轴承座工艺设计

荆州长江大学机械制造工艺学课程设计说明书题目：轴承座车孔专用夹具及工艺设计姓名:学号:年级:专业:学生类别:指导教师:小明姓名:学号:年级:专业:学生类别:指导教师:小明200903578三年级机械设计制造四年本科陈义厚【摘要】轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动,始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡；，轴承座的概念就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•至于形状，多种多样,通常是一个箱体，轴承可以安装在其中。随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔，尤其是在汽车和电子电器等高速发展的领域。本次课程设计设计的课题就是轴承座的设计，是在学完汽车制造工艺学后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。关键词】轴承座工艺规格设计夹具设计工序工艺性目录TOC\o"1-5"\h\z、设计任务 1、工艺性分析 22.1零件的作用 22.2零件的工艺性分析 2三、工艺规程设计3.1零件材料 33.2毛坯选择 33.4制订工艺路线TOC\o"1-5"\h\z3.5机械加工余量、工序尺寸及公差 10四、 夹具设计 12\o"CurrentDocument"4.1提出问题 12\o"CurrentDocument"4.2夹具设计 12五、 设计心得 17六、 参考文献 18、设计任务.设计课题：轴承座机械加工工艺规程设计加工①30、①35孔专用夹具设计设计要求:(1)零件毛坯图1张(2)机械加工工艺过程卡片1张⑶机械加工主要工序的工序卡片1张(4)夹具装配图1张(5)夹具零件图1张(6)设计说明书1份零件简图：如图1-1所示名称：轴承座生产批量：中批量图1—2、工艺性分析2.1零件作用设计题目所给零件为轴承座，主要作用是安装轴承以支撑轴。2.2零件工艺性分析

2、以①6mn孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：①6mm?由孔，两个①13mm沉孔，两个①9mm通孔，两个①8mn配作孔，以及与①30mn轴线之间尺寸为mm的①6mn孔的外端面。3、 ①9mn孔的外端面。这个加工表面的位置要求为：与①30mn孔的轴线的平行度误差为0.03mm表面平面度误差为0・008mm(只允许中间向材料内凹下)，位置度误差为0.01mm.4、 槽2工1mm三、工艺规程设计3.1零件材料零件材料为HT20Q是中碳钢，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差。用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件， 以及对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的ZaP -thtLz?/rl-t—Lzr-l-t?/■<<>Iz模锻加工工艺的几点优势：①由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂；②锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。③锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时；④生产率较高；⑤操作简单，易于实现机械化；⑥生产批量越大成本越低。从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模锻加工工艺中的锤上模锻。322确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状及尺寸如图3-1所示图3-1o3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定(1)、确定轴承座底平面的加工余量及工序尺寸a)、轴承座底平面的加工过程如图3-2所示图3-2b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方窒》得出粗铣、精2）、确定轴承座上平面的加工余量及工序尺寸a）、轴承座上平面的加工过程如图3-3图3-3b）、根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铳、精铣上底面的工序偏差。方便铣削，并要间接保证尺寸 15+0.050，以及平面3-2度，侧以下底面为精基准加工两底面。两上底面的加工余量及工序尺寸见表表3-23-2（3）、确定轴承座左右两侧面的加工余量及工序尺寸a）、轴承座左右两侧平面的加工过程如图 3-4所示图3-4(4)、确定轴承座前后两端面的加工余量及工序尺寸a)、轴承座前后端面的加工过程如图3-5所示图3-5b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铳前后两端面的工序偏差。因前端面是宽度方向上的尺寸基准，并为加工孔①30的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。下底面为两端面的加工余量及工序尺寸见表3-4表3-4匚序率本尺4匸序单边余量/mm公差尊级储差尺寸及公#表面粗糧度443n14+1.044+1.025粗铳4()21112精铳3&IITS3.23・3基准的选择①9mn?L的外端面为粗基准。该表面位置要求较高，要求加工余量分布尽可能均匀。以此加工轴承底座底面以及其它表面， 用平口钳夹持①30mm两侧面可实现完全定位。3.3.2精基准的选择根据零件图上标注的平行度，垂直度等位置要求，主要考虑互为基准和基准统一与基准重合原则，以粗加工后的底面（①13孔外端面）为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。基准不重合时应该在下文专门进行尺寸换算， 此处不再重复。3.4制订工艺路线3.4.1工艺路线方案一工序1铸造毛坯；工序2检验；工序3铳①30端面，以轴承座底面（①13孔外端面）为定位基准；工序4掉头铳①30端面;工序10铳①9外端面；工序11钻孔①9、①&①6,總孔①13；工序12钻孔①4；工序13去毛刺；工序14检查；342工艺路线方案二工序1铸造毛坯；工序2检验；工序3铳轴承座底面（①13孔外端面）端面）为定位粗基准；工序4刨槽2x1mm工序5铳孔①30侧面、①8侧面；,以轴承座的底座的上表面（①9外工序10铣①9外端面；工序11钻孔①9、①&①6,锪孔①13；工序12钻孔①4；工序13去毛刺；工序14检查；3.4.3两个个工艺方案的比较与分析以上方案大致看上去都是合理的，但仔细考虑零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一：在工序3先以轴承座底面（①13孔外端面）为定位粗基准铳①30端面，不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应选择不加工面为粗基准。同时也不能保证端面与孔① 30轴线的位置要求。方案二：在工序7车孔①30、①35及端面，然后再铳其端面，这样可以保证其端面与孔①30轴线的位置要求。方案二相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作并能生产率高。考虑工厂设备，能否借用工、夹、工序3铳轴承座底面（①13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（①9外端面）为定位粗基准，选用X628铣床；工序4刨槽2Xlmm以轴承座底面（①13孔外端面）为基准，选用B665牛头刨床；工序5铳孔①30侧面、①8侧面，选用X628铳床；工序6掉头铳孔①30侧面、①8侧面，选用X628铳床；工序7车孔①30、①35及端面以轴承座底面（①13孔外端面）为基准，选用C6136普通车床及专用夹具；工序8铣①30端面，选用X628铣床；工序9掉头铣①30端面，选用X628铣床；工序10铳①9外端面，选用X628铳床；工序11钻孔①9、①&①6,锪孔①13,选用Z4116台钻及专用夹具;工序12钻孔①4,选用Z4116台钻及专用夹具;工序13去毛刺；工序14检查；3.5机械加工余量、工序尺寸及公差轴承座零件材料为HT200钢，硬度为HBS230—250,生产类型为中批生产。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的工序尺寸、机械加工余量如下：3.5.1半精车?30内圆面确定被吃刀量：a=0・9mmP确定进给量：根据《工艺手册》表8-5确定，选用f=0・32mm/r计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6，选用v=1・667m/s=100m/minc1000vD•确定主轴主轴转速： nw c931r/minwdw根据《工艺手册》表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000r/min,现选3.5.2精车？30：°。23内圆A・确定被吃刀量：a=0.1mmpB.确定进给量：根据《工艺手册》表8-5确定，选用f=0.20〜0・30mm/r,所以选用f二0.25mm/rC・计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6,选用Vc=l.667m/s"2.170m/s,所以选用v=2m/s=120m/mincD・确定主轴主轴转速：n=1000Vc1117r/minwdw根据《工艺手册》表10—7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000r/min,现选1000r/min,实际切削速度v二107m/minoC•E・计算基本时间：按《工艺手册》表 1=12mm,1^=2mm1iili2——二0.05minnfw3.5.3粗车？30内圆面A・确宗被吃刀量：a=0.9mm=0mm2根据《工艺手册》表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000r/min,现选1000r/min,实际切削速度v=107m/min。c・E•计算基本时间：按《工艺手册》表・E•计算基本时间：按《工艺手册》表t=—匕=0.043minnwfbw3・5・4精车?35内圆面确定被吃刀量：a=0.1mmp确定进给量：根据《工艺手册》表选用f=0.25mm/r计算切削速度：根据《工艺手册》表选用v=2m/s=120m/minc8-32,1=12mm,h=2mmS=0mm8-5确定，选用f=0・20~0・30mm/r，所以8-6，选用v=1.667m/s~2.170m/s,所以cD. 确定主轴主轴转速：n=1000Vc1117r/mindww根据《工艺手册》表10-7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107m/min。c・E・计算基本时间：按《工艺手册》表8-32，1=12mm,h=2mmJ=0mm机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具•专用夹具•可调夹具•组合夹具等。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，采用4个工件同时加工，并根据零件图实际需要，需要设计加工M4螺纹的夹具。4.2夹具的设计4.2.1定位基准的选择据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。图4-1方案一如图4-1所示面也就是整个轴承座的截面定位限制两个自由度。面是轴承座的地面定位限制三个自由度面是侧面定位限制一个自由度。方案二：是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位兀件承受，很容易引起变形。本工序车？30、？35内圆弧面，加工的切削力主要是刀头进给时的轴向力和钻削扭矩，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案一。422定位元件的设计通过方案一来选择设计定位元件限制1平面的元件三维图如图4-3所示图4-3限制2、3面的元件三维图如图4-4所示图4-44.2.3切削力及夹紧力的计算圆周分力Fc=902卜予F〃〃Kp径向分力Fp=2383时严％WKp轴向分力Ff=3326Kp其中引 背吃刀量2.3mm(?30)4mm(?35)f 每转进给量°・16mm(?30)0.3mm(?35)Vc-切削速度m/min60(?30)40(?35)Kp-修正系数1.081.630.70所以切削？3°时的各切削力Fc仁566.8NFp2=801.5NFf3=416.4N切削？35时的各切削力Fcl=1579.5NFd2二2494.7NKp-修正系数1.081.630.70所以切削？30时的各切削力Fc1=105.45NFp2=57.23NFf3=97.96N切削?35时的各切削力Fc1=194.3NFp2=421.4NFf3=303.4N②车削夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式：KEsin□号Wk=加上式中Wk实际所需夹紧力K—安全系数3、定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合厶 B=0,由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。△Y=0.5Sd=0.5X0.12mm0.06mm424加紧元件的设计图4-5加紧元件由一个V型块给轴承座顶端一个向下的力来使工件加紧，而后的螺杆是为了在装卸工件方便所做的设计4.2.5整个夹具装配图的三维图图4-64.2.6紧固元件的选择由于夹具零件都是固定在夹具体上面的， 所以应该选择螺钉，由于夹具的设计尺寸面的宽度多为15或者20cm尺寸较小，为了满足强度要求以及在这么小的空间装配拆装，故选择内六角圆柱头螺钉。为期两周的工艺、夹具课程设计基本结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为《汽车制造工艺学》课程的重要教学环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程主要经过了两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段中认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会了查各类工艺手册。选择加工余量，确定毛胚的形状，大小等，绘制出了毛胚图。又根据毛胚图和零件图构想出了两种工艺方案，比较其中较合理的方案来编制工艺。其中运用了基准选择，时间定额计算等方面的知识，、。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况来选择设备，填写了工艺文件。夹具设计阶段，运用工件定位，夹紧及零件结构设计等方面的知识。汽车制造工艺设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的•这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过本次设计，我基本掌握了一个比较简单零件的加工工艺过程分析， 工艺文件的编制，专用夹具设计的方法和步骤。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题方面得到了一次公司机械加工工序卡片产品型号零（部）件图号共12页产品名称零（部）件名称轴承座第1页车间工序号工序名称材料牌号金工3铳底平面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件66X77.2x104mm1111设备名称设备型号设备编号同时加工件数工 工步内容工艺设备时夹具编号夹具名称切削液端面专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件0.15主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工排图排校1粗铳底平面2精铳底平面专用夹具装夹，二面刃圆盘铳刀装用同上248300

工艺设备工 工步内容工艺设备步

专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件0.14主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数 工步工时(r/min)(m/min)(mm/r)mm机动 辅助

车间工序号工序名称材料牌号金工5铳主视图上平面及轴承孔左右侧面42mmHT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件66X77.2x104mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式机床X611工艺设备工 工步内容工艺设备步

专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件0.3主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时(r/min)(m/min)(mm/r)mm机动 辅助专用夹具装夹硬质合金铳刀车间工序号工序名称材料牌号金工刨退刀槽HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件66X77.2x104mm设备名称设备型号设备编号同时加工件第牛头刨床B635工艺设备工 工步内容工艺设备步专用夹具工位器具编号 工位器具名称 工序工时准终单件0.03主轴转速切削速度进给量(r/min)(m/min)(mm/r)背吃刀量 进给次数 工步工时mm机动辅助

车间工序号工序名称材料牌号金工7铳四侧面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件66X77.2x104mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件多卧式机床X61X611夹具编号夹具名称切削液工艺设备工 工步内容工艺设备步

专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件1主轴转速 切削速度 进给量背吃刀量 进给次数 工步工时(r/min)(mm/s)(mm/r(r/min)(mm/s)(mm/rmm机动辅助精铳轴承孔两侧边粗铳轴承孔前后边精铳轴承孔前后边专用夹具装夹硬质合金刀装用同上装用同上公司机械加工工序卡片产品型号产品名称