角形轴承座工艺及钻2X25孔夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

摘  要
本课题的目的就是对角形轴承座零件的机械加工工艺规程和顶部和左侧安装平面铣削夹具设计。首先先进行零件加工工艺分析，根据零件制订加工工艺规程，并对典型工序进行切削用量的计算和制定工艺卡片。这需要对制造工艺学和机床夹具设计学有较深入的学习研究。在这几个月里，通过查询和阅读大量有关的文献资料，在指导老师的辅导下，学生逐步完成了各项任务并和完善了该毕业设计。

  关键词：角形轴承座；工艺过程；切削用量；工时：夹具设计。

Abstract

The purpose of this paper is the fixture design of diagonal bearing box process planning and fixture. First of all, analyze the machining process, according to the parts for processing procedures, and calculate the amount of cutting and the development of process card for typical process. It is necessary to learn more in-depth study of manufacturing technology and machine tool fixture design. In the last few months, reading a lot of relevant documents and materials through the query and, under the guidance of the instructor, students gradually completed the tasks and improve the graduation design.

Keywords: angular bearing box; process; cutting; time: fixture design.

目  录
摘  要 I
Abstract I
1 零件的分析 1
1.1 零件的结构分析 1
1.2 零件的技术要求分析 1
1.3 计算生产纲领，确定零件的生产类型 2
2 确定毛坯，画毛坯图 3
2.1 铸件尺寸公差 3
2.2 铸件机械加工余量 3
2.3  毛坯图 4
3  工艺规程设计 5
3.1  选择定位基准 5
3.1.1 粗基准的选择 5
3.1.2  精基准的选择 5
3.2  零件表面加工方法的选择 6
3.3  制定工艺路线 6
3.4  机械加工余量、工序尺寸的确定 9
4.  确立切削用量及基本工时 10
5 夹具设计 39
5.1问题的提出 39
5.2夹具设计 39
5.3定位误差分析 40
5.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用 40
5.5 确定夹具体结构和总体结构 42
5.6夹具设计及操作的简要说明 43
总 结 44
参考文献 45
致 谢 46

1 零件的分析
1.1 零件的结构分析
角形轴承座是机用床的一个重要零件。它位于车床机构中，主要用来支撑、固定在轴承的箱体，通过固定轴承来实现轴承的正常运转。槽50h11与端面100h11为配合表面有较高的精度和表面粗糙度。140h11为内圆较高的定位基准，φ180H7孔为轴承配合有较高的精度。

1.2 零件的技术要求分析
通过对该零件的重新绘制知，原样图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。根据零件的尺寸图，可以初步拟定零件的加工表面，其间有一定位置度要求。
该零件上的主要加工面为两个端面、两个侧面和φ180H7孔。
为此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求，分述如下：
在尺寸图中，左视图上标注的零件的两侧面（100h11）垂直于基准C（φ180H7孔的轴线）其垂直度公差为0.1mm。
在左视图上标注的宽度为50h11的（两槽）槽的两侧面平行于基准B（左视图中零件的左侧面），其平行度公差为0.12mm。
左视图上标注的φ180H7的孔有圆度要求，其圆度公差为0.008mm。
在尺寸图中，树视图上标注的宽度为50h11的两槽的内槽面有垂直度要求，其垂直度公差为0.12mm。
主视图上标注为的孔，有位置度的要求，其位置度公差为0.6mm
在尺寸图中，俯视图上标注的宽度为50h11槽，有位置度要求，其公差值为0.4mm。
由零件图可知，零件的不加工表面粗糙度值为6.3um。零件的材料为HT200。
铸件要求不能有吵眼、疏松、气孔等铸造缺陷，以保证零件强度、硬度及刚度，在外力作用下，不致于发生意外事故。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。

零件作用

轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡；,轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安装在其中。
1.3 计算生产纲领，确定零件的生产类型
如附图所示为角形轴承座，假设该产品产量为Q=5000台/年，n=2件/台，结合生产实际，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，现制定该零件的机械加工工艺规程。
技术要求如下：
1 铸件应消除内应力；
2 未注明铸造圆角为R2 ~ R3；
3 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷；
4 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm，整个铸件上孔眼数不多于10个；
5 去毛刺，锐边倒钝；
6 材料 HT200，N=Qn（1+a%+b%）=50002（1+16%+2%）=11800。
角形轴承座年产量为11800件/年，零件重2.98ｋｇ。根据教材表1-5，生产纲领与生产类型的关系，角形轴承座是轻型机械中的零件，属轻型零件；则生产类型为大批生产。
2 确定毛坯，画毛坯图
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，又是薄壁零件。故选择铸件毛坯。考虑到轴承的正反转和主要受径向力等情况，以及参照零件图上所给的该零件不加工表面的粗糙度要求，对于不进行机械加工的表面的粗糙度通过铸造质量保证，又已知零件生产类型为大批量生产，该零件的外形尺寸不复杂，又是薄壁零件，毛坯的铸造方法选用金属型浇注铸造。又由于箱体零件的φ180H7孔需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。
2.1 铸件尺寸公差
 铸件尺寸公差分为16等级，由参考文献《工艺设计简明手册》表1.3-1可知，由于大批量生产，该种铸件的尺寸公差等级CT为7～9级，故取CT为9级；加工余量等级MA为F级；由表2.2-3可知，错型值1.0mm。
2.2 铸件机械加工余量
由于MA为F级，对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺设计简明手册得，各加工表面总余量如表1所示。
                 表1  各加工表面总余量                   mm
加工表面 基本尺寸 加功能余量等级 加工余量数值 说明
B面 250 F 3.5 端面，双侧加工（取下行数据）
直角面 260 F 4.5 单侧加工
孔φ180 180 G 4 孔降1级，双侧加工
其它 < 100 F 2.5 单侧加工
由工艺手册可得主要毛坯尺寸及公差如表2所示。
                   表2  主要毛坯尺寸及公差
主要面尺寸     零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT
B面距加工基准的尺寸        100 7 107 2.5
直角面距加工基准的尺寸 58 4.5+2.5 65 2.2
直角面距孔φ180中心尺寸 148 4.5 152.5 2.5
孔φ180 180 4+4 φ172 2.8

铸件的分型面选择通过φ25孔轴线，且与B面平行的面。
2.3  毛坯图
毛坯图一般包括以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其它有关技术要求等。
毛坯—零件综合图上技术条件一般包括下列内容：
①合金牌号；
②铸造方法；
③铸造的精度等级；
④未注明的铸造斜度及圆角半径；
⑤铸件的检验等级；
⑥铸件综合技术条件；
⑦铸件交货状态；如允许浇冒口残根大小等；
⑧铸件是否进行气压或液压试验；
⑨热处理硬度。
毛坯图如下所示。

3  工艺规程设计
3.1  选择定位基准
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
3.1.1 粗基准的选择
考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔φ180的毛坯孔和箱体一端面为粗基准。
①  保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；
②  装入箱内的轴承与箱体内壁有足够的间隙；
③  能保证定位准确、夹紧可靠。
3.1.2  精基准的选择
角形轴承座的直角面面、B端面和φ180孔既是装配基准，有事设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现孔与端面组合定位方式。其余各面和孔的加工也能用它们来定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，B面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。
3.2  零件表面加工方法的选择
由上述的零件分析和查阅相关文献，根据本零件的加工要求，使用到的主要机床有：铣床，镗床，钻床；铣床主要用来铣削直角边、槽；镗床主要用来镗削端面，镗孔；钻床主要用来钻孔。根据零件的表面粗糙度质量要求和尺寸公差要求，对要求机械加工的各端面和孔，现制定加工方法如下：
对于φ250mm的两个端面，其表面粗糙度为6.3um，由参考文献[6]1.4-8可知：这两端面可以通过粗铣和半精铣的加工方法获得要求的表面质量，同时如果在镗削φ180H7mm孔时，首先就是镗削端面，也是可以的，也是通过粗镗，半精镗。查阅相关资料可知，对于φ250mm的端面，可以在镗孔前换上圆盘铣刀，进行镗床上的铣削加工。
对于两个直角面，其表面粗超度值为12.5um，由参考文献[6]1.4-8可知：需通过粗铣的加工工序获得。
对于两个直角面上的50h11mm的槽，其表面粗超度值为6.3um，由参考文献[6]1.4-7可知：这两个槽通过粗铣和半精铣的加工工序可获得。
对于φ180H7mm的孔，其表面粗糙度值为1.6um，由参考文献[6]1.4-7可知：可通过粗镗，半精镗，精镗的加工工序获得。
对于长度为75mm的凹台，其表面粗糙度值为12.5um，由参考文献[6]1.4-7可知：只需进行一次铣削即可获得。
对于零件上的6-φ13以及侧面的2-φ25，这8个孔，其表面粗糙度为12.5um，只需通过一次钻削即可获得。
按照图纸要求，其余未加工表面质量，通过铸造工艺保证。           
3.3  制定工艺路线
制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下, 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。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。
工艺路线方案一如下：
工序一  金属型铸造毛坯。
工序二  人工时效。
工序三  粗车φ250端面
工序四  粗车φ180H7孔
工序五  粗铣两大平面，两小平面
工序六  半精镗两端面、半精镗180H7孔
工序七  铣槽
工序八  钻孔
工序九  精镗φ180H7mm孔
工序十  钳工去毛刺。