轴承座工艺规程及夹具设计

一、设计任务 承座机械加工工艺规程设计 加工 用夹具设计 1. 生产纲领： 中批量生产 3设计要求： （ 1）零件毛坯图 1张 （ 2）机械加工工艺过程卡片 1张 （ 3）机械加工主要工序的工序卡片 1张 （ 4）定位方案图 1张 （ 5）夹具装配图 1张 （ 6）夹具零件图 1张 （ 7）设计说明书 1份 二、设计说明书 序言 机械制造工艺学课程设计是学完了机械制造工艺学、机床夹具设计、金属切削机床与刀具等主要课程，并进行了生产实习之后进行的一个实践性环节，是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析 和解决生产实际问题的一次综合训练。 我希望通过这次课程设计能巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独立工作能力，为以后进行毕业设计和毕业后从事技术工作打下一个良好的基础。 1、 零件的分析 件的作用：大家都知道滑动轴承由轴承座、轴瓦（轴套）和润滑装置组成，轴承座的作用主要起支撑作用，可以直接做在机器箱壁或机体上。 2，零件的工艺分析 零件三维图如下图所示 ： 图 1 零件调质 50、锐边倒钝，未注倒角 5、表面做防锈处理（发蓝）。 1) 从零件图上可知主要的加工难点在与 圆与 22+0 内孔的加工，表面粗糙度为 要求。 2) 零件总长的要求保证尺寸 18 3) 大端外圆及 33为自由公差，除了保证尺 寸在公差范围之内同时保证表面粗糙度 4）保证 4 定位尺寸为自由公差只要满足要求即可，同时保证表面粗糙度 5) 零件材料为 45号钢，是中碳钢，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差。用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件，以及对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。 坯的类型及制造方法 由于零件的材料为 45 号钢，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模锻毛坯。 模锻加工工艺的几点优势： 由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂； 锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。 锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时； 生产率较高； 操作简单，易于实现机械化；生产批量越大成本越低。 从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑 选择模锻加工工艺中的锤上模锻。 寸及公差 毛坯的形状及尺寸如图所示 根据零件结构形状，在各加工表面加上加工余量，毛坯图如附图所示。 基准的选择：由于所选毛坯为型材且每个表面都需要加工，零件外形规则，选用外圆表面作为粗基准是完全合理的。 基准的选择：从零件图中可知 圆与22+0 内孔有较高的同轴度要求（ 按照有关的精基准的选择原则 7些位置度要求很 高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求），同时还要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时应进行尺寸换算。 根据粗，精基准选择原则，确定各加工表面的基准如下： （ 1）扩 精铰 22+0 内孔：左端面及 34外表面 （ 2）半精车右端面及 轴及左端面 （ 3）半精车左端面及 52外圆：心轴及右端面 （ 4）钻 铰 4 端面 （ 5）粗铣 精铣平面至尺寸要求：心轴及互为基准 （ 6）精车 轴及左端面 （ 7）钻 端面及 34外表面 （ 8）攻 端面及 34外表面 该轴承座的加工表面为： 22+0 内孔及端面、 52外圆、 33 槽、高度为 38 的平面、 4 孔、 纹、以及总长的要求 18 据各加工表面尺寸精度及表面粗糙度要求， 52外圆的加工路线为粗车 端面的加工路线为粗车 4 22+0 内孔的加工路线为粗铰 度为 38的平面的加工路线是粗铣 的加工方法 该轴承座的加工表面为： 22+0 内孔及端面、 52外圆、 33 槽、高度为 38 的平面、 4 孔、 纹、以及总长的要求 18 据各加工表面尺寸精度及表面粗糙度要求， 52外圆的加工路线为粗车 端面的加工路线为粗车 4 22+0 内孔的加工路线为粗铰 度为 38的平面的加工路线是粗铣 工艺路线方案 一： 工序 1：模锻 工序 2： 调质处理 30序 3： 扩 精铰 22+0 内孔至尺寸 工序 4： 半精车右端面及 工序 5： 半精车左端面及 52外 圆同时保证总长尺寸 工序 6： 钻 铰 4 工序 7： 粗铣 精铣平面至尺寸要求 工序 8： 精车 工序 9： 钻 倒角 工序 10： 攻 工序 11： 钳工去毛刺 工序 12： 表面防锈处理（发蓝） 工序 13： 检验 工艺路线方案二： 工序 1：模锻 工序 2：调质处理 30序 3： 扩 精铰 22+0 内孔至尺寸 工序 4：半精车右端面 工序 5：半精车 工序 6：半精 车左端面 工序 7：半精车 52外圆同时保证总长尺寸 工序 8： 钻 铰 4 工序 9： 粗铣 精铣平面至尺寸要求 工序 10：精车 工序 11：钻 倒角 工序 12：攻 工序 13：钳工去毛刺 工序 14：表面防锈处理（发蓝） 工序 15：检验 工艺路线一是按照工序集中原则组织工序，优点是工艺路线短，减少工件的装夹次数，易于保证加工面相互位置精度，使需要的机床数量少，减少工件工序间的运输，减少辅助时间和准备 终结的时间，同时产量也较高，同时在为了保证 22+0 内孔的相互位置精度，采用了互为基准的原则，能达到零件间所标的精度。 工艺路线二是工序分散的原则组织工序，优点是可以采用通用机床和通用夹具，缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数，而且工序 2与工序 3、工序 4与工序 5重复使用粗基准，违背了 7基准一般不得重复使用，两次装夹重复使用同一粗基准，就会造成相当大的定位误差。 为了修正由于粗基准重复使用而产生的定位误差，同时也照顾了原有的加工路线中装夹方 便的特点，因此最后的加工工艺路线确定如下： 工序 1：模锻 工序 2：调质处理 30序 3：扩 精铰 22+0 内孔至尺寸 工序 4：半精车右端面及 工序 5：半精车左端面及 52外圆同时保证总长尺寸 工序 6：钻 铰 4 工序 7：粗铣 精铣平面至尺寸要求 工序 8：精车 工序 9：钻 倒角 工序 10：攻 工序 11：钳工去毛刺 工序 12：表面防锈 处理（发蓝） 工序 13：检验 序尺寸及公差 轴承座零件材料为 45钢，硬度为 30 250， 生产类型为中批生产。 根据上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量，查机械制造工艺设计简明手册（简称工艺手册），分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下： 工序 工序内容 单边余量(工序尺寸(表面粗糙度 m) 工序 3 扩 铰 22+0 内孔 铰 22+0 内孔至尺寸 2 序 4 半精车右端面 1 19 精车 序 5 半精车左端面 1 18 精车 52外圆 1 52 序 6 钻 4 4 序 7 粗铣平面 9 铣平面至尺寸要求 8 序 8 精车 4 槽至尺寸 3 序 9 钻 口倒角 45 序 10 攻 4 根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为： 工序 3： 摇臂钻床型号为 0/2，刀具为 22+0 铰刀，量具为： 0125/卡尺，025内径百分表，圆柱塞规，切削液为柴油。 工序 4： 卧式车床型号为 具为 具为：0125/标卡尺， 2550削液为柴油。 工序 5： 卧式车床型号为 具为 具为：0125/标卡尺， 025削液为柴油。 工序 6： 摇臂钻床型号为 0/2，刀具为 具为： 0125/削液为柴油。 工 序 7： 立式升降台铣床型号为 具为 80 三面刃铣刀，量具为： 0125/切削液为柴油，切削液为柴油。 工序 8： 卧式车床型号为 具为 圆车刀， 宽为 量具为： 0125/标卡尺， 2550削液为柴油。 工序 9： 摇臂钻床型号为 0/2, 刀具为 柄麻花钻 , 0125/标卡尺，切削液为柴油。 工序 10： 攻丝机型号为 具为 锥，量具为标准 切削液为柴油。 工序 3： （ 1） 扩 22内孔至 . 确定被吃刀量： .9 B. 确定进给量：根据工艺手册表 8f=（ 1/21/3） 取 f=mm/r。 5 m/ m/. 确定主轴主轴转速： v100088 r/据 4表 108 r/0 r/00r/选 80 r/ 实际 切削速度 .5 m/ D. 计算基本时间：按 工艺手册 表 8l=18 1l =5 2l =2 4 2l =2mm tb= 2） 粗铰 22内孔至 . 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 11用 0 m/. 确定主轴主轴转速： v1000145 r/据工艺手册表 1045 r/25 r/60 r/选 160 r/际 切削速度 1 m/ E. 计算基本时间：按 工艺手册 表 8l=18 1l =5 2l =2 mm tb= 3） 精铰 22+0 内孔至尺寸 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据 工艺手册 表 8用 f=0.3 mm/r C. 计算切削速度：根据 工艺手册 表 11用 m/. 确定主轴主轴转速： v1000101 r/据 工艺手册 表 10 101 r/近的机床转速为 100r/25 r/选 100r/际 切削速度 .9 m/ 计算基本时间：按 工艺手册 表 8l=18 1l =5 2l =5 mm tb=序 4： （ 1）半精车右端面 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工 艺手册表 8用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 4m/. 确定主轴主轴转速： v1000478 r/据工艺手册表 1078 r/50r/r/选 500r/际 切削速度 7 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=19 1l =2 2l =0mm tb= 2）半精车半精车 34外圆 A. 确定被吃刀量： .9 . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000931r/据工艺手册表 1031r/00r/r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb=序 5： （ 1）半精车左端面 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 4 m/. 确定主轴主轴转速： v1000318r/据工艺手册表 1018r/50r/r/选 350r/际 切削速度 9 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=27 1l =2 2l =0 mm tb= 2）半精车 52外圆 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000590r/据工艺手册表 1090r/00r/r/选 700r/际 切削速度 19 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=6 1l =2 2l =0 mm tb=序 6： （ 1）钻 4 A. 确定进 给量：根据 切削 手册 表 5类加工性暂定f=r，查机械加工工艺手册（ 2）表 7m/ 确定主轴主轴转速： v10001245r/据 4表 10 1245 r/近的机床转速为 800 r/1250r/选 1250r/ 实际 切削速度 7 m/ D. 计算基本时间：按工艺手册表 8l=6 1l =5 2l =2 4 2l =4mm tb= 2）铰 4 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r C. 计算切削速度：根据机械加工工艺手册（ 2）表 用 m/. 确定主轴主轴转速： v1000586r/据工艺手册表 1090r/00r/r/选 630r/际 切削速度 .5 m/ 计算基 本时间：按工艺手册表 8l=6 1l =5 2l =4 mm tb=序 7： （ 1）粗铣两平面 A. 确定被吃刀量： .5 根据切削手册表 得 8mm/z，所以选z。 选择铣刀磨钝标准及耐用度根据切削手册表 刀刀齿后面最大磨损度为 用度 T=180确定切削速度及工作台每分钟进给量 根 据 切 削 手 册 表 得32,v=v=v=0,m=v= 1 4 9 / m i nv v v y u z ec d qv k mt a f a z 确定主轴主轴转速： v1000593r/据工艺手册表 10 593r/近的机床转速为 500r/00 r/选 600r/际 切削速度 51 m/ 工作台的每分钟进给量 fzz85mm/据 工艺手册 表 10m=750 mm/铣平面故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件表面，利用做图法，以及按 工艺手册 表 8定 l=6 1l =5 2l =4 mm tb= 2） 精铣平面 A. 确定被吃刀量： .5 . 确定每齿进给量：通过查表得到 f=0.5 mm/r， vf=fn=fzzn 通过条件得到 mm/z C. 计算切削速度：根据切削手册表 即为 51 m/. 确定主轴主轴转速： v1000593r/据 工艺手册 表 10 593r/近的机床转速为 500r/00r/现选 600r/实际 切削速度 51 m/ fzz00 mm/据 工艺手册 表 10m=300 mm/. 计算基本时间：按工艺手册表 8定 l=6 1l =5 l =4 mm tb=序 8： （ 2） 精车精车 A. 确定被吃刀量： .1 . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r，所以选用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 ss,所以选用 m/s=120m/. 确定主轴主轴转速： v10001117r/据工艺手册表 10 1117r/近的机床转速为 1000r/000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时 间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb= 2） 切槽尺寸 A. 确定被吃刀量： .5 . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s,所以选用 60m/. 确定主轴主轴转速： v10001544r/据工艺手册表 10 1544/近的机床转速为 1000r/000 r/选 2000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=0.5 1l =10 2l =0 mm tb=序 9： （ 1）钻 . 确定进给量：根据工艺手册表 8用 f=r B. 计算切削速度：根据切削手册表 2用 6m/. 确定主轴主轴转速： v10001544r/. 根据工艺手册表 10544/250r/000 r/选 1250r/际 切削速度 3m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=6 1l =7 2l =2 mm tb= 2） 孔口倒角仍为 1250r/动进给。 工序 10： 攻 A. 查工艺手册确定切削速度：取 m/. 确定主轴主轴转速： v1000477 r/据 2表 780 r/80 r/具的回程转速），实际 切削速度 m/ C. 计算基本时间：按工艺手册表 8l=6 1l =2l =t=+=、专用夹具设计 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工 艺过程中。 机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具 . 专用夹具 . 可调夹具 . 组合夹具等。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，采用 4个工件同时加工，并根据零件图实际需要， 需要设计加工 计 定位方案的选择：根据加工要求，工件在夹具中的定位方案如下图所示： 定位方案一（图 2） 定位方案二（图3） 方案一：如图 2所示，是以 22+0 作为主要定位基准，限制 4个自由度，以定位钉作为防转基准，限制 1个自由度，以挡板作为止推基准，限制 1个自由度。 方案二：如图 3 所示，是以 为主要定位基准，限制 2 个自由度，以支撑板作为辅助定位基准，限制 2 个自由度，以 V 型块作为止推基准，限制 1个自由度，外加压板限制 1个自由度。 方案比较： 方案 一 是按照基准统一 及基准重合 原则确定的，有利于夹具的设计制造， 加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向。 方案二是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称 面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位元件承受，很容易引起变形。 本工序加工 孔加工的切削力主要是钻头进给时的轴向力和钻削扭矩，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案一。 定位元件的设计：根据定位方案的选择，设计定位元件如下图所示： 图 4 查机床夹具设计手册，用 10的螺纹 限制两边的移动，22用来限定 4个自由度，作为定位基准， 因 为零件定位尺寸为自由公差，一般加工即可满足定位要求。 用 径为 5，如下图 5所示 图 5 由于零件为中批生产，考虑加工孔比较小，故选择固定钻套。根据夹具手册表 套至工件表面的距离按（ 1d=48虑本工序加工时钻头较细，防止切屑将钻头憋断，应有足够的排屑空间。 根据夹具手册表 套和钻模板的配合选 H7/机床夹具设计手册， H=12， D=8， R=1,d