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轴承 说明书

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☆吕梁学院机械制造工艺学课程设计☆ 目 录 前 言 2 课程设计任务书 3 一、零件的分析 4 1.1 零件的作用 4 1.2 零件图样分析 4 1.3 零件的工艺分析 5 二、确定毛坯 5 2.1 确定毛坯种类： 5 2.2 确定铸件加工余量： 6 三、工艺规程设计 7 3.1 选择定位基准： 7 3.2 制定工艺路线 7 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 8 四、各工序的加工参数计算 9 4.1 铣底平面 10 4.2 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔 11 4.3 铣两直角边 13 4.4 刨退刀槽 14 4.5 铣四侧面 15 4.6 钻（铰）Ф8销孔 15 4.7 钻Ф6油孔 18 4.8 钻Ф4油孔至尺寸 19 4.10 钻Ф15的孔 20 4.11 扩孔至Ф28 21 4.12 车Ф35孔至尺寸 保证孔的位置 22 4.13 扩钻至Φ29.7 22 4.14 加工Φ31孔至要求尺寸 23 4.15 确定时间定额及负荷率： 24 五、夹具设计 26 5.1 确定定位方案，选择定位元件 27 5.2确定定位方案，选择定位元件 29 六、课程设计小结 31 参考文献 32 前 言 这个学期我们进行了《机械制造技术基础》课程的学习，并且也发动机厂里进行了工艺实习。为了让我们对理论知识和实际应用之间建立密切联系，在课程结束时我们开始了机械制造技术课程设计。课设开始之前我们对所学的各相关课程进行了一次深入的综合性的回忆与温习,这次温习我们对课设的内容也有了一定的认识,大家一致认为本次课程设计对我们非常重要，是我们对自己实际能力的一次历练。 通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。在课设中我们分组进行设计，在团队的实际操作过程中也发生过一些摩擦，不过在大家的责任心驱使下结果还是团结一致去分工完成任务，结果也让大家锻炼了团队协作的意识，相信在以后的学习生活中我们也会受益。另外，在设计过程中，经过老师的指导和同学们的热心帮助，我们顺利完成了本次设计任务。 在课设的过程中，由于理论知识不够完善，实践能力尚不成熟，以及一些疏忽和大意的存在，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 课程设计任务书 题 目：设计轴承座的机械加工工艺规程及机床夹具设计 内 容： 1、绘制零件图 （按1︰1的比例） 1张 2、绘制毛坯图 （按1︰1的比例） 1张 3、填写零件机械加工工艺规程卡片 1套 包括：机械加工工艺过程卡片1套 机械加工工序卡片1套 4、机床夹具总体方案图 1张 5、编写零件课程设计说明书 1份 原始资料：零件图样1张； 一、零件的分析 1.1 零件的作用 轴承座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。 1.2 零件图样分析 图1.1 零件图 1）侧视图右侧面对基准C（φ31mm轴线）的垂直度公差为0.015mm。 2）俯视图上、下两侧面平行度公差为0.03mm。 3）主视图上平面对基准C（φ31mm轴线）的平行度公差为0.015mm。 4）主视图上平面平面度公差为0.008mm，只允许凹陷，不允许凸起。 5）铸造后毛坯要进行时效处理。 6）未注明倒角45。 7）材料HT200。 1.3 零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削为此以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： l）φ31mm轴承孔可以用车床加工、也可以用铣床镗孔。 2）轴承孔两侧面用铣床加工，以便加工21mm槽。 3）两个φ8mm定位销孔，与销要过渡配合，精度达到IT8，要先钻后铰才能达到要求。 4）侧视图右侧面对基准C（φ31mm轴线）的垂直度检查，可将工件用φ31mm心轴安装在偏摆仪上，再用百分表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大与最小差值为垂直度偏差值。 5）主视图上平面对基准C（φ31mm轴线）的平行度检查，可将轴承座φ31mm孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分表分别测量心轴两端最高点，其差值即为平行度误差值。 6）俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度的检查，可将工件放在平台上，用百分表测出。 二、确定毛坯 2.1 选择毛坯种类，绘制毛坯图 2.1.1 选择毛坯种类 （1）零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中会受到冲击，，生产类型为大批生产，选择金属型铸件毛坯。查《机械加工实用技术手册》，第242页表5-2，选用铸件机械加工余量等级为CT-9。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。 （2）绘制毛坯图 2.2 确定铸件加工余量： 查《机械制造工艺设计简明手册》，选用加工余量为8级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 表2.1 零件加工余量表 简 图 加工面 代号 基本 尺寸 加工余量等级 加工 余量 说 明 A1 32 8 3 单侧加工 A2 82 8 3 单侧加工 A3 38 8 3 单侧加工 A4 9 8 3 双侧加工 A5 15 8 3 双侧加工 B1 31 8 152 双侧加工 B2 35 8 17.52 双侧加工 三、工艺规程设计 3.1 选择定位基准： 1. 粗基准的选择：以轴承孔两侧毛坯为主要的定位粗基准 2. 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以已加工底面为主要的定位精基准,φ13mm的螺栓孔为定位精基准。 3.2 制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用卧式铣床、摇臂钻床、卧式车床及专用夹具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 1 时效处理 工序2 铸件内外非加工表面彻底清洗干净，涂耐油漆同时检查铸件是否有缺陷。 工序 3 夹轴承孔两侧毛坯，铣轴承座底面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度。 工序 4 钻φ9的孔和锪φ13的沉头孔。保证孔深8mm。 工序5 以已加工底面和沉头孔定位基准，在轴孔处压紧，铣主视图上平面及轴承孔左、右侧面42mm。 工序 6 刨2mm1mm 槽，照顾底面厚度15mm。 工序 7 夹42mm两侧面，按底面找正，铣四侧面，保证尺寸38mm和82mm。 工序 8 钻φ8mm的销孔，保证孔的尺寸及公差。 工序 9 钻φ6的油孔，保证孔深20mm。 工序 10 钻φ4的油孔，保证与φ的油孔相通。 工序11 以底面及沉头孔定位，采用专用夹具装夹工件，钻φ31mm、φ35mm孔，保证φ31mm中心至上平面距离15mm 工序12 以底面及沉头孔定位，在未加工的圆柱表面夹紧。采用弯板式专用夹具装夹工件，车φ31mm、φ35mm孔、倒角145，保证φ31mm中心至上平面距离15及φ31mm的表面粗糙度0.8. 工序13 去毛刺 工序14 总检入库 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 3.3.1 圆柱表面工序尺寸： 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下： 表3.1 圆柱表面工序尺寸表 加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 表面粗 糙度 Φ31IT7 （B1） 钻 ↓ 扩 15 IT11 12.5 2 IT11 6.3 Φ35（B2） 镗 0 6.3 Φ31IT7 （B1） 扩 ↓ 粗铰 ↓ 精铰 1.8 IT10 6.3 0.13 IT8 1.6 0.07 IT7 0.8 Φ4（B6） 钻 0 IT10 4 6.3 Φ13（B4） 钻 0 IT10 13 6.3 Φ8（B3） 钻 ↓ 粗铰 0.2 IT10 7.8 6.3 0 IT8 8 1.6 3.3.2 平面工序尺寸： 表3.2 平面工序尺寸表 工序号 工序内容 加工余量 基本尺寸 精度 工序尺寸偏差 01 铸件 3 CT12 04 粗铣下底面 2 19 IT12 精铣刮研下底面 1 18 IT6 05 粗铣上底面 2 16.0 IT12 精铣上底面 1 15.0 IT8 05 粗铣轴承孔 左侧面 2 42 IT12 精轴承孔 左侧面 1 41 IT8 05 粗轴承孔 右侧面 2 39 IT12 精轴承孔 右侧面 1 38 IT8 06 粗轴承座 前面 2 86 IT12 精轴承座 前面 1 85 IT8 06 粗轴承座 后面 2 83 IT12 精轴承座 后面 1 82 IT8 四、各工序的加工参数计算 4.1 铣底平面 4.1.1 粗铣底平面 1) 底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为Ф120x12，机床的型号………专用机床 2) 刀具：YG6硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取γ＝５ λ＝-10 K=60 =10。 3) 加工要求:粗铣轴承座的下底面。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为3mm，《工艺设计简明手册》表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1mm。 4) 确定每齿进给量，由《切削加工简明实用手册》表3.5，YG6硬质合金端铣刀所允许的进给量为f=0.14-0.24mm/z。但采用的不对称铣，f=0.14mm/z，ap=2mm。 5) 计算切削用量 由《切削加工简明实用手册》表3.16，当d=125mm时，Z=12,ap<3.5mm,f<0.24mm/z时，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/min n=nt*0.89*1=220.7r/min Vf=Vft*0.89*1=296.4mm/min 由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min 则 实际切削速度和进给量为： 校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。 由《切削简明手册》表3.24得当17420mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.3mm，寿命T=140min 5) 确定切削速度 由表2.14，HBS=200，加工属性四类 由表2.13得，f=0.36mm/r 标准 d<=30mm时 V=10m/min 切削速度的修正系数为K=1.0 K=1.0 K=0.85 见表2.31 V= V K=10x1.0x1.0x0.85x1.0=8.5m/min n==92r/min 根据机床取Nc=125r/min 6) 基本工时计算 t===0.20min 4.14 加工Φ31孔至要求尺寸 4.14.1 粗铰Φ30.7孔至Φ30.93 1) 刀具：硬质合金铰刀 由《切屑简明手册》表2.25得 2) 决定进给量 f=0.4-0.7mm/r Vc=10-15m/r 取f=0.5mm/r 3) 决定钻头磨钝标准及寿命，查表得，当d0 =￠30.93mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6~0.9mm，寿命T=140min 4) 决定切削速度 查表 切削速度修正系数为kTV=1.0,kcv=1.0,klv=0.85,ktv=1.0,故 v=vckv=（10~15）1.01.01.00.85m/min=8.5~13m/min vc = =r/min=6.8r/min n= =r/min=70r/min 根据Z3025钻床说明书，可考虑选择nc=100r/min， 5) 计算基本工时 tm=== 0.6 4.14.2 精铰 使孔至保证孔的表面粗糙度Ra 1.6 1) 刀具：硬质合金铰刀 由《切屑简明手册》表2.25得 f=0.4-0.7mm/r Vc=10-15m/r 取f=0.5mm/r 2) 决定钻头磨钝标准及寿命，查表得，当d0 =￠31mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6~0.9mm，寿命T=140min 3) 决定切削速度 查表 切削速度修正系数为kTV=1.0,kcv=1.0,klv=0.85,ktv=1.0,故 v=vckv=（10~15）1.01.01.00.85m/min=8.5~13m/min vc = =r/min=12r/min n= =r/min=123r/min 根据Z3025钻床说明书，可考虑选择nc=200r/min， 4) 计算基本工时 tm===0.3 4.15 确定时间定额及负荷率： 1) 作业时间包括加工时间和辅助时间两部分，则各工序的作业时间计算如下： （1） 铣轴承座底面的作业时间：粗铣和精铣基本时间已求出为0.15min和0.33min，作业时间如下： t= 0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.15+0.33+0.5+0.5=2.55min （2） 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔的作业时间：钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔基本时间已求出为0.09min和0.05min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04+0.09+0.5+0.05+0.5+0.5=2.33min （3） 铣两直角边的的作业时间：粗铣和精铣基本时间已求出为0.15min和0.15mm，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.15+0.15+0.5+0.5=2.05min （4） 刨退刀槽的作业时间：基本时间已求出为0.03min，作业时间如下： t=（0.5+0.03+0.01+0.03+0.02+0.16+0.5）∕10+0.03=0.15min （5） 铣四侧面的作业时间：基本时间已求出为0.35+0.35+0.15+0.15=1.0min，作业时间如下： t=0.5+0.04+0.01+0.05+0.05+0.07+0.03+0.03+0.16+1+1.5=3.54min （6） 钻（铰）Ф8销孔的作业时间：基本时间已求出为0.1+0.2=0.3min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.3+0.5 +0.5=1.99min （7） 钻Ф6油孔的作业时间：基本时间已求出为0.1，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.1 =0.59min （8） 钻Ф4油孔的作业时间：基本时间已求出为0.1min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.01+0.03+0.02+0.02+0.04+0.04+0.1 =0.59min （9） 钻孔至Ф15孔的作业时间：基本时间为0.28min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.28=1.07min （10） 扩孔至Ф28孔的作业时间：基本时间为0.9min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.9=1.69min （11） 镗孔至Ф35孔的作业时间：基本时间为0.03min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.03=0.82min （12） 扩、粗、精铰孔至Ф30.93孔的作业时间：基本时间为0.2min、0.3min和0.3min，作业时间如下： t=0.5+0.03+0.04+0.04+0.04+0.03+0.03+0.03+0.05+0.3+0.3+0.5+0.2+0.6+0.5=3.49min 五、夹具设计 5.1.1确定定位方案，选择定位元件 由零件图可知，根据ф6孔的尺寸要求，在对孔进行加工前，孔ф8和M面已按其加工技术要求加工，所以可以用一面两孔进行定位，选用一个菱形销和一个圆柱销进行定位加工。 5.1.2切削力计算 确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率Pm按《机械加工工艺手册•钻削、扩削、铰削加工》表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给的条件，可直接在《机械加工工艺手册•钻削、扩削、铰削加工》表3.4-15中插入法计算得：v=17m/min，F=939N,T=2.10N.m,Pm=0.19kw 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。由《机械加工工艺手册•钻削、扩削、铰削加工》表3.4-9得，切削速度的修正系数 ：KMv=0.88，Klv=0.8，故 v=17m/min x0.88x0.8=11.97m/min n=1000v/d=635.35r/min 由《机械加工工艺手册•钻削、扩削、铰削加工》表3.4-11 ，切削力及转矩的修正系数KMF=KMM=1.0，故F=939Nx1=939N T=2.1N.mx1=2.1N.m (3)校验机床功率 切削功率： Pm为P=Px（V实/v）Kmm =0.19x（11.97/17）x1.0 =0.14kw符合要求。 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔:d=6mm，f=0.25mm/r，n=635.35r/min，v=11.97m/min。 5.1.3.定位误差分析 该夹具一面两孔定位，孔定位用定位销和菱形销。该孔的技术要求其实并不高，采用一般的钻床专用夹具加工就可以了，不过考虑到该零件是大批生产的，所以为了考虑到效率和生产的成本，在这里设计了一套夹具。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 从图上可知：因为该孔并没有什么要求，所以对位置度误差没有什么要求，而且是自由尺寸所以不需要什么误差分析 所以经分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 5.2.1确定定位方案，选择定位元件 由零件图可知：根据ф31 ()mm孔的尺寸要求，在对孔进行加工前，孔ф8和N面已按其加工技术要求加工，因此，ф8孔及N面定位精基准（设计基准）来满足其ф31 ()mm尺寸要求。在这里选用一个菱形销和一个圆柱销和零件上端用一个压板压紧。 5.2.2切削力计算 由资料《机床夹具设计手册》可得： 切削力公式： 式中 ， 带入得：=1912.8.1N 夹紧力的计算： 带入公式： 计算切削力的时候必须考虑安全系数。 安全系数： 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献《机床夹具设计手册》可得： 所以 夹具的重量： 所以用相应的平衡块。 5.2.3.定位误差分析 该夹具一面两孔定位，孔定位用定位销和菱形销。要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 孔与面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由《互换性与技术测量》可知： 取m（中等级）即 ：尺寸偏差为、 由《机床夹具设计手册》可得： (1) 定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故 (2) 夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： (3) 磨损造成的加工误差：通常不超过 (4) 夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 误差总和： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求 六、课程设计小结 为了讲课本所学知识与实践相结合，我们进行了为期三个星期的课程设计，我们一组四人设计的零件是轴承座，通过这次实习我们学习到了很多东西，巩固了课本的理论知识，受益匪浅。 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 此次课程设计从第一步的准备工作到确定生产纲领.生产类型，工艺分析到最后的夹具的设计再到设计说明书的书写都是集体智慧的一次结晶，虽然过程难免有很多争执，但最后都被克服，顺利完成设计任务，使我们不仅加深了对所学知识的映像还学会了合作，团队精神。课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的陈义同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越 在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真….要永远的记住一句话:态度决定一切. 课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 最后感谢指导老师在这个炎热的夏日对我们的设计孜孜不倦的指导，相信此次课程设计会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我们终身受益。 参考文献 王先逵主编 《机械制造工艺学》 第二版 机械工业出版社 李益民主编 《机械制造工艺设计简明手册》 机械工业出版社 王绍俊主编 《机械制造工艺设计手册》 机械工业出版社 卢秉恒主编 《机械制造技术基础》 机械工业出版社 甘永立主编 《几何量公差与检测》 上海科学技术出版社 王光斗主编.机床夹具设计手册[S].上海：上海科学技术出版社，2000.11. 陈仪先主编.机械制造基础[M]. 北京：中国水利水电出版社， 2004. 王启平主编.机床夹具设计[M]. 哈尔滨工业大学出版社，1996. 徐嘉元主编. 机械制造工艺学（含机床夹具设计）[M].北京：机械工业出版社，2003 . 李旦主编.机械制造工艺学课程设计基础专用夹具图册[S].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.2. 32

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