軸承座夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

大連工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程說(shuō)明書(shū)軸承座工藝設(shè)計(jì)【摘要】軸承座是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；,軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個(gè)箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來(lái)越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在汽車(chē)和電子電器等高速發(fā)展的領(lǐng)域。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的課題就是軸承座的設(shè)計(jì)，是在學(xué)完汽車(chē)制造工藝學(xué)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練?！娟P(guān)鍵詞】軸承座 工藝規(guī)格設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 工序 工藝性目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)1二、工藝性分析3 2.1零件的作用3 2.2零件的工藝性分析3三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1零件材料4 3.2毛坯選擇4 3.3基準(zhǔn)的選擇9 3.4制訂工藝路線9 3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差12四、夾具設(shè)計(jì)17 4.1提出問(wèn)題17 4.2夾具設(shè)計(jì)17五、設(shè)計(jì)心得20六、參考文獻(xiàn)22一、設(shè)計(jì)任務(wù).設(shè)計(jì)課題：軸承座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 加工30、35孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：（1）零件毛坯圖 1張 （2）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1張 （3）機(jī)械加工主要工序的工序卡片 1張 （4）夾具裝配圖 1張 （5）夾具零件圖 1張 （6）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份零件簡(jiǎn)圖：如圖1-1所示名 稱(chēng)：軸承座生產(chǎn)批量：中批量材 料:HT20-40要求設(shè)計(jì)此工件的鉆床夾圖1-1零件三維圖：如圖1-2所示圖1-2二、工藝性分析2.1零件作用設(shè)計(jì)題目所給零件為軸承座，主要作用是安裝軸承以支撐軸。2.2零件工藝性分析軸承座共有4組主要加工表面。1、 以30mm/35mm孔為中心的加工表面。 這組加工表面包括：30mm孔和35孔及倒角以及尺寸為38mm與30mm孔軸線垂直的兩個(gè)端面。還有一個(gè)4mm的油孔。 這組加工表面位置要求為：30mm孔的軸線與兩外端面的平行度誤差為0.03mm.2、 以6mm孔為中心的加工表面。 這組加工表面包括：6mm油孔，兩個(gè)13mm沉孔，兩個(gè)9mm通孔，兩個(gè)8mm配作孔，以及與30mm軸線之間尺寸為30mm的6mm孔的外端面。3、 9mm孔的外端面。 這個(gè)加工表面的位置要求為：（1）與30mm孔的軸線的平行度誤差為0.03mm；（2）表面平面度誤差為0.008mm（只允許中間向材料內(nèi)凹下），位置度誤差為0.01mm.4、 槽32mm。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1零件材料零件材料為HT200，是中碳鋼，其強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火件，以及對(duì)心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷(xiāo)等。水淬時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油水中淬火。3.2毛坯選擇3.2.1確定毛坯的類(lèi)型及制造方法由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時(shí)由于零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產(chǎn)故選用模鍛毛坯。 模鍛加工工藝的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜；鍛件內(nèi)部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機(jī)械性能和使用壽命。鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時(shí)；生產(chǎn)率較高；操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；生產(chǎn)批量越大成本越低。 從零件材料及力學(xué)性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小，生產(chǎn)類(lèi)型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。3.2.2確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛坯的形狀及尺寸如圖3-1所示圖3-13.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 （1）、確定軸承座底平面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座底平面的加工過(guò)程如圖3-2所示 零件毛坯 粗銑底面 精銑底面圖3-2 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14平面加工方案得出粗銑、精銑底面的工序偏差，按入體原則標(biāo)注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準(zhǔn)，并要保證中心線到地面的高度為30mm。因此以軸承孔外圓面為粗基準(zhǔn)先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準(zhǔn)。底面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表3-1表3-1工序基本尺寸工序單邊余量/mm公差等級(jí)表面粗糙度毛坯213IT1425粗銑18.52.5IT1212.5精銑180.5IT71.6 （2)、確定軸承座上平面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座上平面的加工過(guò)程如圖3-3 毛坯 粗銑上平面 精銑上平面圖3-3b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14平面加工方案得出粗銑、精銑上底面的工序偏差。方便銑削，并要間接保證尺寸15+0.05 0，以及平面度，側(cè)以下底面為精基準(zhǔn)加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表3-2表3-2工序基本尺寸工序單邊余量/mm公差等級(jí)表面粗糙度毛坯183IT1425粗銑15.52.5IT1212.5精銑150.5IT71.6（3）、確定軸承座前后兩端面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座前后端面的加工過(guò)程如圖3-4所示圖3-4b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14平面加工方案得出粗銑、精銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準(zhǔn)，并為加工孔30的一個(gè)精基準(zhǔn)，因此在次道工序中以基準(zhǔn)加工。下底面為兩端面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表3-3表3-3工序基本尺寸工序單邊余量/mm公差等級(jí)表面粗糙度毛坯443IT1425粗銑392.5IT1212.5精銑380.5IT71.63.3基準(zhǔn)的選擇3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于加工表面較多的零件，按照粗基準(zhǔn)的一般選取原則：（1）各表面有足夠的加工余量；（2）對(duì)一些重要表面和內(nèi)表面，應(yīng)盡量使加工余量分布均勻；（3）各加工表面上的總切削量最小。（4）盡量以不加工表面為粗基準(zhǔn)。結(jié)合本零件的加工情況，選取9mm孔的外端面為粗基準(zhǔn)。該表面位置要求較高，要求加工余量分布盡可能均勻。以此加工軸承底座底面以及其它表面，用平口鉗夾持30mm兩側(cè)面可實(shí)現(xiàn)完全定位。3.3.2精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件圖上標(biāo)注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準(zhǔn)和基準(zhǔn)統(tǒng)一與基準(zhǔn)重合原則，以粗加工后的底面（13孔外端面）為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)。基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該在下文專(zhuān)門(mén)進(jìn)行尺寸換算，此處不再重復(fù)。3.4制訂工藝路線3.4.1工藝路線方案一工序1 鑄造毛坯;工序2 劃線;工序3 銑30端面,以軸承座底面（13孔外端面）為定位基準(zhǔn)；工序4 銑軸承座底面（13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；工序5 銑槽32mm；工序6 銑孔30側(cè)面、8側(cè)面；工序7 車(chē)孔30、35；工序8 銑9外端面；工序9 鉆孔9、8，锪孔13；工序10 鉆孔6；工序11 鉆孔4；工序12 倒角去毛刺；工序13 檢查；3.4.2工藝路線方案二工序1 鑄造毛坯;工序2 劃線;工序3 銑軸承座底面（13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；工序4 銑9外端面；工序5 銑30端面；工序6 銑孔30側(cè)面；工序7 銑槽32mm；工序8 鉆孔9、8，锪孔13；工序9 鉆孔6；工序10 鉆孔4；工序11 車(chē)孔30、35及端面；工序12 倒角去毛刺；工序13 檢查；3.4.3兩個(gè)個(gè)工藝方案的比較與分析 以上方案大致看上去都是合理的，但仔細(xì)考慮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先以軸承座底面（13孔外端面）為定位粗基準(zhǔn)銑30端面,不符合粗基準(zhǔn)選擇的原則，即不了保證加工面與不加工面的位置要求時(shí)，應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。同時(shí)也不能保證端面與孔30軸線的位置要求。方案二：在工序8先銑其端面，然后再車(chē)孔30、35，這樣可以保證其端面與孔30軸線的位置要求。方案二相對(duì)來(lái)說(shuō)，加工簡(jiǎn)便，可減少機(jī)床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作并能生產(chǎn)率高。考慮工廠設(shè)備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據(jù)工序方案二制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示：工序1 鑄造毛坯;工序2 劃線;毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能，在毛坯車(chē)間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，通過(guò)劃線找正工件尺寸，然后送到機(jī)械加工車(chē)間來(lái)加工。工序3 銑軸承座底面（13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（9外端面）為定位粗基準(zhǔn)，選用X715銑床；工序4 銑9外端面，選用X715銑床；工序5 銑30端面，選用X715銑床；工序6 銑孔30側(cè)面，選用X334銑床；工序7 銑槽32mm，選用X5012銑床；工序8 鉆孔9、8，锪孔13，選用Z5025鉆床；工序9 鉆孔6，選用ZKT6240鉆床；工序10 鉆孔4，選用ZKT6240鉆床；工序11 車(chē)孔30、35及端面，選用C518車(chē)床；工序12 倒角去毛刺；工序13 檢查；3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 軸承座零件材料為HT200鋼，硬度為HBS 230250，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機(jī)械加工余量如下：工序：粗、精銑軸承座平面（1）粗銑平面加工條件：粗銑工件材料：HT20-40，鑄造。機(jī) 床：X715立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)Z=5，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=2.5每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-75，取=0.05mm/z銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3034，取V=0.26m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2.1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=49.6r/min：按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 =50r/min實(shí)際銑削速度：v=0.26m/s進(jìn)給量： =0.33550/60= 0.21mm/s 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： =0.21mm/s=12.5mm/min ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表2.4-81,（2）精銑平面加工條件：精銑工件材料：HT20-40，鑄造。機(jī) 床：X715立式銑床。參考文獻(xiàn)7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)5，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm銑削深度：=0.5mm每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表3031，取 =0.03mm/z銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3031，取=0.15m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：n=131r/min按照參考文獻(xiàn)7表3.1-31 n=130r/min實(shí)際銑削速度：=0.82mm/s進(jìn)給量，由式（1.3）有：=Zn=0.035130/60=0.325mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量： =0.325mm/s=19.5mm/min 粗銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知=52mm， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：=(+)/=(52+7+2)/12.5=4.88mm根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間min精銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 =52mm刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)=7mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： =(+)/=(52+7+2)/19,5=3.13mm根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間銑下平面的總工時(shí)為t：t=+=4.88+3.13+1.04 +1.04=10.8min4、 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)4.1問(wèn)題的提出夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程地切削加工、 熱處理、裝配等工藝過(guò)程中。機(jī)床夾具按在不同生產(chǎn)類(lèi)型中的通用性，可以分為通用夾具. 專(zhuān)用夾具. 可調(diào)夾具. 組合夾具等。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。4.2夾具的設(shè)計(jì)4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。圖4-1 方案如圖4-1所示1面也就是整個(gè)軸承座的截面定位限制三個(gè)自由度。2面是軸承座的地面定位限制兩個(gè)自由度方案：是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一及基準(zhǔn)重合原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對(duì)簡(jiǎn)單。 4.2.2定位元件的設(shè)計(jì)通過(guò)方案來(lái)選擇設(shè)計(jì)定位元件限制1平面的元件三維圖如圖4-3所示圖4-3圖4-3限制2面的元件三維圖如圖4-4所示 4.2.3切削力及 圖4-4夾緊力的計(jì)算刀具：粗銑切削力：查現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)P104表，得銑削切削力計(jì)算公式： 圓周分力Fc = CfapxFfzyFaeuFz/(d0qFnwF) N扭矩M=FCd0/(2103) Nm功率Pc=FCvC/1000 Kw其中背吃刀量 2.5mmf 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.25mmVc 切削速度15.7m/min Cf 54.5xf 0.9yf 0.74uf1.0wf0qf1.0代入數(shù)據(jù)得Fc= 700.6N M=35.03Nm Pc=11Kw精銑切削力： 背吃刀量 2.5mmf 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.15mmVc 切削速度40.8m/min Cf 54.5xf 0.9yf 0.74uf1.0wf0qf1.0代入數(shù)據(jù)得Fc= 269.6N M=13.48Nm Pc=11Kw 銑削夾緊力：查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式： Wk = 式中Wk實(shí)際所需夾緊力K安全系數(shù)彈簧夾頭的半錐角u2工件與夾具支承面的摩擦系數(shù)則所需夾緊力 Wk=399（N）根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。3、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V形塊與定位塊，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。Y=0.5d=0.50.12mm=0.06mm4.2.4加緊元件的設(shè)計(jì)圖4-5加緊元件由一個(gè)V型塊給軸承座頂端一個(gè)向下的力來(lái)使工件加緊，而后的螺桿是為了在裝卸工件方便所做的設(shè)計(jì)4.2.5整個(gè)夾具裝配圖的三維圖圖4-64.2.6緊固元件的選擇由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應(yīng)該選擇螺釘，由于夾具的設(shè)計(jì)尺寸面的寬度多為15或者20cm，尺寸較小，為了滿足強(qiáng)度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘。4.2.7夾具操作說(shuō)明先將定位元件及加緊元件固定在夾具體上面，然后只需擰松螺桿將V型塊退回即可將元件按照定位基準(zhǔn)放置好，最后擰緊螺桿將元件加緊。當(dāng)加工完成之后擰松螺桿將元件取下，在放入下一個(gè)零件。四、心得體會(huì) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。為期三周的汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)基本結(jié)束，回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。課程設(shè)計(jì)作為汽車(chē)制造工藝學(xué)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。本次課程主要經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段中認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)書(shū)本知識(shí)學(xué)會(huì)了如何分析零件