完美升级版车Φ30孔车床夹具轴承座毕业论文说明书.docx

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完美升级版车Φ30孔车床夹具轴承座毕业论文说明书

哈尔滨理工大学

课程设计

题目：

车Φ30孔车床夹具

院、系：

机械学院机械电子工程

姓名：

陈洲

指导教师：

敖晓春

系主任：

王义文

2013年8月30日

目录

哈尔滨理工大学机械制造工艺学课程设计任务书3

一、零件的分析4

1.1零件的作用4

1.2零件图样分析4

1.3零件的工艺分析5

二、确定毛坯5

2.1确定毛坯种类：

5

2.2确定铸件加工余量及形状：

6

三、工艺规程设计6

3.1选择定位基准：

6

3.2制定工艺路线7

3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定7

四、各工序的加工参数计算9

4.1铣底平面9

4.2钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔11

4.3铣两直角边13

4.4刨退刀槽14

4.5铣四侧面15

4.6钻（铰）Ф8销孔15

4.7钻Ф6油孔18

4.8钻Ф4油孔至尺寸19

4.10钻Ф15的孔20

4.11扩孔至Ф2822

4.12车Ф35孔至尺寸保证孔的位置23

4.13扩钻至Φ29.724

4.14加工Φ30孔至要求尺寸25

4.15确定时间定额及负荷率：

26

五、夹具设计30

4.1定位基准的选择30

4.2定位误差分析30

4.3．本步加工按钻削估算夹紧力34

六、课程设计小结36

参考文献37

哈尔滨理工大学

机械制造技术基础课程设计任务书

设计题目：

φ30mm孔的车床夹具

设计内容：

1、绘制零件图一张。

2、编制零件的加工工艺过程，并填写加工工艺过程及工序卡各一张。

3、设计制定工序的夹具，绘制夹具装配总图。

4、绘制夹具的非标准零件图。

（要求计算机绘图）

5、编写设计说明书一份。

按毕业论文格式，打印文稿。

）

班级：

机电10-1学生：

陈洲指导教师：

敖晓春系主任：

王义文

2013年8月19日

序言

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼：

（1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

（2）提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（3）学会使用手册以及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。

就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。

一、零件的分析

一、设计任务

.设计课题：

轴承座机械加工工艺规程设计

加工Φ30、Φ35孔专用夹具设计

设计要求：

（1）零件毛坯图1张

（2）机械加工工艺过程卡片1张

（3）机械加工主要工序的工序卡片1张

（4）夹具装配图1张

（5）夹具零件图1张

（6）设计说明书1份

零件简图：

如图1-1所示．　

名称：

轴承座

生产批量：

中批量

材料:

HT200

要求设计此工件的钻床夹

图1-1

1.1零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削为此以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

l）φ30mm轴承孔可以用车床加工、也可以用铣床镗孔。

2）轴承孔两侧面用铣床加工，以便加工2mm×1mm槽。

3）两个φ8mm定位销孔，与销要过渡配合，精度达到IT8，要先钻后铰才能达到要求。

4）侧视图右侧面对基准C（φ30mm轴线）的垂直度检查，可将工件用φ30mm心轴安装在偏摆仪上，再用百分表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大与最小差值为垂直度偏差值。

5）主视图上平面对基准C（φ30mm轴线）的平行度检查，可将轴承座φ30mm孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分表分别测量心轴两端最高点，其差值即为平行度误差值。

6）俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度的检查，可将工件放在平台上，用百分表测出。

二、确定毛坯

2.1确定毛坯种类：

零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。

查《机械制造工艺设计简明手册》,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

加工余量等级为G.

2.2确定铸件加工余量及形状：

查《机械制造工艺设计简明手册》，选用加工余量为8级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：

表2.1零件加工余量表

简图

加工面

代号

基本

尺寸

加工余量等级

加工

余量

说明

A1

15

8

3

单侧加工

A2

82

8

3

单侧加工

A3

38

8

3

单侧加工

A4

15

8

3

双侧加工

A5

42

8

3

双侧加工

B1

30

8

15×2

双侧加工

B2

35

8

17.5×2

双侧加工

三、工艺规程设计

3.1选择定位基准：

1.粗基准的选择：

以轴承孔两侧毛坯为主要的定位粗基准

2.精基准的选择：

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以已加工底面为主要的定位精基准,φ13mm的螺栓孔为定位精基准。

3.2制定工艺路线

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,可以考虑采用卧式铣床、摇臂钻床、卧式车床及专用夹具,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：

工序1时效处理

工序2铸件内外非加工表面彻底清洗干净，涂耐油漆同时检查铸件是否有缺陷。

工序3夹轴承孔两侧毛坯，铣轴承座底面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度。

工序4钻φ9的孔和锪φ13的沉头孔。

保证孔深8mm。

工序5以已加工底面和沉头孔定位基准，在轴孔处压紧，铣主视图上平面及轴承孔左、右侧面42mm。

工序6刨2mm×1mm槽，照顾底面厚度15mm。

工序7夹42mm两侧面，按底面找正，铣四侧面，保证尺寸38mm和82mm。

工序8钻φ8mm的销孔，保证孔的尺寸及公差。

工序9钻φ6的油孔，保证孔深20mm。

工序10钻φ4的油孔，保证与φ的油孔相通。

工序11以底面及沉头孔定位，采用专用夹具装夹工件，钻φ30mm、φ35mm孔，保证φ30mm中心至上平面距离15mm

工序12以底面及沉头孔定位，在未加工的圆柱表面夹紧。

采用弯板式专用夹具装夹工件，车φ30mm、φ35mm孔、倒角1×45°，保证φ30mm中心至上平面距离15及φ30mm的表面粗糙度0.8.

工序13去毛刺

工序14总检入库

3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

3.3.1圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

表3.1圆柱表面工序尺寸表

加工表面

加工内容

加工余量

精度等级

工序尺寸

表面粗

糙度

Φ30IT7

（B1）

钻

15

IT11

12.5

扩

2

IT11

6.3

Φ35（B2）

镗

0

6.3

Φ30IT7

（B1）

扩

1.8

IT10

6.3

粗铰

0.13

IT8

1.6

精铰

0.07

IT7

0.8

Φ4（B6）

钻

0

IT10

4

6.3

Φ13（B4）

钻

0

IT10

13

6.3

Φ8（B3）

钻

0.2

IT10

7.8

6.3

粗铰

0

IT8

8

1.6

3.3.2平面工序尺寸：

表3.2平面工序尺寸表

工序号

工序内容

加工余量

基本尺寸

经济精度

工序尺寸偏差

01

铸件

3

CT12

04

粗铣下底面

2

19

IT12

精铣下底面

1

18

IT8

05

粗铣上底面

2

16.0

IT12

精铣上底面

1

15.0

IT8

05

粗铣轴承孔

左侧面

2

42

IT12

精轴承孔

左侧面

1

41

IT8

05

粗轴承孔

右侧面

2

39

IT12

精轴承孔

右侧面

1

38

IT8

06

粗轴承座

前面

2

86

IT12

精轴承座

前面

1

85

IT8

06

粗轴承座

后面

2

83

IT12

精轴承座

后面

1

82

IT8

四、各工序的加工参数计算

4.1铣底平面

4.1.1粗铣底平面

1）底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为Ф120x12，机床的型号………专用机床

2）刀具：

YG6硬质合金端铣刀。

由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度。

由金属切削原理与刀具可取γ＝５λ＝-10K=60=10。

3）加工要求:

粗铣轴承座的下底面。

确定加工余量由毛坯图可知：

总加工余量为3mm，《工艺设计简明手册》表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1mm。

4）确定每齿进给量，由《切削加工简明实用手册》表3.5，YG6硬质合金端铣刀所允许的进给量为f=0.14-0.24mmz。

但采用的不对称铣，f=0.14mmz，ap=2mm。

5）计算切削用量

由《切削加工简明实用手册》表3.16，当d=125mm时，Z=12,ap<3.5mm,f<0.24mmz时，Vt=97mmin，nt=248rmin，Vft=333mmmin。

各修正系数为：

Kmv=Kmn=Kmv=0.89

Ksv=Ksn=Ksv=1

故：

Vc=Vt*0.89*1=86.33mmin

n=nt*0.89*1=220.7rmin

Vf=Vft*0.89*1=296.4mmmin

由机床可得：

n=235rminVf=375mmmin

则实际切削速度和进给量为：

校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。

由《切削简明手册》表3.24得当174

其所消耗量功率小于机床功率，故可用。

6）计算基本工时

4.1.2精铣底平面

1）刀具和机床不变

2）由《切削加工简明实用手册》表3.5得，要使表面粗糙度达到Ra1.6时，f=0.4-0.6mmz，ap=1mm

3）决定切削速度和进给量

由《切削加工简明实用手册》表3.16，当d=125mm时，Z=12,ap<1.5mm,f<0.1mmz时，Vt=124mmin，nt=316rmin，Vft=304mmmin。

各修正系数为：

Kmv=Kmn=Kmv=0.89

Ksv=Ksn=Ksv=1

故：

Vc=Vt*0.89*1=110.4mmin

n=nt*0.89*1=281.2rmin

Vf=Vft*0.89*1=270.6mmmin

由机床X52K可得：

n=300rminVf=300mmmin

则实际切削速度和进给量为：

V=dn1000==117.75mmin

Fz===0.08mmz

4）计算基本工时

tm==

4.2钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔

本工序加工由钻孔和锪孔两次加工完成，机床为摇臂钻床，型号………Z3025。

4.2.1钻Ф9孔

1）确定加工余量

刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=9mm

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《简明手册》）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0.2mm。

2）确定进给量

2.1）按加工要求决定进给量

根据《切削用量简明手册》表2.7，知当加工要求为HT12精度等级，材料为HT200、=9mm时f=0.47～0.57mmr

由于ld=389=4.1=5故修正系数为0.9

则f=（0.47～0.57）x0.9=0.423～0.513mmr

2.2）按钻头强度决定进给量

根据表2.8，当材料为HT200，时，得钻头强度允许的进给量f=1.0mmr

2.3）按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当HBS=200，d10.2mm，F=7848<8330得机床进给量f=1.6mmr

故综合所述：

进给量f=0.41mmr

2.4）轴向力校核

可由表2.19可查出钻孔时当f=0.41mmr、d<12mm时，轴向力的修正系数均为0.85故

根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。

故f=0.41mmr可用。

2.5）确定钻头磨钝标准及寿命

由表2.12可得，当d<20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=35min

2.6）确定切削速度

由表2.14，HBS=200，加工属性四类

由表2.13得，f=0.36mmr标准时

V=19mmin

切削速度的修正系数为

见表2.31

根据机床取Nc=630rmin

2.7）基本工时计算

4.2.2锪Ф13孔保证孔的深度为8

刀具的选择：

硬质合金带导柱直柄平底锪钻d=2.5

由于刀具材料和机床与钻孔时完全一样，则切削速度和进给量与钻孔一致。

只有基本工时不同：

4.3铣两直角边

4.3.1粗铣两直角边

1）选择机床：

由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X61

2）刀具：

YG6硬质合金d=125mm。

由表3.7得：

刀具寿命T=180min。

3）决定切削速度Vc和进给量f

由《切削简明手册》表3.16当d=125mm，z=12，ap<3.5，fz<0.14mmz时，Vt=97mmin，nt=248rmin，Vft=333mmmin

各修正系数为：

Kmv=Kmn=Kmv=0.89

Ksv=Ksn=Ksv=1

故：

Vc=Vt*0.89*1=86.33mmin

n=nt*0.89*1=220.7rmin

Vf=Vft*0.89*1=296.4mmmin

由机床X61机床可得：

n=255rmin，Vf=300mmmin

则实际切削速度和进给量为：

4）由《切削简明手册》表3.24得当174

其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。

5）计算机工时

4.3.2精铣两直角边

1）刀具和机床不变。

2）决定切削速度Vc和进给量f

由《切削简明手册》表3.16当d=125mm，z=12，ap<1.5，fz<0.1mmz时，Vt=124mmin，nt=316rmin，Vft=304mmmin

各修正系数为：

Kmv=Kmn=Kmv=0.89

Ksv=Ksn=Ksv=1

故：

Vc=Vt*0.89*1=110.4mmin

3）决定机床转速和切削速度

n=nt*0.89*1=281.2rmin

Vf=Vft*0.89*1=270.6mmmin

由机床X61机床可得：

n=300rmin，Vf=300mmmin

则实际切削速度和进给量为：

4）计算基本工时

4.4刨退刀槽

1）选择刀具：

由于退刀槽是比较特殊的，故要自制宽度为1mm的的硬质合金刀。

2）机床：

牛头刨床B635。

3）在大批量生产，为了节省工时，在刨退刀槽的时候可以一次性刨10的工件。

4）根据牛头刨床的主要技术参数可得：

刨一次需要的时间为：

=0.03min

因此每件工件的基本工时t=0.003min

进给量f=1.5mm

4.5铣四侧面

1）选择机床：

由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X61

2）刀具：

YG6硬质合金d=125mm。

由表3.7得：

刀具寿命T=180min

由于所选择的刀具、机床与铣两直角边的刀具、机床完全相同，所以该工序中的参数大部分完全相同，只有最后的基本工时不相同。

故基本工时计算为：

铣轴承孔两侧的边：

==

==

铣轴承孔前后的边：

==

==

4.6钻（铰）Ф8销孔

销孔加工由钻和铰两次加工完成，机床为摇臂钻床，

型号………Z3025。

加工要求钻、铰Ф8销孔，表面粗糙度为Ra1.6。

4.6.1钻Ф8销孔

1）确定加工余量

刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=7.8L=109l=69。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《简明手册》）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0.2mm。

2）确定进给量

a.按加工要求决定进给量

根据《切削用量简明手册》表2.7，知当加工要求为HT12精度等级，材料为HT200、d=7.8时f=0.36-0.44mmr

由于ld=157.8=1.9故f=0.36-0.44mmr

b.按钻头强度决定进给量

根据表2.8，当材料为HT200，d=7.8mm时，f=0.86mmr

c.按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当HBS=200，d<=10.2mm，F=7848<8330得机床进给量f=1.6mmr

可由表2.19可查出钻孔时当f=0.36mmr、d<10.5mm时F=3000N，轴向力的修正系数均为0.85故F=2550N

根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。

故f=0.36mmr可用。

d.确定钻头磨钝标准及寿命

由表2.12可得，当d<20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=35min

e.确定切削速度

由表2.14，HBS=200，加工属性四类

由表2.13得，f=0.36mmr标准d<=9.6mm时

V=14mmin

切削速度的修正系数为K=1.0K=1.0K=0.85

见表2.31

V=V·K=14x1.0x1.0x0.85x1.0=11.9mmin

根据机床取Nc=500rmin

f.基本工时计算

4.6.2铰Ф8销孔至尺寸

1）确定进给量

刀具选择硬质合金铰刀，d=8

由表2.25可得：

a=0.06～0.09mmf=0.2～0.3mmr

V=8～12mmin切削液：

无f=0.25mmr

2）确定主轴转速

查表2.30得：

C=15.6,Z=0.2,X=0,Y=0.5

T=45d=8a=0.08

利用公式V=

K=8.7mmin

选取Nc=400rmin

3）计算基本工时

T==0.2min

4.7钻Ф6油孔

1）机床为摇臂钻床，型号………Z3025。

2）确定加工余量

刀具采用高速钢麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=6mm

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《简明手册》）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0mm。

3）确定进给量

1.按加工要求决定进给量

根据《切削用量简明手册》表2.7，知当材料为HT200、d=6时f=0.36~0.44mmr

由于ld=156=2.5故f=0.36~0.44mmr

2.按钻头强度决定进给量

根据表2.8，当材料为HT200，d=6mm时，f=0.50mmr

3．按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当HBS=200，d<=10.2mm，F=7848<8330得机床进给量f=1.6mmr

可由表2.19可查出钻孔时当f=0.36mmr、d<10.5mm时F=3000N，轴向力的修正系数均为0.85故F=2550N

根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。

故f=0.36mmr可用。

4）确定钻头磨钝标准及寿命

由表2.12可得，当d<20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=20min

5）确定切削速度

由表2.14，HBS=200，加工属性四类

由表2.13得，f=0.36mmr标准d<=9.6mm时

V=14mmin

切削速度的修正系数为K=1.0K=1.0K=0.85

见表2.31

V=V·K=14x1.0x1.0x0.85x1.0=11.9mmin

根据机床取Nc=500rmin

6）基本工时计算

7）t===0.1min

4.8钻Ф4油孔至尺寸

1）确定进给量

刀具选择硬质合金铰刀，d=4

由表2.25可得：

a=0.03～0.06mmf=0.2～0.3mmr

V=8～12mmin切削液：

无f=0.25mmr

2）确定主轴转速

查表2.30得：

C=6.6Z=0.4,X=0,Y=0.5

T=45d=4a=0.04

利用公式V=11.9mmin

K=4.7mmin

选取Nc=500rmin

3）计算基本工时

T==0.16min

4.10钻Ф15的孔

1）钻床选用:

Z3025摇臂钻床

刀具选择：

高速钢麻花钻头，其直径

钻头几何形状（表2.1及表2.2）双锥修模横刃

由于，故应乘孔净修正系数

2）按钻头强度决定进给量，根据《切削手册》表2.8

当钻头强度进给量

3）根据机床决定进给量，由表2.9得，机床允许的进给量

此时钻孔需要扭转力为6960N而机床可以承受7848N

综合所述得

由表2.19可查出钻孔的轴向力，当时

所以机床Z3025可用

4）决定钻头磨钝标准及寿命

由表2.12可查得，当时，钻头后刀面最大磨损量为0.6

5）决定切削速度，查表2.14加工性分类为第5类

由表2.13得

切削速度的修正系数为

由机床转速，可选取

6）检验机床扭矩及效率

根据表2.20，当，，

扭矩修正系数均为1.0，

由机床Z3025可得，故机床此项参数选用合格

7）验算机床功率

由表2.22得，

根据Z3025得，

由于可知选用机床功率合格

8）计算基本工时

4.11扩孔至Ф28

1）各项参数选择如下

钻床选用Z3025摇臂钻床

YG6硬质合金锥柄扩孔钻

扩孔进给量

取进给量

则主轴转速

切削速度选择

4.12车Ф35孔至尺寸保证孔的位置

1）加工条件：

机床:

CA6125卧式车床

刀具：

YG6硬质合金刚镗刀d＝25mmr＝1mm

2）计算切削用量：

=3