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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“軸承座”零件的機(jī)械加工
工藝規(guī)程及工藝裝備
班 級(jí)
設(shè) 計(jì) 者
指導(dǎo)教師
機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目：設(shè)計(jì)軸承座零件的加工工藝規(guī)程
生產(chǎn)綱領(lǐng)： 5000件
生產(chǎn)類型： 批量生產(chǎn)
內(nèi)容：
1. 產(chǎn)品零件圖 1張
2. 產(chǎn)品毛坯圖 1張
3. 機(jī)械加工工藝過程卡片 1套
4. 機(jī)械加工工序卡片 1套
5.設(shè)計(jì)說明書(5000～8000字) 1份
班 級(jí)
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
目 錄
前言……………………………………………………………………………………………
設(shè)計(jì)說明書正文…………………………………………………………………………
一、零件的分析……………………………………………………………………………
（一）、零件的作用……………………………………………………………………… （二）、零件的工藝性分析………………………………………………………………
二、確定生產(chǎn)類型…………………………………………………………………………
三、確定毛坯………………………………………………………………………………
(一)、確定毛坯的種類………………………………………………………………
(二)、繪制鑄造件毛坯圖……………………………………………………………
四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………
(一)定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………………
(二)工藝路線的擬定……………………………………………………………………
（三），機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………………`
五、工裝設(shè)計(jì)分析提設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………
六、小結(jié)…………………………………………………………………………………………
七、主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………
前言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)包括機(jī)床夾具設(shè)計(jì)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在今年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
我個(gè)人的感想是，希望經(jīng)歷了這次設(shè)計(jì)，對(duì)自己的將來所從事的工作，進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，通過這次設(shè)計(jì)鍛煉自己的分析問題，解決問題的能力，為畢業(yè)后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于自己的理論知識(shí)的不完善，實(shí)踐能力的缺乏，設(shè)計(jì)之中不免有一些不合理的地方，學(xué)生我肺腑的懇請(qǐng)各位老師能夠給予指教批評(píng)。
一 零件的分析
（一）零件的作用
上緊定螺絲，以達(dá)到內(nèi)圈周向、軸向固定的目的 但因?yàn)閮?nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場(chǎng)合。
（二）零件的工藝分析
該零件為軸承支架，安裝軸承，形狀一般，精度要求并不高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：（參閱附圖1）
（1） 由零件圖可知，零件的底座底面、內(nèi)孔、端面及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時(shí)的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3、內(nèi)孔、端面及內(nèi)孔的精度要求均為6.3。軸承座在工作時(shí)，靜力平衡。
（2） 鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強(qiáng)度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。
二 確定生產(chǎn)類型
已知此軸承座零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量不足100Kg，查《機(jī)械制造工藝與夾具》第7頁(yè)表1.1-3，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主， 采用專用工裝。
三 確定毛坯
（1）確定毛壞種類
零件材料為HT200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁(yè)表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-9。這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時(shí)效。
（2）繪制鑄造件零件圖
四 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
（一）定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知Φ62.5H9的孔，軸承端面、頂面、Φ16 及Φ12的孔等均需正確定位才能保證。故對(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選軸承底座上表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底座底面以及其它表面。
(2 )精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底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)。
（二） 工藝路線的擬定
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
方案一：
工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準(zhǔn)， 采用X6132臥式銑床加工。
粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬能銑床進(jìn)行加工。
銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用X6132臥式銑床銑削。
工序二：粗鏜及半精鏜Ф62.5的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。
工序三：鉆、擴(kuò)Ф12的孔，鉆、擴(kuò)Ф16的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具
方案二：
工序一：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用X6132臥式銑床加工。
工序二：粗鏜及半精鏜Ф62.5的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。
工序三：粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬能銑床進(jìn)行加工。
工序四：鉆、擴(kuò)Ф12的孔，鉆、擴(kuò)Ф16的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具
工序五： 銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用X6132臥式銑床銑削。
方案三：
工序一：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為定位基準(zhǔn)，同樣使用X6132臥式銑床銑削。
工序二：粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準(zhǔn)，采用X6132臥式銑床加工。
工序三： 粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準(zhǔn)，使用X6132臥式萬能銑床進(jìn)行加工。
工序四：粗鏜及半精鏜Ф62.5的內(nèi)孔， 以內(nèi)孔軸線為基準(zhǔn)，采用鏜床專用夾具。
工序五：鉆、擴(kuò)Ф12的孔，鉆、擴(kuò)Ф16的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具。
三個(gè)工藝方案的比較與分析 方案一：在第一道工序內(nèi)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時(shí)，選擇的粗基準(zhǔn)為底面，這樣不符合粗基準(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)這一原則。
方案一與其相比，在銑完底面后，直接在銑床上銑削底面及頂面，如此，相對(duì)來說，裝夾次數(shù)少，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。另外，零件的加工要求就整體來說，其精度并不高，若采用工序分散（方案二）法，其加工經(jīng)濟(jì)性并不是很好。但在選擇方案的時(shí)候，還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等。 故本次設(shè)計(jì)選擇方案一。
根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示：
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，在毛坯車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工。
工序：
（1） 粗銑底座底面 以軸承座的上表面為粗基準(zhǔn)，將毛坯裝夾在
X6132萬能臥式銑床上，按照粗加工的余量來進(jìn)行粗銑毛坯。
（2） 精銑底座底面 以粗銑床的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整銑床的相關(guān)參數(shù)，精加工軸承座的 下底面。
（3） 粗銑端面
（4） 粗銑頂面
（5） 鏜Φ62.5的內(nèi)孔
（6） 鉆Φ12的孔
（7） 鉆Φ16的孔
（8） 去毛刺
（9） 檢驗(yàn)
根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表10：機(jī)械加工工藝過程卡；附表20～90；機(jī)械加工工序卡。
（三），機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
1 .毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖。
軸承座其材料為HT200。由于產(chǎn)品的精度要求不高，生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造。毛坯鑄出后進(jìn)行退火處理，以消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
由文獻(xiàn)（1）表2-2，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)為IT9級(jí)。
由文獻(xiàn)（1）表2-2，可查出鑄件主要尺寸的公差，現(xiàn)將主要毛坯尺寸及公差所示：
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
公差I(lǐng)T
主要面尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差I(lǐng)T
Φ62.5兩端面
85
2+2
9
內(nèi)孔
Φ62．5
4
Φ58.5
9
底面
30
2
9
由此，可繪出其零件的毛坯圖（見附圖2）
2.粗銑底底座底面
底面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀（高速鋼），銑刀的規(guī)格為Ф120x15， 機(jī)床的型號(hào)………X6132
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時(shí)，是斷續(xù)切削，刀齒受很大的機(jī)械沖擊，在選擇幾何角度時(shí)，應(yīng)保證刀齒具有足夠的強(qiáng)度。由金屬切削原理與刀具可取γ＝５～λ＝-10 κ=60 =10。
加工要求 粗銑軸承座的下底面。
a) 確定加工余量
由毛坯圖可知：總加工余量為2mm，文獻(xiàn)表8-30可知精加工余量為1mm，由于兩腳底面較小，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整為0.2mm，故其粗加工余量為(2-0.2)=1.8mm。
b）確定每齒進(jìn)給量
由《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-95 ，取每齒粗銑的進(jìn)給量為0.2mm/Z,取精加工每齒的進(jìn)給量為1.5mm/Z.粗銑走刀一次ap=1.8mm，精銑走刀一次ap= 0.2mm。
c)計(jì)算切削用量
由表8-56，取粗銑、精銑的主軸轉(zhuǎn)速分別為150r/min 和300r/min，由前面選擇的刀具直徑Ф120mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：V =dn/1000= =56.52m/min V=dn/1000=m/min=113m/min
d) 校核該機(jī)床功率（只需校核粗加工即可）。
由文獻(xiàn)表2.4-96得切削功率為P=92.4x10-5ZnK
取Z=16 n==2.5r/s =10mm =0.2mm =1.8mm
而K=KKF2 由文獻(xiàn)表2.4-94可知K=1 KF2=1 故K=1
故=92.4xxxxx1.8x16x2.5x1=0.35KW
其所消耗量功率遠(yuǎn)小于機(jī)床功率，故可用。
3.Ф62.5兩端面的加工
兩端面的加工由銑削來完成，此時(shí)，刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，刀具不變，機(jī)床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為２mm，由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。由表8-95可得：=2mm f=2mm/r 由文獻(xiàn)表8-56可得n=600r/min 則就可確定相應(yīng)的切削的速度：故V===226.08m/min
4.Ф12頂面的加工
頂面的加工由銑削來完成，工序余量為2mm 由文獻(xiàn)表8-95可得=3mm 且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加工完成。由于上表面較小，可采用端銑刀加工，但是增加了換刀時(shí)間，降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直徑為Ф120的YG6硬質(zhì)合金面銑刀?？扇=1.5mm/r 由文獻(xiàn)表8-56可取n=600r/min 則相應(yīng)的切削速度V===117.75m/min
5.Ф62.5內(nèi)孔
由零件圖及毛坯圖知，加工總余量為４mm，由于精度要求，須粗鏜和半精鏜各一次。由文獻(xiàn)表8-86，粗加工時(shí)，取進(jìn)給量F=0.5mm/r =３mm 精加工時(shí)，=1mm,F=0.2mm/r。 由表8-87查得粗鏜Ф62.5mm內(nèi)孔的切削速度 V =1.2m/min V=1.6m/min 由此算出轉(zhuǎn)速為 n===61.15r/min
n==81.5m/min
6.鉆Ф12孔
該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由擴(kuò)孔鉆鉆出。由文獻(xiàn)表8-81得擴(kuò)孔時(shí)的余量為３mm，根據(jù)實(shí)際情況可取為2mm,故鉆孔的余量為Z=12-2=10mm
鉆孔工序尺寸及公差為Ф拉孔工序尺寸及公差為Ф12H9()
由文獻(xiàn)表8-69,鉆孔的進(jìn)給量f=0.2mm/r，由文獻(xiàn)表8-71求得鉆孔時(shí)的切削速度v=0.35m/s=21m/min由８－７９知擴(kuò)孔的進(jìn)給量為0.8mm/s
由此算出轉(zhuǎn)速為：n===668.8r/min
按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=600r/min，則實(shí)際切削速度為：v=dn/1000==21.85m/min
由表8-78得F=CFdFfFK=588.6xdxfxK
M=CdmfKx10=225.63x dxfx Kx0
因?yàn)榧庸せ诣T鐵時(shí)K=K 由文獻(xiàn)表8-78，可查的K=1，故F=588.6x11.6x0.2x1=1884.1N
M=225.63x11.6x0.2x1x10=6.6N.m
它們均小于機(jī)床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩,故機(jī)床剛度足夠。
7.鉆Ф16的孔
該孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔拉刀拉出。由文獻(xiàn)表8-24拉孔時(shí)的余量為0.5mm，故 Z==7.75mm
鉆孔：工序尺寸及公差為Ф15.5
拉孔：工序尺寸及公差為Ф16H9（）
由文獻(xiàn)表8-69取鉆孔的進(jìn)給量F=0.25mm/r 由文獻(xiàn)表8-71求得鉆孔時(shí)的切削速度為V=0.35m/s=21m/min 由此算出轉(zhuǎn)速為：n===431.4r/min。按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速為480r/min。則實(shí)際切削速度為V===23.36m/min。由表8-78得F=588.6xdxfxK
M=225.63xxfxKx10
因?yàn)榧庸せ诣T造鐵時(shí)，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
它們均小于機(jī)床所能提供的進(jìn)給率和扭轉(zhuǎn)力矩，故機(jī)床剛度足夠。
8.時(shí)間定額計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，只計(jì)算一道工序的工時(shí)，下面計(jì)算加工Ф12孔的工時(shí)定額。
（１） 機(jī)動(dòng)時(shí)間
由文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7得鉆孔時(shí)的計(jì)算公式為：t=
式中l(wèi)=cotK+(1～２)
l=１～４，鉆盲孔時(shí)，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)輔助時(shí)間
由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-41確定
開停車 0.015min
升降鉆桿0.015min
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)0.02min
清除鐵屑0.04min
卡尺測(cè)量0.1min
裝卸工件時(shí)間由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-42?。眒in
故輔助時(shí)間t=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min
(3)作業(yè)時(shí)間
Ｔ＝t ＋t＝（１.１９＋０.824）=2.014min
（4）常量工作場(chǎng)地時(shí)間T 由機(jī)械制造工藝學(xué)?。剑常tT＝Ｔx=2.014x3%=0.06。
（５）休息與生理需要時(shí)間Ｔ
由機(jī)械制造工藝學(xué)取＝３％則Ｔ＝Ｔx=0.06。
（６）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Ｔ
由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可知表2.5-44取部分時(shí)間為
簡(jiǎn)單件 26min
深度定位 0.3min
使用鉆模式 6min
由設(shè)計(jì)給定5000件，則T/n=(26+0.3+6)/5000=0.00646min。
（7） 單件時(shí)間
Ｔ＝t ＋t＋T＋T＝２.134min
（8） 單件計(jì)算時(shí)間 ?。裕剑裕玊/n＝2.14min。
五：工裝設(shè)計(jì)分析提設(shè)計(jì)任務(wù)書；
從前述的基準(zhǔn)選擇的分析及制定的工藝規(guī)程和工序卡。選擇幾個(gè)工序的工藝裝備提出“專用工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書”以便交給工裝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。
5.夾具設(shè)計(jì)
5.1夾具選擇
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
（一）提出問題
（1）怎樣限制零件的自由度；一個(gè)面限制3個(gè)自由度，短圓柱銷限制2個(gè)自由度，削邊銷限制1個(gè)自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由移動(dòng)彎壓板夾緊工件，支撐板起支撐工件的作用。
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。
（4）怎樣使夾具使用合理。
（二）設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來對(duì)M8孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度為IT12，表面粗糙度W為毛坯的粗糙度，鉆、粗鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
（三）夾具設(shè)計(jì)
1、定位分析
（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。故加M8孔時(shí)，采用軸承底座右端面和軸承底座底面作為定位基準(zhǔn)。
（2）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面與面定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為面的軸線，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。
Α=90,h
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