机械制造工艺课程设计说书

西北工业大学“轴承壳体”的工艺规程的编制和夹具设计设计：Xunwp学号：20083013xx指导：Jay时间：2011/10/1Xunwp20083013xx-1-目录引言..............................................................................................................................-2-1零件图分析............................................................................................................-2-1.1零件的作用.....................................................................................................-2-1.2零件的结构分析............................................................................................-2-1.3零件的材料和技术要求..............................................................................-2-1.4零件的工艺分析............................................................................................-2-2毛坯设计.................................................................................................................-3-3工艺路线的制定...................................................................................................-3-3.1基准选择.........................................................................................................-3-3.2工艺方案比较选择......................................................................................-4-3.3工艺方案计算说明......................................................................................-7-5.专用夹具设计........................................................................................................-9-5.1定位基准选择.................................................................................................-9-5.2定位元件..........................................................................................................-9-5.3定位误差.......................................................................................................-10-5.4加紧机构.......................................................................................................-11-5.5分度装置.......................................................................................................-11-参考文献..................................................................................................................-12-Xunwp20083013xx-2-引言本次课程设计的课题名称是轴承壳体机加工艺及夹具设计。这次工艺设计和夹具设计是在刘书暖老师的悉心指导下完成的。刘书暖老师在百忙中抽出时间给我们解答课程设计中的工艺问题。通过本次课程设计，使我对本专业有了更加深刻的了解，对机械制造工艺这门课也有了更深的认识。了解了机械生产中工艺设计这一重要环节，对夹具设计的过程也有了一定的认识，积累了一定的实践经验。总之，这次课程设计和其它课程设计一样对我们意义重大。1零件图分析1.1零件的作用本零件是轴承壳体，用以装配轴承并与机体连接，故精度要求较高，对轴承有一定保护作用。1.2零件的结构分析本零件属于轴套类零件，内部有三个阶梯孔通，中间的0.0580.03684孔用于装配轴承。两侧各有一个凸台和通孔，中间有一挂耳。1.3零件的材料和技术要求本零件材料为ZG35CrMnSi，为低合金铸造调质钢,调质处理后强度极限可达1175MPa,淬透性较好的材质，经适当的热处理后可得到强度、硬度、韧性和疲劳强度较好的综合力学性能。热处理规范：1)淬火:第一次950℃,第二次890℃,油冷;回火230℃,空冷、油冷;2)880℃于280～310℃等温淬火。零件图技术要求有以下几点：1.0.0580.03684与轴承装配间隙0.01～0.03mm；2.未注明铸造圆角半径R3~R5；3.一般尺寸公差按HB58UU-82；4.HRC＝0~36；5.铸造尺寸公差按HB0－7－67ZZJ3。1.4零件的工艺分析零件图中存在的错误：缺少两侧18孔的倒角尺寸；B向局部视图中左右方Xunwp20083013xx-3-向画反了。从零件图的分析、零件作用和技术要求中都可以得知84系列孔，5挂耳孔，挂耳槽，两侧凸台面以及18内孔为主要表面。84系列孔基本尺寸较大，要求6级精度，粗糙度为Ra1.6um,需要依次采用粗镗、精镗加工达到加工要求；两侧凸台要求粗糙度为Ra6.3um，可以采用粗铣、精铣，内孔18要求12级精度，粗糙度为Ra6.3um，可以采用粗镗或扩孔来达到精度要求；5挂耳孔基本尺寸较小，要求7级精度，粗糙度为Ra1.6um，应采用钻扩铰来保证精度，挂耳槽要求11级精度，粗糙度Ra6.3um，可以粗铣达到要求。位置关系精度分析：两侧图台面平行度要求0.04mm，与两侧内孔轴线垂直度要求0.05mm；两侧内孔以84轴线为对称线对称度为0.05mm，两孔同轴度为0.04mm。84孔与轴承配合，故精度粗糙度要求均较高；85孔尺寸比84稍大以便于轴承装配。2毛坯设计本零件为轴套类零件，材料为ZG35CrMnSi低碳锰合金铸钢，应采用铸造毛坯。为减少后续机械加工的余量，节省材料，两侧内孔应预先铸造出孔通，若采用分模造型则放置两侧内孔型芯困难，所以采用挖砂造型或者假箱造型铸造。如果生产批量小采用较费工时的挖沙造型，大批量生产则采用高效的假箱造型。挂耳部分孔和槽尺寸较小均不铸出，铸成实心供后续机械加工。不加工表面如95,92外圆面、两侧凸台圆柱面直接铸出不再机加。其余加工表面毛坯尺寸由后续工艺路线所需加工余量确定。3工艺路线的制定3.1基准选择粗基准的选择：本零件为轴套类零件，适于选用外援表面作为加工基准；应该优先选择零件不加工的表面作为粗基准，以提高加工表面和不加工表面的相对位置精度；本零件的95外圆面为不加工表面，故选择95外圆面为粗基准，可以保证内孔壁厚均匀。轴向定位粗基准选择端面。精基准的选择：精基准选择是主要注意两个问题：保证加工精度和装夹方便。尽量在保证装夹方便的前提下使用设计基准作为定位基准以消除定位误差，另外尽量使不同工序使用的基准相同即遵守基准一致原则或者互为基准原则以较容易的保证位置精度。Xunwp20083013xx-4-3.2工艺方案比较选择各主要表面加工方法：84系列孔基本尺寸较大，要求6级精度，粗糙度为Ra1.6um,可以采用粗镗、精镗加工；两侧凸台面要求粗糙度为Ra6.3um，可以采用粗铣、精铣加工；两侧凸台槽精度粗糙度要求较低，可以采用粗铣加工或插床加工；内孔18要求12级精度，粗糙度为Ra6.3um，可以采用粗镗加工或扩孔加工；5挂耳孔基本尺寸较小，要求7级精度，粗糙度为Ra1.6um，可采用采用钻扩铰加工；挂耳槽要求11级精度，粗糙度Ra6.3um，可以采用粗铣加工。（1）工艺路线方案一：工序1粗镗内孔85,84,72工序2铣底面工序3倒角C0.5工序4铣两侧凸台面，槽工序5扩两侧凸台18内孔工序6倒角C1工序7铣挂耳槽工序8钻扩铰挂耳5孔工序9铣小斜面工序10精镗85,84工序11终检（2）工艺路线方案二：工序1粗镗内孔85,84,72工序2铣底面工序3铣小斜面Xunwp20083013xx-5-工序4倒角C0.5工序5铣两侧凸台面工序6铣两侧凸台槽工序7镗两侧凸台18内孔并倒角工序8铣挂耳工序9钻扩铰挂耳5孔工序10精镗85,84工序11终检（3）工艺路线方案三：工序1粗镗内孔85,84,72工序2铣底面工序3倒角C0.5工序4铣两侧凸台面，槽工序5镗两侧凸台18内孔并倒角工序6铣挂耳中间6mm槽工序7铣挂耳两边工序8钻扩铰挂耳5孔工序9精镗85,84工序10铣小斜面工序11终检工艺方案分析：方案一的特点是铣两侧凸台面和槽放在一道工序中，两侧内孔加工采用的是扩孔，倒角单独安排工序；方案二特点是两侧采用镗孔工艺，镗孔和倒角在一道工序中完成，两侧凸台面和槽分两道工序单独加工；方案三特点是铣两侧凸台面和槽放在一道工序中，两侧内孔采用镗孔工艺，镗孔和倒角在一道工序中完成，另外方案三铣小斜面工序安排在了精镗大孔后面。铣两侧凸台时，凸台面使用的是加工平面的端铣刀或者周铣刀，铣槽则需要Xunwp20083013xx-6-用和槽同宽的2mm盘铣刀，不适宜加工大平面。所以如果安排在一道工序中加工一定需要换刀，降低了生产效率，考虑到批量生产时的工序分散原则，安排两道工序分别加工，省去换刀时间。对于两侧内孔及倒角加工，若采用45度镗刀可以完成镗孔及倒角加工，节省了装夹时间并减少了夹具设计制造任务。方案三中将小斜面加工安排于精镗大孔之后，加工小斜面时必然用大孔及其阶梯端面作为定位加紧，而内孔是与轴承配合表面，精度粗糙度要求较高，装夹势必会对内孔表面造成损伤，故不合适。对于零件图中的两侧凸台面的平行度要求可以通过夹具分度装置来保证。镗两侧内孔时会使用72孔定位，而此时72孔为粗加工状态，精度不能满足要求最终加工方案如下：工序1粗镗内孔85,84,72。以95外圆面及底面为基准，选用卧式车床C6136和三爪卡盘工序2铣底面。以84内圆面及其阶梯端面为基准，选用床身铣床X716B工序3倒角C0.5。以84内圆面及其阶梯端面为基准，选用卧式镗床T68工序4铣两侧凸台面。以72内圆面，底面及两侧凸台侧面为基准，选用床身铣床X716B工序5铣两侧凸台槽。以7