机械制造技术课程设计轴承托脚零件的机械加工工艺规程及钻φ8孔夹具设计【全套图纸三维】

辽宁工程技术大学
机械制造技术基础
课程设计
题目：轴承托脚零件的机械加工工艺规程及孔
Φ8工艺装备设计
班级：机械09-3班
姓名：
指导教师：
完成日期：2012年6月22日
一、设计题目
轴承托脚零件的机械加工工艺规程及孔Φ8工艺装备设计
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图1张
(2) 生产类型:中批生产
三、上交材料
1．绘制零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程综合卡片1套4．编制机械加工工艺卡片1套5．绘制夹具装配图（A1）1张6．绘制夹具中1个零件图（A1，夹具体）。

1张7．编写课程设计说明书（约5000-8000字）。

1份四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。

1．第l～2天查资料，熟悉题目阶段。

2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。

3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。

4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。

5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。

7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。

8．第20～21天，答辩
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日期
摘要
在这个学期机械制造技术基础课程设计中，我设计的内
容是零件轴承托脚，主要包括两个部分，一是轴承托脚的加工工艺分析，二是针对于某一个工序进行加工的专用夹具的设计。

设计内容为设计轴承托脚零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出泵体零件图、毛坯图、夹具体零件图和夹具装配图，填写机械加工工艺过程综合卡片和编制所设计夹具对应的那道工序的机械及啊工工艺卡片，并编制课程设计说明书。

轴承托脚是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡；轴承托脚的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。

全套图纸，加153893706
关键词:轴承托脚工艺分析专用夹具设计
Abstract
In this semester mechanical manufacturing technology foundation course design, I design is the content of the bearing parts, feet, mainly includes two parts, one is "the processing technology of the foot bearing analysis, 2 it is based on a process of special jig design process .Design content for the design of mechanical parts, bearings feet processing procedures and process equipment, and rendering the pump body parts graph, blank diagram, clip the specific part drawing and fixture assembly drawing, fill in machining process of comprehensive CARDS and the corresponding fixture design of the process to machinery and ah work process card, and its curriculum design specification.
Feet are used to support the bearing of the bearing, fixed bearing outer ring, just let inner circle turn, outer ring to keep still, and always with the direction of transmission consistent (such as motor running direction), and keep balance; The concept of foot bearing is bearing and the collection of words, so that in application, this advantage is can have a better coordination, and convenient use, reduce the cost of using manufacturer.
Through this course design, can let us to better understand and comprehend machinery manufacturing technology base this course, better will book knowledge to use, can better master has learned the knowledge, eliminate learn knowledge cannot be applied malpractice, in the course of design, still can better exercise his diligent spirit, only stand loneliness and studious nature can learn the true knowledge.
Key words：Bearing's feet，Process analysis，Special
jig design
目录
序言 (1)
1.零件的工艺分析及生产类型的确定 (2)
1.1零件的工艺分析 (2)
1.2轴承托脚的技术要求 (3)
1.3零件的生产类型 (4)
2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，绘制毛坯图 (4)
2.1选择毛坯 (4)
2.2确定机械加工余量 (4)
2.3确定毛坯寸 (5)
2.4设计毛坯 (5)
2.5绘制毛坯简图 (6)
3.选择加工方法，确定加工路线 (7)
3.1定位基准的选择 (7)
3.2零件表面加工方法的选择 (8)
3.3加工阶段的划分 (8)
3.4制定工艺路线 (9)
4.工序设计 (10)
4.1选择加工设备和工艺设备 (10)
4.2确定工序尺寸（工序12） (10)
5.确定切削用量及加工时间 (11)
5.1切削用量的计算 (11)
5.2基本时间的计算 (12)
5.3辅助时间的计算 (13)
5.4其他时间的计算 (13)
5.5准备和终止时间的计算 (13)
5.6单件单孔总时间的计算 (13)
6.专用夹具的设计 (14)
7.设计体会 (17)
序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课的基础上进行的又一个实践性教学环节。

这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

由于所学的知识所限，考虑的不够全面，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教，提出您宝贵的建议。

1零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
图1-1
图1-2
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表
面粗糙度都不难获得。

以下是轴承托脚需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度。

轴承托脚有两个加工面，他们之间没有任何的精度要求。

1.以薄板两个面为基准，主要加工4xφ13的孔和φ68的孔。

2.以φ68的孔为基准，主要加工面是4xφ13的孔和M6的螺纹孔。

1.2轴承托脚的技术要求
该轴承托脚的各项技术要求如下表所示：
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

1.3零件的生产类型
零件的生产纲领：中批量生产。

2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1选择毛坯
零件结构比较简单，在工作工程中主要是支撑轴承的工作，会受到冲击性载荷的作用，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，选用HT200，采用机器造型，能保证零件的尺寸要求，从提高生产效率和加工精度上考虑，也是应该的。

2.2确定机械加工余量
用查表法确定加工余量。

毛坯总余量：由表2-1和表2-5，对于中批量生产，砂型机造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G级，公差等级为GT10，加工余量等级降一级使用。

根据铸件的材料和铸造方法确定毛坯铸件典型的机械加工余量等级表，然后查取铸件的机械加工余量表2-4得；
17mm薄板单边右端面的单边余量在厚度方向为0.7mm；
轴孔的加工余量为：在孔内壁的单侧加工余量为1mm，总的加工余量为2mm，左侧轴的外侧的单侧加工余量为2mm，两侧的加工余量为4mm，
右侧轴的单侧加工余量为2，两侧加工余量为4mm，
端面的加工余量单侧为3mm，两侧为6mm。

2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸为零件的尺寸加上所查得的加工余量值。

表2-1
轴孔1×2=2 3.2 φ60±1.6表2-1至表
2-5 轴左侧外径2×2=4 3.2 φ99±1.6表2-1至表
2-5 轴右侧外径2×2=4 3.2 φ89±1.6表2-1至表
2-5 轴端面3×2=6 3.6 116±1.8表2-1至表
2-5
2.4设计毛坯
（1）确定圆角半径
需要加工的和不需要加工的过度表面处圆角半径为R=2mm；其余的圆角半径为R3～R5。

（2）确定拔模斜度
拔模斜度为：5°。

（3）确定分模位置
选择在主视图17mm薄板的左端面为分型面。

2.5绘制毛坯简图
图2-1
图2-2
3选择加工方法，制定工艺路线
3.1定位基准的选择
1.粗基准的选择：按基准的选择原则，作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。

这里选择17mm薄板左端面和φ95外圆面作为粗基准。

采用φ95外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用17mm薄板左端面作为粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。

即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。

现以零件的左端面为主要的定位粗基准。

2.精基准的选择：根据该端盖零件的技术要求，选择17mm薄板右端面和φ63孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。

φ62孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位端盖两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。

选用端盖左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为零件在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。

3.2零件表面加工方法的选择
3.3加工阶段的划分
该轴承托脚加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准（薄板右端面和φ62孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车φ68内孔和轴孔端面和粗车半精车φ85和φ90的外圆面，接着就是钻φ13的孔φ8的孔以及两个槽，最后是完成螺纹孔加工。

3.4制定工艺路线
工序1：铸造
工序2：时效处理
工序3：粗铣-半精铣17mm右端面
工序4：粗扩-精扩-铰Φ62的内孔
工序5：粗车φ68内孔
工序6：粗车轴孔两端面
工序7：粗车φ95的外圆面
工序8：粗车-半精车φ90的外圆面
工序9：粗车-半精车φ85的外圆面
工序10：粗车轴孔段的1.5x45°倒角
工序11：钻4xφ13孔
工序12：钻φ8孔
工序13：粗铣-精铣50x20的槽
工序14：粗铣-精铣宽20长20顶端槽
工序15：钻M6底孔
工序16：清洗。

工序17：终检。

4工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
表4-1
4.2确定工序尺寸（工序12）
在这只确定钻-铰-精铰φ8孔的加工余量、工序尺寸和公差。

由表2-28可查得，精铰余量Z
精铰=0.04mm；粗铰余量Z
粗铰
=0.16mm;钻孔
余量Z
钻
=7.8mm。

查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。

根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm;粗铰：0.058mm;钻：0.15mm。

综上所述，按照入体原则，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
φ80+0.015mm;粗铰φ7.960+0.058mm; 钻φ7.80+0.15mm
它们的相互关系如下图所示。

图4-1
5确定切削用量及基本时间（工序12）
5.1切削用量的计算
在这只计算钻-铰-精铰φ8孔此工序的切削用量和时间定额
（1）钻孔工步
=7.8mm。

①被吃刀量的确定取a
p
②进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。

③切削速度的计算由表5-22，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为22m/min。

由公式n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=897.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=23.5m/min.
(2)粗铰工步
①被吃刀量的确定取a
=0.16mm。

p
②进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。

③切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为2m/min。

由公式
n=1000v/πd 可求得该工序铰刀转速n=80 r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=n πd/1000=2.4m/min. (3)精铰工步
①被吃刀量的确定 取a p =0.04mm 。

②进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.30mm/r 。

③切削速度的计算 由表5-31，切削速度v 可取为4m/min 。

由公式n=1000v/πd 可求得该工序铰刀转速n=159.2 r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=n πd/1000=4.86m/min.
5.2基本时间t m 的计算
（1）钻孔工步 根据表
5-41，钻孔的基本时间可由公式
t j =L/fn=(l+l 1+l 2)/fn 求得。

式中l=17mm;l 2=3mm ；l 1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（12mm/2）×cot54°+1.5mm=5.859mm ；f= 0.1mm/r ；n= 960r/min 。

将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t j =(17mm+3mm+5.859mm)/(0.1mm/r ×960r/min)=0.269min=16.16s 。

（2）粗铰工步 根据表5-41，可由公式t j =L/fn=(l+l 1+l 2)/fn 求得该工序的基本时间。

l 1、l 2由表
5-42
的主偏角按
kr=15°，
a p =(D-d)/2=(12.95mm-12.80mm)/2=0. 075mm 的条件查得l 1=0.28mm ；l 2=14mm ；而l=17mm ；f=0.40mm/r; n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间t j =（17mm+0.28mm+14mm ）/（0.40mm/r ×97r/min ）=0.806min=48.37s 。

（3）精铰工步 根据表5-41，可由公式t j =L/fn=(l+l 1+l 2)/fn 求得该工序的基本时间。

l 1、l 2由表按kr=15°、a p =(D-d)/2=(13mm-12.95mm)/2=0.025mm 的条件查得l 1=0.19mm ；l 2=13mm ；而l=17mm ；f=0.3mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间t j =（17mm+0.19mm+13mm ）/（0.3mm/r ×195r/min ）=0.516min=30.96s 。

5.3辅助时间f t 的计算
辅助时间f t 与j t 之间的关系为f t =（0.15～0.2）j t ，取f t =0.17j t ，则各工序的辅助时间分别为：
工序12钻孔工步的辅助时间：f t =0.17×16.16s=2.75s 工序12粗铰工步的辅助时间：f t =0.17×48.37s=8.22s
工序12精铰工步的辅助时间：f t =0.17×30.96s=5.26s
5.4其它时间的计算
布置工作时间b t 是作业时间的2%～7%，这里取 4.5%，休息与生理需要时间x t 是作业时间的2%～4%，这里取3%，则各工序的其它时间（b t +x t ）可按关系式（4.5%+3%）×（j t +f t ）计算，分别是：
工序12钻孔工步的其它时间：b t +x t =7.5%×（16.16s+2.75s ）=1.418s 工序12粗铰工步的其它时间：b t +x t =7.5%×（48.37s+8.22s ）=4.24s 工序12精铰工步的其它时间：b t +x t =7.5%×（30.96s+5.26s ）=2.716s
5.5准备和终止时间的计算
由于是中批量生产，所以需要考虑准备和终止时间。

终止时间一般按作业时间的3%-5%计算，在这里去4%。

工序12钻孔工步的准备和终止时间：m tz /=4%×（16.16s+2.75s ）=0.76s 工序12粗铰工步的准备和终止时间：m tz /=4%×（48.37s+8.22s ）=2.26s 工序12精铰工步的准备和终止时间：m tz /=4%×（30.96s+5.26s ）=1.45s
5.6单件单孔时间dj t 的计算
工序12的单件时间dj t 为三个工步单件时间的和，其中 钻孔工步钻dj t =16.16s +2.75s +1.418s +0.76s=21.09s 粗铰工步粗铰dj t =48.37s+8.22s +4.24s +2.26=63.09s 精铰工步精铰dj t =30.96s+5.26s +2.716s +1.45=40.386s 所以工序
12
的单件时间dj t =钻dj t +粗铰dj t +精铰dj t =21.09s +63.09s
+40.386s =124.57s
6夹具设计
该设计设计工序12的专用夹具。

夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。

在现代化的机
械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。

正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。

同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。

6.1确定定位元件
工件以轴孔的一端面和Φ62孔为定位基准，采用长定位销和轴肩组合定位方案，在定位平面及长定位销的圆柱面上定位，其中长定位销限制X 和Y 方向的转动和移动4个自由度，轴肩限制了z 轴的移动自由度，一共限制了五个自由度。

在17mm 薄板的直角端，采用活动v 形块进行定位，既可以限制z 轴的转动自由度，又可以限制对工件起到一定的夹紧作用。

定位误差的计算：由于定位基准与工序基准一致，所以基准不重合误差Δ
b 为0。

由于定位销与轴承托脚Φ62孔的配合为6
7f H ，所以定为基准孔与定位销
间的最小间隙ΔS 为0。

查公差数值表的IT7=0.03mm ，IT6=0.019mm 。

参考指导书表2-40的计算公式得总的定位误差△d=D T +d T +ΔS=0.03+0.019+0=0.049mm 。

6.2夹紧机构
根据生产纲领的要求，需要中批量生产，为了提高生产效率，故采用圆偏心夹紧机构，偏心螺旋夹紧机构的各零件均采用标准夹具元件。

具体原理是通过手动转动把手，使工件夹紧。

其压紧的主要作用是防止工件在钻孔过程中，切削力的作用下产生转动和震动，并且该工序加工的是Φ8的小孔，所以该加紧方案能够满足加紧要求。

确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。

应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。

1，夹紧力方向的选择
夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。

选择时注意，应垂直于主要定位基准面。

以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。

2，夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。

选择时注意：应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。

6.3导向装置
采用可换钻套作为导向装置，基本尺寸D=12mm。

选用JB/T 8045.2-1999，钻套高度H=12mm，排削间隙h(0.3～0.7)d,这里取h=4mm，来一次性加工Φ8的孔。

6.4对刀装置
采用直角对刀块及平
塞尺对刀。

6.5夹具与机床连
接元件
在夹具体上的两
侧设计座耳，用T形
螺栓固定。

所以T形
螺栓的直径d取16。

6.6夹具体
根据定位元件，导向元件和夹紧元件的布置，设计的夹具体如图所示：
6.7装配图
将夹具的三维装配图显示如下
图7-2
三个视图分别为主视图，俯视图和右视图
7、设计体会
在这次设计中，我明确设计目的，综合应用了所学专业知识,培养了自主将理论与实际结合起来锻炼了自己分析实际问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺和工序安排的问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备。

在本次课程设计中，我参考了很多文献，在获取我所要的知识的同时又学到了很多其它方面的知识。

由于这次设计全部的图纸都是用电脑绘制，因此，我的制图能力又有了一定的提高，而且在设计的过程中，我用cad将二维装配图以及各个零件图做了出来，运用了Pro/ENGINEER软件把我所设计的专用夹具的三维模型做了出来。

然而设计过程中,我也遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并没有影响到我学习知识的积极性。

经过这次课程设计,我对自己更有了信心。

我相信一切问题都会有解决的办法，同时通过这次设计为今后
的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础
参考文献
[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M]. 北京：机械工业出版社，2000
[2]李云.机械制造及设备指导手册[M].北京:机械工业出版社，1997.8
[3]薛源顺.机床卡具设计[M].北京：机械工业出版社，2000
[4]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社，2006.12
[5]周开勤.机械零件手册[M].高等教育出版社，1994
[6]大连组合机床研究所.组合机床设计[M].机械工业出版社，1978
[7]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程[M]. 机械工业出版社，200.8
[8]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社，1991.9
[9]李庆寿.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，1984
[10]于骏一.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2000
[11]顾崇衡.机械制造工艺学[M].陕西科学出版社，1995
[12]赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书—2版[M].北京:机械工业出版社，2000.10
[13]陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版[M].上海：上海科技技术出版社，1989
[14]黄健求.机械制造技术基础.[M]. 机械工业出版社，2005
[15]哈尔滨工业大学.机床夹具设计[M].上海科学技术出版社，1990。