(完整word版)軸承座機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“軸承座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備班 級(jí) 06111設(shè)計(jì)者指導(dǎo)教師 蘭建設(shè)2008年10月27日至10月31日機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)軸承座零件的加工工藝規(guī)程生產(chǎn)綱領(lǐng)：5000件生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn)內(nèi)容：1. 產(chǎn)品零件圖1張2. 產(chǎn)品毛坯圖1張3. 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1套4. 機(jī)械加工工序卡片1套5. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（50008000字）1份前言課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文一、零件的分析（一）、零件的作用（二）、零件的工藝性分析二、確定生產(chǎn)類型三、確定毛坯（一）、確定毛坯的種類（二）、繪制鑄造件毛坯圖四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（

2、一）定位基準(zhǔn)的選擇（二）工藝路線的擬定（三），機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定五、工裝設(shè)計(jì)分析提設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)六、小結(jié)七、主要參考文獻(xiàn)、八、亠刖言機(jī)械制造工藝學(xué)課程是在學(xué)完了機(jī) 械制造工藝學(xué)包括機(jī)床夾具設(shè)計(jì)和大部分 專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上的一個(gè) 教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì) 所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是 一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在今年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位我個(gè)人的感想是，希望經(jīng)歷了這次課 程的設(shè)計(jì)，對(duì)自己的將來(lái)所從事的工作，進(jìn) 行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)鍛 煉自己的分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為畢 業(yè)后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于自己的理論知

3、識(shí)的不完善，實(shí)踐能力的 缺乏，設(shè)計(jì)之中不免有一些不合理的地方， 學(xué)生我肺腑的懇請(qǐng)各位老師能夠給予指教 批評(píng)。一零件的分析（一）零件的作用上緊定螺絲，以達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的 但因?yàn)閮?nèi)圈 內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無(wú)沖擊的場(chǎng)合。（二）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(shù)要求分析如下：（參閱附圖1）（1）由零件圖可知，零件的底座底面、內(nèi)孔、端面及軸承 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(shuō)其余的表面不需要加工，只需按照鑄造 時(shí)的精度即可。底座底面的精度為 Ra6.3、內(nèi)孔、端 面及內(nèi)孔的精度要求均為6.3。軸承座在工作

4、時(shí)，靜力平衡（2）鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強(qiáng) 度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意 外事故。二確定生產(chǎn)類型已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/年，零件的質(zhì)量不 足100Kg,查機(jī)械制造工藝與夾具第 7頁(yè)表1.1-3，可確定該撥 叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階 段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，采用專用工裝。三確定毛坯（1）確定毛壞種類零件材料為HT20Q考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊 不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇 木摸手工砂型鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 第41頁(yè)表2.2-5,選用鑄件

5、尺寸公差等級(jí)為 CT-9。這對(duì)提高 生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安 排人工時(shí)效。（2）繪制鑄造件零件圖四工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一）定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知62.5H9的孑L,軸承端面、頂面、16及12的孔等均需正確定位 才能保證。故對(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。(1)粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位 置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng) 選軸承底座上表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底座底面以及其它 表面。(2 )精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底

6、面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)。(二) 工藝路線的擬定根據(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(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來(lái)提 高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)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：方案一：工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座 的上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用X6132臥式銑床加工。粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬(wàn)能銑床進(jìn)行加工。銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表 面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X613

7、2臥式銑床銑削工序二：粗鏜及半精鏜62.5的內(nèi)孔，以內(nèi)孔軸線為 基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序三：鉆、擴(kuò)12的孔，鉆、擴(kuò)16的孔。采用Z525 立式鉆床加專用夾具方案二：工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的 上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用 X6132臥式銑床加工。工序二：粗鏜及半精鏜62.5的內(nèi)孔，以內(nèi)孔軸 線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序三：粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面 為基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬(wàn)能銑床進(jìn)行加工。工序四：鉆、擴(kuò)12的孔，鉆、擴(kuò)16的孔。采 用Z525立式鉆床加專用夾具工序五：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X6132臥式銑床銑削。 方案三

8、：工序一：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下 表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用 X6132臥式銑床銑削。工序二：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的 上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用 X6132臥式銑床加工。工序三：粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為 基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬(wàn)能銑床進(jìn)行加工工序四：粗鏜及半精鏜62.5的內(nèi)孔，以內(nèi)孔軸線 為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。工序五：鉆、擴(kuò)12的孔，鉆、擴(kuò)16的孔。采用 Z525立式鉆床加專用夾具。三個(gè)工藝方案的比較與分析方案一：在第一道工序內(nèi)容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三在 第一道工序時(shí)，選擇的粗基準(zhǔn)為底面，這樣不符合粗基準(zhǔn)選 擇的原則，即不了保證

9、加工面與不加工面的位置要求時(shí)，應(yīng) 選擇不加工面為粗基準(zhǔn)這一原則。方案一與其相比，在銑完底面后，直接在銑床上銑削底 面及頂面，如此，相對(duì)來(lái)說(shuō)，裝夾次數(shù)少，可減少機(jī)床數(shù)量、 操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作 并能生產(chǎn)率高。另外，零件的加工要求就整體來(lái)說(shuō)，其精度 并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工經(jīng)濟(jì)性并不 是很好。但在選擇方案的時(shí)候，還應(yīng)考慮工廠的具體條件等 因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等。故本次設(shè)計(jì)選擇方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示： 毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及 改善機(jī)械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的

10、技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來(lái)加工。工序:（1） 粗銑底座底面基準(zhǔn)，將毛坯裝夾在以軸承座的上表面為粗X6132 萬(wàn)能臥式銑床上，按照粗加工的余量來(lái) 進(jìn)行粗銑毛坯。（2） 精銑底座底面以粗銑床的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整銑床的相關(guān)參數(shù)，精加工軸承座的下底面。(3)粗銑端面(4)粗銑頂面(5)鏜62.5的內(nèi)孔(6)鉆12的孔(7)鉆16的孔(8)去毛刺(9)檢驗(yàn)根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過(guò)程卡及工序卡片。見(jiàn)附表10:機(jī)械加工工藝過(guò)程卡；附表 2090;機(jī)械加工工序卡。（三），機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。1. 毛坯尺寸的確定，畫(huà)毛坯圖。軸承座其材料為HT20Q由于產(chǎn)品的精度要求不

11、高，生產(chǎn)綱領(lǐng) 為中批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造。毛坯鑄出后進(jìn)行退火處理， 以消除鑄件在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。由文獻(xiàn)（1）表2-2，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)為IT9級(jí)。由文獻(xiàn)（1）表2-2，可查出鑄件主要尺寸的公差，現(xiàn)將主要毛坯尺寸及公差所示:主要面尺寸零件尺寸總余量公差I(lǐng)T主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差I(lǐng)T62.5兩端面852+29內(nèi)孔 62. 54 58.59底面3029由此，可繪出其零件的毛坯圖（見(jiàn)附圖 2）詳細(xì)dw（h紙請(qǐng)加：三二i爸爸五四o六2. 粗銑底底座底面底面由粗銑和精銑兩次加工完成，米用三面刃圓盤銑刀（高速鋼），銑刀的規(guī)格為120x15,機(jī)床的型號(hào) X6132Ij刀具：Y

12、G6硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時(shí)，是斷續(xù)切削，刀齒受很大的機(jī)械沖擊，在選擇幾何角度時(shí)，應(yīng)保證刀齒具有足夠 的強(qiáng)度。由金屬切削原理與刀具可取丫 。=5 0入s = -10 0 K r=6000 = 100。加工要求粗銑軸承座的下底面。a）確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為 2mm文獻(xiàn)表8-30可知精 加工余量為1mm由于兩腳底面較小，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整為 0.2mm,故其粗加工余量為（2-0.2）=1.8mm。b）確定每齒進(jìn)給量由切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)表 8-95，取每齒粗銑的進(jìn)給量為0.2mm/Z,取精加工每齒的進(jìn)給量為1.5mm/Z.粗銑走刀一次ap=1.8mn,精銑走刀一次 ap=

13、0.2mm。c) 計(jì)算切削用量由表8-56，取粗銑、精銑的主軸轉(zhuǎn)速分別為 150r/min和300r/min，由前面選擇的刀具直徑120mm故相應(yīng)的切削速度分別為：V粗 = dn/1000= 120x150=56.52m/min1000V精 = dn/1000= 120x300_ m/mi n=113m/mi n1000d) 校核該機(jī)床功率(只需校核粗加工即可)。由文獻(xiàn)(2)表 2.4-96 得切削功率為 Pm=92.4x10"5Dr a0.86a0.72apZnKpm取 Z=16 n= 150 =2.5r/sae=10mmaf =0.2mm60ap=1.8mm而Kpm=KvKF2由

14、文獻(xiàn)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其所消耗量功率遠(yuǎn)小于機(jī)床功率，故可用。3. 62.5兩端面的加工兩端面的加工由銑削來(lái)完成，此時(shí)，刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，刀具不變，機(jī)床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖 可知為2 mm由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不 考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。由表8-95可得：ap=2mm f=2mm/r 由文獻(xiàn)(2)表8-56可得n=600r/mi n則就可確定相應(yīng)的切削的速度：故V二一

15、血= 120x600 =226.08m/mi n100010004. 12頂面的加工頂面的加工由銑削來(lái)完成，工序余量為2mm 由文獻(xiàn)(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。由于上表面較小，可采用端銑刀加工，但是增加了換刀 時(shí)間，降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直徑為120的YG6硬質(zhì)合金面銑刀?？扇=1.5mm/r由文獻(xiàn)表8-56可取n=600r/mi n則相應(yīng)的切削速度V= dn =120x600 =117.75m/min1000 10005. 62.5 00.074 內(nèi)孔由零件圖及毛坯圖知，加工總余量為4 mm由于精度要求， 須粗鏜和半精鏜各一

16、次。由文獻(xiàn)(2)表8-86，粗加工時(shí)，取 進(jìn)給量F=0.5mm/r ap = 3 mm精加工時(shí)，ap=1mm,F=0.2mm/。 由表8-87查得粗鏜62.5mm內(nèi)孑L 的切削速度 V粗=1.2m/min V精=1.6m/min由此算出轉(zhuǎn)速 為 n 粗=1000v=1000x1.2 =61.15r/mind x62.5n精=10°°v =1000x1.6 81.5m/mind x62.56. 鉆12孔該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由擴(kuò)孔鉆鉆出。由文獻(xiàn)表8-81得擴(kuò)孔時(shí)的余量為3 mm根據(jù)實(shí)際情況可取為2mm故鉆孔的余量為Z鉆=12-2=10mm鉆孔工序尺寸及公差為1 0

17、00.0044拉孔工序尺寸及公差為12H9(00043)由文獻(xiàn)表8-69，鉆孔的進(jìn)給量f=0.2mm/r，由文獻(xiàn)表8-71求得鉆孔時(shí)的切削速度 v=0.35m/s=21m/min由8-79知擴(kuò)孔的進(jìn)給量為0.8mm/s由此算出轉(zhuǎn)速為：n =100°v =1000x21 =668.8r/minDx10按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=600r/min，則實(shí)際切削速度為:v= dn/1000= x11-6 =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

18、.8x Kmx0 3因?yàn)榧庸せ诣T鐵時(shí)Km =Kf由文獻(xiàn)表8-78，可查的Kf=1,故 F=588.6x11.6x0.2 0.8x仁1884.1NM=225.63x11.61.9x0.2 0.8x1x1O 3=6.6N.m它們均小于機(jī)床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩，故機(jī)床剛 度足夠。7. 鉆16的孔該孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔拉刀拉出。由文獻(xiàn)表8-24拉孔時(shí)的余量為0.5mm故160.5 .Z 鉆二=7.75mm2鉆孔：工序尺寸及公差為15.50.00440拉孔：工序尺寸及公差為16 H 9 ( 00.043 ) 由文獻(xiàn)表8-69取鉆孔的進(jìn)給量F=0.25mm/r 由文獻(xiàn)表8-71求得鉆

19、孔時(shí)的切削速度為 V=0.35m/s=21m/minx11.5由此算出轉(zhuǎn)速為：n= =1000x21 =431.4r/min。按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速為480r/min。則實(shí)際切削速度為V=_= x15.5x48°=23.36m/min。由表 8-78 得 1000 1000F=588.6xdoxf 08xKfM=225.63xd0.9xf 0.8xKmx10 3 因?yàn)榧庸せ诣T造鐵時(shí)，Km= Kf由8-78可查得Kf =1故F=588.6x15.5x0.25 0.8x仁3009.6NM=225.63x15.51.9x0.25 0.8x1x10 3=13.6N.m它們均小于機(jī)床所能提供的進(jìn)給率

20、和扭轉(zhuǎn)力矩，故機(jī)床剛 度足夠。8. 時(shí)間定額計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，只計(jì)算一道工序的工時(shí)，下面計(jì)算加工12 孔的工時(shí)定額。(1)機(jī)動(dòng)時(shí)間由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.5-7得鉆孔時(shí)的計(jì)算公式為：t=丨“ l2fn式中 l 1二DCOtKy+(1 2 )2l 2 = 14,鉆盲孔時(shí)，l 2 = 0l=30 l 2 =2 f=0.3 n=600l 1=cot(坐)+1.5=5.12 2因此，t二遼蟲(chóng) 2=0.206min 所以 t b=4t=0.824min600x0.3(2 )輔助時(shí)間由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-41確定開(kāi)停車0.015mi n升降鉆桿0.015min主軸運(yùn)轉(zhuǎn)0.02min清除鐵屑0.04min卡尺測(cè)量O.lmin裝卸工件時(shí)間由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-42取1 min故輔助時(shí)間 t a=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min(3)作業(yè)時(shí)間T B = t a +1 b =( 1.1 9 + 0 .824 ) =2.014min(4) 常量工作場(chǎng)地時(shí)間Ts由機(jī)械制造工藝學(xué)取=3%則Ts