轴承座机械加工工艺设计

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日精选文库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：TOC\o"1-5"\h\z.产品零件图 1张.产品毛坯图 1张.机械加工工艺过程卡片 1套.机械加工工序卡片 1套.课程设计说明书（5000〜8000字） 1份刖百精选文库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 、A、▲

刖言精选文库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）零件的作用精选文库上紧定螺丝，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-- 5精选文库零件材料为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》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①62.5H9的孔，轴承端面、顶面、①16及①12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）工艺路线的拟定精选文库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：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准， 采用X6132卧式铳床加工。粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工。铳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卧式铳床铳削。工序二：粗镗及半精镗①62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。工序三：钻、扩①12的孔，钻、扩①16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具方案二：工序一：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铳床加工。工序二：粗镗及半精镗①62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。工序三：粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面精选文库为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工。工序四：钻、扩①12的孔，钻、扩①16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具工序五： 铳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卧式铳床铳削。方案二:工序一：铳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卧式铳床铳削。工序二：粗铳轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铳床加工。工序三：粗铳轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铳床进行加工。工序四：粗镗及半精镗①62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。工序五：钻、扩①12的孔，钻、扩①16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，在铳完底面后，直接在铳床上铳削底精选文库面及顶面，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，在毛坯车间铳削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。工序：粗铳底座底面 以轴承座的上表面为粗基准，将毛坯装夹在X6132万能卧式铳床上，按照粗加工的余量来进行粗铳毛坯。精铳底座底面 以粗铳床的基础上，根据实际情况，调整铳床的相关参数，精加工轴承座的下底面。粗铳端面粗铳顶面镗①62.5的内孔精选文库钻①12的孔钻①16的孔去毛刺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20〜90；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。.毛坯尺寸的确定，画毛坯图。轴承座其材料为HT200。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⑴表2-2,该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。由文献⑴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IT①62.5两端面852+29内孔①62.54①58.59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：三二③1爸爸五四0六10精选文库3231335406|遍3图 箭辑疑!■界19方二7月1汨必历）寇座属虎111%①谒i%畲胤回（9国©山命@号◎簿<>邮子楣与穿4建的空间.粗铳底底座底面底面由粗铳和精铳两次加工完成，采用三面刃圆盘铳刀（高速钢），铳刀的规格为①120x15,机床的型号 X6132刀具：YG6硬质合金端铳刀。由于铳刀在工作时，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。〜入=-10ok=600 0=10o。加工要求粗铳轴承座的下底面。a）确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为2mm,文献⑵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，取每齿粗铳的进给量为0.2mm/Z,取精加工每齿的进给量为1.5mm/Z.粗铳走刀一次11

精选文库a=1.8mm,精铳走刀一次a=0.2mm。c）计算切削用量由表8-56,取粗铳、精铳的主轴转速分别为150r/min和300r/min,由前面选择的刀具直径①120mm,故相应的切削速度分别为：V=兀dn/1000=12°灯5°8=56.52m/minTOC\o"1-5"\h\z粗 1000V=兀dn/1000=120*300>m/min=113m/min精 1000d）校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。由文献⑵表2.4-96得切削功率为P=92.4x10-5D。.以&。.a0.72aZnKpm 0efp m取Z=16n=I50=2.5r/s a=10mma=0.2mm60 e fa=1.8mm而Kp=KKF由文献⑵表2.4-94可知K=1KF=1mv2 v 2故Kp=1故p=92.4x10-5x1200.14x100.86x0.20.72x1.8x16x2.5x1=0.35KW其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。.①62.5两端面的加工两端面的加工由铳削来完成，此时，刀具：YG6硬质合金端铳刀，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2mm,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铳，以提高进给量提高加工效率。由表8-95可得：a=2mmf=2mm/r由文献⑵表8-56可得pn=600r/min 则就可确定相应的切削的速度：故V="d=120*6008=226.08m/min100010001000100012精选文库.①12顶面的加工顶面的加工由铳削来完成，工序余量为2mm 由文献⑵表8-95可得a=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，可采用端铳刀加工，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①120的YG6硬质合金面铳刀。可取f=1.5mm/r 由文献⑵表8-56可取n=600r/min 则相应的切削速度V=Rd=120*600"=117.75m/min1000 1000.①62.5Mg内孔0由零件图及毛坯图知，加工总余量为4mm,由于精度要求，须粗镗和半精镗各一次。由文献⑵表8-86,粗加工时，取进给量F=0.5mm/ra=3mm精加工时，a=1mm,F=0.2mm/r。由表8-87查得粗镗①62.5mm内孔的切削速度V、=1.2m/minV精=1.6m/min由此算出转速为n=1000v=1000H2=61.15r/min粗 Rd nx62.5n=1000v=1000x1.681.5m/min精 nd nx62.5.钻①12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⑵表8-81得扩孔时的余量为3mm,根据实际情况可取为2mm,故钻孔的余量为Z钻=12-2=10mm精选文库钻孔工序尺寸及公差为①10+0.0044拉孔工序尺寸及公差为①012H9(+0.043)0由文献⑵表8-69,钻孔的进给量f=0.2mm/r,由文献⑵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=1000y=1000%21=668.8r/min九D 九%10按钻床的实际转速取n=600r/min,则实际切削速度为：v=兀dn/1000="411”=21.85m/min1000由表8-78得F=CFdxFf,FK=588.6xdxf0.8xK0 F 0 fM=Cd.mf即Kx10一3=225.63xd1.9xf0,8xKx0.3

m0 m 0 m因为加工灰铸铁时K“二Kf由文献⑶表8-78,可查的K「1,故F=588.6x11.6x0.20.8x1=1884.1NM=225.63x11.61.9x0.20.8x1x10一3=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。.钻①16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⑶表8-24拉孔时的余量为0.5mm,故Z=16—05=7.75mm钻2钻孔：工序尺寸及公差为①15.5+0.00440拉孔：工序尺寸及公差为①16H9(+0.043)0由文献⑶表8-69取钻孔的进给量F=0.25mm/r 由文献⑶14精选文库表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=1000-=1000*21=431.4r/min。按钻床的兀d 兀411.5实际转速为480r/min。则实际切削速度为V="dn=冗".5-480=23.36m/min。由表8-78得1000 1000F=588.6xdxf0.8xKM=225.63xd1.9xf0,8xKx10一30 m因为加工灰铸造铁时，K=K,由8-78可查得K=1故F=588.6x15.5x0.250.8x1=3009.6NM=225.63x15.51.9x0.250.8x1x10.3=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。.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①12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=I+1J12加式中l=DCOtKy+(1〜2)12l2=1〜4,钻盲孔时，l2=0l=30 12=2 f=0.3n=600精选文库l=12cot(118)+1.5=5.1i2 2因此，t=30+5.1+2=0.206min所以t=4t=0.824min600x0.3 b(2)辅助时间由机械加工工艺手册表2.5-41确定开停车0.015min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1min故辅助时间t=(0.故5+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min⑶作业时间TB=t+t=(1.19+0.824)=2.014min(4)常量工作场地时间Ts由机械制造工艺学取a=3%则Ts=TBxa=2.014x3%=0.06。(5)休息与生理需要时间Tr由机械制造工艺学取p=3%则T=Tbxp=0.06。(6)准备与终结时间Te由机械加工工艺手册可知表2.5-44取部分时间为简单件 26min深度定位 0.3min使用钻模式 6min16精选文