軸承座加工工藝規(guī)程及鏜削120孔專用夾具設計

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1、 目 錄 1、軸承座的工藝分析及生產類型的確定 1 1.1、軸承座的用途 1 1.2、軸承座的技術要求： 2 1.3、審查軸承座的工藝性 2 1.4、確定軸承座的生產類型 3 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 3 2.1選擇毛胚 3 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 3 2.2.1公差等級 3 2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 3 2.2.3繪制軸承座毛坯簡圖 4 3、擬定軸承座工藝路線 4 3.1、定位基準的選擇 4 3.1.1．精基準的選擇 4 3.1.2．粗基準的選擇 4 3.2 、表面加工方法的確定 4 3.3、加工階段的劃分

2、5 3.4、工序的集中與分散 5 3.5、工序順序的安排 5 3.5.1機械加工工序 5 3.5.2．熱處理工序 6 3.5.3．輔助工序 6 3.6、確定工藝路線 6 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 7 5、切削用量、時間定額的計算 7 5.1、切削用量的計算 7 5. 7 5.2、時間定額的計算 8 5.2.1．基本時間tj的計算 8 5.2.2．輔助時間ta的計算 8 5.2.3. 其他時間的計算 8 5.2.4．單件時間tdj的計算 9 6.夾具設計 9 6.1提出問題 9 6.2設計思想 10 6.3夾具設計 10 6.3.1定位分析 10

3、 6.3.2切削力及夾緊力的計算 10 6.3.3夾具操作說明 11 7. 體會與展望 12 參考文獻 13 1、軸承座的工藝分析及生產類型的確定 1.1、軸承座的用途 1零件的作用 上緊定螺絲，以達到內圈周向、軸向固定的目的 但因為內圈內孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合。 2零件的工藝分析 該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術要求分析如下：（參閱附圖1）由零件圖可知，零件的底座底面、端面、槽及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只

4、需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3，端面及內孔的精度要求為Ra12.5，槽的精度要求為Ra1.6，軸承座頂面精度要求為Ra3.2。軸承座在工作時，靜力平衡。 1.2、軸承座的技術要求： 該軸承座的各項技術要求如下表所示： 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 低端面 400X160 IT10 6.3 軸承座前后端面 130 IT10 12.5 Φ54上端面 Φ54 IT10 12.5 Φ120上端面 φ250+0.03 IT10 1.6 Φ120上側端面 170

5、0+0.16 IT10 1.6 // 0.06 A 軸承座上端面 50X160 IT10 3.2 300x80的槽 Φ140 IT10 12.5 Φ120的半孔 Φ1200+0.14 IT10 12.5 Φ25的孔 Φ25 IT10 12.5 Φ26的孔 Φ26 IT10 12.5 Φ26孔上表面凸臺 Φ54 IT10 12.5 40*40孔, 40*40 IT10 12.5 55*55孔 55*55 IT10 12.5 1.3、審查軸承座的工藝性 該軸承座結構簡單，形狀普通，

6、屬一般的底座類零件。主要加工表面有Φ120上側端面，要求其兩個端面平行度滿足0.06mm，其次就是；φ25和φ26孔通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.4、確定軸承座的生產類型 已知此軸承座零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量不足100Kg，查《機械制造工藝與夾具》第7頁表1.1-3，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主， 采用專用工裝。2、確定毛

7、胚、繪制毛胚簡圖 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 2.1選擇毛胚 零件材料為HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸機械砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT10。這對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。 2.2.1公差等級 由軸承座的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為CT=10。 2.2.2軸承座鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯

8、尺寸/mm 備注 低端面 5.2 2.8 65.21.4 Φ54上端面 5.2 2.8 65.21.4 軸承座上端面 5.2 3.6 145.21.8 Φ120上端面 5 3.6 1301.8 Φ120上側端面 5 4 1602 Φ120的半孔 4.4 3.6 115.61.8 軸承座前后端面 5.2 4 170.42 2.2.3繪制軸承座毛坯簡圖 3、擬定軸承座工藝路線 3.1、定位基準的選擇 3.1.1．精基準的選擇 按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工

9、表面為粗基準。根據零件圖所示，故應選軸承底座上表面為粗基準，以此加工軸承底座底面以及其它表面。 3.1.2．粗基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，即以軸承座的下底面為精基準。 3.2 、表面加工方法的確定 根據軸承座零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 400X160底面 IT10 6.3 粗銑-半精銑 Φ120上端面 IT10 1.6 粗銑-半精銑 Φ54上端面

10、 IT10 12.5 粗銑 軸承座前后端面 IT10 12.5 粗銑 160x25的槽 IT10 12.5 粗銑-精鏜 Φ120的半孔 IT10 12.5 粗鏜-半精鏜 Φ26孔 IT10 12.5 鉆 Φ25的孔 IT10 12.5 鉆 40*40孔 IT10 12.5 粗銑 55*55孔 IT10 12.5 粗銑 Φ130的半孔 IT10 12.5 粗銑 3.3、加工階段的劃分 該軸承座加工質量要求一般，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（軸承座右端面和φ26孔）準備好，使后續(xù)工

11、序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑軸承座左端面、方形端面。在半精加工階段，完成軸承座左端面的精銑加工和φ120孔的鏜-半精鏜加工及φ25孔等其他孔的加工。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排軸承座的加工工序。該軸承座的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。 3.5、工序順序的安排 3.5.1機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——軸承座右端面和φ26孔

12、。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工軸承座右端面，再加工φ25孔。 3.5.2．熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該軸承座在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3.5.3．輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該軸承座工序的安排順序為：在、熱處理——基準加工——粗加工——精加工。 3.6、確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了軸承座的工藝

13、路線 工序號 工序名稱 工序內容 設備 工藝裝備 1 退火 2 粗銑 粗銑400X160底面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 3 半精銑 半精底面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 4 粗銑 粗銑Φ54上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 5 粗銑 Φ120上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 6 半精銑 半精銑上端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 7 粗銑 粗銑軸承座前端、后端面 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 8 粗銑 粗銑上端面的160x25的槽 X61

14、臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 9 精銑 精銑上端面的160x25的槽 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 10 鉆 鉆Φ26孔 X61臥式萬能銑床 麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī) 11 粗鏜 粗鏜Φ120的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標卡尺 12 半精鏜 半精鏜Φ120的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標卡尺 13 粗鏜 粗鏜Φ130的半孔 X61臥式萬能銑床 高速鋼鏜刀、游標卡尺 14 鉆 鉆Φ25的孔 X61臥式萬能銑床 麻花鉆、鉸、卡尺、塞規(guī) 15 粗銑 粗銑Φ26孔上表面凸臺 X61臥式萬能銑床 端

15、銑刀、游標卡尺 16 粗銑 銑40*40孔, 銑55*55孔 X61臥式萬能銑床 端銑刀、游標卡尺 17 去毛刺 去毛刺 鉗工臺 18 檢驗 檢驗 塞規(guī)、卡尺、百分表等 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 在這只確定鉆φ120孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可查得鉆孔余量Z鏜 =3.3mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鏜：IT10。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，鏜：0.16mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鏜：φ1200+0.14mm,它們的相互關系如下圖所示。

16、5、切削用量、時間定額的計算 在這只計算粗鏜-半精鏜φ120孔此工序的切削用量和時間定額。 5.1、切削用量的計算 5. 粗鏜Ф120孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻表5-29,鏜孔的進給量f=0.3mm/r，由文獻表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min 由此算出轉速為：n===81.38r/min 按鏜床的實際轉速取n=100r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000==36.86m/min 半精鏜Ф120孔 該孔可選由高速鋼鏜刀鏜出半孔 由文獻表5-29,鏜孔的進給量f=0.2mm/r，由文獻表5-22求得鏜孔時的切削速度v=30m/min

17、由此算出轉速為：n===79.61r/min 按鏜床的實際轉速取n=80r/min，則實際切削速度為：v=dn/1000==30.144 5.2、時間定額的計算 5.2.1．基本時間tj的計算 粗鏜孔工步 根據表5-41，鏜孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=4/2*cot54+1.1mm=4mm; f=0.3mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間5.53s。 半精鏜孔工步 根據表5-41，鏜孔的基本時間可由公式

18、tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得。式中切削工時 l=160mm; l2=2mm; l1=ap/2*cotkr+(1~2)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm; f=0.2mm/r;n=100mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間10.3s。 5.2.2．輔助時間ta的計算 根據第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為： 粗鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x5.53s=0.83s; 半精鏜孔工步的輔助時間為：ta=0.15x10.3s

19、=1.55s; 5.2.3. 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于軸承座的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為： 粗鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s; 半精鏜孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.

20、711s 5.2.4．單件時間tdj的計算 這里的各工序的單件時間分別為： 鏜孔工步tdj鉆=5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆=19.301s;將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。 6.夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成

21、本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 6.1提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊工件。 （3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 6.2設計思想 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ120孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT10，表面

22、粗糙度Ra12.5，鏜以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。 6.3夾具設計 6.3.1定位分析 （1）定位基準的選擇 據《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工φ120孔時，采用軸承座底面和φ26孔內圓柱面作為定位基準。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個銷定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =

23、0.060mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0365mm 6.3.2切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ120的鏜刀。 ①鏜孔切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鏜削力計算公式： =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4N =1940x2.20.9x0.30.6x36.86-0.3x0.5 =324.5N =2880x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3N =959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89 ②鏜孔夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P

24、70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式： 式中 φ───螺紋摩擦角 ───平頭螺桿端的直徑 ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16 ───螺桿直徑 ───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力 =766（N） 根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 6.3.3夾具操作說明 此次設計的夾具夾緊原理為：通過φ26孔和底面為定位基準，在圓柱32銷、平面和定位銷實現完全定位，。采用手動螺旋快速夾緊機構夾緊工件。 定位元件： 定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與

25、夾具定位元件接觸或配合來實現工件定位。該設計用可換定位銷 7. 體會與展望 通過這三個星期的學習，我們在老師的修改與指導下下，終于完成了夾具的設計。在這次設計中歷練了我的設計的能力，以及對于一個零件加工方法的認知。 本次課程設計主要經歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 經過這三個星期的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設計使

26、我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。讓我們對機械制造的知識有了更加全方位的了解，也讓我們充分認識到了自己的不足，在有些數據的查找與使用方面略顯不足，而且對于有些公式中的未知量也不是很熟悉。 參考文獻 [1]孟少農主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術基礎.化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術.北京高等教育出版社，2005. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎. 高等教育出版社，1991 [10]張龍勛主編.機械制造工藝學課程設計指導及習題.機械工業(yè)出版社，1999.11 [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2002