齿轮轴承座说明书

1、机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“轴承座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为200件）内容：1. 零件图 1张2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张4. 夹具装配图 1张5. 夹具零件图 1张6. 课程设计说明书 1份专 业 机械设计及其自动化 班 级 机设1207 学 生 谢东阳 学 号 12405701413 指导教师 何国旗 设计任务与序言本学期我们学习了机械制造工艺学，为了巩固所学知识，深化课堂上的学到的东西，在老师的指导下，我们进行了课题设计，我们这一组的课题设计题目为轴承座的设计。这次的课题设计是我们把课堂上的理论知识与实际生产相结合的一次设计体验，

2、同时也是我们学习机械专业以来比较综合的的进行的一次自主设计，对提高我们设计能力与团队合作精神有重要的意义。在课题设计的这两周里面，我们有过紧张，有过迷茫，有过喜悦，也有过失落，但在这个过程中我们感受到了学习的艰辛。 我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！其主要目的是：1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。2. 培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规

3、范和方法。3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。4. 培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。课程设计说明书目录一、零件的分析 21.零件的作用 22.零件的工艺分析23.零件的生产类型24.工艺分析3二、 工艺规程41.确定毛坯类型及其制造方法4 2.基面的选择43.制订工艺路线54.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定65.确定切削用量及基本工时14三、 夹具设计191.铣床夹具192.问题的提出193.夹具设计194.夹具零件19四、 设

4、计体会21五、 参考资料22 一、零件的分析1.零件的作用轴承座是用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圆与轴承孔的配合，两个孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。2.零件的工艺分析30及8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为1.6um，是加工的关键表面。轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2 um，是加工的重要表面。轴承座的上表面有位置精度要求0.008，而且与轴承孔中心线有平行度要求0.003。轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为0.003，是重要的加工表面。13沉孔加工表面粗糙度

5、要求较低。其余表面要求不高。3. 零件的生产类型（1）生产纲领 根据任务书已知：产品的生产纲领为200台/年，每台产品轴承数量2件轴承座的备品百分率为2，废品百分率为0.4。轴承座生产纲领计算如下：N=Qn(1+a)(1+b) =200x2(1+2)(1+0.4) =409.632410(件/年)（2）生产类型及工艺特征 轴承座为支承件，轴承座属于轻型小批量生产零件，工艺特征见表1（如下）：生产纲领生产类型工艺特征400台/年小批量生产（1）毛坯采用铸造，精度适中，加工余量相对较大（2）加工设备采用车床、铣床、钻床（3）加工设备采用组合夹具（4）工艺需编制详细的加工工艺过程卡片和工序卡片（5）

6、生产效率低，对人工的技术要求高4.工艺分析：工件毛坯为铸件，在铸造后机械加工前，一般要经过清理和退火，以消除铸造过程中产生的内应力。粗加工后，会引起工件内应力的重新分布，为使内应力分布均匀，也应经适当的时效处理。（1）在单件生产直径小于30-50mm的孔一般不铸出，可采用钻扩铰的工艺。本零件的两个孔都是铸出，对于已铸出的孔可采用粗镗半精镗清镗的工艺。（2）为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和精加工。（3）整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后孔”的加工原则。二、工艺规程1. 确定毛坯类

7、型及其制造方法 毛坯材料为HT200，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，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。 （1）确定铸件加工余量及形状： 根据毛坯的最大轮廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查附表6可得出，轴承座上下表面机械加工余量为3.5，其余为3。 （2）绘制铸件零件图，如图1 2.基面的选择：基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量的到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1

8、）粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。以52mm孔为粗基准加工下表面。用V形块定52mm孔的外表面，除X和Y方向的平动，再以成型块辅助定们，消除X、Y、Z方向的转动。（2）精基准的选择：主要应该考虑基准重合、基准不变的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。可选零件的下表面为精基准。3.制订工艺路线：制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序

9、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。（1）根据工序顺序的安排原则确定工艺路线如下：工艺路线方案一：工序 01 粗镗80mm、50mm内表面。工序 02 精镗80mm、50mm内表面。工序 03 倒角1×45°。工序 04 钻孔M6底孔4mm。工序 05 车螺纹6-M6mm。工序 06 粗铣两空心圆柱上下表面。工序 07 精铣两空心圆柱上下表面。工序 08 磨两空心圆柱上下表面。工序 09 半粗铣长度为70mm的平面。工序 10 精铣长度为70mm的平面。工艺路线方案二：工序 01 粗铣长度为70mm的平面。工序 02 精铣长度为70mm的

10、平面。工序 03 粗镗80mm、50mm内表面。工序 04 精镗80mm、50mm内表面。工序 05 倒角1×45°。工序 06 钻孔M6底孔4mm。工序 07 攻螺纹M6mm。工序 08 粗铣两空心圆柱上下表面。工序 09 半精铣两空心圆柱上下表面。工序 10 粗铣底座下表面，精铣底座下表面。工序 11 磨削，研磨下表面。（2）工艺方案的分析以上加工方案大致看来是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的手段之后，最后的加工工艺路线如下：工序 01 粗铣平面（140×70），以厚为12mm的板作为粗基准，选用CA6140升降铣床。工序 02 精铣平面（1

11、40×70）。工序 03 钻孔M6，底孔4mm，空心圆柱体外轮廓及上端面。以圆柱外圆面作为粗基准，选用ZTQ4106特轻型台式钻床。工序 04 攻螺纹6-M6mm。工序 05 粗铣，精铣80mm上表面，选用CA6140铣床。工序 06 粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用CA6140铣床工序 07 倒角1×45°。工序 08 磨削，研磨底座下表面。利用圆柱体外表面为基准定位。选用M7332A卧式磨床。工序 09 粗镗，半精镗，精镗两空心圆柱体内表面，选用Q012深孔镗床。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”。4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：（1）确

12、定轴承座底平面的加工余量及工序尺寸轴承座底平面的加工过程如图2所示；根据工序尺寸和公差等级，粗铣、精铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，并要保证中心线到地面的高度为30mm。因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。底面的加工余量及工序尺寸见表4：表4 底面工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度毛坯21.53.5IT14±1.018.5±1.025粗铣192.5IT1212.5精铣181IT83.2(2)确定轴承座上平面的加工余量及工序尺寸轴承座上平面的加工过程如图3所示；根

13、据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣上底面的工序偏差。方便铣削，并要间接保证尺寸15+0.05 0，以及平面度，侧以下底面为精基准加工两底面。两上底面的加工余量及工序尺寸见表5：表5 两上底面工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度毛坯183IT14±1.018±1.025粗铣162IT1212.5精铣151IT83.2(3) 确定轴承座左右两侧面的加工余量及工序尺寸轴承座左右两侧平面的加工过程如图4所示；根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣两侧面的工序偏差。为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方

14、便。两侧平面的加工余量及工序尺寸见表6：表6 两侧面工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度毛坯883IT14±1.088±1.025粗铣842IT1212.5精铣821IT8823.2(4)确定轴承座前后两端面的加工余量及工序尺寸 轴承座前后端面的加工过程如图5所示根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣前后两端面的工序偏差。因前端面是宽度方向上的尺寸基准，并为加工孔30的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。下底面为两端面的加工余量及工序尺寸见表7：表7 前后两端面工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差

15、尺寸及公差表面粗糙度毛坯443IT14±1.044±1.025粗铣402IT1212.5精铣381IT83.2(5)确定轴承座轴承孔两侧面的加工余量及工序尺寸轴承座轴承孔的两侧平面的加工过程如图6所示根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣上表面的工序偏差，为方便装夹。轴承孔两侧面的加工余量及工序尺寸见表8：表8 轴承孔两侧面的工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度毛坯462IT14±146±1.025粗铣422IT1212.5(6)确定轴承座槽的加工余量及工序尺寸轴承座槽的加工过程如图7所示根据工序

16、尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得刨削时尺寸。为了在组装后在直角处出现应力集中。轴承孔槽的加工余量及工序尺寸见表9：表9 轴承座槽的工序尺寸表工序基本尺寸工序单边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度粗刨2×12×1IT1425(7)确定轴承座沉孔的加工余量及工序尺寸轴承座沉孔的加工过程如图8所示根据工序尺寸和公差等级，查附表13内圆表面加工方案得出钻削内表面的工序偏差可以一次钻削除，由于要求精度并不高，但应保证孔沉孔13的深度及其公差精度。轴承座两沉头孔的加工余量及工序尺寸见表10：表10 轴承座两沉头孔工序尺寸表工序基本尺寸工序双边余量/mm公差等级偏差尺寸及

17、公差表面粗糙度毛坯94.5IT14925钻94.5IT10910钻132IT10136.3(8) 确定轴承座气孔6和4的加工余量及工序尺寸轴承座气孔6和4的加工过程如图9与图10所示根据工序尺寸和公差等级，查附表14内圆表面加工方案得钻削内圆表面的工序偏差。为润滑轴承座与轴承轴的输油孔，要求不高，可以一次钻削而成。轴承座气孔的加工余量及工序尺寸见表11：表11 轴承座气孔的工序尺寸表工序基本尺寸工序双边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度钻63IT1425钻42IT1425(10)确定轴承孔30和35的加工余量及工序尺寸轴承孔30和35的加工过程如图11所示根据工序尺寸和公差等级，查附表

18、12内圆表面加工方案得出粗车、精车内圆表面的工序偏差。轴承孔的加工余量及工序尺寸见表13：表13 轴承孔工序尺寸表工序基本尺寸工序双边余量/mm公差等级偏差尺寸及公差表面粗糙度毛坯243IT14±124±125粗车301.5IT10± 0.533.5± 0.512.5半精车301.0IT8±0.130±0.13.2精车300.5IT2+0.021 30+0.021 01.6粗车352.5IT143512.55.确定切削用量及基本工时：工序 01 粗铣平面140×70，本工序用计算法确定切削用量。工件材料：HT120加工要求：

19、铸造，硬度170-200HBS，表面粗糙度为3.2。刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数。计算切削用量（粗铣整个平面）：查工艺手册得： 进给量： 切削速度：； 现采用CA6140铣床，查工艺手册取，故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为：切削工时：，机动工时：粗铣两个长30，宽25的坑面。查工艺手册得：进给量：切削速度：；则：现采用X5020立式铣床，查工艺手册取，故实际切削速度为：当时，工作台的每分钟进给量应为：切削工时：，机动工时：粗铣平面与空心圆柱的连接面：查工艺手册得：进给量：转速：；工作台的每分钟进给量：机动工时：工序 02 精铣平面（140×70）。铣刀直径：

20、精铣余量：0.7mm。查工艺手册得：每转进给量：；工作台的每分钟进给量：机动工时：工序 03 钻孔M6-4mm。查工艺手册得：；切削速度：查工艺手册得：，。按机床取：故工序 04 攻螺纹6-M6mm。查工艺手册得：切削速度：；按机床取：则机动工时：工序 05 粗铣，精铣80mm上表面，选用CA6140铣床。粗铣 选刀杆查工艺手册得： 计算切削速度：，。确定机床主轴转速：取则切削工时：精铣查工艺手册得： 切削速度：确定机床主轴转速：取则切削工时：工序 06 粗铣，精铣零件两空心圆柱体底面，选用CA6140铣床。粗铣空心圆柱下端面。选刀杆尺寸：查工艺手册表得： 切削速度：，。确定机床主轴转速：取则

21、切削工时：粗铣空心圆柱下端面。查工艺手册表得： 切削速度：，。确定机床主轴转速：取则切削工时：精铣两空心圆柱下端面：查工艺手册表得： 切削速度：，。确定机床主轴转速： 取 则 切削工时： 工序 07 倒角1×45°。查工艺手册表得： 采用高速钢车刀时，切削速度选则： 取 则 切削工时： 工序 08 磨削，研磨底座空心圆柱下表面，选用M7332A卧式磨床。选砂轮：A46KV6P 砂轮磨粒为棕刚玉，粒度为46#，硬度为中软一级陶瓷结合剂，6号组织，平行砂轮，其尺寸为（）。切削用量选择：查工艺手册得：下端：下端：砂轮速度：轴向进给量：纵向进给量：单行程磨削深度： 切削工时：，。t

22、1=0.6min t2=0.29min工序 09 粗镗，半精镗，精镗两空心圆柱体内表面，选用Q012深孔镗床。精镗查工艺手册得： 镗孔的单边余量0.25mm。主轴转速： 切削工时：细镗由于细镗与精镗共用一个镗杆利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故主轴转速及工时均与精镗相同。，。将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。决定设计中工序的铣床夹具。本夹具将用于CA6140铣床1.铣床夹具经过与老师协商，决定设计的工序中铣平面的铣床夹具。本夹具将用于CA6140铣床，刀具D=

23、40mm的高速钢直齿三面刃铣刀。为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。2.问题的提出经考虑设计中工序铣平面的夹具比较特别，费工费时需要设计专用夹具,且需要保证其加工的精度，为保证加工准确，故设计此夹具，同时本设计考虑的是中批量生产，还要考虑提高劳动生产率，故设计此工序的夹具较为合理在给定的零件中，对本步加工的定位有具体的要求，且表面粗糙度要求不同。所以该平面可以依次铣削完成，即可达到尺寸及表面粗糙度的要求。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上，以提高生产率、降低劳动强度方面着重考虑。3.夹具设计（1）定位基准的选择由零件图可知，该工序加工简单，一次铣削即可完成加工，而

24、且也没其它的要求。出于定位简单和快速的考虑，选择工件底平面基准，即以工件高度尺寸34上各加一块压板压主（自由度限制数：3），再配合底平面根据三点定位原则用三条支撑条定位（自由度限制数：3）。由于其它的横向移动和纵向移动均不会影响到上平面的铣削，所以可以不用考虑该方向上的定位。而且此平面的铣削的加工余量不大，所需的夹紧力也不太大，使用螺旋压紧压板进行卡紧。这样一来夹具的结构也简单，所夹持部位也不会变形，工人安装也比较方便快捷。（2）定位误差分析轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。 （3）夹具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不大，故使用手

25、动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。4.夹具零件（1）六角螺母 查机械设计课程设计手册材料: 45按GB54-80优质碳素给构纲号和一般技术条件。热处理：HRC3540。其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。螺纹规格D=M20 性能等级为10级，不经表面处理，A级的1型六角螺母的标记为：螺母 GB54-80 M20。 （2）支撑板 机械夹具设计手册 材料: T8按GB699-65碳素工具钢技术条件。热处理：HRC5560。其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记： 支撑板 长*宽*高=60*10*10 GB2226-80（3）垫圈 查机械

26、设计课程设计手册机械夹具设计手册材料: 45按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。热处理：HRC3540。其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。公称尺寸d=16mm 性能等级为140HV级，不经表面处理，标记为：垫圈 GB848-85 16-140HV。（4）夹具体 查机械夹具设计手册 在选择夹具体结构时,应以合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及工厂的具体条件为综合依据考虑。标记为：长*宽*高=300*120*20材料为HT200。（5）对刀块 查机械夹具设计手册材料: 20按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。热处理：渗碳深度0.81.2m

27、m,HRC5060。其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记为：对刀块 GB2241-80 长*宽*高=60*16*78（6）螺钉 查机械设计课程设计手册螺纹标记为M=8、公称长度l=20、性能等级为14H级、表面氧化的开平槽端紧定螺钉标记为：螺栓 GBG70-80 M10*30一、 设计体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.此次课程设计是在学完机械制造技术基础和机械制造工艺学等课程后的一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学四年来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。此次课程设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、