毕业设计(论文)-主轴轴承座加工制造及钻床夹具设计(含图纸+工序卡) .doc
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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 摘 要主轴轴承座的的制造及相关夹具设计涉及到机械制造专业多方面的内容包括从毛坯的选择、选择生产类型、零件的结构工艺性分析、零件的加工工艺路线、定位基准的选择、零件的加工方法的确定、加工阶段的划分、加工顺序的安排、设备及工艺装备的选择、加工余量的确定、工序尺寸及其公差的确定等等方面考虑,同时还要考虑机械加工生产率和技术经济分析。要从多方面考虑安排主轴轴承座的的制造。零件的机械加工要经过切削加工、热处理和辅助工序,在拟定工艺路线时必须将三者统筹考虑,合理安排顺序。其中加工顺序的安排就包括好些内容如:1切削加工工序顺序的安排原则 ;2热处理的安
2、排;3辅助工序的安排。主轴轴承座的应用场合适应与普通车床的主轴箱内,属于中批量生产,其选用灰铸铁材料铸造毛坯,主轴轴承座的制造加工路线采用工序集中的形式生产制造主要考虑:1)采用高效率的专用设备和工艺装备,生产效率高;2)减少了装夹次数,易于保证各表面间的相互位置精度,还能缩短辅助时间; 3)工序数目少,机床数量、操作工人数量和生产面积都可减少,节省人力、物力,还可简化生产计划和组织工作。在生产加工中还要进行加工阶段的划分为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力,零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作,而必须将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。主轴轴承座的加工制造中还
3、有一些地方需要改进,以便于满足高生产率的要求,提高加工精度与装配水平,这些都要不断的完善。关键词 :主轴轴承座 零件的结构工艺性分析 工序安排 目 录摘 要11 绪 论 .42 主轴轴承座的功用、总体结构及技术要求分析2.1主轴轴承座的功用42.2总体结构及技术要求分析52.3 小结53 主轴轴承座的加工过程及工艺分析3.1 材料的选择.53.2 设备的选用.63.3 材料的热处理过程. 73.4 主轴加工工艺过程的制定依.83.5主轴轴承座加工阶段的选择83.6加工阶段的划分83.7定位基准的确定选择93.8加工顺序的安排和工序的确定.103.9检验133.10小结.134 主轴轴承座的主要
4、工序加工要点4.1镗削工序144.2钻孔工序165 主轴轴承座钻孔加工夹具的设计5.1机床夹具概述 .185.2 工件的定位 195.3 工件的夹紧 .205.4夹具与定位误差分析.2155确定专用夹具设计 225.6夹具设计技术要求 26结 论26致 谢27参考文献28毕业设计任务书.291 绪 论机械制造工业是国民经济最重要的部门之一,是一个国家或地区经济发展的支柱产业,其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水平和国防实力。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度,而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度,产品性能和质量的好坏则取
5、决于制造过程中工艺水平的高低。将设计图样转化成产品,离不开机械制造工艺与夹具,因而它是机械制造业的基础,是生产高科技产品的保障。离开了它,就不能开发制造出先进的产品和保证产品质量,不能提高生产率、降低成本和缩短生产周期。机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展的。机械制造工艺的内容极其广泛,它包括零件的毛坯制造、机械加工及热处理和产品的装配等。机械设计与制造毕业设计,是在我们学完了大学的全部基础课程及部分专业课后进行的。我所设计的轴承座主要用于普通车床主轴箱内,由于能力有限,设计尚有许多不完美之处,恳请各位老师给予指导。2 主轴轴承座的功用、总体结构及技术要求分析2.1主轴轴承座的功用
6、主轴轴承座的应用场合适应于光学加工机床,属于中批量生产,其选用灰铸铁材料铸造毛坯,主轴轴承座的制造加工路线采用工序集中的形式生制造。它是轴承载体的关键零件,主要功用是保证轴承正常运转传递载荷保证其同轴度。2.2总体结构及技术要求分析主轴轴承座的各加工尺寸要求较高,主轴轴承座的的制造及相关夹具设计涉及到机械制造专业多方面的内容包括从毛坯的选择、选择生产类型、零件的结构工艺性分析、零件的加工工艺路线、定位基准的选择、零件的加工方法的确定、加工阶段的划分、加工顺序的安排、设备及工艺装备的选择、加工余量的确定、工序尺寸及其公差的确定等等方面考虑,同时还要考虑机械加工生产率和技术经济分析。要从多方面考虑
7、安排主轴轴承座的的制造。2.2.1主轴轴承座加工工艺性分析该主轴轴承座为中批量生产,用于普通车床主轴箱内。铸件毛坯尺寸为245mm X 200mm X 245mm,其加工过程包括热处理时效、铣削、镗削、钻孔四大方面,对主轴轴承座加工表面粗糙度要求较高,尤其是镗孔的尺寸精度、位置精度要求较高。主轴轴承座毛坯材料为灰铸铁(HT150),加工过程中镗削工序比较复杂,对镗孔精度、粗糙值要求较高,同时必须保证一端1000.2mm 、mm 、mm、mm、mm、mm 孔与另一侧端孔mm、mm 、mm、 mm mm同轴度误差要控制在mm ,所以轴承座镗削过程中的镗削余量、进给速度、进给量及轴承座的装夹方式都要
8、慎重选择。镗削过后钻孔要确保底座上4 凸台的位置精度。该主轴轴承座其他未加工面要打喷漆以防氧化。2.3 小结主轴轴承座的生产加工总体来说要求加工尺寸精度较高,在生产加工中还要进行加工阶段的划分为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力,零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作,而必须将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。3 主轴轴承座的加工过程及工艺分析3.1 材料的选择在确定毛坯时应考虑以下因素:1) 零件的材料及其力学性能 当零件的材料选定以后,毛坯的类型就大体确定了。例如,材料为铸铁的零件,自然应选择铸造毛坯;而对于重要的钢质零件,力学性能要求高时,可选择锻造毛坯。2
9、) 零件的结构和尺寸 形状复杂的毛坯常采用铸件,但对于形状复杂的薄壁件,一般不能采用砂型铸造;对于一般用途的阶梯轴,如果各段直径相差不大、力学性能要求不高时,可选择棒料做毛坯,倘若各段直径相差较大,为了节省材料,应选择锻件。主轴轴承座材料的选择应根据其不同的工作状况选择不同的材料及热处理规范,并需要考虑工艺性和经济性。由于是铸造毛坯,选用铸造性能较好的灰铸铁。 3.2 设备的选用在设备的选用中,首先我们要了解主轴轴承座的功用及结构特点,初步为我们的选择划一个范围。其次再从零件加工的精度要求选择合理的加工设备,最后由生产批量的多少来确定最终要选择的设备。3.2.1 设备及工艺装备的选择1设备的选
10、择确定了工序集中或工序分散的原则后,基本上也就确定了设备的类型。如采用工序集中,则宜选用高效自动加工设备;若采用工序分散,则加工设备可较简单。此外,选择设备时还应考虑:1)机床精度与工件精度相适应;2)机床规格与工件的外形尺寸相适应;3)选择的机床应与现有加工条件相适应,如设备负荷的平衡状况等;4)如果没有现成设备供选用,经过方案的技术经济分析后,也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。2工艺装备的选择 工艺装备选择的合理与否,将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济效益。应根据地生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。1)夹具的选择 单件、小批生产应首先采用各种通用夹
11、具和机床附件,如卡盘、机床用平口虎钳、分度头等;对于大批和大量生产,为提高生产率应采用专用高效夹具;多品种中、小批量生产可采用可调夹具或成组夹具。2) 刀具的选择 一般优先采用标准刀具。若采用机械集中,则可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。3) 量具的选择 单件、小批生产应广泛采用通用量具,如游标卡尺、百分尺和千分表等;大批、大量生产应采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。在主轴轴承座的生产加工中主要用到铣床、镗床、钻床。根据主轴轴承座的加工技术要求选用如下机床:型号 X61 卧式万能铣床;型号T616
12、卧式铣床;型号 Z525立式钻床。3.3 材料的热处理过程机械零件在使用过程中,除了力学性能,工艺性能要满足要求外,还要求其表面具有一定的耐磨性,耐蚀性,并且美观。而机械零件的失效,很多情况下与其表面产生的磨损和腐蚀有关,使零件过早地产生尺寸,形状报废的主要原因之一。为了提高零件的表面质量,减少其磨损和腐蚀发挥零件材料和潜力,提高表面装饰效果,必须对零件进行表面改性处理。因此,零件的热处理对零件使用寿命及表面工艺性能极为重要。热处理工序在工艺路线中的安排,主要取决于零件的材料和热处理的目的。根据热处理的目的,一般可分为:1)预备热处理 预备热处理的目的是消除毛坯制造过程中产生的内应力、改善金属
13、材料的切削加工性能、为最终热处理做准备。属于预备热处理的有调质、退火、正火等,一般安排在粗加工前、后。安排在粗加工前,可改善材料的切削加工性能;安排在粗加工后,有利于消除残余内应力。 2)最终热处理 最终热处理的目的是提高金属材料的力学性能,如提高零件的硬度和耐磨性等。属于最终热处理的有淬火-回火、渗碳淬火-回火、渗氮等,对于仅仅要求改善力学性能的工件,有时正火、调质等也作为最终热处理。最终热处理一般应安排在粗加工、半精加工之后,精加工的前后。变形较大的热处理,如渗碳淬火、调质等,应安排在精加工前进行,以便在精加工时纠正热处理的变形;变形较小的热处理,如渗氮等,则可安排在精加工之后进行。 3)
14、时效处理 时效处理的目的是消除内应力、减少工件变形。时效处理分自然时效、人工时效和冰冷处理三大类。自然时效是指将铸件在露天放置几个月或几年;人工时效是指将铸件以50100/h的速度加热到500550,保温小时或更久,然后以2050/h的速度随炉冷却;冰冷处理是指将零件置于0-80之间的某种气体中停留12小时。时效处理一般安排在粗加工之后、精加工之前;对于精度要求较高的零件可在半精加工之后再安排一次时效处理;冰冷处理一般安排在回火处理之后或者精加工之后或者工艺过程的最后。4)表面处理 为了表面防腐或表面装饰,有时需要对表面进行涂镀或发蓝等处理。涂镀是指在金属、非金属基体上沉积一层所需的金属或合金
15、的过程。发蓝处理是一种钢铁的氰化处理,是指将钢件放入一定温度的碱性溶液中,使零件表面生成0.60.8m致密而牢固的Fe3O4氧化膜的过程,依处理条件的不同,该氧化膜呈现亮蓝色直至亮黑色,所以又称为煮黑处理。这种表面处理通常安排在工艺过程的最后。在主轴轴承座的铸造工艺后采用时效处理。3.4 主轴加工工艺过程的制定依据1制订工艺规程的原则 制订工艺规程时,必须遵循以下原则: 1)必须充分利用本企业现有的生产条件; 2)必须可靠地加工出符合图纸要求的零件,保证产品质量;3)保证良好的劳动条件,提高劳动生产率;4)在保证产品质量的前提下,尽可能降低消耗、降低成本;5)应尽可能采用国内外先进工艺技术。由
16、于工艺规程是直接指导生产和操作的技术文件,因此工艺规程还应做到清晰、正确、完整和统一,所用术语、符号、编码、计量单位等都必须符合相关标准。2制订工艺规程的主要依据制订工艺规程时,必须依据如下原始资料:1)产品的装配图和零件的工作图;2)产品的生产纲领;3)本企业现有的生产条件,包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备和专用设备及其制造能力、工人的技术水平以及各种工艺资料和标准等;4)产品验收的质量标准;5)国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等的相关信息。3.5主轴轴承座加工阶段的选择为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力,零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作,而必须将整个加工
17、过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。主轴轴承座的加工分三大加工阶段即铣削加工阶段、镗削加工阶段、钻削加工阶段,其中各加工阶段分别包括粗加工、半精加工和精加工。3.6加工阶段的划分 粗加工阶段的任务是高效地切除各加工表面的大部分余量,使毛坯在形状和尺寸上接近成品;半精加工阶段的任务是消除粗加工留下的误差,为主要表面的精加工做准备,并完成一些次要表面的加工;精加工阶段的任务是从工件上切除少量余量,保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。另外,对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后增加光整加工,称为光整加工阶段。划分加工阶段的主要原因有:1) 保证零件加工质量 粗加工时切除的金
18、属层较厚,会产生较大的切削力和切削热,所需的夹紧力也较大,因而工件会产生较大的弹性变形和热变形;另外,粗加工后由于内应力重新分布,也会使工件产生较大的变形。划分阶段后,粗加工造成的误差将通过半精加工和精加工予以纠正。2) 有利于合理使用设备 粗加工时可使用功率大、刚度好而精度较低的高效率机床,以提高生产率。而精加工则可使用高精度机床,以保证加工精度要求。这样既充分发挥了机床各自的性能特点,又避免了以粗干精,延长了高精度机床的使用寿命。3) 便于及时发现毛坯缺陷 由于粗加工切除了各表面的大部分余量,毛坯的缺陷如气孔、砂眼、余量不足等可及早被发现,及时修补或报废,从而避免继续加工而造成的浪费。4)
19、 避免损伤已加工表面 将精加工安排在最后,可以保护精加工表面在加工过程中少受损伤或不受损伤。5) 便于安排必要的热处理工序 划分阶段后,在适当的时机在机械加工过程中插入热处理,可使冷、热工序配合得更好,避免因热处理带来的变形。值得指出的是,加工阶段的划分不是绝对的。例如,对那些加工质量不高、刚性较好、毛坯精度较高、加工余量小的工件,也可不划分或少划分加工阶段;对于一些刚性好的重型零件,由于装夹、运输费时,也常在一次装夹中完成粗、精加工,为了弥补不划分加工阶段引起的缺陷,可在粗加工之后松开工件,让工件的变形得到恢复,稍留间隔后用较小的夹紧力重新夹紧工件再进行精加工。3.7 定位基准的确定选择主轴
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