轴承支撑座加工工艺及关键工序工装设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

 目  录

1 绪 论 1
2   轴承支撑座的分析 2
2.1轴承支撑座的工艺分析 2
2.2轴承支撑座的工艺要求 2
3  工艺规程设计 5
3.1 加工工艺过程 5
3.2确定各表面加工方案 5
3.2.1影响加工方法的因素 5
3.2.2加工方案的选择 5
3.3 确定定位基准 6
3.2.1粗基准的选择 6
3.2.1精基准选择的原则 6
3.4工艺路线的拟订 7
3.4.1工序的合理组合 7
3.4.2工序的集中与分散 8
3.4.3加工阶段的划分 9
3.4.4加工工艺路线方案的比较 9
3.5轴承支撑座的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 11
3.5.1毛坯的结构工艺要求 11
3.5.2轴承支撑座的偏差计算 12
3.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 12
3.7时间定额计算及生产安排 18
4 钻孔夹具设计 21
4．1研究原始质料 21
4．2定位基准的选择 21
4．3切削力及夹紧力的计算 21
4．4误差分析与计算 22
4.5 零、部件的设计与选用 23
4.5.1定位销选用 23
4.5.2夹紧装置的选用 24
4.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 24
4．6夹具设计及操作的简要说明 25
参考文献 27

1绪 论

工艺工装设计课程设计的目的是让学生在学习了机械制造技术基础和进行了校内外的生产实习之后让学生获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造技术基础的课程设计可以使学生在下述三方面得到铸炼：
（1）能把机械制造技术基础课程中的基本理论和在校内外生产实习中学到的实践知识有机的相结合，从而解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，从而确保零件的加工质量。
（2）提高学生的机械结构设计能力。通过针对某一典型零件的夹具（或量具）的设计，从而使学生能够通过所给出的被加工零件的加工要求，设计出高效率、低成本、装夹简单、省力、省时而能保证加工质量的夹具的能力。
（3）铸炼学生使用手册及图表资料的能力。能够熟练地依据给定的任务而
查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
而本次对于轴承支撑座加工工艺及夹具设计的主要任务是：
⑴ 完成轴承支撑座零件加工工艺规程的制定；
⑵ 完成某一道工序的钻孔专用夹具的设计。
通过对轴承支撑座零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出轴承支撑座加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。

2   轴承支撑座的分析

2.1轴承支撑座的工艺分析
轴承支撑座是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。轴承支撑座的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，轴承支撑座底面与大头孔上平面有平行度公差要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。
2.2轴承支撑座的工艺要求
一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

图2.1 轴承支撑座零件图

该加工有加工表面：平面加工包括轴承支撑座底面、大头孔上平面；孔系加工包括大、小头孔、各小孔螺纹孔；小头孔端面加工以及大头孔的端面加工。
⑴ 以平面为主有：① 轴承支撑座底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是；
② 大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。
⑵ 孔系加工有：  ①φ42、φ32的大头孔粗、精镗加工，其表面粗糙度为；
② 的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要求
；
        ③小孔钻加工，小孔表面粗糙度要求。
轴承支撑座毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生产。
上面主要是对轴承支撑座零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。

3  工艺规程设计

3.1 加工工艺过程
由以上分析可知，该轴承支撑座零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于轴承支撑座来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。
由上面的一些技术条件分析得知：轴承支撑座的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。
3.2确定各表面加工方案
一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计轴承支撑座的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。
3.2.1影响加工方法的因素
⑴ 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。
⑵ 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。
⑶ 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。
⑷ 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。
⑸ 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。
选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。。
3.2.2加工方案的选择
⑴ 由参考文献[3]表2.1～12可以确定，平面的加工方案为：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。
⑵ 由参考文献[3]表2.1～11确定，大头φ42、φ32孔的表面粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：粗镗——精镗。
⑶ 小头孔加工方法：
加零件毛坯不能直接铸出孔，只能铸出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。
⑷小孔加工方法：
因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔的加工方法。
3.3 确定定位基准
3.2.1粗基准的选择
选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。
粗基准选择应当满足以下要求：
⑴ 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
⑵ 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
⑶ 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。
⑷ 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证轴承支撑座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴承支撑座零件图分析可知，主要是选择加工轴承支撑座底面的装夹定位面为其加工粗基准。
3.2.1精基准选择的原则
⑴ 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
⑵ 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。
⑶ 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。
自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。
此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证轴承支撑座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴承支撑座零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。
选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。