................................17

参考文献..............................................18

前言

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（如《机械制造技术基础》、《机械零件设计》、《金属工艺学》、《机械制图》、《公差于配合》、等）。

让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

在些次设计中我主要是设计CA6140拨叉的磨床夹具。

在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。

题目设计CA10B解放汽车中间轴轴承支架的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）

内容

1.零件图一张

2．毛坯图一张

3．机械制造加工工艺过程综合卡片一张

4．夹具设计装配图一张

5．夹具设计零件图一张

6．课程设计说明书一份

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是CA10B汽车中间轴的轴承。

它主要起到稳固滚子的作用，在安装时起到固定滚珠的作用，利于安装。

零件上方的φ13孔起固定作用，下方的φ70斜孔则是用于装轴承。

支撑中间轴。

零件为铸件，铸造时起模度2°

（二）零件的工艺分析

CA10B中间轴轴承支架共有两处加工表面，其间有一定斜度要求，φ140孔有一定的斜度为5.5°，两个φ13斜孔与中间的φ13斜孔角度为30°。

分述如下：

1.顶端φ13

这一孔加工包括：

φ13的孔，以及其内端面，与外圆有位置要求，这个孔有高的位置度要求，与外圆中心2mm,与突台R5圆中心距离25mm，与两端φ13的孔的垂直距离72mm。

2.φ140孔及两端表面

这一孔加工包括：

φ140的孔公差带0.26～0，以及其前后两个端面。

这两表面及孔有一定的位置度要求,即φ140的孔前后两个端面与顶端φ13的孔上表面有斜度要求，φ140的孔与支撑架中心有斜度5.5°及宽度为50mm。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

3.两端φ13的孔及端平面

两φ13的孔有位置要求232mm,与端面内侧为4mm，与突台垂直。

突台要求高12mm且有斜度30°

二工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200。

考虑零件在运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。

（二）基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，加工φ140孔以外圆面为基准镗孔，加工前后端面相互为基准进行铣削加工。

加工两个φ13孔的突台以突台下表面及φ140孔做为基准加工。

（2）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,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。

1.工艺路线方案一

工序一粗铣φ140孔前端面。

工序二粗铣φ140孔后端面。

工序三扩φ140孔

工序四粗铣φ13孔上端面。

工序五钻φ13孔。

工序六粗铣两侧φ13孔端面。

工序七钻两侧φ13孔。

工序八检查

2工艺路线方案二

工序一粗铣φ140孔前端面。

工序二粗铣φ140孔后端面。

工序三扩φ140孔

工序四粗铣φ13孔上端面。

工序五粗铣两侧φ13孔端面。

工序六钻φ13孔。

工序七钻两侧φ13孔。

工序八检查

上面工序可以适合大多数生产。

通过方案一和二的比较，选择方案一。

工序八和工序九可设计用同一组专用夹具进行加工，减少了装夹误差。

以上工艺过程详见工艺卡片。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

CA10B解放汽车中间轴轴承支架零件材料为HT200，硬度170~220HB，毛皮重量3kg，生产类型中批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ140前后端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ140前后端面长度余量均分别为1.75,3（均为双边加工）

铣削加工余量分别为：

粗铣1mm2mm

2.内孔（φ140已铸成孔）

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ140已铸成孔长度余量为4，即铸成孔半径为66mm。

3.其他端面加工余量（三个φ3孔端面）

查《工艺手册》表2.2～2.5，取长度余量为3,

铣削加工余量分别为：

粗铣：

2mm

3.其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

（五）确立切削用量及基本工时

工序Ⅰ以φ140圆前后为相互基准，粗铣φ140孔前后端面。

1.加工条件

工件材料：

HT200,σb=0.16GPa,HBS=170~220,铸造。

加工要求：

粗铣φ140孔前后端面。

机床：

X5012立式铣床。

刀具：

硬质合金端铣刀,牌号YG8合金钢。

铣削宽度aw<=60,深度ap<=4,齿数z=6,故据《机械加工工艺师手册》（后简称《工艺手册》）取刀具直径do=80mm。

查表21-18选择刀具前角γo＝＋5°,后角αo＝14°，副后角αo=8°,刃倾角λs＝-15°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,过渡刃宽bε=1mm。

2.铣削用量

1）铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量机床功率为1.5kw。

查《工艺手册》af=0.15~0.30mm/z。

选择较小量af=0.15mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《工艺手册》表30-11，后刀面最大磨损为1.5~2.0mm。

查《工艺手册》表30-25，寿命T=180min

4）计算切削速度按《工艺手册》表30-23，切削速度范围为60~110m/min,现选用Vc＝72m/min，n=125r/min,af=0.2mm/z,Vf＝afzn=150mm/min.据X5012铣床参数，选择nc=125r/min,Vfc=125mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*125/1000=31.4m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=125/（125*10）=0.1mm/z。

5）校验机床功率查《工艺手册》表30-25得Pcc=1.16kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。

故校验合格。

最终确定ap=1.5mm，nc=125r/min,Vfc=125mm/s，Vc=31.4m/min，fz=0.1mm/z。

6）计算基本工时

工序Ⅱ以φ140孔外圆为基准，扩φ140孔，保证孔的精度达到IT7。

选择钻床：

Z535立式钻床。

加工刀具分别为：

扩孔——ø140mm标准高速钢扩孔钻；

1.选择扩孔切削用量

1）确定进给量f根据表28-31:

f=1.6-2.0mm/r.

根据Z535机床说明书,取f=1.8mm/r.

2）确定切削速度v及n根据表28-33:

取v表=10m/min修正系数:

kmv=1.0,kapv=1.0,故

V＇表=10m/min*1.0*1.0=10m/min,

N＇=1000v’表/（∏d0）=5.9r/min,查机床说明书得:

n=10r/min,实际切削速度为

v=∏d0n*

=1.7m/min.

3）计算工时

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。

6各工序实际切削用量

根据以上计算，该工序切削用量如下：

扩孔：

d0=139mm,f=1.8mm/r,n=10r/min,v=1.7m/min

7钻头磨钝标准及寿命

扩孔后刀面最大磨损限度（查《工艺手册》）为0.9～１.４mm，寿命

8.计算工时

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。

工序Ⅲ粗铣φ13孔上端面

1.加工条件

工件材料：

HT200,σb=0.16GPaHB=170~220,铸造。

加工要求：

粗铣φ140前后端面。

机床：

X5012立式铣床。

刀具：

硬质合金端铣刀,牌号YG8合金钢。

铣削宽度aw<=60,深度ap<=4,齿数z=6,故据《机械加工工艺师手册》（后简称《工艺手册》）取刀具直径do=80mm。

查表21-18选择刀具前角γo＝＋5°,后角αo＝14°，副后角αo=8°,刃倾角λs＝-12°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,过渡刃宽bε=1mm。

2.切削用量

1）铣削深度查表30-43因为切削量较小，故可以选择ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量机床功率为1.5kw。

查《工艺手册》af=0.15~0.30mm/z。

由于是对称铣，选较小量af=0.15mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

工序Ⅳ以φ140孔及后端面为精基准，钻φ13孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达IT7。

1．选择钻床：

Z535立式钻床。

加工刀具分别为：

钻孔——ø13mm标准高速钢麻花钻；

2.确定钻削用量

（1）确定进给量

查《工艺手册》表28-10得：

取f=0.8mm/r，根据表28-8，按钻头强度所允许的进给量f＇>1.75mm/r,由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N（由机床说明书查出）,根据表28-9允许的进给量f＇＇>1.8mm/r。

由于所选进给量f远小于f＇及f＇＇，故所选f可用。

（2）．确定切削速度V，轴向力F，转矩T及切削功率PM根据《工艺手册》表28-15，由插入法得：

V表=13.5m/min,F表=6460N,T表=58N·m,PM表=1.34KW

由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结果进行修正.

由表28-3得:

kMv=1.0,klv=1.0,