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軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 0 本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題 目：軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 設(shè)計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 機自 0806 指導教師： 李玲芳 完成時間： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 0 目錄 摘 要 .....................................................................3 ABSTRACT ....................................................................4 第一章 引 言 ..............................................................5 1.1 基本概念 ...............................................................5 1.2 軸承座零件的介紹 .......................................................6 1.3 夾具的作用 .............................................................6 第二章 零件的分析 ..........................................................8 2.1 零件的作用 ............................................................8 2.2 零件圖樣分析 ..........................................................8 2.3 零件的工藝分析 ........................................................9 第三章 確定毛坯 ...........................................................10 3.1 確定毛坯種類： .......................................................10 3.2 確定鑄件加工余量及形狀： .............................................10 第四章 工藝規(guī)程設(shè)計 .......................................................11 4.1 選擇定位基準： .......................................................11 4.2 制定工藝路線 .........................................................11 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 ...................................12 4.3.1 圓柱表面工序尺寸： ...............................................12 4.3.2 平面工序尺寸： ....................................................12 第五章 各工序的加工參數(shù)計算 ...............................................13 5.1 銑底平面 .............................................................13 5.1.1 粗銑底平面 .......................................................13 5.1.2 精銑底平面 .......................................................15 5.2 鉆 Ф9 孔及锪 Ф13 的沉頭孔 ............................................16 5.2.1 鉆 Ф9 孔 .........................................................16 5.2.2 锪 Ф13 孔 保證孔的深度為 8 .......................................18 5.3 銑兩直角邊 ............................................................18 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 1 5.3.1 粗銑兩直角邊 ......................................................18 5.3.2 精銑兩直角邊 .....................................................19 5.4 刨退刀槽 .............................................................20 5.5 銑四側(cè)面 .............................................................20 5.6 鉆（鉸）Ф8 銷孔 ......................................................21 5.6.1 鉆 Ф8 銷孔 .......................................................21 5.6.2 鉸 Ф8 銷孔至尺寸 .................................................23 5.7 鉆 Ф6 油孔 ...........................................................23 5.8 鉆 Ф4 油孔至尺寸 .....................................................25 5.9 鉆 Ф15 的孔 ..........................................................25 5.10 擴孔至 Ф28 ..........................................................27 5.11 車 Ф35 孔至尺寸 保證孔的位置 ........................................28 5.12 擴鉆至 Φ29.7 ........................................................28 5.13 加工 Φ30 孔至要求尺寸 ...............................................29 5.13.1 粗鉸 Φ29.7 孔至 Φ29.93 .........................................29 5.13.2 精鉸 使孔至 保證孔的表面粗糙度 Ra 0.8 ..................30m 023.?? 5.14 確定時間定額及負荷率： ...............................................31 第六章 車床專用夾具設(shè)計 ....................................................34 6.1 提出問題 ..............................................................34 6.2 設(shè)計思想 ..............................................................34 6.3 定位分析 ..............................................................34 6.4 切屑力與夾緊力的計算 ..................................................35 第七章 銑床專用夾具設(shè)計 ....................................................37 7.1 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點 ....................................................37 7.2 夾緊原理 ..............................................................37 7.3 切削力與夾緊力的計算 ................................................38 第八章 結(jié) 論 ..............................................................39 參考文獻 ...................................................................40 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 2 致 謝 .....................................................................41 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 3 摘 要 軸承座是各種機械設(shè)備中常見的部件，它的主要作用是支撐軸承，它主要分為剖分 式軸承座、滑動軸承座、滾動軸承座、帶法蘭的軸承座、外球面軸承座等。本次設(shè)計主 要是設(shè)計滑動軸承座，通過對軸承座原理及主要構(gòu)成加工工藝進行分析，選出所用的材 料，加工所用的刀具、夾具、機床、并且編寫出工藝規(guī)程和工藝卡片同時用 AutoCAD 繪 制出工程圖和裝配圖。 關(guān)鍵詞：軸承座；原理；工藝分析；夾具； Abstract Housing is common in all kinds of mechanical equipment parts, it is the main purpose of 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 4 supporting bearing, it mainly divided into cutting fraction housing, sliding bearing, rolling bearing, take the housing, the spherical flange bearing etc. This design is mainly design sliding bearing, through to the bearing principle and main composition analysis processing technology, to select the used materials, processing the use of the cutter, jig, machine tool, and compile technical process and process the CARDS with AutoCAD rendering the engineering drawings and assembly drawing Keywords：Bearing seat；Process analysis；a fixture；a theorem 第一章 引 言 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)和支柱，是向其他各部門提供工具、儀器和各種機械 技術(shù)的裝備部。一個國家的機械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經(jīng)濟實力個科學技術(shù) 水平的重要標志之一，在科技飛速發(fā)展的今天，機械產(chǎn)品和機械制造技術(shù)的內(nèi)涵正在不 斷發(fā)生著變化，工程技術(shù)人員不僅要學習和掌握計算機技術(shù)等多方面的專業(yè)新知識、新 技術(shù)、而且要對機械制造和機床夾具等具備的基礎(chǔ)理論知識，運用全新的觀點重新優(yōu)化 組合。 “工欲善其事，必先利其器” 。 工具是人類進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)在制造技術(shù)與機械制造工藝自動化 都有了長足的發(fā)展。但工具(含夾具、刀具、量具與輔具等)在不斷的革新中，其功能仍 然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此， 無論在傳統(tǒng)制造還是在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 5 1.1 基本概念 工藝過程：改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成平或半成 品的過程。 生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)該生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。 基準：基準是指用以確定生產(chǎn)對象幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點、線、面，對 一個機械零件而言，基準就是確定該零件上的其它點、線、面所依據(jù)的點、線、面。 六點定位原理：任何一個自由剛體，在空間都有六個自由度（自由度是完全確定物 體在空間幾何位置所需要的獨立坐標數(shù)目） ，即沿坐標軸的 x、y、z 移動和繞次坐標軸的 轉(zhuǎn)動。限制了剛體的六個自由度，就確定了剛體的位置。 工序：工序是指一個（或一組）工人在一臺機床（或一個工作地點）上，對同一個 （或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 1.2 軸承座零件的介紹 軸承座零件一般都是用鑄鐵、銅等材料鑄造而成。 軸承座零件的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)，孔徑較小（如 d<20mm） 的軸承孔一般選擇鋼模鑄造。也可以采用實心鑄件。孔徑較大時，采用砂型制造。大量 生產(chǎn)是一般選用鋼模制造，這樣既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。 軸承座零件的主要表面是內(nèi)孔和孔軸心線到地面的距離，其主要技術(shù)要求如下： （1） 內(nèi)孔 內(nèi)孔是軸承零件起支撐作用或定位作用最主要的表面，它通常與運動著的軸、 和軸承相配合。內(nèi)孔直徑的尺寸精度一般為 7 級，精密軸套有時取 6 級，由于與其 相配的軸上有密封圈，故要求較低。 內(nèi)孔的形狀精度，一般應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑公 差的 1/2 至 1/3，甚至更嚴。對于的軸承除了圓柱度和同軸度外，還應(yīng)注意孔軸線直 線度的要求。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 6 為保證零件的功能和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度一般為 Ra3.2 至 Ra1.6。 （2） 孔軸心線到地面的距離 保證底座與上蓋的平行度和尺寸要求。 1.3 夾具的作用 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了 3 個階段：第一階段，夾具在工件加 工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生 產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具不斷在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工 質(zhì)量的優(yōu)越性。各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床-工件- 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具 發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化發(fā)展的今天，各類高效率，自動化夾具在高效、高 精度及適應(yīng)性方面。已有了相當大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)代夾具 的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中、小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效 率逐漸趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾 具的主要特點是高精度、高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見。夾具在每一個階段的主要發(fā)展趨勢將是 逐步提高智能化水平。夾具主要有如下作用： （1） 保證加工精度 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的相對 位置關(guān)系，可以保證加工精度。 （2） 提高生產(chǎn)效率 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高 生產(chǎn)效率。 （3） 減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液動、夾緊裝置，可以減輕工人的勞 動強度 （4） 擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，擴大機床加工范圍，例如，在機床或鉆床 上使用膛?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 7 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 軸承座是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便 的使用,減少了使用廠家的成本。 2.2 零件圖樣分析 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 8 圖 1.1 零件圖 1）側(cè)視圖右側(cè)面對基準 C（φ30 mm 軸線）的垂直度公差為 0.03mm。 021.? 2）俯視圖上、下兩側(cè)面平行度公差為 0.03mm。 3）主視圖上平面對基準 C（φ30 mm 軸線）的平行度公差為 0.03mm。 021.? 4）主視圖上平面平面度公差為 0.008mm，只允許凹陷，不允許凸起。 5）鑄造后毛坯要進行時效處理。 6）未注明倒角×45°。 7）材料 HT200。 2.3 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高， 不適合磨削為此以下是軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： l）φ30 mm 軸承孔可以用車床加工、也可以用銑床鏜孔。 021.? 2）軸承孔兩側(cè)面用銑床加工，以便加工 2mm×1mm 槽。 3）兩個 φ8 mm 定位銷孔，與銷要過渡配合，精度達到 IT8，要先鉆后鉸才能達 02.? 到要求。 4）側(cè)視圖右側(cè)面對基準 C（φ30 mm 軸線）的垂直度檢查，可將工件用 φ30mm 心 021.? 軸安裝在偏擺儀上，再用百分表測工件右側(cè)面，這時轉(zhuǎn)動心軸，百分表最大與最小差 值為垂直度偏差值。 5）主視圖上平面對基準 C（φ30 mm 軸線）的平行度檢查，可將軸承座 021.? φ30 mm 孔穿入心軸，并用兩塊等高墊鐵將主視圖上平面墊起，這時用百分表分別 021.? 測量心軸兩端最高點，其差值即為平行度誤差值。 6）俯視圖兩側(cè)面平行度及主視圖上平面平面度的檢查，可將工件放在平臺上，用百 分表測出。 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 9 第三章 確定毛坯 3.1 確定毛坯種類： 零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單， 生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇金屬鑄造模毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》,選用 鑄件尺寸公差等級為 CT-12。加工余量等級為 G. 3.2 確定鑄件加工余量及形狀： 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 ，選用加工余量為 8 級，并查表 2.2-4 確定各個加 工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 表 2.1 零件加工余量表 簡 圖 加工 面 代號 基 本 尺 寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 A1 15 8 3 單側(cè)加工 A2 82 8 3 單側(cè)加工 A3 38 8 3 單側(cè)加工 A4 15 8 3 雙側(cè)加工 A5 42 8 3 雙側(cè)加工 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 10 B1 30 8 15×2 雙側(cè)加工 B2 35 8 17.5×2 雙側(cè)加工 第四章 工藝規(guī)程設(shè)計 4.1 選擇定位基準： 1. 粗基準的選擇：以軸承孔兩側(cè)毛坯為主要的定位粗基準 2. 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合” 原則和“基準統(tǒng)一”原則，以已加工底面為主要的定位精基準,φ13mm 的螺栓孔為定位精 基準。 4.2 制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的 經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用臥式銑床、搖臂鉆床、臥式車床及 專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生 產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序 1 時效處理 工序 2 鑄件內(nèi)外非加工表面徹底清洗干凈，涂耐油漆同時檢查鑄件是否有缺陷。 工序 3 夾軸承孔兩側(cè)毛坯，銑軸承座底面，照顧尺寸 30mm 和表面粗糙度。 工序 4 鉆 φ9 的孔和锪 φ13 的沉頭孔。保證孔深 8 mm。 2.0? 工序 5 以已加工底面和沉頭孔定位基準，在軸孔處壓緊，銑主視圖上平面及軸承 孔左、右側(cè)面 42mm。 工序 6 刨 2mm×1mm 槽，照顧底面厚度 15mm。 工序 7 夾 42mm 兩側(cè)面，按底面找正，銑四側(cè)面，保證尺寸 38mm 和 82mm。 工序 8 鉆 φ8 mm 的銷孔，保證孔的尺寸及公差。 02.? 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 11 工序 9 鉆 φ6 的油孔，保證孔深 20mm。 工序 10 鉆 φ4 的油孔，保證與 φ 的油孔相通。 工序 11 以底面及沉頭孔定位，采用專用夾具裝夾工件，鉆 φ30 mm、φ35mm 孔， 021.? 保證 φ30 mm 中心至上平面距離 15 mm 023.? 05.? 工序 12 以底面及沉頭孔定位，在未加工的圓柱表面夾緊。采用彎板式專用夾具裝 夾工件，車 φ30 mm、 φ35mm 孔、倒角 1×45°，保證 φ30 mm 中 021.? 021.? 心至上平面距離 15 及 φ30 mm 的表面粗糙度 0.8. 021.? 工序 13 去毛刺 工序 14 總檢入庫 4.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.3.1 圓柱表面工序尺寸： 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序 的加工余量如下： 表 3.1 圓柱表面工序尺寸表 加工表面 加工內(nèi) 容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗 糙度 鉆 15 IT11 10.5??12.5Φ30IT7 （B1） 擴 2 IT11 84.26.3 Φ35（B2 ） 鏜 0 36.3 擴 1.8 IT10 084.9?6.3 粗鉸 0.13 IT8 21. 1.6Φ30IT7（B1） 精鉸 0.07 IT7 03.?0.8 Φ4（B6） 鉆 0 IT10 4 6.3 Φ13（B4） 鉆 0 IT10 13 6.3 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 12 鉆 0.2 IT10 7.8?6.3Φ8（B3） 粗鉸 0 IT8 8 1.6 4.3.2 平面工序尺寸： 表 3.2 平面工序尺寸表 工序 號 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 經(jīng)濟精度 工序尺寸偏差 01 鑄件 3 CT12 3? 粗銑下底 面 2 19 IT12 021.? 04 精銑下底 面 1 18 IT8 7. 粗銑上底 面 2 16.0 IT12 018.? 05 精銑上底 面 1 15.0 IT8 27. 粗銑軸承 孔 左側(cè)面 2 42 IT12 05.? 05 精軸承孔 左側(cè)面 1 41 IT8 039. 粗軸承孔 右側(cè)面 2 39 IT12 25.? 05 精軸承孔 右側(cè)面 1 38 IT8 039. 粗軸承座 前面 2 86 IT12 0.25? 06 精軸承座 前面 1 85 IT8 3. 粗軸承座 后面 2 83 IT12 0.25? 06 精軸承座 后面 1 82 IT8 04. 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 13 第五章 各工序的加工參數(shù)計算 5.1 銑底平面 5.1.1 粗銑底平面 1) 底面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀（高速鋼） ，銑刀的規(guī)格 為 Ф120 x12，機床的型號………專用機床 2) 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時，是斷續(xù)切削，刀齒受很大的機 械沖擊，在選擇幾何角度時，應(yīng)保證刀齒具有足夠的強度。由金屬切削原理與 刀具可取 γ ＝５ λ ＝-10 K =60 =10 。o0s0r0?0 3) 加工要求:粗銑軸承座的下底面。確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為 3mm， 《工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 和表 2.3-21 可知精加工余量為 1mm。 4) 確定每齒進給量，由《切削加工簡明實用手冊》表 3.5，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀所 允許的進給量為 f=0.14-0.24mm/z。但采用的不對稱銑，f=0.14mm/z，ap=2mm。 5) 計算切削用量 由《切削加工簡明實用手冊》表 3.16，當 d=125mm 時， Z=12,ap<3.5mm,f<0.24mm/z 時，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。 各修正系數(shù)為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/min n=nt*0.89*1=220.7r/min Vf=Vft*0.89*1=296.4mm/min 由機床可得：n=235r/min Vf=375mm/min 則 實際切削速度和進給量為： 軸承座零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 14 min/3.92105＝粗 ??xdnv? zczVfFz /.*237 校核該機床功率（只需校核粗加工即可） 。 由《切削簡明手冊》表 3.24 得當 174

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