轴承座机械加工工艺规范设计

河南工业职业技术学院机械加工技术课程设计说明书设计题目：设计“轴承座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备班 级 06111设计者指导教师 兰建设2008年10月27日至10月31日机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计轴承座零件的加工工艺规程生产纲领：5000 件生产类型：批量生产内容：1.产品零件图1张2.产品毛坯图1张3.机械加工工艺过程卡片1套4.机械加工工序卡片1套5.课程设计说明书（5000 -8000字）1份目录前言课程设计说明书正文一、零件的分析（一）、零件的作用（二）、零件的工艺性分析二、确定生产类型三、确定毛坯（一）、确定毛坯的种类（二）、绘制铸造件毛坯图四、工艺规程设计（ 一）定位基准的选择（二）工艺路线的拟定（三），机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定五、工装设计分析提设计任务书六、小结七、主要参考文献、八、亠前言机械制造工艺学课程是在学完了机 械制造工艺学包括机床夹具设计和大部分 专业课，并进行了生产实习的基础上的一个 教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对 所学课程的一次深入的全面的总复习，也是 一次理论联系实际的训练。因此，它在今年 的学习中占有重要的地位。我个人的感想是，希望经历了这次课 程的设计，对自己的将来所从事的工作，进 行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻 炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕 业后的工作打下一个良好的基础。 由于自己的理论知识的不完善，实践能力的 缺乏，设计之中不免有一些不合理的地方， 学生我肺腑的恳请各位老师能够给予指教 批评。零件的分析一）零件的作用上紧定螺丝，以达到内圈周向、 轴向固定的目的 但因为内圈 内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。（二）零件的工艺分析 该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度要求并 不高，零件的主要技术要求分析如下： （参阅附图 1）（ 1） 由零件图可知， 零件的底座底面、 内孔、 端面及轴承 座的顶面有粗糙度要求， 其余的表面精度要求并不高， 也就是说其余的表面不需要加工， 只需按照铸造时的 精度即可。底座底面的精度为 Ra6.3、内孔、端面及 内孔的精度要求均为 6 . 3 。轴承座在工作时，静力平 衡。（2）铸件要求不能有砂眼、 疏松等缺陷， 以保证零件的强 度、硬度及疲劳度， 在静力的作用下， 不至于发生意 外事故。二 确定生产类型已知此轴承座零件的生产纲领为 5000件/ 年，零件的质量不 足100Kg,查机械制造工艺与夹具第 7页表1.1-3，可确定该拨 叉生产类型为中批生产， 所以初步确定工艺安排为： 加工过程划分阶 段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。三 确定毛坯1 ）确定毛坏种类 零件材料为HT20Q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 第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-9。这对提高 生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安 排人工时效。（2）绘制铸造件零件图四 工艺规程的设计（一）定位基准的选择根据零件图纸及零件的使用情况分析，知62.5H9的孑L,轴承端面、顶面、16及12的孔等均需正确定位 才能保证。故对基准的选择应予以分析。（ 1 ）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位 置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应 选轴承底座上表面为粗基准， 以此加工轴承底座底面以及其它 表面。（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，以粗加工后的底 面为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。二） 工艺路线的拟定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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：方案一： 工序一：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座 的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铣床加工。粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用 X6132卧式铣床铣削。工序二：粗镗及半精镗62.5的内孔，以内孔轴线为 基准，采用镗床专用夹具。工序三：钻、扩12的孔，钻、扩16的孔。采用Z525 立式钻床加专用夹具方案二：工序一： 粗铣轴承座的下底面。 以轴承座的底座的 上表面为定位粗基准，采用 X6132卧式铣床加工。工序二：粗镗及半精镗62.5的内孔，以内孔轴 线为基准，采用镗床专用夹具。工序三：粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。工序四：钻、扩12的孔，钻、扩16的孔。采 用 Z525 立式钻床加专用夹具工序五： 铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用 X6132卧式铣床铣削。方案三：工序一：铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用 X6132卧式铣床铣削。工序二：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用 X6132卧式铣床加工。工序三： 粗铣轴承座的端面， 以轴承座的下底面为 基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。工序四：粗镗及半精镗62.5的内孔，以内孔轴线 为基准，采用镗床专用夹具。工序五：钻、扩12的孔，钻、扩16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具。三个工艺方案的比较与分析 方案一：在第一道工序内容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三在第一道工序时，选择的粗基准为底面，这样不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应 选择不加工面为粗基准这一原则。方案一与其相比，在铣完底面后，直接在铣床上铣削底10面及顶面， 如此，相对来说， 装夹次数少，可减少机床数量、 操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作 并能生产率高。另外，零件的加工要求就整体来说，其精度 并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工经济性并不 是很好。但在选择方案的时候，还应考虑工厂的具体条件等 因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。 故本次 设计选择方案一。根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示： 毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及 改善机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的 技术要求，然后送到机械加工车间来加工。工序：（ 1） 粗铣底座底面 以轴承座的上表面为粗 基准，将毛坯装夹在X6132 万能卧式铣床上，按照粗加工的余量来 进行粗铣毛坯。（ 2） 精铣底座底面 以粗铣床的基础上，根 据实际情况， 调整铣床的相关参数， 精加工轴承座的下底面。（3）粗铣端面（4）粗铣顶面（5）镗62.5的内孔(6)钻12的孔(7)钻16的孔(8)去毛刺(9)检验根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。 见附表10: 机械加工工艺过程卡；附表 2090;机械加工工序卡。（三），机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。1.毛坯尺寸的确定，画毛坯图。轴承座其材料为HT20Q由于产品的精度要求不高，生产纲领为中批生产，所以毛坯选用砂型铸造。毛坯铸出后进行退火处理， 以消除铸件在铸造过程中产生的内应力。由文献（1）表2-2，该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。由文献（1）表2-2，可查出铸件主要尺寸的公差，现将主要毛坯尺寸及公差所示：主要面尺寸零件尺寸总余量公差IT主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差IT62.5两端面852+29内孔 62. 54 58.59底面3029由此，可绘出其零件的毛坯图（见附图 2）详细DWG图纸请加：三二1爸爸五四0六3231885406,領竝 舅19启 土7月日（公历）巨蟹座 属虏丄 层QIX虏诃由鱼& 邯子掏与穿的空间2. 粗铣底底座底面底面由粗铣和精铣两次加工完成，米用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为120x15,机床的型号 X6132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丫 。=5 0入s = -100 K r=60 0 0=100。加工要求粗铣轴承座的下底面。a）确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为 2mm文献表8-30可知精 加工余量为1mm由于两脚底面较小，根据实际情况，调整为 0.2mm,故其粗加工余量为（2-0.2）=1.8mm。b）确定每齿进给量由切削加工简明实用手册表 8-95，取每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z,取精加工每齿的进给量为1.5mm/Z.粗铣走刀一次ap=1.8mn,精铣走刀一次 ap= 0.2mm。c) 计算切削用量由表8-56，取粗铣、精铣的主轴转速分别为150r/min和300r/min，由前面选择的刀具直径120mm故相应的切削速度分别为：V粗 = dn/1000= 120x150=56.52m/min1000dn/1000= 120x300 m/min=113m/min1000d) 校核该机床功率(只需校核粗加工即可)由文献(2)表 2.4-96 得切削功率为 Pm=92.4x105Dr a0.86a0.72apZnKpm取 Z=16 n= 150=2.5r/sae =10mmaf =0.2mmap60=1.8mm而Kpm=KvKF2由文献表2.4-94可知Kv = 1KF 2=1故 Kpm = 1故 Pm=92.4x 10 5X1200.14x100.86x0.20.72x1.8x16x2.5x1=0.35KW其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。3.62.5两端面的加工两端面的加工由铣削来完成，此时，刀具：YG6硬质合金端铣刀，刀具不变，机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图 可知为2 mm由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不 考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。由表8-95可得：ap=2mm f=2mm/r 由文献(2)表8-56可得n=600r/mi n则就可确定相应的切削的速度：故V-10 =120x6001000=226.08m/min4.12顶面的加工顶面的加工由铣削来完成，工序余量为2mm 由文献(2)表8-95 可得ap=3mm且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加工 完成。由于上表面较小，可采用端铣刀加工，但是增加了换刀 时间，降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直径为120的YG6硬质合金面铣刀。可取f=1.5mm/r由文献表8-56可取n=600r/min则相应的切削速度V二空=120x6001000 1000= 117.75m/mi n5. 62.5 00.074 内孔由零件图及毛坯图知，加工总余量为4 mm由于精度要求， 须粗镗和半精镗各一次。由文献(2)表8-86，粗加工时，取 进给量F=0.5mm/r ap = 3 mm精加工时，ap=1mm,F=0.2mm/。 由表8-87查得粗镗62.5mm内孑L的 切削速度V粗=1.2m/min V精=1.6m/min由此算出转速为 n 粗= 1000v =1000x1.2 =61.15r/mindx62.5n精=!乞=1000x1.6 81.5m/mindx62.56.钻12孔该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后，再由扩孔钻钻出。由文献表8-81得扩孔时的余量为3 mm根据实际情况可取为2mm故钻孔的余量为Z钻=12-2=10mm钻孔工序尺寸及公差为1 000.0044拉孔工序尺寸及公差为12H9(oO.O43)由文献表8-69，钻孔的进给量f=0.2mm/r，由文献表8-71求得钻孔时的切削速度 v=0.35m/s=21m/min由8-79知扩孔的进给量为0.8mm/s由此算出转速为：n=1000v =1000x21 =668.8r/mi n D x10按钻床的实际转速取n=600r/min，则实际切削速度为：v=x11 6dn/1000= =21.85m/mi n1000由表 8-78 得 F二CFd Ff y FKf =588.6xd xf 0BxKfM=GdXmfymKmX10 3=225.63x d 0.9xf 0.8x Kmx0 3 因为加工灰铸铁时Km二Kf由文献表8-78，可查的Kf=1,故 F=588.6x11.6x0.2 0.8x1 = 1884.1NM=225.63x11.61.9x0.2 0.8x1x10 3=6.6N.m它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩，故机床刚 度足够。7.钻16的孔该孔先由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔拉刀拉出。由文献(3)表8-24拉孔时的余量为0.5mm故Z钻=16 0.52=7.75mm19钻孔：工序尺寸及公差为15.50.00440拉孔：工序尺寸及公差为16 H 9 ( 00.043 ) 由文献表8-69取钻孔的进给量F=0.25mm/r 由文献(3) 表8-71求得钻孔时的切削速度为 V=0.35m/s=21m/min由此算出转速为：n= =1000x21 =43i.4r/min。按钻床的 d x11.5实际转速为480r/min。则实际切削速度为 V=二1000x15.5x480 =23.36m/min。由表 8-78 得 F=588.6xd0xf 0.8xKf 1000M=225.63xd0.9xf 0.8xKmx10 3因为加工灰铸造铁时，Km= Kf由 8-78 可查得 Kf=1 故 F=588.6 x15.5x0.25 0.8x仁3009.6NM=225.63x15.51.9x0.25 0.8x1x10 3=13.6N.m它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩，故机床刚度足够。8. 时间定额计算根据设计要求，只计算一道工序的工时，下面计算加工12孔的工时定额。（1）机动时间由文献机械加工工艺手册表 2.5-7得钻孔时的计算公式为：t= l l1 l2fn式中 l 1二DcotKy+（1 2 ）2l 2 = 14,钻盲孔时，l 2 = 0l=30 l 2 =2 f=0.3 n=600l 1=cot（世）+1.5=5.12 2因此，t= 30 5.1 2 =0.206min 所以 t b=4t=0.824min600x0.3(2 )辅助时间由机械加工工艺手册表2.5-41确定开停车0.015mi n升降钻杆0.015min主轴运转0.02min清除铁屑0.04min卡尺测量0.1min装卸工件时间由机械加工工艺手册表 2.5-42取1 min故辅助时间 t a=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min(3)作业时间T B = t a +1 b =( 1.1 9 + 0 .824 ) =2.014min(4) 常量工作场地时间Ts由机械制造工艺学取=3%则Ts = TBx =2.014x3%=0.06。(5) 休息与生理需要时间T r由机械制造工艺学取=3%则T r = T Bx =0.06。(6) 准备与终结时间T e由机械加工工艺手册可知表 2.5-44取部分时间为简单件26mi n深度定位0.3mi n使用钻模式6mi n 由设计给定 5000 件，贝S Te/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min7) 单件时间T p = t a +1 b + Ts + T r =2 .134min(8) 单件计算时间 T c = T p + Te/n = 2.14min。五：工装设计分析提设计任务书 ；从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。 选择几 个工序的工艺装备提出 “专用工艺装备设计任务书” 以便交给工装设 计人员进行设计。六：小结通过这次课程设计使我进一步的理解了所学的理论知识及具体 运用了这些知识。 通过这次课程设计， 使自己对工艺人员所从事的工 作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例 对工艺规程的编制。和切削用量的选择计算等做了一次练习。总之，通过这次课程设计使我受益非浅， 为我今后的学习及工 作打下了坚实而良好的基础。 在此，忠心感谢各位老师的帮助和指导。 七主要参考文献1 .公差配合与测量技术 机械工业出版社2. 切削加工简明实用手册化学工业出版社3. 机床制造工艺与夹具 机械工业出版社4. 金属切削原理与刀具机械工业出版社5. 机械加工工艺手册北京出版社6. 机械制造工艺学机械工业出版详细DWG图纸请力廿：三二1爸爸五四0六3231885406,型念男19里7目1汨（公历）巨蟹座-11 & 4. www由9爼0血帘勺9 揶子拘与穿莲的空可1920212223详细 DWG 图 纸 请 加：三 二 1 爸 爸 五 四 0 六3231885406唇血镰辑曲2舅19方岂7目汨（公历）巨蟹座属雯 it层J 0甘仑F脅包固ScaOfij移Si彎袴叼 椰子树与穿心進的空间27