工艺课程设计说明书-涡轮轴承座工艺及铣端面铣槽夹具设计.doc

工艺课程设计说明书 1、 零件图分析 1. 零件的作用本零件是涡轮轴承座，用于装配轴承并与机体连接，故精度要求较高，对轴承有一定的保护作用。该轴承座主要起支承轴的作用，零件受载荷较大，且易引起震动，容易破坏。2. 零件的结构分析本零件属于轴套类零件，是一薄壁回转体，壁厚最薄处为1.8mm。其上多处分布有孔（侧面有四个均匀分布的小孔，六方上还有六个除一个外其余均匀分布的小孔）及槽（端面上有两个均布的槽，外圆面上有四个均布的槽）。内部有三个阶梯通孔，其中的孔用于装配轴承，外部用于与机体配合，故这两个表面有较高的尺寸精度和表面粗糙度。3. 零件的材料和技术要求 本零件的材料为1Cr13,是一种典型的不锈钢。该零件的技术要求为：1.锻件按III级检验；2.C表面镀银，银层厚度0.2-0.3；3.未注公差按IT12加工。 4.零件的工艺分析从零件图的分析可以看出，、的孔以及的外圆面是主要表面，尺寸精度要求较高，都达到了IT7级，表面粗糙度要求也比较高，达到了Ra0.8，最后一道工序都要用磨或者精镗才能达到所要求的精度；的外圆面尺寸精度达到了IT9级，需要细车才能达到精度；其余的个表面的尺寸精度都是IT12，只要粗车或粗镗就能达到相应的尺寸要求。位置关系精度分析：除D外均布的6孔的位置度公差为，大段内表面的圆柱度公差为0.015，外圆凸台处与小段外圆的同轴度公差为。二、毛坯设计本零件为轴套类零件，材料为1Cr13，是一种典型的不锈钢，应才用锻造毛坯。为减少后续机械加工的余量，节省材料，两侧内孔应预先锻造出通孔。为了锻造的方便，凸台可以先不锻出，而是通过后续的机械加工来完成。由于零件受载荷较大，且易引起震动，容易破坏，而且为薄壁复杂零件，利用铸造技术不容易实现，为增强涡轮轴承座的韧度和冲击强度，获得纤维组织，毛坯应选用锻件，为提高生产效率，所以选择为模锻件，毛坯拔模斜度为5度。毛坯的尺寸，又零件图上的各个尺寸以及各种加工方法的余量由后向前推出。涡轮轴承座的零件图如上图所示，由图可以看出，该零件是一个薄壁零件，在设计工艺编程和进行机械加工时要注意夹紧的方式，不能使零件产生过大的变形。三、工艺路线的制定1.基准选择基准的选择原则：1） 粗基准的选择原则： （1）保证重要表面的余量均匀； （2）有不加工表面选不加工表面； （3）选尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面； （4）在同一方向上只允许使用一次。2）精基准的选择原则： （1）基准重合的原则； （2）有不加工表面选不加工表面； （3）基准同一的原则； （4）互为基准的原则； （5）自为基准的原则。 本零件的基准的选择： 粗基准：在加工小段的时候应该以大段的端面作为基准来进行切削加工，在加工大端的时候，应以小端的端面作为基准来进行。 精基准：在小端和大端都进行了一定的机械加工后，凸耳已经有了一定的精度，因此在加工时可以凸耳的两面作为精基准。2. 工艺路线确定工艺路线的比较：方案（一）工序号工 序 名 称设 备工序卡片数附 注05毛坯有砧座锻110热处理115车 外圆、端面、内孔C620120车 外圆、端面C620125车 外圆、端面、内孔C620130磨 外圆、端面M115A135车 外圆、端面、倒角、环槽C620140车 外圆、内孔C620145车 外圆、内孔C620150磨 外圆M115A155磨 内孔M110160镗 环形槽C620165钻 六孔Z512170钻 四个径向孔Z512175铣六方X60180钳 修挫毛刺85铣两槽X60190钳 修挫毛刺95铣斜槽X52K1100钳 修挫毛刺105磨 内孔M21101110用煤油清洗零件表面115中检120镀银1125精镗内孔C6201130终检 方案（二）工序号工 序 名 称设 备工序卡片数附 注05毛坯有砧座锻110车 外圆、端面、内孔115车 外圆、端面C620120车 外圆、端面、内孔C620125磨 外圆、端面C620130热处理M115A135车 外圆、端面、倒角、环槽C620140车 外圆、内孔C620145车 外圆、内孔C620150磨 外圆M115A155磨 内孔M110160镗 环形槽C620165镗 六孔Z512170镗 四个径向孔Z512175铣六方X60180钳 修挫毛刺85铣两槽X60190钳 修挫毛刺95铣斜槽X52K1100钳 修挫毛刺105磨 内孔M21101110用煤油清洗零件表面115中检120镀银1125精镗内孔C6201130终检 工艺路线的分析： 由于生产类型为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，尽量使工序集中来提高生产率和降低生产成本。 从零件图上可知，对于零件的外圆和内孔应在车床上加工，以便于保证加工精度和各加工表面的同轴度；对于零件上的薄壁耳片应在铣床上加工，环形槽在车床上用成型车刀一次成型，以提高生产效率。 钻6个5.5、4个5的孔时，由于孔径较小，不宜在车床上进行扩孔和镗孔，应在钻床上钻孔，钳工修复达到要求。 由于毛坯是锻件，应首先进行冲孔，除去锻件一层厚壁。为后续在车床上加工做好准备，由于零件有硬度要求，应进行热处理，因此在机械加工之前应进行淬火、回火，硬度达到要求HRC24-34为后续加工做准备。 由于零件63的孔要求镀银，因此在镀银之前安排中检，保证要镀银之前的工件符合图纸要求，从而减少加工零件的废品率。镀银层厚度为0.2-0.3，镀银后的孔径为63，因此应进行尺寸链计算，以确定镀银前的孔径尺寸。 根据以上分析可以发现，以上两个方案都不同程度地存在问题，有些工序的安排的前后顺序有些不合理，所以在综合以上两方案后，我们最终确定的工艺路线如下：工序1 毛坯（模锻件）工序2 粗车小端端面、粗车小端外圆及端面，粗镗小端内孔工序3 粗车大端端面、粗车大端外圆及端面，粗镗大端内孔工序4 铣六边形工序5 热处理工序6 细车小端外圆及端面，半精镗小端内孔、车50度槽工序7 细车大段外圆及端面，半精镗大端内孔工序8 钻凸耳上除D外均布的六个小孔 工序9 钻大端径向均布的四个小孔工序10 钻斜面上的八个斜孔工序11 铣斜面上的四个斜槽工序12 铣端面的两个槽工序13 去毛刺工序14 精镗小端内孔工序15 中间检验工序16 表面镀银工序17 磨大段内孔工序18 磨外表面凸台工序19 精镗小端内孔工序20 镗大段内孔槽工序21 去毛刺工序22 清洗工序23 总检工序24 油封 4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定套筒材料为1Cr13，查手册知硬度为HB121-187，生产类型为批量生产。根据原始资料及加工工艺，可以确定各加工面的机械余量、工序尺寸及毛坯尺寸。径向尺寸：1.小端内孔根据工序要求，加工共分为粗镗、细镗、精镗、镀银、精镗。参照手册、各工序尺寸及余量为：工序名称工序基本尺寸/mm工序加工余量/mm精镗630.7精镗63.431.5细镗60.932.5粗镗56.9342.大端内孔 根据工序要求，加工共分为粗镗、细镗、磨。参照手册、各工序尺寸及余量为：工序名称工序基本尺寸/mm工序加工余量/mm磨720.7细镗71.32.5粗镗68.843. 大端凸台外圆根据工序要求，加工共分为粗车、细车、磨。参照手册、各工序尺寸及余量为：工序名称工序基本尺寸/mm工序加工余量/mm磨87.50.5细车881.5粗车922.54.外圆根据工序要求，加工共分为粗车、细车。参照手册、各工序尺寸及余量为：工序名称工序基本尺寸/mm工序加工余量/mm细车67.51.5粗车71.52.5根据同样的方法得到其他尺寸，由于其他尺寸的尺寸精度为IT12，只要粗加工就能达到精度要求。尺寸链的计算上述小端内孔的计算在镀银工序前后涉及到尺寸链的计算，具体的计算过程如下：涡轮轴承座小端内孔要求镀银厚度为0.2-0.3mm，镀银后尺寸为。此表面的加工顺序为：镗孔镀银镗孔。根据加工顺序列出银层厚度尺寸链如上图所示，由图可知，银层厚度是由前后两个镗孔工序尺寸来间接保证的，所以它是封闭环。图中t=,M后=。 代入尺寸链方程： 2t=M前-M后， 0.4=M前-63， M前 +0.2=ES(H)-0 ES(H)=0.2mm 0=EI(H)-0.03 EI(H)=0.03mm 因此 轴向尺寸 由于轴向尺寸很多都互相关联，故需要采用尺寸图表算出。尺寸图表如下：五、夹具设计1.总体思路我设计的夹具是用于工序12，铣端面的两个槽。由于目的是铣两个水平槽，因此只需限制工件五个自由度。根据零件图分析，可以按照一面两孔限制工件六个方向自由度。可以在工件两个小孔对称插入圆柱销和菱形销，再以一个底面加起来对工件进行定位。加紧部分为了方便和有效的进行加紧，采用螺钉-压板加紧机构对工件进行压紧。此外，对于铣床，铣床夹