軸承座加工工藝規(guī)程及鏜削φ120孔專用夾具設計

1、遼寧工程技術大學課程設計14目 錄1、軸承座的工藝分析及生產類型的確定11.1、軸承座的用途11.2、軸承座的技術要求：21.3、審查軸承座的工藝性21.4、確定軸承座的生產類型32、確定毛胚、繪制毛胚簡圖32.1選擇毛胚32.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量32.2.1公差等級32.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3繪制軸承座毛坯簡圖43、擬定軸承座工藝路線43.1、定位基準的選擇43.1.1精基準的選擇43.1.2粗基準的選擇43.2 、表面加工方法的確定43.3、加工階段的劃分53.4、工序的集中與分散53.5、工序順序的安排53.5.1機械加工工序53.5.2熱處理工

2、序63.5.3輔助工序63.6、確定工藝路線64、加工余量、工序尺寸和工差的確定75、切削用量、時間定額的計算75.1、切削用量的計算75.75.2、時間定額的計算85.2.1基本時間tj的計算85.2.2輔助時間ta的計算85.2.3. 其他時間的計算85.2.4單件時間tdj的計算96.夾具設計96.1提出問題96.2設計思想106.3夾具設計106.3.1定位分析106.3.2切削力及夾緊力的計算106.3.3夾具操作說明117. 體會與展望12參考文獻131、軸承座的工藝分析及生產類型的確定1.1、軸承座的用途1零件的作用上緊定螺絲，以達到內圈周向、軸向固定的目的 但因為內圈內孔是間隙

3、配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合。2零件的工藝分析該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術要求分析如下：（參閱附圖1）由零件圖可知，零件的底座底面、端面、槽及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3，端面及內孔的精度要求為Ra12.5，槽的精度要求為Ra1.6，軸承座頂面精度要求為Ra3.2。軸承座在工作時，靜力平衡。1.2、軸承座的技術要求：該軸承座的各項技術要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)低端面400X160IT

4、106.3軸承座前后端面130IT1012.554上端面54IT1012.5120上端面250+0.03IT101.6120上側端面1700+0.16IT101.6/0.06A軸承座上端面50X160IT103.2300x80的槽140IT1012.5120的半孔1200+0.14 IT1012.525的孔25IT1012.526的孔26IT1012.526孔上表面凸臺54IT1012.540*40孔,40*40IT1012.555*55孔55*55IT1012.51.3、審查軸承座的工藝性該軸承座結構簡單，形狀普通，屬一般的底座類零件。主要加工表面有120上側端面，要求其兩個端面平行度滿足0

5、.06mm，其次就是；25和26孔通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。1.4、確定軸承座的生產類型 已知此軸承座零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量不足100Kg，查機械制造工藝與夾具第7頁表1.1-3，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主， 采用專用工裝。2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚零件材料為HT200，考慮零件在機床運行

6、過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸機械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT10。這對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。2.2.1公差等級由軸承座的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為CT=10。2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目機械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm備注低端面5.22.865.21.454上端面5.22.865.21.4軸承座上端面5.23.6145.21.8120上端面53.6130

7、1.8120上側端面541602120的半孔4.43.6115.61.8軸承座前后端面5.24170.422.2.3繪制軸承座毛坯簡圖3、擬定軸承座工藝路線3.1、定位基準的選擇3.1.1精基準的選擇按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準。根據零件圖所示，故應選軸承底座上表面為粗基準，以此加工軸承底座底面以及其它表面。3.1.2粗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“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，即以軸承座的下底面為精基準。3.2 、表面加工方法的確定 根據軸承座零件圖上的各加工表面的尺寸精度

8、和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案400X160底面IT106.3粗銑-半精銑120上端面IT101.6粗銑-半精銑54上端面IT1012.5粗銑軸承座前后端面IT1012.5粗銑160x25的槽IT1012.5粗銑-精鏜120的半孔IT1012.5粗鏜-半精鏜26孔IT1012.5鉆25的孔IT1012.5鉆40*40孔IT1012.5粗銑55*55孔IT1012.5粗銑130的半孔IT1012.5粗銑3.3、加工階段的劃分該軸承座加工質量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準（軸承

9、座右端面和26孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑軸承座左端面、方形端面。在半精加工階段，完成軸承座左端面的精銑加工和120孔的鏜-半精鏜加工及25孔等其他孔的加工。3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排軸承座的加工工序。該軸承座的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準軸承座右端面和26孔。

10、（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工軸承座右端面，再加工25孔。3.5.2熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該軸承座在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該軸承座工序的安排順序為：在、熱處理基準加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了軸承座的工藝路線工序號工序名稱工序內容設備工藝裝備1退火2粗銑粗銑400X16

11、0底面X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺3半精銑半精底面X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺4粗銑粗銑54上端面 X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺5粗銑120上端面X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺6半精銑半精銑上端面X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺7粗銑粗銑軸承座前端、后端面X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺8粗銑粗銑上端面的160x25的槽X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺9精銑精銑上端面的160x25的槽X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺10鉆鉆26孔X61臥式萬能銑床麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī)11粗鏜粗鏜120的半孔X61臥式萬能銑床高速鋼鏜刀、游標卡尺12半精鏜半精鏜120的半孔X61

12、臥式萬能銑床高速鋼鏜刀、游標卡尺13粗鏜粗鏜130的半孔X61臥式萬能銑床高速鋼鏜刀、游標卡尺14鉆鉆25的孔X61臥式萬能銑床麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī)15粗銑粗銑26孔上表面凸臺X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺16粗銑銑40*40孔, 銑55*55孔X61臥式萬能銑床端銑刀、游標卡尺17去毛刺去毛刺鉗工臺18檢驗檢驗塞規(guī)、卡尺、百分表等4、加工余量、工序尺寸和工差的確定在這只確定鉆120孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得鉆孔余量Z鏜 =3.3mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鏜：IT10。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，鏜：0.

13、16mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鏜：1200+0.14mm,它們的相互關系如下圖所示。5、切削用量、時間定額的計算在這只計算粗鏜-半精鏜120孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.粗鏜120孔該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔由文獻表5-29,鏜孔的進給量f=0.3mm/r，由文獻表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min由此算出轉速為：n=81.38r/min按鏜床的實際轉速取n=100r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000=36.86m/min半精鏜120孔該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔由文獻表5-29,鏜孔的進給量f=0.2mm/r，由文

14、獻表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min由此算出轉速為：n=79.61r/min按鏜床的實際轉速取n=80r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000=30.1445.2、時間定額的計算5.2.1基本時間tj的計算 粗鏜孔工步根據表5-41，鏜孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=4/2*cot54+1.1mm=4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間5.53s。半精鏜孔工步根據表5-41，鏜孔的基本時間可由公式

15、 tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(12)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm; f=0.2mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間10.3s。5.2.2輔助時間ta的計算根據第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：粗鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x5.53s=0.83s;半精鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x10.3s=1.55s;5.2.3. 其

16、他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于軸承座的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：粗鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s;半精鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s5.2.4單件時間tdj的計算這里的各工序

17、的單件時間分別為：鏜孔工步tdj鉆=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s;因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆=19.301s;將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。6.夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。6.1提出

18、問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊工件。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。6.2設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對120孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT10，表面粗糙度Ra12.5，鏜以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。6.3夾具設計

19、6.3.1定位分析（1）定位基準的選擇據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工120孔時，采用軸承座底面和26孔內圓柱面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個銷定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.060mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0365mm6.3.2切削力及夾緊力的計算刀具：120的鏜刀。鏜孔切削力：查機床夾具設計手冊P7

20、0表3-6，得鏜削力計算公式： =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4N =1940x2.20.9x0.30.6x36.86-0.3x0.5 =324.5N =2880x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3N=959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89鏜孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長度則所需夾緊力 =766（N）根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。6.3.3夾具操作說明此次設計的夾具夾緊原理為：通過26孔和底面為定位基準，在圓柱32銷、平面和定位銷實現(xiàn)完全定位，。采用手動螺旋快速夾緊機構夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。該設計用可換定位銷7. 體會與展望通過這三個星期的學習，我們在老師的修改與指導下下，終于完成了夾