1、轴承座零件机加工工艺设计轴承座零件机加工工艺设计 序 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，完成设计项目，解决工程实际问题，因此我们必须首先对所学课程全面掌握，融会贯通，因此它在我们的大学生活中占有重要的地位。 由于设计的需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极查阅相关资料，慢慢培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作
2、作风，并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。 通过课程设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。 由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以
3、使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。 目 录 序 言 . 1 1零件的分析. 1 1.1零件的作用 . 1 1.2零件的工艺分析 . 1 2、工艺规程设计 . 3 2.1确定毛坯的制造形式 . 3 2.2基面的选择 . 3 2.3制定工艺路线 . 3 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 2.5确定切削用量及切削工时 . 7 设计总结 . 23 参考文献 . 24 1.零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是轴承座，它是轴系部件中一个重要的支撑元件。轴承座作用是用来固定轴承外圈，使轴承在机床或其他的机构中处于固定位置，与轴的传动方向保持固定
4、。因此，轴承座的安装精度要求较高，即要求轴承座的定位必须精准，这就要求轴承座的定位基面应该精准；另外轴承座主要用来安装轴承，必须满足于轴承配合的面必须要保证一定的配合要求，这就要求轴承座的装轴承孔应精加工，保证一定的尺寸精度和位置精度，表面应满足一定的粗糙度要求。由上可知轴承座的作用是非常重要的零件，本次课程设计即是对轴承座进行工艺进行设计和安排，使轴承座在加工中满足设计的要求。1.2零件的工艺分析该零件有两个重要表面，即轴承座的安装面和精基准表面即零件图上A面，另外一个是装轴承的轴承孔内表面另外还有轴承孔的端面应满足一定的位置精度，具体的工艺性分析如下所示：1、轴承座孔018.0008.03
5、2+-f，Ra1.6查机械设计手册知零件轴承孔的公差为七级精度，另外要求表面粗糙度Ra1.6，因此，零件轴承座孔应该精加工，查机械制造工艺设计手册知精镗可以满足要求，因此，零件的轴承座孔的工艺路线安排如下所示：粗镗-半精镗-精镗2、轴承座的定位基面A，Ra0.8零件的定位基面尺寸精度要求不高,但是表面粗糙度要求比较高，因此也需要精加工，查机械制造工艺手册有：当表面粗糙度要求Ra6.3孔的尺寸精度要求不高，用麻花钻钻即可满足要求，但是孔要求表面粗糙度为Ra6.3，而孔用钻达不到该粗糙度要求，故应在钻孔的工序后加铰孔的工序才可满足要求。因此该孔的加工工序安排如下所示： 钻孔-铰孔 4、轴承座孔的两
6、端面要求尺寸0054 .0100-，粗糙度Ra3.2 查机械制造工艺设计手册有：端面的尺寸精度为8级，粗糙度为Ra3.2时，半精车就可满足要求，因此孔的两端面的机械加工工艺路线如下所示： 粗车-半精车 5、G1/8螺纹和f20端面 由零件图可知螺纹的精度要求和f20端面的精度要求都不高,因此螺纹的加工可以先钻底孔,再进行攻螺纹即可；对于f20端面加工可以在钻孔完成后在钻床上进行锪平面操作，只要保证平面的平整即可满足要求。 6、f5锥孔 零件图上要求f5锥孔在装配时配作,主要为了保证轴承座的定位精度，因此在机加工中f5孔可以先不加工，等到装配的时候便于调整，进行定好位后由钳工进行配作，以保证装配
7、精度。因此在此不进行f5的锥孔的机加工工序的安排。2.工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 零件材料为HT150，零件在工作中主要是起到支撑作用，因此零件的抗压性能应该好，因此采用铸件完全可以满足要求。又由于零件是大批大量生产，因此可采用机器造型的砂型铸造，以提高效率。 2.2基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使得生产无法正常进行。 （1）、粗基准的选择 对于轴承座来说，安装轴承的轴承座孔是重要表面，应使该表面加工余量均匀，以保证加工的精度。按
8、照有关粗基准选择原则中的保证重要加工表面加工余量合理分配的原则，因此选择轴承座的轴孔作为粗基准。但是，这仅仅限制了工件的五个自由度，因此还需要加一个支撑来限制绕轴线转动自由度，此时按照粗基准选择原则即选不加工表面为粗基准，选取f5锥孔的不加工端面为粗基准定位。到此零件的六个自由度都限制，工件完全定位。 （2）、精基准的选择 主要考虑到基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该按照尺寸链进行换算，加大了工作量，使公差缩小。因此，按照基准重合重合原则，选取轴承座的安装基面即A面作为零件的精基准。 2.3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要
9、求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批大量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用的工装夹具，并尽量使工序集中的原则来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一工序10铸造。工序20清砂、涂底漆。工序30划线。工序40粗铣、半精铣A面。工序50钻孔铰孔f9、f14。工序60粗车轴承座孔端面、轴承座孔。工序70磨A面到要求。工序80半精车端面内孔。工序90精车内孔。工序100钻及攻螺纹G1/8。工序110检验。工序120入库。2、工艺方案二：工序10铸造。工序20清砂、涂底漆。工序30划线。工序40粗铣、半精铣A面。工序50磨A面到要求。工序60
10、钻孔铰孔f9、f14。工序70钻及攻螺纹G1/8。工序80粗车轴承座孔端面、轴承座孔。工序90半精车端面内孔。工序100精车内孔。工序110检验。工序120入库。3、工艺方案比较与分析以上方案大致看起来还是合理的。但是通过仔细考虑工件的要求和工艺安排，发现工序二的工序加工过程中粗、精不分，浪费加工时间，另外加工过程中应当先面后孔先主后次的原则，明显工序二不能满足以上要求。因此选用工艺方案一比较合理。因此，最后的工艺方案如下所示：工序10铸造。工序20清砂、涂底漆。工序30划线。工序40粗铣、半精铣A面。工序50钻孔铰孔f9、f14。工序60粗车轴承座孔端面、轴承座孔。工序70磨A面到要求。工序
11、80半精车端面内孔。工序90精车内孔。工序100钻及攻螺纹G1/8。工序110检验。工序120入库。以上的工艺过程详见工艺过程卡片。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工件为轴承座，材料为HT150，硬度为200HBS，毛坯重量为2.2kg左右，生产类型为大批大量生产，采用机器造型的砂型铸造毛坯。1、轴承孔f32由于生产规模为大批大量生产，为提高效率和保证铸件壁厚均匀，防止出现缩孔现象，因此在毛坯制造时采用铸造出孔的方法，查机械制造手册有：当L50mm时,采用七级铸造精度,采用砂型铸造时单面加工余量为2mm，但由于是重要内孔，考虑到错型和其他误差，因此采用单边余量为2.5mm。因此查手
12、册有各个工序间的加工余量为：铸造f27孔粗镗孔到f30,92Z=3.9半精镗孔到f31.72Z=0.8精镗孔到f322Z=0.32、A面A面主要用于安装配合,和作为精加工的基准来使用，因此A面也为重要表面，查机械制造手册有当L50mm时,单边余量2mm,由于重要表面要求精加工，因此应加上精加工余量因此选用机械加工余量为2.5mm。查机械加工工艺手册，取各个工序间的加工余量分别如下所示：粗铣A面保证尺寸42.5mmZ=1.5mm半精铣A面到41.7mmZ=0.8mm磨削A面保证尺寸41.5mmZ=0.2mm3、孔f9mm、f14mm由于孔太小,无法铸造出来,因此先铸造出实体,然后再钻出孔。由于孔
13、的粗糙度要求高，钻无法达到加工的表面要求，因此钻后应加铰孔工序，查工艺手册确定个工序间的加工余量如下所示：钻孔f8.8mm2Z=8.8mm；锪孔f13.8mm2Z=5.2mm；铰孔f9mm、f142Z=0.2mm4、G1/8螺纹孔及f20端面(1)由于螺纹孔太小,无法铸造出来,因此先铸造出实体,然后再钻出孔。最后在孔的基础上攻螺纹。查螺纹小径确定钻孔的直径值，由于螺纹的精度要求不高，因此一次攻即可达到要求。查工艺手册确定各个工序的余量如下所示：钻底孔f8.6mm2Z=4.3mm攻螺纹G1/82Z=1.12mm(2)f20mm端面主要作用是保证螺杆安装时保证面接触因此只需要求面与孔相垂直，面平整
14、即可，查机械加工手册取面的加工余量为3mm，因此Z=3mm5、轴承座孔两端面查机械加工工艺手册有当铸件的长度为100mm时,机械加工余量为单边余量为2.5mm，又因为由于本设计规定的是零件为大批量生产，应采用调整法加工，因此在计算最大最小加工余量时，应该按照加工方式予以确定。轴承座孔两端面加工余量和工序余量及公差分布图见下图一由图可知：毛坯的名义尺寸：100+22.5=105（mm）毛坯最大尺寸：105+1.12=107.2（mm）毛坯最小尺寸：105-1.12=102.8（mm粗车后最大尺寸：100+12=102（mm） 粗车后最小尺寸：102-0.12=101.88（mm） 磨削后应与零件
15、图尺寸相符合，即0054 .0100- 轴孔端面加工余量计算表（单位mm） 铸件毛坯 粗车端面 半精车端面 加工前尺寸 最大 107.2 102 最小 102.8 101.88 加工后尺寸 最大 107.2 102 100 最小 102.8 101.8 99.936 加工余量（单边） 2.5 最大 2.6 1 最小 0.46 0.972 加工公差（单边） +1.1 -1.1 -0.12/2 -0.052.5确定切削用量及切削工时工序40 铣1、粗铣A面保证尺寸025.05.42-选用高速钢镶齿三面刃铣刀，wd=100mm、z=10。机床选用卧式铣床X62。（1）、确定背吃刀量由毛坯尺寸44mm
16、知背吃刀量为：pa=44-42.5=1.5mm（2）、确定进给量查文献有：当工件材料为铸铁时取每齿进给量为：zf=0.2mm/z（3）、确定切削速度查手册有:当工件材料为灰铸铁，工件硬度为150-250HBS时，取切削速度为：0.25-0.35m/s即：15-21m/min。因为此工序为粗铣，故取小值即sV=15m/min。因此计算转速为：min/78.4710014.31000151000nrdvw=p查机床转速表，选取转速为n=47.5r/min，因此实际转速为：min/92.1410005.4710014.31000mdnVs=p因此每分钟进给量为：min/955.47102.0mmzn
17、ffwzm=查机床进给量表取mf=95mm/min（4）、确定切削工时由于铣刀不必完全切出就可完成铣削过程，因此铣刀的行程用作图法确定为：mmlll2107519821=+=+则机动时间为：min21.29521021=+=mmflllt2、半精铣A面留有磨削余量0.2mm，保证尺寸0062.07.41-选用高速钢镶齿三面刃铣刀，wd=100mm、z=10。机床选用卧式铣床X62。（1）、确定背吃刀量由毛坯尺寸44mm知背吃刀量为：pa=42-41.7=0.8mm (2)、确定进给量 查手册有：当刀杆尺寸为16252mm，pa3mm以及工件直径为60mm时，进给量f=0.5-0.7mm/r，查
18、手册CA6140车床进给量有:取f=0.51mm/r。 (3)、选择车刀的磨钝标准 根据文献查表1.9有：当用YG8刀具加工铸铁时车刀后刀面最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度为T=30min。 (4)、确定切削速度 查文献有:当用硬质合金车灰铸铁时;工件硬度为200-219HBS;切削深度为1.5mm；进给量为0.51mm/r时，切削速度选取cV=82mm/min，切削修正系数为： vTK=1.07，毛坯状态系数为：vsK=0.85，vMK=1，vtK=0.83，vkrK=0.73，ovKg=1，m=0.2。 因此计算切削速度为： cV=821.070.8510.830.73=45.2m/m
19、in 计算转速为： min/9.28750 14.310002.451000nrdv= p 12 查CA6140车床转速表，取转速为n=320r/min。 因此实际切削速度为： min/24.501000 320 5014.31000 cmdn V= = p (5)、校核机床功率 查文献硬质合金车刀车灰铸铁消耗的功率表有：当pa2.8mm，f=0.51mm/r， cV=50.24m/min时，cP=1Kw，远小于机床功率，因此选取的切削用量合理。 (6)、确定切削用时 切削长度为： mmlldd15332 32 502L2121=+-=+-= 则机动时间为： min1.0320 51.015
20、nL= = f tm 2、粗镗内孔到25 .009.30+f，粗糙度Ra12.5 选用YG8硬质合金镗刀，刀杆直径为20mm的圆形镗刀杆，取=75kr、刀具耐用度为T=60min。 （1）、确定切削深度 由于孔加工时是双边余量，因此，切削深度为： mmp95.12 27 9.302dda12=-=-= （2）、确定进给量 查文献表1.5，当粗镗铸铁材料，刀杆直径为20mm，背吃刀量pa2mm，刀伸出长度为100mm时，查到进给量为f=0.3-0.4mm/r，查CA6140车床进给量表，取进给量为f=0.33mm/r。 （3）、确定切削速度 切削速度计算公式为: Vc= vyx pmv kf a
21、Tcv v(m/min) 查文献表确定公式中各值分别为:vC=189.8，vx=0.15，vy=0.2，m=0.2， T=60min，vTK=1，vMK=1，vKS=0.8，vtK=0.83，vKK=1，vKrK=0.83。 因此计算切削速度为 11 min/91.71000 280 914.31000 mdn Vs= = p (4)、确定切削用时间 切削基本长度为:l=52mm 1l=1mm 2l=15mm 因此切削基本工时为: min35.09 .028015 152n21=+=+= fllltm 工序60 粗车 1、粗车右端面保证尺寸012.017-粗糙度Ra12.5 机床选用CA614
22、0卧式车床；刀具采用YG8硬质合金可转位车刀，刀杆尺寸为16252mm 刀具角度分别为=90kr、=15og、=12oa、mm5.0r=x。 (1)、确定背吃刀量 由毛坯右端面加工余量为2.5mm，留有精加工余量1mm，因此粗车余量为1.5mm，一次走刀完成，因此背吃刀量为pa=1.5mm。 (2)、确定进给量 查手册有：当刀杆尺寸为16252mm，pa3mm以及工件直径为60mm时，进给量f=0.5-0.7mm/r，查手册CA6140车床进给量有:取f=0.51mm/r。 (3)、选择车刀的磨钝标准 根据文献查表1.9有：当用YG8刀具加工铸铁时车刀后刀面最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度
23、为T=30min。 (4)、确定切削速度 查文献有:当用硬质合金车灰铸铁时;工件硬度为200-219HBS;切削深度为1.5mm；进给量为0.51mm/r时，切削速度选取cV=82mm/min，切削修正系数为： vTK=1.07，毛坯状态系数为：vsK=0.85，vMK=1，vtK=0.83，vkrK=0.73，ovKg=1，m=0.2。 因此计算切削速度为： cV=821.070.8510.830.73=45.2m/min 计算转速为： min/9.28750 14.310002.451000nrdv=289.3r/min min/24.501000 320 5014.31000 cmdn
24、V= = p (5)、校核机床功率 查文献硬质合金车刀车灰铸铁消耗的功率表有：当pa2.8mm，f=0.51mm/r， cV=50.24m/min时，cP=1Kw，远小于机床功率，因此选取的切削用量合理。 (6)、确定切削用时 切削长度为： mmlldd15332 32 502L2121=+-=+-= 则机动时间为： min1.0320 51.015 nL= = f tm 2、粗镗内孔到25 .009.30+f，粗糙度Ra12.5 选用YG8硬质合金镗刀，刀杆直径为20mm的圆形镗刀杆，取=75kr、刀具耐用度为T=60min。 （1）、确定切削深度 由于孔加工时是双边余量，因此，切削深度为：
25、 mmp95.12 27 9.302dda12=-=-= （2）、确定进给量 查文献表1.5，当粗镗铸铁材料，刀杆直径为20mm，背吃刀量pa2mm，刀伸出长度为100mm时，查到进给量为f=0.3-0.4mm/r，查CA6140车床进给量表，取进给量为f=0.33mm/r。 （3）、确定切削速度 切削速度计算公式为: Vc= vyx pmv kf aTcv v(m/min) 查文献表确定公式中各值分别为:vC=189.8，vx=0.15，vy=0.2，m=0.2， T=60min，vTK=1，vMK=1，vKS=0.8，vtK=0.83，vKK=1，vKrK=0.83=vyxpmvkfaTc
26、vv(m/min)查文献表确定公式中各值分别为:vC=189.8，vx=0.15，vy=0.2，m=0.2，T=60min，vTK=1，vMK=1，vKS=0.8，vtK=0.83，vKK=1，vKrK=0.83。因此计算切削速度为查CA6140车床转速表，取转速为n=320r/min。因此实际切削速度为： Vc=vyxpmvkfaTcvv(m/min)=183.0183.08.033.095.1608.1894.015.02.0=52.08(m/min)确定机床主轴转速:ns=wpdVC1000=9.3014.308.521000=536.7(r/min)按机床选取nw=560r/min。所
27、以实际切削速度V=1000dnp=10005609.3014.3=54.33m/min（4）、检验机床功率:主切削力Fc=CFcapCFxfCFyvcFCnkCFcFC=900,xCF=1.0,yCF=0.75,nCF=0，FKrK=0.92，其余均为1kMF=(02.1)190200()1904.0=FnHB所以FC=900)(71992.002.133.5433.09.1075.0N=切削时消耗功率Pc=)(65.010633.5471910644KWVFcc=由切削手册表1.30中C630-1机床说明书可知,CA6140主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。（5）、计算切削用时切削长度为：mmlll10812105L21=+=+=108mm 14 则机动时间为： min59.0560 33.0108 nL= = f tm 3、粗车左端面保尺寸030.0101-，粗糙度Ra12.5 机床选用CA6140卧式车床；刀具采用YG8硬质合金可转位车刀，刀杆尺寸为16252mm 刀具角度分别为=90kr、=15og、=12oa、mm5.0r
