毕业设计论文轴承座零件的机械加工工艺规程及工艺装备

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1、毕业设计说明书 题目：设计“轴承座”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备内容：1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工工艺规程 1张 4、课程设计说明书 1张 班 级：机电系模具(3)班 学 生：陈群 指 导 教 师： 教研室主任 ： 2008年 月 日序言毕业设计是我们在学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后进行的。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。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能

2、力，为自己今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。零件的分析(一)零件的作用:题目所给定的零件是为了轴承的精准固定而设计的轴承座，它位于轴承盖的上部：主要作用是保证轴有足够的强度并能满足精度要求运转；稳定轴承及其所连接的回转轴，确保轴和轴承内圈平稳回转避免因承载回转引起的轴承扭动或跳动。零件的表面有三个孔用以安装和两个削钉孔用于固定。零件外圆内有镗孔与传动轴承相配合，用于精准固定。（二）零件的工艺分析：轴承座这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，现将这二组加工表面分述如下：1 以孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：

3、一个的孔以及倒角，尺寸为的镗孔相平行的平面，。其中，主要加工表面为镗孔，这是用来装配滚动轴承。2 以长18mm端面的加工表面。这一组加工表面包括：安装孔，削钉孔，以及的外圆表面。3 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1）中心孔与镗孔中心一样。公差为100：0.20；2）镗孔对中心孔平行度公差为0.1mm ;3）平面平面度公差为0.1mm ;4）垂直面垂直度公差为0.1mm ;5）平行面平行度公差为0.1mm;由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造

4、形式。零件材料为45钢，考虑到承受径乡向载荷，适合于圆柱孔和圆锥孔的调心滚动轴承。因此应该选用锻件，以便使轴承尽量不被损坏，保证零件工作可靠。由于零件年产量为60000件，已达到成批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成行，这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则，不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：对象轴承座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完

5、全合理的，对本零件来说，以60mm外圆（或62mm外圆）表面做粗基准（三点定位）既可，对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三）制订工艺路线。制订工艺路线的出发点，是应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1 工艺路线方案一：工序车外圆60mm及端面。 钻中心孔钻28mm通孔。粗精车外圆及端面。镗止口32mm。例角560

6、。钻4.0和钻4.5通孔。例角560。平磨端面。2 工艺路线方案二：工序：钻4.0和钻4.5通孔。倒角560。粗铣外圆及端面。精铣外圆及端面。钻28mm孔（不到尺寸）。镗28mm孔（不到尺寸）。精镗28mm孔，倒角245。镗孔32mm，（不到尺寸）并镗止口32mm。倒角560。 检查。工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以中心孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工32mm镗孔；而方案二则与此相反，先是端面，然后以此孔为基准加工其外表面。两者相比较，可以看出，先加工中心孔后，再以中心孔定位加工32mm镗止口，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等都比较方便。但方案一

7、中的工序、，减少了装夹次数，但在一道工序中要完成这么多工作，除了可以选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）以外，只能选用三角车床，利用三六角头进行加工。而三角车床目前大多适用于粗加工，用来在此处加工32mm镗止口是不合适的。因此决定将结合方案一和方案二，改为如下工序加工，具体工艺过程如下：工序粗车外圆60mm及端面，粗基准的选择如前所述。 倒中心孔为定位基准。钻28mm通孔（不到尺寸）。粗精钻28mm通孔。精车外圆60mm及端面。粗精镗止口32mm。倒角560。钻4.0和钻4.5通孔。粗精镗钻4.0和钻4.5通孔。倒角560。平磨端面。检查

8、。 以上加工方案大致看来还是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求，以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在镗止口32mm及端面加工要求上。32mm止口与端面垂直，垂直度为公差为0.1mm。由此可以看出，因为32mm止口的中心线要求与28mm中心中线重合，因此，加工及测量32mm止口时应以中心孔为基准。这样做，能保证设计基准与工艺基准相重合，在上述工艺路线制订中也是这样做的。同理，32mm止口与其外端面的垂直度（0.1mm）的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中却没有这样做：32mm止口加工时，以28mm中心孔定位（这是正确的）；而32mm止口的外端加工

9、时，也是以28mm中心孔定位。这样做，从装夹上看，似乎比较方便，但却违反了基准重合的原则，造成了不必要的基准不重合的误差。具体来说，当39mm二孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难的），那么由于32mm止口与中心孔仍有100：0.20的平行度公差，则32mm止口加工完了以后，再增加一道工序：以28mm孔为基准，磨28mm孔外端面。这样做，可以修正由于基准不重合造成的加工误差，同时也照顾了原有的加工路线中装夹较方便的特点。因此，最后的加工路线确定如下： 工序车端面及外圆62mm、60mm，并挑螺纹M601。以两个叉耳外轮廓及65mm外圆为粗基准，

10、选用C620-1普通车床加专用夹具。钻、扩花键底孔43mm并镗止口孔55mm。以62mm外圆为基准，选用C365L六角车床。内花键孔560倒角，选用C620-1车床加专用夹具。钻锥螺纹Z1/8底孔。选用Z525立式钻床及专用钻模。这里安排钻Z1/8底孔主要是为了下道工序拉花键孔时，为消除回转自由度而设置的一个定位基准。本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。拉花键孔。利用花键内底孔、55mm端面及Z1/8锥螺纹底孔定位，选用L6120卧式拉床加工。粗铣39mm二孔端面，以花键孔定位，选用X62铣床加工。钻、扩39mm二孔及倒角。以花键孔及其端面定位，选用Z535立式钻床加工。粗

11、、精镗39mm二孔，选用T740型卧式金刚镗床及专用夹具加工，以花键内孔及其端面定位。磨39mm二孔端面，保证尺寸_mm，以39mm孔及花键孔定位，选用M7130平面磨床及专用夹具加工。钻叉部四个M8螺纹底孔并倒角，选用Z4112-2台式钻床及专用夹具加工，以花键孔及39mm孔定位。攻螺纹4-M8及Z1/8。冲箭头。检查。以上工艺过程详见本指导书机械加工工艺卡片。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“轴承座”零件材料为45钢，硬度HB207241，毛坯重量约为0.5公斤，生产类型为成批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯，3级精度组（成批生产）。根据上述原始资料及加工工艺，分别对各加工表面的

12、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定如下：1外圆表面（60mm及M601）。考虑其加工长度为90mm，与其联结的非加工外圆表面直径为65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为65mm 。62mm表面为自由尺寸公差，其表面粗糙度要求为(相当于1)，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（M601端面）。长度余量及公差取 (见“机械制造工艺设计手册”表152以下均简称“手册”)。模锻斜度为7（图纸要求）。3.两内孔（叉部）。毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于IT7IT8之间。参照“手册”表129及表134确定工序尺寸及余量为：

13、钻孔：25mm二次钻孔：37mm 2Z12mm扩钻：38.7mm 2Z1.7mm精镗：38.9mm 2Z0.2mm细镗：mm 2Z0.1mm5 mm二孔的外端面（加工余量的计算长度为mm）。按计算法确定加工余量，参考表154实例进行计算。模锻毛坯余量不平度：m、缺陷层：m（表15） 空间偏差: 毛=1700m(表1-6)模锻毛坯公差、T=2200m(表1-52,按锻件宽度b=118mm查得的宽度公差)模锻斜度:7(图纸要求)粗铣余量加工精度:IT12、公差T=0.35mm=350m加工表面粗糙度:Ra6.3(4)(表1-12杠杆类零件)剩余空间偏差:剩(表1-6) 剩=K精毛 =0.06170

14、0m=102m式中: K精 精度提高系数 0.06(表1-22);毛 模锻毛坯的空间偏差1700m,见前。定位误差:按零件允许的角度公差2计算, =端面尺寸sin2=53sin2=1.849mm不平度:Rz=30m (表1-12)缺陷层:T缺=50m (表1-12) 磨两端面余量加工精度及表面粗糙度: 要求达到Ra 1.6 (相当于旧表面光洁度标准6),公差T=0.07mm,见图纸要求,不平度: Rz=10m (表1-12)缺陷层:T缺=20m (表1-12)剩余空间偏差: 精剩= K精剩=0.04102=4.08m 其中:K精 精度提高系数(表1-22); 剩 粗铣后的空间偏差, 102m。

15、安装误差安:取尺寸公差的13, 23m。最后,将上面由手册中所查得的各项数据分别填入下表。同时,按照“机械制造工艺设计手册”第3页所规定的步骤,计算出这个表面的各道工序的极限尺寸及余量值,也一并填入该表内: 加 工 余 量 计 算 表孔端面加工工序及工步余量组成(m)计算余量Zmin (m)计算尺寸(mm)公差T (m)极限尺寸(mm)余量极限值(mm)RzT缺安最大最小最大最小铣端面(计算尺寸1180-0.07模锻毛坯粗铣两端面磨两端面24030102501024.0817001024.08184923240392205126.4181183.4117.93220035070128.7118

16、.69118126.5118.34117.9310.010.698.160.41模锻斜度:7模锻毛坯尺寸:模锻分型面、毛坯制造尺寸及技术要求见47页毛坯图。(五)确定切削用量及基本工时。工序.车削端面、外圆。本工序采用计算法。 加工条件工件材料：45钢正火，0.35GPa,模锻。加工要求:车60mm端面, Rz200(1);粗车外圆62mm、60mm、Rz200(1);车螺纹M601。机床：C6201普通车床。刀具:端面车刀:刀片材料YT15, 刀杆尺寸1625mm2， =90, =15,o=12, =0.5mm。2计算切削用量1）粗车端面。若要考虑模锻斜度，轴线长度方向的加工余量（M601端

17、面处）为Zmax=8.06mm,Zmin=5.06mm。但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此轴端面不必全部加工，此时可只按Zmax=6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap3mm。走刀量0.4mm/r(表313)计算切削速度（表318），耐用度t=45min。确定机床主轴转速: 按机床选取 (表4-3)切削工时:2)粗车外圆。要求校验机床功率及进给机构强度。切削深度：单边余量Z=1.5mm 可一次切除进给量:考虑刀杆尺寸，工件直径及规定的切削深度，从表313中选用。计算切削速度（表318）确定机床主轴转速： 校验机床功率：由表34里查得单位切削功率 由表32查得当 时 。由机床说明书可知，车床的

18、电机功率为，当主轴转速为760r/min时，主轴传递最大功率为5.5kw（参见高等教育出版社1958年版陶乾编金属切削原理261页），所以机床功率足够。检验机床进给机构强度：由表34查得单位切削力F=1962MPa，故主切削力为 在一般切削加工中，刀尖圆弧半径对及的影响较大，对影响较小。由表38查得2mm时，0.73，从表312查得当时， 时，故径向力和轴向力分别为： 取机床导轨与溜板之间的摩擦系数0.1，则机床进给机构沿纵向进给方向所承受的力为 从机床说明书中可知， 车床纵向进给机构允许承受的最大力为3532N（360f）。因此，车床进给机构能够正常工作。 切削工时：切入长度 切出长度。 3

19、）车螺纹。切削速度的计算（表355）。刀具耐用度t60min，螺距s1，取0.15mm。 确定机床主轴转速： 按机床选取切削工时（表78）取粗行程次数3次，精行程2次，切入长度。 工序II. 钻、扩、镗内孔及止口。1） 钻孔 。 （表338） （表342） 按机床选取切削工时：切入。 2） 二次钻孔 （根据钻孔取参考值，见手册第350页扩钻与扩孔的切削用量） 按机床选取 （58r/min）切削工时： （表75） （4.57mm）3） 扩孔 （根据钻孔取参考值，见“手册”第132页“扩钻与扩孔的切削用量”） 按机床选取 切削工时： （表75）切入 4） 镗止口 取刀杆直径。加工余量 分二次加工。

20、令 选用硬质合金YT5镗刀。f=0.21mm/r （表 315） （表319及“手册”第102页“镗孔切削用量”） （444r/min）按机床选取7.16（430r/min） (表4-1)实际切削速度1.24m/s （74m/min）切削工时：（表71），偏刀考虑顺利切入的增加量） （0.27min）在本工步中，加工55mm止口的测量长度，由于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算。按图纸要求，加工完毕后应保证尺寸45mm。 45 A 尺寸链如图所示，尺寸45mm为终结环，给定尺寸185mm及45mm，由于基准不重合，加工时应保证尺寸A：A185-45140mm 规定公差值：由于185

21、即终结环公差应等于各组成环公差之和，现由本尺寸链较简单，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取IT16级精度，其公差1.6mm。并令0.8mm。工序。倒角560。 （参照表 317） （参照表 321） （150r/min） 按机床选取150 r/min（表 43）。切削工时（表 71）2.5mm，3mm，22 s （0.37 min）工序.钻Z 1/8底孔（8.8mm）=0.11mm/r（表 338）0.25 m/s（表 342）=9.05 r/s (543r/min)按机床选取545r/min (9.08r/s) （表 45）.实际切削速度0.25 m/s。切削工时（表 75）

22、=11 , =4, =3=18s (0.3 min)工序.拉花键孔单面齿升0.06mm（表 386）0.06 m/s (3.6 m/min) （表 388）切削工时（表 712）式中：单面余量3.5mm（由43mm50mm）； 拉削表面长度140mm；考虑标准部分的长度系数，取1.20；考虑机床返回行程的系数，取1.40：切削速度3.6mm/min； 拉刀齿升（每齿进给量）0.06mm；拉刀同时工作齿数 Z 。 t拉刀齿距，。Z 9齿 工序.粗铣39mm二孔端面（表 328）=0.45m/s （27m/min）（表 330）采用高速钢锒齿三面刃铣刀，齿数Z16 按机床选取 （表 317）实际切

23、削速度0.43m/s切削工时50mm，175mm，3mm，120s（2min）工序.钻、扩39mm二孔并倒角1）钻孔25mm0.43 mm/r 0.75=0.322mm/r（表 338）取0.32 mm/r（表 45）0.25 m/s (15m/min) （表 342） n=3.18rs(191rmin)按机床选取nw=3.25rs(195rmin)(表4-5)实际切削速度=0.255ms(15.3mmin)切削工时（一个孔） l=19mm,l1=9mm,l2=2mm =28.8s(0.48min)2)扩钻37mm(根据钻孔取参考值，见表338及“手册”第132页“扩钻与扩孔的切削用量) f=

24、0.70mm/r0.751.2=0.63mm/r取f=0.57mm/r(表45)=0.25m/s0.5=0.125m/s(7.5m/min)(表342及“手册“第132页)。n=1.075r/s(65r/min)按机床选取nw=1.13r/s(68r/min)(表4-5)实际切削速度v=0.13m/s(7.8m/min)切削工时（一个孔） l=19mm,l1=6mm,l2=2mm =43.5s(0.72min)3)扩孔38.7mm（根据钻孔取参考值），f=0.7mm/r0.752.4=1.26mm/r(表338及“手册”第132页)按机床选取f=1.22mm/r（表45）=0.125m/s(7

25、.5/min)n=1.03r/s(61.7r/min)按机床选取nw=1.133r/s(68r/min)实际切削速度=0.14m/r(8.26m/min)切削工时（一个孔） l=19mm,l1=3mm,l2=3mm, =18s(0.3min)4)倒角245双面为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同n=3.18r/s(191r/min)手动进给。工序.粗精镗39mm二孔粗镗孔至38.9mmf=0.1mm/rw=1000r/min(16.6r/s)（表49）=122.2m/min(2.03m/s)切削工时（一个孔）（表71） =19mm, =2mm, =1mm. =13.25s(0.22mi

26、n)2）精镗孔至39mm选取一个刀杆，利用金刚石镗床同时对工件进行粗,精镗孔,故切削用量及工时均与前相同。即：=0.1mm/rw=1000r/min=12.25s(0.22min)工序.磨39mm孔二端面，保证尺寸L=118mm选择砂轮（表39197，表413）GB46ZR1A6P350401272）切削用量的选择砂=1500r/min,砂=27.5m/s(表413)轴向进给量a=0.5=20mm(双行程)（参照“手册”弟175页）工件速度=0.166m/s(10m/min)(表3107)经向进给量 =0.015mm/双行程（表3106）3）切削工时（一个面）同时加工三个零件（表713） tm

27、=其中：L加工长度，330mm; B加工宽度，66mm Zb单面加工余量，059/2=0.30mm K系数，1.14（表715） Z同时加工零件数。 =100s(1.66min)工序X，钻螺纹底孔46.7mm=0.2mm/r0.50=0.1mm/r（表338）=0.25m/r(15m/min)(表342)s=11.88r/s(713r/min)按机床选取w=800r/min(13.33r/s)(表46)实际切削速度=0.28m/s(16.84m/min)切削工时（一个孔） =19mm ，=3mm, =1mm. =17.25s(0.29min)工序。攻螺纹4M8及Z1/8。由于公制基本螺纹M8及60圆锥螺纹Z1/外经相差无几，故切削用量均按加工M8螺纹选取。0.123m/s (表342)按机床选取 实际切削速度 0.113 m/s