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1、荆州长江大学机械制造工艺学课程设计说明书题目：轴承座车孔专用夹具及工艺设计姓名：小明学号：200903578年级：三年级专业：机械设计制造学生类别：四年本科指导教师： 陈义厚教学单位：荆州长江大学机械学院2012年5月29日轴承座工艺设计【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
2、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 录一、设计任务 1二、工艺性分析 22.1 零件的作用 22.2 零件的工艺性分析 2三、工艺规程设计3.1 零件材料 33.2 毛坯选择 33.3 基准的选择 73.4 制订工艺路线 83.5 机械加工余量、工序尺寸及公差 10四、夹具设计 124.1 提出问题 124.2 夹具设计
3、12五、设计心得 17六、参考文献 18、设计任务.设计课题：轴承座机械加工工艺规程设计加工30、35孔专用夹具设计设计要求：(1)零件毛坯图1张(2)机械加工工艺过程卡片1张(3)机械加工主要工序的工序卡片1张(4)夹具装配图1张(5)夹具零件图1张(6)设计说明书1份零件简图：如图1-1所示.名称：轴承座生产批量：中批量材料:HT200要求设计此工件的钻床夹图1-1零件三维图：如图1-2所示图1-2二、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。1、以30mm35mmi为中心的加工表面。这组加工表面包括：30
4、mnfl和35孔及倒角以及尺寸为38mnAlf30mnfL 轴线垂直的两个端面。还有一个 4mm勺油孔。这组加工表面位置要求为：30mnfl两外端面的平行度误差为0.03mm.2、以6mmi为中心的加工表面。这组加工表面包括：6mmz由孔，两个13mm?t孔，两个9mmlI孔，两个 8mmi已作孔，以及与 30mnW线之间尺寸为 mnm勺6mmfL的外端面。3、9mmi的外端面。这个加工表面的位置要求为：(1)与30mmi的轴线的平行度误差为 0.03mm(2)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.4、槽 2乂 1mm三、工艺规程设计3.1 零
5、件材料零件材料为HT20Q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HT20Q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：由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂；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。锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料
6、和切削加工工时；生产率较高；操作简单，易于实现机械化；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3-2b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表 14平面加工方案得出粗铳、精 铳底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准， 并要保证中心线到地面
7、的高度为 30mm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3-3b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表 14平面加工方案得出粗铳、精铳上底面的工序偏差。方便铳削，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3-4b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表 14平面加工
8、方案得出粗铳、精铳两侧面的工序偏差。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3-5b）、根据工序尺寸和公差等级，查附表 14平面加工方案得出粗铳、精铳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 30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3-41JT基本尺寸序单边金鼠/mm公圣等级偏差尺寸及公差表而机槌度毛环；44311 14+ L044+1.025粗铳4()2111212.5精铳1
9、ITS3.23.3 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9mmi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30mm 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（13孔外端面）为主要的定位精
10、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3.4.1 工艺路线方案一工序1铸造毛坯；工序2检验;工序3铳30端面，以轴承座底面（13孔外端面）为定位基准；工序4掉头铳30端面；工序5铳轴承座底面（13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（9外 端面）为定位粗基准；工序6仰J槽2 x 1mm工序7铳孔30侧面、8侧面；工序8掉头铳孔30侧面、8侧面；工序9车孔30、35;工序10铳9外端面；工序11钻孔9、8、6,物孔13;工序12钻孔4;工序13去毛刺；工序14检查；3.4.2 工艺路线方案二工序1铸造毛坯；工序2检验；工序3铳
11、轴承座底面（13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（9外 端面）为定位粗基准；工序4包I槽2 x 1mm工序5铳孔30侧面、8侧面；工序6掉头铳孔30侧面、8侧面；工序7车孔30、35及端面；工序8铳30端面；工序9掉头铳30端面；工序10铳9外端面；工序11钻孔9、8、6,物孔13;工序12钻孔4;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（13孔外端面）为定位粗基准铳 30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
12、面为粗基准。同时也不能保证端面与孔30轴线的位置要求。方案二：在工序7车孔30、35及端面，然后再铳其端面，这样可以保证其端 面与孔30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，在毛坯车间铳削去浇冒口，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铳轴承座底面（13孔外端面），以轴承座的底座的上
13、表面（9外 端面）为定位粗基准，选用 X628铳床；工序4刨槽2Xlmm以轴承座底面（13孔外端面）为基准，选用 B665 牛头刨床；工序5铳孔30侧面、8侧面，选用X628铳床；工序6掉头铳孔30侧面、8侧面，选用X628铳床；工序7车孔30、35及端面以轴承座底面（13孔外端面）为基准，选 用C6136普通车床及专用夹具；工序8铳30端面，选用X628铳床；工序9掉头铳30端面，选用X628铳床；工序10铳9外端面，选用X628铳床；工序11钻孔9、8、6,物孔13,选用Z4116台钻及专用夹具；工序12钻孔4,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
14、量、工序尺寸及公差轴承座零件材料为HT20Cffl,硬度为HBS230250,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？30内圆面A.确定被吃刀量：ap=0.9 mmB.确定进给量：根据工艺手册表 8-5确定，选用f=0.3 2mm/rC.计算切削速度：根据工艺手册表 8-6,选用vc=1.667m/s=100 m/minD.确定主轴主轴转速：nw =1000Vc =931r/mina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 vc=107 m/min。.E.计算基本时间：按工艺手册表 8-32 , l=12 mm, 11=2 mm l2=0 mmt b=-l-l =0.043 minnwf3.5.2 精车？30+0.023 内圆A.确定被吃刀量：ap=0.1 mmB.确定进给量：根据工艺手册表 8-5确定，选用f=0.200.30mm/r ,所以 选用 f=0.25mm/rC.计算切削速度：根据工艺手册表8-6,选用vc=1
