轴承座加工工艺及夹具设计

1、题目：轴承座加工工艺及夹具设计班 级： 工程机械1102班学 号：学生姓名：完成日期： 2013.12.21目录序言 .5一、 零件加工工艺设计 .61、零件的工艺性审查 . .62、基准选择原则.73、定位基准选择 .74、拟定机械加工工艺路线.85、确定机械加工余量，工序尺寸以及公差 .86、选择机床设备及工艺设备 .97、确定切削用量9二、夹具设计 .121、问题提出 .122、家具设计 .13三、小节 .15四、参考文献.17一、零件加工工艺设计(1) 零件的工艺性审查：1)零件的结构特点轴承座如附图1所示。该零件是起支撑轴的作用。零件的主要工作表面为G 40的孔内表面。主要配合面是6

2、22的轴孔。零件的形状比较简单，属于较简 单的零件，结构简单。2）主要技术要求：零件图上主要技术要求：调质至HB230-250，锐边倒角，未注倒角0.5x450 , 表面作防锈处理。3）加工表面及其要求：a）总宽：为 18± 0.05mm。b）轴孔：22的孔径：22+0.018 mm,表面粗糙度Ra1.6um,c） 6 34的外圆：直径为G 340.005 mm,表面粗糙度为Ra1.6um,外圆与内 孔的同轴度不超过0.02m.,轴肩距为12mm。d）左端面：外圆直径为 9 52,上下边面距离38mmoe）螺纹孔：大径为4mm,轴心距离左轴肩3mm。f） 通孔：左端面均布4-6 4.

3、5通孔，左右中心距36mm,上下中心距27mm。g）退刀槽：距离右端面12mm,尺寸为1.5x6 334）零件的材料：零件在整个机器当中起的作用一般，不是很重要。选用45#。毛坯选择：1）确定毛坯的类型及制造方法零件为批量生产，零件的轮廓尺寸不大，为粗加工后的产品。1）确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状及尺寸如附图2所示。选用5 55x20的短圆棒。3）绘毛坯根据附图1所示的零件结构形状，在各加工表面上加上加工余量，绘制毛坯 零件图如附图2所示。（2）基准原则：粗基准的选用原则1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表 面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作

4、为粗基准。2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准3、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造 成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。精基准的选用原则1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置 精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为 基准的原则反复加工。4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的 定位基准。(3

5、)定位基准选择由于附图1所示的支座的零件图上多数尺寸及形位公差以 22 22孔及其右 端面为设计基准。工艺顺序的安排原则有四点：、1 .先加工基准面，再加工其他面。2 . 一般情况下，先加工平面，再加工孔。3 .先加工主要平面，再加工次要平面。4 .先安排粗加工工序，再安排精加工工序。根据上述四条工序安排原则以及粗、精基准选择的原则，确定各加工表面 的基准如下：a)两端面。互为基准，保证相互位置要求的原则。b)622的孔。精基准，统一基准原则。c) 上下两面。互为基准，保证相互位置要求的原则。d) 49 4.5孔：左端面。精基准，基准重合原则e) M4螺纹孔：下端面精基准，基准重合原则。f)

6、1.5x6 33 沟槽。精基准，基准重合原则。(4)拟定机械加工工艺路线：拟定加工路线：1. 铳左右端面。2. 钻中心孔。3. 热处理。4. 车内孔22。5. 车外圆。6. 铳大端面上下面。7. 钻4一4.5。8. 丝攻M4螺纹孔。9. 车沟槽。十. 清洗，去毛刺，倒角。H一. 检验。由于进行的是批量的生产，本工艺路线是采用工序分散的原则组织工序的，被加工孔4一64.5可在普通钻床上用钻模加工。优点是装夹次数少，夹具数目 也少，易于保证表面的位置精度，减少工序间的运输量，缩短生产周期。(5)确定机械加工余量，工序尺寸及公差根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺技术手册，分别确定各 加工表面

7、的加工余量，工序尺寸及公差如下：表1加工余量表工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度工序一铳左右端面1 mm18 mm3.2N m工序四车内孔221mm6 22mm1.6N m工序六铳上卜两端面5mm60mm3.2N m工序七钻孔44.52.75mm6 4.5mm12.5k m工序九车1.5xG33沟槽1mm1.5xG 33mm6.5k m(6)选择机床设备及工艺设备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：工序一：X62卧式万能铳床，YT15三面刃铳刀，专用夹具，0200/0.2mm 游标卡尺。工序四：数控车床CAK6136, K01车刀，专用夹具，游标卡尺。

8、工序七：Z4012钻床，4一64.5麻花钻，专用夹具，游标卡尺。工序九：数控车床CAK6136, K01车刀，专用夹具，游标卡尺。(7)确定切削用量1)工序一铳左右两端面加工条件：X62卧式万能铳床，两把 YT15三面刃铳刀，刀盘直径125mm, 宽12mm,齿数20,专用夹具，020R 0.2mm游标卡尺，柴油冷却。a.确定背吃刀量端面的总加工余量为5mm,由毛坯图已知铳削宽度为 %=60mm, 一次走刀加 工,牛二5 mm.b.确定进给量及基本工时根据工艺手册中表4.2-38,万能铳床X62,刀杆直径为22mm,再查切 削手册表3.15和工艺手册表4.2-38可得，我们可以取进给量f=0.

9、10mm/z。 c.计算切削速度根据切削手册表 3.27 可得，Cv=186mm, qv=0.2, yv=0.4, uv=0.2, m=0.2, xv=0.1,Pv=0,修正系数kv=1.1，选择刀具使用寿命T=60min.vc= Cvd0qvkv / (TmapxvfyvaeuvzPv) =186 x 1250.2 x 1.1/(60 0.2 乂 50.1 乂 0.1 0.2 乂 600.2 乂200) : 4.6m/min.d.确定铳床主轴转速n w=1000vc/ (冗 Xdw) =1000X 4.6/(3.14 X22)定 66.6 r/min根据工艺手册表 4.2-39 ,与66.6

10、r/min 相近的转速为 75r/min。现选择 nw=75r/min.所以实际切削速度为v=5 m/min.e.计算基本时间按工艺手册表6.2-7 , l =80mm,li=0.5(d 一 , d2二a2e)+(i3)= 0.5(125一 1252 一602)+(13)=9mm.12=2mm.时间 t= l_11一匕=_80_9 =0.61min, 取时间 t=40s。fMz0.1 20 752)工序七 钻孔4.5加工条件 Z4012钻床,G 4.5mm标准锥柄麻花钻，专用夹具，020R 0.2mm 游标卡尺，柴油冷却。a确定进给量根据切削手册表2.7, f=1.01.2,查工艺手册4.2-

11、16,根据机床实际纵 进给量取f=0.12mm/rb.选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.81.2mm,使用寿命为70min.c.计算切削速度根据切削手册表 2.30, Cv=4.8, zv=0.4, Xv=0, yv=0.7,m=0.2,表 2, 31 得，修 正系数kv=1.0.vc=Cvd0ZVkv/(TmapXVfyv)=4.8X39X 1.0/(70 0.2 乂 19.50X 0.120.7)定 18m/minn v=1000vc/( ndw)=1000X 18/(3.14 X 39)期 147r/min根据工艺手册表4.2-15 ,按机

12、床实际钻速选取 nw=125r/min,则实际切削速 度为 v=15m/min.e.计算基本时间按工艺手册表6.2-7 , l =60mm,l1 = D cot - r (1 2) =12mm, ' r=90 ,取 l1=2mm.2 12=2mm. l - L L 60 2 2.、时间 t=4.3min,取时间 t=260s。nwf125 0.123)工序四车内孔22加工条件数控车床CAK6136, K01车刀，专用夹具，游标卡尺，G 22孔用塞规，柴油冷却。a确定进给量根据切削手册表 2.10, f=0.91.2mm/r,查工艺手册4.2-16,根据机床 实际纵进给量取f=0.9mm

13、/rb.计算切削速度根据切削手册表 2.30, Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25,表 2, 31 得， 修正系数kv=1.0.Vc=Cvdozvkv/(TmapXVfyv)=16.5X 400.6 乂 1.0/(25 0.25 乂 40.2 乂 0.9 0.3)定 52.6m/minn v=1000vc/( ndw)=1000X 52.6/(3.14 X40)%418.8r/min根据工艺手册表4.2-15 ,按机床实际转速选取 nw=500r/min,则实际切削速度为 v=63m/min.c.计算基本时间为减少辅助时间，参照钻孔得时间t=260s.

14、4)工序九 车沟槽1.5*6 33加工条件 数控车床CAK6136, K01车刀，专用夹具，游标卡尺， 22 孔用塞规，柴油冷却。a确定进给量根据切削手册表 2.10, f=0.91.2mm/r,查工艺手册4.2-16,根据机床 实际纵进给量取f=0.9mm/rb.计算切削速度根据切削手册表 2.30, Cv=16.5, zv=0.6, Xv=0.2, yv=0.3,m=0.25,表 2, 31 得， 修正系数kv=1.0.vc=Cvd0Zvkv/(TmapXvfyv)=16.5X 400.6 X 1.0/(25 0.25 x 40.2 X 0.90.3)定 52.6m/minn v=1000

15、vc/( ndw)=1000X 52.6/(3.14 X40)%418.8r/min根据工艺手册表4.2-15 ,按机床实际转速选取 nw=500r/min,则实际切削速度为 v=63m/min.c.计算基本时间为减少辅助时间，参照钻孔得时间t=260s.(8)填写工艺文件按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺过程卡片(附表1)和机械加工工序卡片(附表2附表5)二、夹具设计(1)问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过与指导老师协商，决定设计第八道工序一一攻丝M4的夹具。本工序的加工要求为：M4,轴心距离左轴肩3mm本工序的主要加工条件为：手用丝锥上 M4

16、*1.25 ,43.8麻花钻，上下两 端面已加工好，达设计图样要求。未淬硬钢实心毛坯上钻孔的经济精度为IT1112,表面粗糙度为Ra=12.5Nm,在钻床夹具上加工时适当控制切削用量， 可保证孔的尺寸精度要求 和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工时，主要考虑的是要如何保证孔轴线与 *3.8孔轴线的位置度要求。(2)夹具设计1)定位方案及定位元件的确定与设计定位方案的确定根据工序加工的要求，我将定位方案确定如下：以左端面为主要定位基准，限制 3个自由度，以内孔为辅助定位，限制 2 个自由度，以下底面为防转基准，限制1个自由度。用螺栓螺母夹紧孔422的另 一端面。本方案是按照基准统一原则确定的，有

17、利于夹具的设计制造，装卸工件较方 便，夹紧力方向指向定位元件刚性较大的方向。定位元件的设计根据定位方案，设计定位元件的结构如图所示4 22孔采用短销大平面组合定位，限制5个自由度，下底面采用两个支撑钉，防止其转动，采用紧固螺钉。图1定位图定位误差计算根据所确定的定位方案，圆柱心轴与孔的配合为 20色,影响位置度的定f8位误差为：D = Dmax dmin=22.112m计 21.936mm=0.176mm由于工件对位置度公差没有特别要求，则我们认为该影响位置度的定位误差 满足加工要求。火紧力的计算本工件采用钻削的方式，因此根据夹具设计手册表 1-2-7可得,切肖力 Px =667Df 0.7K

18、p xpD钻头直径f每转进给量（mm）Kp修正系数查表1-2-8可得，Kp=0.4Px = 667Df 0.7 K ° =667 X 4 X 0.36 0.7 X 0.4=522N xp查机械设计手册可得，摩擦因数 口 =0.22理论夹紧力 F=Px = 522N ： 2372.5N0.22实际夹紧力Fk=FX kK安全系数。对于该工件的加工，安全系数 K可按下式计算：K=1.0X 1.0 X1.0 X1.3 X1.0 X 1.0=1.3实际夹紧力 Fk=2372.5 X 1.3=3084.25N取实际夹紧力Fk=3.5 KN.2）导向方案的选择导向方案的选择如图所示，由于零件是批量生产，考虑钻模磨损后可以更换，选择标准结构 的可换钻模。根据夹具的手册表1-7-4,钻模至工件表面的距离按 （1 1.5）d =8 12mm选取，考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，钻套至工件表面的距离取10mm1、顾崇衍等编著。机械制造工艺学。陕西：科技技术出版社，1981。2、倪森寿主编。机械制造工艺与装备。化学工业出版社，2001。3、张进生主编。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社，1994。4、姜敏凤主编。工程材料及热成型工艺。高等教育出版社，2003。5. 机