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　　毕业设计说明书 课题名称：轴承座加工工艺及工装设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日～ 年 月 日 轴承座加工工艺及工装设计 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 摘 要 I 第1章 序言 1 1.1 机械加工工艺概述 1 1.2机械加工工艺流程 1 1.3夹具概述 2 1.4机床夹具的功能 3 1.5机床夹具的发展趋势 3 1.5.1机床夹具的现状 3 1.5.2现代机床夹具的发展方向 4 1.6设计任务 5 第2 章 工艺性分析 7 2.1零件作用 7 2.2零件工艺性分析 7 第3章 工艺规程设计 8 3.1零件材料 8 3.2毛坯选择 8 3.2.1确定毛坯的类型及制造方法 8 3.2.2确定毛坯的形状、尺寸及公差 8 3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定 9 3.3.1粗基准的选择 13 3.3.2精基准的选择 13 3.4制订工艺路线机械加工余量、工序尺寸及公差 15 第4章 专用夹具设计 18 4.1问题的提出 18 4.2夹具的设计 18 4.2.1定位基准的选择 18 4.2.2定位元件的设计 19 4.2.3切削力及夹紧力的计算 19 4.2.4加紧元件的设计 21 4.2.5紧固元件的选择 21 4.2.6夹具操作说明 21 总结 22 致谢 23 参考文献 24 第1章 序言 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1-1所示． 名称：轴承座 生产批量：中批量 材料:HT200 要求设计此工件的车轴承孔工序专用夹具——角铁式车夹具设计，含全套夹具技术图纸 图1-1 第2 章 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 轴承座共有4组主要加工表面。 以Φ30mm/Φ35mm孔为中心的加工表面。 这组加工表面包括：Φ30mm孔和Φ35孔及倒角以及尺寸为38mm与Φ30mm孔轴线垂直的两个端面。还有一个Φ4mm的油孔。 这组加工表面位置要求为：Φ30mm孔两外端面的平行度误差为0.03mm. 以Φ6mm孔为中心的加工表面。 这组加工表面包括：Φ6mm油孔，两个Φ13mm沉孔，两个Φ9mm通孔，两个Φ8mm配作孔，以及与Φ30mm轴线mm孔的外端面。 这个加工表面的位置要求为： 与Φ30mm孔的轴线mm； 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. 槽21mm。 第3章 工艺规程设计 3.1零件材料 零件材料为HT200，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，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。 3.2毛坯选择 3.2.1确定毛坯的类型及制造方法 由于零件的材料为HT200，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模锻毛坯。 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。 3.2.2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3-1。 3.2.3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3-2 b)、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 铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，并要保证中心线mm。因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。底面的加工余量及工序尺寸见表1 表3-1 （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3-3 b)、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 铣上底面的工序偏差。方便铣削，并要间接保证尺寸15+0.05 0，以及平面 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3-2 表3-2 （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 b)、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 铣两侧面的工序偏差。为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。两侧 平面的加工余量及工序尺寸见表3-3 表3-3 （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3-5 b)、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 铣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Φ30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 3.3基准的选择 3.3.1粗基准的选择 对于加工表面较多的零件，按照粗基准的一般选取原则：（1）各表面有足够的加工余量；（2）对一些重要表面和内表面，应尽量使加工余量分布均匀；（3）各加工表面上的总切削量最小。（4）尽量以不加工表面为粗基准。结合本零件的加工情况，选取Φ9mm孔的外端面为粗基准。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Φ30mm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（Φ13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制订工艺路线端面,以轴承座底面（Φ13孔外端面）为定位基准； 工序4 掉头铣Φ30端面； 工序5 铣轴承座底面（Φ13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（Φ9外端面）为定位粗基准； 工序6 刨槽2×1mm； 工序7 铣孔Φ30侧面、Φ8侧面； 工序8 掉头铣孔Φ30侧面、Φ8侧面； 工序9 车孔Φ30、Φ35； 工序10 铣Φ9外端面； 工序11钻孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13； 工序12钻孔Φ4； 工序13去毛刺； 工序14检查； 3.4.2工艺路线孔外端面），以轴承座的底座的上表面（Φ9外端面）为定位粗基准； 工序4 刨槽2×1mm； 工序5 铣孔Φ30侧面、Φ8侧面； 工序6 掉头铣孔Φ30侧面、Φ8侧面； 工序7 车孔Φ30、Φ35及端面； 工序8 铣Φ30端面； 工序9 掉头铣Φ30端面； 工序10 铣Φ9外端面； 工序11钻孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13； 工序12钻孔Φ4； 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（Φ13孔外端面）为定位粗基准铣Φ30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Φ30轴线的位置要求。方案二：在工序7车孔Φ30、Φ35及端面，然后再铣其端面，这样可以保证其端面与孔Φ30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、量具等具体条件，选择方案二。最后根据工序方案二制定出详细的工序划分如下所示： 工序1 铸造毛坯； 工序2 检查；毛坯为精铸件，清理后，退火处理，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，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。 工序3 铣轴承座底面（Φ13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（Φ9外端面）为定位粗基准，选用X628铣床； 工序4 刨槽2×1mm，以轴承座底面（Φ13孔外端面）为基准，选用B665牛头刨床； 工序5 铣孔Φ30侧面、Φ8侧面，选用X628铣床； 工序6 掉头铣孔Φ30侧面、Φ8侧面，选用X628铣床； 工序7 车孔Φ30、Φ35及端面以轴承座底面（Φ13孔外端面）为基准，选用C6136普通车床及专用夹具； 工序8 铣Φ30端面，选用X628铣床； 工序9 掉头铣Φ30端面，选用X628铣床； 工序10 铣Φ9外端面，选用X628铣床； 工序11钻孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13，选用Z4116台钻及专用夹具； 工序12钻孔Φ4，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HBS 230—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?47内圆面 A. 确定被吃刀量：ap=0.9 mm B. 确定进给量：根据《工艺手册》表8-5确定，选用f=0.3 2mm/r C. 计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6，选用v=1.667m/s=100 m/min D. 确定主轴主轴转速：n=931r/min 根据《工艺手册》表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。 .E. 计算基本时间：按《工艺手册》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.043 min 3.5.2精车?47+0..023 +0内圆 A. 确定被吃刀量：ap=0.1 mm B. 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=0.25mm/r C. 计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6，选用v=1.667m/s~2.170m/s,所以选用 v=2m/s=120m/min D. 确定主轴主轴转速：n=1117r/min 根据《工艺手册》表10-7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。 .E. 计算基本时间：按《工艺手册》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.05 min 3.5.3粗车?42内圆面 A. 确定被吃刀量：ap=0.9 mm B. 确定进给量：根据《工艺手册》表8-5确定，选用f=0.3 2mm/r C. 计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6，选用v=1.667m/s=100 m/min D. 确定主轴主轴转速：n=931r/min 根据《工艺手册》表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。 .E. 计算基本时间：按《工艺手册》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.043 min 3.5.4精车?35内圆面 A. 确定被吃刀量：ap=0.1 mm B. 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=0.25mm/r C. 计算切削速度：根据《工艺手册》表8-6，选用v=1.667m/s~2.170m/s,所以选用 v=2m/s=120m/min D. 确定主轴主轴转速：n=1117r/min 根据《工艺手册》表10-7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000 r/min，现选1000