1、 Southwest university of science and technology 课程设计说明书 轴承座加工工艺及夹具设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师 二一七年五月任务书题目名称：轴承座加工工艺及夹具设计1 课程设计的内容l 批量：年产5000件，中批生产l 小组绘制零件图一张、毛坯图一张 l 小组编制工艺过程卡片一份 l 每人编制组长制定的一道工序工序卡片 l 每人设计规定工序的夹具，绘制总装图 l 小组编写设计说明书2 课程设计完成时需提交的成果l 课程设计说明书 （每个小组交打印稿装订1份: 装订顺序：说明书封面、任务书、零件
2、图、任务分工说明、目录、正文、结论、致谢、参考文献、毛配图、工艺卡、工序卡、封底），其中零件图、毛坯图、工艺卡、工序卡用A4横向幅面。l 夹具总装图（每人一张，A1或A0幅面）l 刻有设计说明书、工艺卡、工序卡、零件图、毛坯图和夹具图纸光盘目录一、 零件的分析71.1零件的介绍和作用71.2主要加工表面及技术要求分析7二、 工艺流程设计92.1生产类型确定92.2毛坯的设计92.3基准的选择102.4工艺路线及综合工艺过程卡设计11三、 工序设计133.1铣底面工序133.1.1 工序分析133.1.2 基准的选择133.1.3 设备的选择133.1.4 工序尺寸的确定133.1.5切削用量及
3、额定工时的确定143.2镗孔工序163.2.1工序分析163.2.2 基准的选择163.2.3 设备的选择163.2.4 工序尺寸的确定163.2.5切削用量及额定工时的确定173.3钻、锪孔工序183.3.1 工序分析183.3.2 基准的选择183.3.3 设备的选择193.3.4 工序尺寸的确定193.3.5切削用量及工时定额的确定193.4钻螺纹工序213.4.1 工序分析213.4.2 基准的选择213.4.3 设备的选择213.4.4切削用量及工时定额的确定21四、 夹具设计224.1 铣底面工序夹具设计224.1.1 定位设计224.1.2定位误差的分析224.1.3 夹紧机构的
4、设计及夹紧力的计算224.1.4 夹具方案及结构设计224.2 镗孔工序夹具设计224.2.1 定位设计234.2.2 定位误差的分析234.2.3 夹紧机构的设计及夹紧力的计算234.2.4 夹具方案及结构设计244.3 钻锪孔工序夹具设计244.3.1 定位设计244.3.2 定位误差的分析244.3.3 夹紧机构的设计及夹紧力的计算254.3.4 夹具方案及结构设计254.4 钻螺纹孔工序夹具设计254.4.1 定位设计254.4.2 定位误差的分析254.4.3 夹紧机构的设计及夹紧力的计算254.4.4 夹具方案及结构设计25结论26一、 零件的分析1.1零件的介绍和作用轴承座是用来
5、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。作用：1.保持轴承的位置作为载荷的支撑2.防止外界物质侵入轴承3.提供一种将保持轴承良好润滑的结构1.2主要加工表面及技术要求分析分析零件图可知，轴承座前后端面要求切削加工和倒角加工。底面12m
6、m孔和22mm孔的端面均为平面可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；47mm孔和孔42mm由铸件铸出在经过粗镗和半精镗加工得到；底面和两端面用铣床加工；另外，该零件其余表面精度都较低，不需要加工，通过铸造就可以达到加工要求。由此可见，该零件的工艺性较好。已知零件图如图所示：（零件的材料为HT250）技术要求为：1. 未标注圆角为R35；2. 未标注倒角为C2技术要求如下表1-1：加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/m底面95IT86.3孔47470+0.03IT71.6前后端面40IT86.3孔2222IT812.5孔1212 IT86.3孔4242IT8 12.
7、5孔42与孔47间的台阶面27IT86.3（表1-1）二、 工艺流程设计2.1生产类型确定机械制造业通常按年产量划分生产类型；已知该轴承座零件的生产纲领为5000件/年，中批生产； 2.2毛坯的设计一、选择毛坯：该轴承座零件图材料为HT250（灰铸铁）；灰铸铁的特性：灰铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉，生产设备简单，所以在机械零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量轴承座的批量为：年产5000件，中批生产公差等级：由轴承座的功用和技术要求，确定零件的公差等级为普通等级，加工方
8、案的确定和各工序的加工余量如表所示；加工对象基本尺寸（mm）加工方案加工余量（mm）毛坯尺寸(mm)底面95粗铣1.597.5半精铣1.0左右端面40粗铣1.044半精铣1.0孔4242粗镗1.537半精镗1.0孔4747粗镗1.542半精镗精镗1.00.1孔4X1212钻孔11.8扩孔至11.85铰孔至12孔4X2222锪孔至224xM66钻孔5攻丝孔42与孔47间的台阶面27半精镗1.026三、最后得到毛坯图如下图所示： 2.3基准的选择1、粗基准的选择 选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位基准，保证各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，
9、因此与毛坯的状况关系很大。在铣床上加工底面的时候，以顶面作为粗基准。2、精基准的选择 选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则：基准重合原则；基准统一原则；互为基准原则；自为基准原则；便于安装原则。 精基准选择时，一定要保证加工面自身形状精度，二位置精度则由前面的工序保证。同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下，轴承座前后端面的最终精加工，就是互为精基准，遵循互为基准原则。孔60.1mm的精加工就是以一面俩孔定位。自为基准加工出来的。 2.4工艺路线及综合
10、工艺过程卡设计生产纲领为年产5000件，中批生产，在该情况下，尽可能的采用工序集中原则，这样可以充分发挥专用夹具的作用，缩短辅助时间从而提高生产效率；并且应遵循基准先行、先粗后精、先面后孔等原则。从而得到如下工艺路线：工艺路线方案一工序1：铣底面工序2：铣靠42端的77端面，倒角；铣靠47端的77端面，倒角工序3：粗镗42孔工序4：粗镗47孔，半精镗47孔，精镗47孔工序5：钻412孔，扩孔422孔工序6：钻4M6底孔，孔口倒角工序7：攻4M6螺纹孔工序8：去毛刺工序9：检验工艺路线方案二：工序1：铣底面工序2：车靠42一端的77端面，倒角；车内孔42，倒角；工序3：粗车靠47一端的77端面，
11、倒角；粗车内孔47；半精车内孔47；精车内孔47；倒角工序4：钻412孔，锪422孔工序5：钻4M6底孔，孔口倒角工序6：攻4M6螺纹孔工序7：去毛刺工序8：检验通过分析上述两个方案各有特点在加工重要尺寸的47孔时，采用了不同的加工方法，工艺路线一采用卧式镗床镗孔的方案，工艺路线二采用了车床车内孔的方式来加工47孔；从工艺路线可以看出采用工艺路线二的优点是工序集中，两端面可以在床上加工，工艺集中，可以充分发挥专用夹具的作用，工艺路线二，采用镗床加工，精度易于保证，夹具简单因为轴承座为非回转零件，设计它相应的车夹具会比较复杂，而且回转要做到夹具与零件动平衡，并且夹紧方案更要安全可靠，以避免发生危
12、险；所以，该工序选择镗床加工更为合理，因而选择工艺路线一。三、 工序设计机械加工工序：（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准轴承座的底面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工轴承座的底面，再钻22和12的孔。（4）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面轴承座的底面，后加工次要表面轴承座的底面。下面对重要工序进行分析。3.1铣底面工序3.1.1 工序分析本工序为第一道工序，故只能采用粗基准，又因为本工序为铣削平面，故采用台面为第一粗基准。3.1.2 基准的选择以轴承座上表面为基准3.1.3 设备的选择根据工件尺寸选用X5020A
13、立式铣床。（机械制造技术基础课程设计表5-19）3.1.4 工序尺寸的确定底面A经过了粗铣、半精铣和精铣。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下毛坯总余量=3.5mm精铣加工余量=1mm(见机械制造技术基础课程设计表5-7)粗铣加工余量=2.5mm(见机械制造技术基础课程设计表5-8)（2）计算各工序尺寸的基本尺寸。精铣平面后应该达到规定的尺寸，因此精铣工序尺寸即是图样上的尺寸，表面粗糙度6.3，精铣能达到的等级取H=15。其他各工序基本尺寸依次为精铣H=（15+1）mm=16mm粗铣H=（16+2.5）mm=18.5mm毛坯H=（15+3.5）mm=18.5mm（3）确定工序尺
14、寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选择。精铣前半精铣去IT11级，查表得T=0.22mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）粗铣取IT12，查表得T=0.35mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=1.1mm。 (4)工序尺寸偏差的标注（按入体原则）精铣：150.02mm 粗铣：mm毛坯：18.50.8 mm为了清楚起见，把上述计算结果汇于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 m
