轴承座机械加工工艺课程设计说明书.doc

机械加工技术
课程设计说明书

设计题目：设计“轴承座”零件的机械加工
工艺规程及工艺装备

班 级
设 计 者
指导教师

机械制造工艺学课程设计任务书

题目：设计轴承座零件的加工工艺规程

生产大纲： 5000件
生产类型： 批量生产
内容：
1. 产品零件图 1张
2. 产品毛坯图 1张
3. 机械加工工艺过程卡片 1套
4. 机械加工工序卡片 1套
5. 课程设计说明书(5000～8000字) 1份

班 级
学 生
指导教师

目 录
前言……………………………………………………………………………………………
课程设计说明书正文…………………………………………………………………………
一、零件的分析……………………………………………………………………………
（一）、零件的作用……………………………………………………………………… （二）、零件的工艺性分析………………………………………………………………
二、拟定生产类型…………………………………………………………………………
三、拟定毛坯………………………………………………………………………………
(一)、拟定毛坯的种类………………………………………………………………
(二)、绘制铸造件毛坯图……………………………………………………………
四、工艺规程设计…………………………………………………………………………
(一)定位基准的选择……………………………………………………………………
(二)工艺路线的拟定……………………………………………………………………
（三），机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定…………………………………`
五、工装设计分析提设计任务书……………………………………………………………
六、小结…………………………………………………………………………………………
七、重要参考文献………………………………………………………………………………

前言

机械制造工艺学课程是在学完了机械制造工艺学涉及机床夹具设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次进一步的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在今年的学习中占有重要的地位。
我个人的感想是，希望经历了这次课程的设计，对自己的将来所从事的工作，进行一次适应性的训练，通过这次课程设计锻炼自己的分析问题，解决问题的能力，为毕业后的工作打下一个良好的基础。
由于自己的理论知识的不完善，实践能力的缺少，设计之中不免有一些不合理的地方，学生我肺腑的恳请各位老师可以给予指教批评。

一 零件的分析
（一）零件的作用
上紧定螺丝，以达成内圈周向、轴向固定的目的 但由于内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。

（二）零件的工艺分析
该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度规定并不高，零件的重要技术规定分析如下：（参阅附图1）
（1） 由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度规定，其余的表面精度规定并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra6.3、内孔、端面及内孔的精度规定均为6.3。轴承座在工作时，静力平衡。
（2） 铸件规定不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。
二 拟定生产类型
已知此轴承座零件的生产大纲为5000件/年，零件的质量局限性100Kg，查《机械制造工艺与夹具》第7页表1.1-3，可拟定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步拟定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。
三 拟定毛坯
（1）拟定毛坏种类
零件材料为HT200，考虑零件在机床运营过程中所受冲击不大，零件结构又比较简朴，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为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）绘制铸造件零件图
四 工艺规程的设计
（一）定位基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析，知Φ62.5H9的孔，轴承端面、顶面、Φ16 及Φ12的孔等均需对的定位才干保证。故对基准的选择应予以分析。
（1）粗基准的选择
按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置规定，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，故应选轴承底座上表面为粗基准，以此加工轴承底座底面以及其它表面。
(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，以粗加工后的底面为重要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。
（二） 工艺路线的拟定
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定，以及加工方法所能达成的经济精度，在生产大纲已拟定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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：
方案一：
工序一：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准， 采用X6132卧式铣床加工。
粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。
铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铣床铣削。
工序二：粗镗及半精镗Ф62.5的内孔， 以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。
工序三：钻、扩Ф12的孔，钻、扩Ф16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具
方案二：
工序一：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铣床加工。
工序二：粗镗及半精镗Ф62.5的内孔， 以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。
工序三：粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。
工序四：钻、扩Ф12的孔，钻、扩Ф16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具
工序五： 铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铣床铣削。
方案三：
工序一：铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，还以下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铣床铣削。
工序二：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铣床加工。
工序三： 粗铣轴承座的端面，以轴承座的下底面为基准，使用X6132卧式万能铣床进行加工。
工序四：粗镗及半精镗Ф62.5的内孔， 以内孔轴线为基准，采用镗床专用夹具。
工序五：钻、扩Ф12的孔，钻、扩Ф16的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具。
三个工艺方案的比较与分析 方案一：在第一道工序内容多，工序集中，操作方便。方案二工序分散，方案三在第一道工序时，选择的粗基准为底面，这样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规定期，应选择不加工面为粗基准这一原则。
方案一与其相比，在铣完底面后，直接在铣床上铣削底面及顶面，如此，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。此外，零件的加工规定就整体来说，其精度并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工经济性并不是很好。但在选择方案的时候，还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。 故本次设计选择方案一。
根据工序方案一制定出具体的工序划分如下所示：
毛坯为精铸件，清理后，退火解决，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达成毛坯的技术规定，然后送到机械加工车间来加工。
工序：
（1） 粗铣底座底面 以轴承座的上表面为粗基准，将毛坯装夹在
X6132万能卧式铣床上，按照粗加工的余量来进行粗铣毛坯。
（2） 精铣底座底面 以粗铣床的基础上，根据实际情况，调整铣床的相关参数，精加工轴承座的 下底面。
（3） 粗铣端面
（4） 粗铣顶面
（5） 镗Φ62.5的内孔
（6） 钻Φ12的孔
（7） 钻Φ16的孔
（8） 去毛刺
（9） 检查
根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。见附表10：机械加工工艺过程卡；附表20～90；机械加工工序卡。
（三），机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定。
1 .毛坯尺寸的拟定，画毛坯图。
轴承座其材料为HT200。由于产品的精度规定不高，生产大纲为中批生产，所以毛坯选用砂型铸造。毛坯铸出后进行退火解决，以消除铸件在铸造过程中产生的内应力。
由文献（1）表2-2，该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。
由文献（1）表2-2，可查出铸件重要尺寸的公差，现将重要毛坯尺寸及公差所示：
重要面尺寸
零件尺寸

总余量

公差IT

重要面尺寸

零件尺寸

总余量

毛坯尺寸

公差IT

Φ62.5两端面
85

2+2

9

内孔

Φ62．5

4

Φ58.5

9

底面
30
2
9

由此，可绘出其零件的毛坯图（见附图2）

2.粗铣底底座底面
　　　　底面由粗铣和精铣两次加工完毕，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为Ф120x15， 机床的型号………X6132
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 κ=60 =10。
加工规定 粗铣轴承座的下底面。
a) 拟定加工余量
由毛坯图可知：总加工余量为2mm，文献表8-30可知精加工余量为1mm，由于两脚底面较小，根据实际情况，调整为0.2mm，故其粗加工余量为(2-0.2)=1.8mm。
　　 　 b）拟定每齿进给量
由《切削加工简明实用手册》表8-95 ，取每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z,取精加工每齿的进给量为1.5mm/Z.粗铣走刀一次ap=1.8mm，精铣走刀一次ap= 0.2mm。
　　c)计算切削用量
由表8-56，取粗铣、精铣的主轴转速分别为150r/min 和300r/min，由前面选择的刀具直径Ф120mm，故相应的切削速度分别为：V =dn/1000= =56.52m/min V=dn/1000=m/min=113m/min
d) 校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。
由文献表2.4-96得切削功率为P=92.4x10-5ZnK
取Z=16 n==2.5r/s =10mm =0.2mm =1.8mm
而K=KKF2 由文献表2.4-94可知K=1 KF2=1 故K=1
故=92.4xxxxx1.8x16x2.5x1=0.35KW
其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。
3.Ф62.5两端面的加工
两端面的加工由铣削来完毕，此时，刀具：YG6硬质合金端铣刀，刀具不变，机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图可知为２mm，由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。由表8-95可得：=2mm f=2mm/r 由文献表8-56可得n=600r/min 则就可拟定相应的切削的速度：故V===226.08m/min

4.Ф12顶面的加工
顶面的加工由铣削来完毕，工序余量为2mm 由文献表8-95可得=3mm 且上表面精度规定不高，故上表面可一次性加工完毕。由于上表面较小，可采用端铣刀加工，但是增长了换刀时间，减少了效率。故刀具仍可用刀具刀具直径为Ф120的YG6硬质合金面铣刀。可取f=1.5mm/r 由文献表8-56可取n=600r/min 则相应的切削速度V===117.75m/min
5.Ф62.5内孔
由零件图及毛坯图知，加工总余量为４mm，由于精度规定，须粗镗和半精镗各一次。由文献表8-86，粗加工时，取进给量F=0.5mm/r =３mm 精加工时，=1mm,F=0.2mm/r。 由表8-87查得粗镗Ф62.5mm内孔的切削速度 V =1.2m/min V=1.6m/min 由此算出转速为 n===61.15r/min
n==81.5m/min

6.钻Ф12孔
该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后，再由扩孔钻钻出。由文献表8-81得扩孔时的余量为３mm，根据实际情况可取为2mm,故钻孔的余量为Z=12-2=10mm
钻孔工序尺寸及公差为Ф拉孔工序尺寸及公差为Ф12H9()
由文献表8-69,钻孔的进给量f=0.2mm/r，由文献表8-71求得钻孔时的切削速度v=0.35m/s=21m/min由８－７９知扩孔的进给量为0.8mm/s
由此算出转速为：n===668.8r/min
按钻床的实际转速取n=600r/min，则实际切削速度为：v=dn/1000==21.85m/min
由表8-78得F=CFdFfFK=588.6xdxfxK
M=CdmfKx10=225.63x dxfx Kx0
由于加工灰铸铁时K=K 由文献表8-78，可查的K=1，故F=588.6x11.6x0.2x1=1884.1N
M=225.63x11.6x0.2x1x10=6.6N.m
它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩,故机床刚度足够。
7.钻Ф16的孔
该孔先由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔拉刀拉出。由文献表8-24拉孔时的余量为0.5mm，故 Z==7.75mm
钻孔：工序尺寸及公差为Ф15.5
拉孔：工序尺寸及公差为Ф16H9（）
由文献表8-69取钻孔的进给量F=0.25mm/r 由文献表8-71求得钻孔时的切削速度为V=0.35m/s=21m/min 由此算出转速为：n===431.4r/min。按钻床的实际转速为480r/min。则实际切削速度为V===23.36m/min。由表8-78得F=588.6xdxfxK
M=225.63xxfxKx10
由于加工灰铸造铁时，K= K
由8-78可查得K=1 故F=588.6 x15.5x0.25x1=3009.6N
M=225.63x15.5x0.25x1x10=13.6N.m
它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩，故机床刚度足够。
8.时间定额计算
　　　　根据设计规定，只计算一道工序的工时，下面计算加工Ф12孔的工时定额。
（１） 机动时间
由文献《机械加工工艺手册》表2.5-7得钻孔时的计算公式为：t=
式中l=cotK+(1～２)
l=１～４，钻盲孔时，l＝0
l=30 l=2 f=0.3 n=600
l=cot()+1.5=5.1
因此，t==0.206min 所以t=4t=0.824min
(２)辅助时间
由机械加工工艺手册表2.5-41拟定
开停车 0.015min
升降钻杆0.015min
主轴运转0.02min
清除铁屑0.04min
卡尺测量0.1min
装卸工件时间由机械加工工艺手册表2.5-42取１min
故辅助时间t=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min
(3)作业时间
Ｔ＝t ＋t＝（１.１９＋０.824）=2.014min
（4）常量工作场地时间T 由机械制造工艺学取＝３％则T＝Ｔx=2.014x3%=0.06。
（５）休息与生理需要时间Ｔ
由机械制造工艺学取＝３％则Ｔ＝Ｔx=0.06。
（６）准备与终结时间Ｔ　
由机械加工工艺手册可知表2.5-44取部分时间为
简朴件　　　　　　26min
深度定位　　　　　0.3min
使用钻模式　　　　6min
由设计给定5000件，则T/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。
（7） 单件时间
Ｔ＝t ＋t＋T＋T＝２.134min
（8） 单件计算时间　　Ｔ＝Ｔ＋T/n＝2.14min。

五：工装设计分析提设计任务书；
从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。选择几个工序的工艺装备提出“专用工艺装备设计任务书”以便交给工装设计人员进行设计。
六：小结
通过这次课程设计使我进一步的理解了所学的理论知识及具体运用了这些知识。通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制。和切削用量的选择计算等做了一次练习。
总之，通过这次课程设计使我受益非浅，为我此后的学习及工作打下了坚实而良好的基础。在此，忠心感谢各位老师的帮助和指导。
七．重要参考文献
1．公差配合与测量技术……………………机械工业出版社 2. 切削加工简明实用手册…………………化学工业出版社 3. 机床制造工艺与夹具 ……………………机械工业出版社 4. 金属切削原理与刀具……………………机械工业出版社 5. 机械加工工艺手册………………………北京出版社 6. 机械制造工艺学…………………………机械工业