轴承端盖工艺说明书.doc

沈阳建筑大学课程设计学号： 机械制造技术基础（专业方向课程设计2）课程设计说明书设计题目 轴承端盖 班 级：姓 名：指导教师：沈阳建筑大学 2014年12月12日 目录序言3一、零件结构工艺性分析41.1 零件工作原理41.2 零件工艺分析41.3 零件的技术要求：6二、 毛坯的选择6 2.1 确定毛坯制造形式62.2基面选择7三、定位基准的选择83.1精基准的选择83.2粗基准的选择8四、工艺路线的拟定84.1各表面加工方法的选择84.2加工阶段的划分9五、工序内容的拟定95.1工序尺寸和公差的确定95.2设备及工艺装备的选择115.3切削用量的选择及工序时间的计算115.3.1 工序一 车大端面，车外圆214115.3.2 工序二 车140，切槽125.3.3 工序三 车两端面145.3.4 工序四 镗129：155.3.5 工序五 镗108：155.3.6 工序六 镗128,136：165.3.7 工序七 切槽128：165.3.8 工序八 划线：175.3.9 工序九 钻8x15：175.3.10 工序十 锪8x15孔面：175.3.11 工序十一 钻8x9孔：185.3.12 工序十二 钻4x5孔：195.3.13 工序十三 攻螺纹M6：205.3.14 工序十四 精车两端面205.3.15 工序十五 精车214h7：205.3.16 工序十六 热处理：205.3.17 工序十七 磨140g6：20六、设计心得21七、参考文献21序言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 轴承端盖的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。一、零件结构工艺性分析1.1 零件工作原理题目所给定的零件是轴承端盖。作用是通过端盖定位轴承和密封。该零件148是安装密封毡圈，128是安装迷宫式密封毡圈。由于密封使润滑得以保证。1.2 零件工艺分析由零件图可知，该零件有2组尺寸要求较高，即214h7， 140g6。尺寸要求较高，其余尺寸要求相对较低，我们加工时可先以小圆柱面为粗加工基准，保证最高要求面加工余量均匀，同时在加工过程中两面互为精基准，保证同轴，依照先面后孔，先粗后精，基准先行的顺序加工。 图1.11.3 零件的技术要求：1.轴承盖零件，材料为HT200。2.零件的技术要求表： 表1.1加工表面尺寸及偏差mm公差mm及精度等级表面粗糙度 m形位公差mm轴承盖端面2140.13.2轴承盖外圆表面140IT61.6214IT71.6轴承盖孔内表面108+0.35+0.250.16.3128+0.35+0.25IT1212.5136+0.35+0.25IT1212.5打孔15IT1112.59IT1112.56IT1112.51.4 确定轴承盖的生产类型：根据设计题目年产量为10万件，因此该轴承盖的生产类型为中大批生产。2、 毛坯的选择2.1 确定毛坯制造形式零件毛坯为铸件，考虑到整体式加工，较废材料，不经济，而零件为普通零件不受冲击，故不宜选用锻件，最终确定使用铸件，为中批生产，且轮廓尺寸规则，零件为旋转体，可采用离心铸造。2.2基面选择如前所述，该零件总的来说尺寸要求不高，位置度、形状公差控制较严格，主要集中在端盖外圆柱面工作尺寸精度，其余各尺寸均围绕该尺寸，所以粗加工基准应选择大外圆，加工完214后再以此为精加工基准完成其余尺寸，最后完成140的精磨。2.3确定毛坯的尺寸公差： 1公差等级：由轴承盖的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2铸件件材质系数：由于该轴承盖材料为HT200。 3锻件分模线形状：根据该轴承盖的形位特点，选择零件方向的平面为分模面，属于平直分模线。 4零件表面粗糙度：由零件图可知，该轴承盖的各加工表面粗糙度Ra均大于等于6.3m。 图2.1 三、定位基准的选择3.1精基准的选择根据该零件的技术要求和装配要求，选择该轴承盖轴孔140g6和轴承盖右端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。轴孔40g6的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工轴的外圆表面和轴承盖外圆表面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用轴承盖左端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，选用轴承盖左端面作为精基准，夹紧可作用在轴承盖的右端面上，夹紧稳定可靠。3.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠，该轴承盖轴的外圆表面、右堵头外圆表面作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。四、工艺路线的拟定4.1各表面加工方法的选择准备工序：1.零件离心铸造，去应力，正火处理。2.检加工工序：1.车 车214，车右端面，倒角2.车 车140，切槽3.车 车两端面，倒角4.镗 镗1295. 镗 镗108，倒角6.镗 镗128，135，倒角7.车 切槽128倒角8.划线 划线8x15,4x9确定位置9.钻 钻孔8x1510.钻 锪孔8x1511.钻 钻孔8x912钻 钻孔4x613. 钻 攻螺纹4xM614. 热处理15. 精车 精车大端面，精车小端面16. 精车 精车214h717. 磨 粗磨，精磨140g64.2加工阶段的划分 该辊筒体加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。五、工序内容的拟定5.1工序尺寸和公差的确定加工表面加工方案加工余量精度等级尺寸及精度轴承盖两端面粗车2IT1225 -0.3 -0.51轴承盖 130 -0.043 -0.203外圆表面半精车1.8IT10130 -0.043 -0.443粗车2.5IT12130 -0.043 -0.203轴承盖 100f10外圆表面半精车1.5IT10100 -0.036 -0.386粗车2.5IT12100 -0.036 -0.176轴承盖 70 -0.011 -0.131 孔内表面半精镗1.0IT1070 -0.011 -0.131粗镗2.0IT1270 -0.011 -0.311轴承盖 85 -0.013 -0.363 孔内表面粗镗2.0IT1285 -0.013 -0.363轴承盖 90-0.013 -0.363孔内表面粗镗2.0IT1290-0.013 -0.363打 7 -0.006 -0.096孔钻7.0IT117 -0.006 -0.096 表5.15.2设备及工艺装备的选择1、设备：C6140 卧式镗床 摇臂钻床 2、工艺装备：普通车刀、镗刀、端面车刀、通用夹具，麻花钻，锪刀，专用夹具等等。5.3切削用量的选择及工序时间的计算5.3.1 工序一 车大端面，车外圆2141. 加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸： l=25mm加工要求：粗车轴两端面，加工余量2mm; 机床：C6140车床 刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。 2. 切削用量 （1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=2mm一次走刀即可完成。 （2）确定每次进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.60.9mm/z故选择：fz=0.66mm/z。 （3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。 （4）计算切削速度vc根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/minNs=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min 根据切削用量简明手册实际转速为250r/min故实际切削速度 Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min 综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。tmL/ nf=(65+1.6)/250*0.66=0.40min工步二综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。tm =0.2min5.3.2 工序二 车140，切槽工步一1. 加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸： l=25mm加工要求：粗车轴两端面，加工余量2mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量（1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=2mm一次走刀即可完成。（2）确定每次进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.60.9mm/z故选择：fz=0.66mm/z。（3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。（4）计算切削速度vc根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/minNs=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min根据切削用量简明手册实际转速为250r/min故实际切削速度Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。tmL/ nf=(65+1.6)/250*0.66=0.40min工步二综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。tm =0.2min5.3.3 工序三 车两端面1选择刀具：与粗车端面刀具相同2确定切削用量（1）确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为2.5mm,一次走刀，asp=2.5/2=1.25mm。(2)确定进给量由切削用量简明手册表314得f=1.01.4mm/r。再由简明手册表412查取f =1.02mm/r。（3）选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.81.0,耐用度为T=60min。根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/minNs=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min根据切削用量简明手册实际转速为250r/min.故实际切削速度:Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。tmL/ nf=(15+2.7)/250*1.02=0.07min5.3.4 工序四 镗129：此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =0.76, n =320r/min, V =100.5m/min。tmL/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min5.3.5 工序五 镗108：1. 加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸： l=25mm;加工要求：半精车外圆表面，加工余量1.8mm;刀具：车刀形状，刀杆尺寸都与粗车相同。刀牌型号为YT15, KR =45, KR =5, Y0 = 90, a0 =82.确定切削用量（1）确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为1.8mm,一次走刀，asp=1.8/2=0.9mm。(2)确定进给量由切削用量简明手册表314得f=1.01.4mm/r。再由简明手册表412查取f =1.02mm/r。（3）选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.81.0,耐用度为T=60min。 (4)确定切削速度VC根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/minNs=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245r/min根据切削用量简明手册实际转速为250r/min故实际切削速度Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此工步的切削用量为：a =0.9mm，f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。tmL/ nf=(15+2.0)/250*1.02=0.07min5.3.6 工序六 镗128,136：此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =0.76, n =320r/min, V =100.5m/min。tmL/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min5.3.7 工序七 切槽128：机床：T68卧式镗床单边余量由简明手册4.2-20查得取由简明手册4.2-21查得取VC= 3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min计算切削工时tmL/ nf=(6+2.0)/200*0.52=0.08min5.3.8 工序八 划线：188上8个均布的孔；197上4个均布的孔，与之前孔交错。5.3.9 工序九 钻8x15：机床：摇臂钻床1刀具选择高速钢麻花钻头，其直径15mm，双维修磨横刃。单边余量由简明手册4.2-20查得取由简明手册4.2-21查得取VC= 3.14Dn /1000=3.14*90*200/1000=56.5m/min计算切削工时tmL/ nf=(9+2.0)/200*0.52=0.11min5.3.10 工序十 锪8x15孔面：机床：摇臂钻床单边余量由简明手册4.2-20查得取由简明手册4.2-21查得取VC=3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min计算切削工时Tm=L/fm=6+2/200*0.52=0.085.3.11 工序十一 钻8x9孔：1刀具选择高速钢麻花钻头，其直径9mm，双维修磨横刃。2选择切削用量(1)决定进给量f 按加工要求决定进给量：据简明手册铸铁的强度小于等于200HBS，d=8mm时，f=0.470.57mm/r由于l/d=25/9=2.8,所以不用乘孔深修正系数。 按钻头强度决定进给量：据简明手册钻头强度为640Mpa，d=8mm钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r 按机床进给机构强度决定进给量：据简明手册强度小于等于640MPA，d小于等于10.2mm，f=2.25mm/r。比较可以看出加工要求进给量是工艺要求，f=0.470.57mm/r，根据转床说明书f=0.48mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将通是钻头容易断，故在即将通时改为手动进给。(2）决定钻头磨钝标准和寿命据简明手册，d=8mm，最大磨损量取0.6mm，寿命为35min(3）决定切削速度 强度为200MPA的铸铁5类当为5类f=0.27mm/r，双维修磨横刃，d=7mm时据简明手册Vt =16m/min修正系数为ktv=1.0,kcv=1.0,k1v=0.85,k0v=1.0V=vt*kv=16*1*1*0.85*1=13.6m/minn =1000VC/3.14D =100013.6/3.149=481.2r/min据简明手册转床最接近481.2r/min的转数为545r/min(4）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=15mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=6mm，则：tmL/ nf=(15+6)/0.48*545=0.08min。 该零件需要钻6个相同的孔，每60度钻1个，T=3t=0.48min5.3.12 工序十二 钻4x5孔：1刀具选择高速钢麻花钻头，其直径6mm，双维修磨横刃。2选择切削用量(1)决定进给量f 按加工要求决定进给量：据简明手册铸铁的强度小于等于200HBS，d=8mm时，f=0.470.57mm/r由于l/d=25/9=2.8,所以不用乘孔深修正系数。 按钻头强度决定进给量：据简明手册钻头强度为640Mpa，d=8mm钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r 按机床进给机构强度决定进给量：据简明手册强度小于等于640MPA，d小于等于10.2mm，f=2.25mm/r。比较可以看出加工要求进给量是工艺要求，f=0.470.57mm/r，根据转床说明书f=0.48mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将通是钻头容易断，故在即将通时改为手动进给。(2）决定钻头磨钝标准和寿命据简明手册，d=8mm，最大磨损量取0.6mm，寿命为35min(3）决定切削速度 强度为200MPA的铸铁5类当为5类f=0.27mm/r，双维修磨横刃，d=7mm时据简明手册Vt =16m/min修正系数为ktv=1.0,kcv=1.0,k1v=0.85,k0v=1.0V=vt*kv=16*1*1*0.85*1=13.6m/min5.3.13 工序十三 攻螺纹M6： 先钻6的孔，再攻螺纹孔由机械加工工艺手册，取进给量f=0.3mm/r、钻孔的切削速度v=27.42m/min， 由此算转速为： n=1000v/3.14D=1000X27.42/3.14X20.5=426r/min按机床的实际转速取n=600r/min，则实际切削速度为：V=3.14Dn/1000=3.14x20.5x600/1000=38.6m/min由机械加工工艺手册，取攻螺纹的切削速度v=20m/min。由此算转速为： n=1000v/3.14D=1000X20/3.14X22=289.5r/min按机床的实际转速取n=300r/min，则实际切削速度为：V=3.14Dn/1000=3.14x22x300/1000=20.7m/min5.3.14 工序十五 精车两端面：取加工余量为2mm，取进给量f=0.2mm/r，主轴转速取n=1180r/min，故切削速度为：v=3.14Dn/1000=0.472m/min5.3.15 工序十六 精车214h7：取加工余量为2mm，取进给量f=0.2mm/r，主轴转速取n=1180r/min，故切削速度为：v=3.14Dn/1000=0.472m/min5.3.16 工序十四 热处理 淬硬5.3.17 工序十七 磨140g6：左端面由粗磨、精磨两次加工完成，取精加工余量为1mm，故其粗加工余量为2mm。取精铣进给量f=0.5m/r，取粗铣进给量f=0.2mm/r。取粗、精加工的主轴转速分别为900r/min和900r/min。故相应的切削速度分别为： V粗=3.14Dn/1000=3.14