軸承座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

1、機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 與 機 床 夾 具 設(shè) 計學(xué) 院 機械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機制131 學(xué) 號 1130110008 學(xué)生姓名 楊令祺 指導(dǎo)教師 鄭軍 一、設(shè)計任務(wù)1.設(shè)計課題：軸承座機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 加工M4螺紋專用夾具設(shè)計1. 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 中批量生產(chǎn)3設(shè)計要求： （1）零件毛坯圖 1張 （2）機械加工工藝過程卡片 1張 （3）機械加工主要工序的工序卡片 多張 （4）定位方案圖 1張 （5）夾具裝配圖 1張 （6）夾具零件圖 3張 （7）設(shè)計說明書 1份二、設(shè)計說明書1、 零件的分析1.1 零件的作用：滑動軸承由軸承座、軸瓦（軸套）和潤滑

2、裝置組成，軸承座的作用主要起支撐作用，可以直接做在機器箱壁或機體上。2，零件的工藝分析2.1主要技術(shù)要求：零件調(diào)質(zhì)HB230250、銳邊倒鈍，未注倒角0.5×45°、表面做防銹處理（發(fā)藍）。2.2加工表面及其要求：1) 從零件圖上可知主要的加工難點在與Ø34-0.007 -0.025外圓與Ø22+0.018 0內(nèi)孔的加工，表面粗糙度為Ra1.6um以及它們之間同軸度（Ø0.02）的要求。2) 零件總長的要求保證尺寸18±0.05，同時兩端面的粗糙度為Ra3.2um。3) 大端外圓及1.5×Ø33為自由公差，除了保證

3、尺寸在公差范圍之內(nèi)同時保證表面粗糙度Ra3.2um即可。4）保證4×Ø4.5通孔的尺寸要求，其定位尺寸為自由公差只要滿足要求即可，同時保證表面粗糙度Ra3.2um。5) M4螺紋加工主要保證其定位尺寸的要求。2.3零件材料:零件材料為45號鋼，是中碳鋼，其強度較高，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，以及對心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油水中淬火。2.4毛坯選擇2.4.1確定毛坯的類型及制造方法由于零件的材料為45號鋼，零件的形狀規(guī)則，同時由于零件屬于

4、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優(yōu)勢：由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動，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；生產(chǎn)率較高；操作簡單，易于實現(xiàn)機械化；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。2.4.2繪制毛坯圖根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面加上加工余量。2.5基準的選擇2.5.1粗基準的選擇：由于所選毛坯為型材且每個表面都需要加工，零件外形規(guī)

5、則，選用外圓表面作為粗基準是完全合理的。2.5.2精基準的選擇：從零件圖中可知Ø34-0.007 -0.025外圓與Ø22+0.018 0內(nèi)孔有較高的同軸度要求（Ø0.02），按照有關(guān)的精基準的選擇原則7P151（某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準反復(fù)加工的辦法來達到位置度要求），同時還要考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時應(yīng)進行尺寸換算。根據(jù)粗，精基準選擇原則，確定各加工表面的基準如下：（1）擴-粗鉸精鉸Ø22+0.018 0內(nèi)孔：左端面及Ø34外表面（2）半精車右端面及Ø34-0.007 -0.025外圓：心軸及

6、左端面（3）半精車左端面及Ø52外圓：心軸及右端面（4）鉆鉸4×Ø4.5通孔：右端面（5）粗銑精銑平面至尺寸要求：心軸及互為基準（6）精車Ø34-0.007 -0.025外圓：心軸及左端面（7）鉆M4螺紋底孔：一端面及Ø34外表面（8）攻M4螺紋：一端面及Ø34外表面2.6制訂機械加工工藝路線2.6.1確定各加工表面的加工方法該軸承座的加工表面為：Ø22+0.018 0內(nèi)孔及端面、Ø52外圓、Ø34-0.007 -0.025外圓、1.5×Ø33槽、高度為38的平面、4×

7、16;4.5通孔、M4螺紋、以及總長的要求18±0.05。根據(jù)各加工表面尺寸精度及表面粗糙度要求，Ø34-0.007 -0.025外圓的加工路線為粗車-半精車-精車；Ø52外圓的加工路線為粗車-半精車；兩端面的加工路線為粗車-半精車；4×Ø4.5通孔的加工路線是鉆-鉸；Ø22+0.018 0內(nèi)孔的加工路線為粗鉸-精鉸；高度為38的平面的加工路線是粗銑-精銑。工藝路線方案：工序1：模鍛工序2：調(diào)質(zhì)處理HB 230-250工序3：擴-粗鉸精鉸Ø22+0.018 0內(nèi)孔至尺寸工序4：半精車右端面及Ø34-0.007 -0

8、.025外圓工序5：半精車左端面及Ø52外圓同時保證總長尺寸工序6：鉆鉸4×Ø4.5通孔工序7：粗銑精銑平面至尺寸要求工序8：精車Ø34-0.007 -0.025外圓至尺寸要求同時切槽至尺寸工序9：鉆M4螺紋底孔，并倒角工序10：攻M4螺紋工序11：鉗工去毛刺工序12：表面防銹處理（發(fā)藍）工序13：檢驗2.6.3工藝路線分析該工藝路線是按照工序集中原則組織工序，優(yōu)點是工藝路線短，減少工件的裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，使需要的機床數(shù)量少，減少工件工序間的運輸，減少輔助時間和準備終結(jié)的時間，同時產(chǎn)量也較高，同時在為了保證Ø34-0.007

9、 -0.025外圓和Ø22+0.018 0內(nèi)孔的相互位置精度，采用了互為基準的原則，能達到零件間所標的精度。2.7機械加工余量、工序尺寸及公差軸承座零件材料為45鋼，硬度為HBS 230250，毛坯重量約為0.119389，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。根據(jù)上述原始資料及加工工藝分別確定各加工表面的機械加工余量，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（簡稱工藝手冊），分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下：工序工序內(nèi)容單邊余量(mm)工序尺寸(mm)表面粗糙度Ra(m)工序3擴Ø22內(nèi)孔至Ø21.80.921.812.5粗鉸Ø22+0.018 0內(nèi)孔0.0721.9

10、46.3精鉸Ø22+0.018 0內(nèi)孔至尺寸0.03221.6工序4半精車右端面1193.2半精車Ø34-0.007 -0.025外圓0.934.23.2工序5半精車左端面118±0.053.2半精車Ø52外圓1523.2工序6鉆4×Ø4.5通孔2.1754.3512.5鉸4×Ø4.5通孔0.0754.53.2工序7粗銑平面1.53912.5精銑平面至尺寸要求0.5383.2工序8精車Ø34-0.007 -0.025外圓0.1341.6切槽至尺寸0.5333.2工序9鉆M4螺紋底孔1.653.312.5孔

11、口倒角0.50.5×45°12.5工序10攻M4螺紋0.35M42.8選擇機床設(shè)備及工藝裝備根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為：工序3：搖臂鉆床型號為Z3040×10/2，刀具為Ø21.8擴孔鉆，Ø21.94機用鉸刀，Ø22+0.018 0鉸刀，量具為：0125/0.02游標卡尺，025內(nèi)徑百分表，圓柱塞規(guī)，切削液為柴油。工序4： 臥式車床型號為C6136，刀具為YT30外圓車刀，量具為：0125/0.02 游標卡尺，2550mm千分尺，切削液為柴油。工序5： 臥式車床型號為C6136，刀具為YT3

12、0外圓車刀，量具為：0125/0.02 游標卡尺，025mm千分尺，切削液為柴油。工序6： 搖臂鉆床型號為Z3040×10/2，刀具為Ø4.35直柄麻花鉆，Ø4.5鉸刀，量具為：0125/0.02游標卡尺，切削液為柴油。工序7： 立式升降臺銑床型號為X5032，刀具為Ø80三面刃銑刀，量具為：0125/0.02游標卡尺,切削液為柴油，切削液為柴油。工序8： 臥式車床型號為C6136，刀具為YT30外圓車刀，YT15外切槽刀刀 寬為1.5mm, 量具為：0125/0.02游標卡尺，2550mm千分尺，切削液為柴油。工序9： 搖臂鉆床型號為Z3040

13、5;10/2, 刀具為Ø3.3直柄麻花鉆, 0125/0.02 游標卡尺，切削液為柴油。工序10： 攻絲機型號為S4006，刀具為M4絲錐，量具為標準M4螺紋塞規(guī)。，切削液為柴油。 2.9確定切屑用量及基本工時：工序3：（1） 擴Ø22內(nèi)孔至Ø21.8A. 確定被吃刀量：ap=0.9 mm。B. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-13確定f=（2.22.4）f鉆v=（1/21/3）v鉆取f=2.3×0.26=0.598 mm/r。v=0.4×15 m/min=6 m/minC. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=88 r/min根據(jù)4表10-16與88 r/m

14、in相近的機床轉(zhuǎn)速為80 r/min及100r/min，現(xiàn)選80 r/min，實際切削速度v=5.5 m/min。D. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=18 mm，=5 mm，=2 4mm，選=2mmt=0.52 min（2） 粗鉸Ø22內(nèi)孔至Ø21.94A. 確定被吃刀量：ap=0.07 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-13確定，選用f=0.33 mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表11-282，選用v=10 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=145 r/min根據(jù)工藝手冊表10-16與145 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為125 r/min與160

15、 r/min，現(xiàn)選160 r/min，實際切削速度v=11 m/min。E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=18 mm，=5 mm，=2 mmt=0.47 min（3）精鉸Ø22+0.018 0內(nèi)孔至尺寸A. 確定被吃刀量：ap=0.03 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-13確定，選用f=0.3 mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表11-282，選用v=7 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=101 r/min根據(jù)工藝手冊表10-16與101 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為100r/min與125 r/min，現(xiàn)選100r/min，實際切削速度v=6.9 m/m

16、in。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=18 mm，=5 mm，=5 mmt=0.833 min工序4：（1）半精車右端面A. 確定被吃刀量：ap=1 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.3 0mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-6，選用v=54m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=478 r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與478 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為350r/min與500 r/min，現(xiàn)選500r/min，實際切削速度v=57 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=19 mm，=2 mm，=0mmt=0.14 mi

17、n（2）半精車半精車Ø34外圓A. 確定被吃刀量：ap=0.9 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.3 2mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-6，選用v=1.667m/s=100 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=931r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與931r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為700r/min與1000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mmt=0.043 min工序5：（1）半精車左端面A. 確定被吃刀量：ap=1 mmB

18、. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.30mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-6，選用v=54 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=318r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與318r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為250r/min與350 r/min，現(xiàn)選350r/min，實際切削速度v=59 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=27 mm，=2 mm，=0 mmt=0.27 min（2）半精車Ø52外圓A. 確定被吃刀量：ap=1 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.30mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-

19、6，選用v=1.667m/s=100 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=590r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與590r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min與700 r/min，現(xiàn)選700r/min，實際切削速度v=119 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=6 mm，=2 mm，=0 mmt=0.038 min工序6：（1）鉆4×Ø4.5通孔A. 確定進給量：根據(jù)切削手冊表2.13查得，按5類加工性暫定f=0.16mm/r，查機械加工工藝手冊（2）表10.4-16查得，v=17m/minB 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=1245r/min根據(jù)4表1

20、0-16與1245 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為800 r/min及1250r/min，現(xiàn)選1250r/min，實際切削速度v=17 m/min。D. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=6 mm，=5 mm，=2 4mm，選=4mmt=0.075 min（2）鉸4×Ø4.5通孔A. 確定被吃刀量：ap=0.075 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-13確定，選用f=0.30mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)機械加工工藝手冊（2）表10.4-39，選用v=8 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=586r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與590r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為

21、500r/min與630 r/min，現(xiàn)選630r/min，實際切削速度v=8.5 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=6 mm，=5 mm，=4 mmt=0.079 min工序7：（1）粗銑兩平面A. 確定被吃刀量：ap=1.5 mmB根據(jù)切削手冊表3.5，查得fz=0.09-0.18mm/z，所以選fz=0.13mm/z。選擇銑刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后面最大磨損度為1.2mm，耐用度T=180min確定切削速度及工作臺每分鐘進給量根據(jù)切削手冊表3.27查得Cr=332,Qv=0.21,Yv=0.4,Uv=0.4,Pv=0,m=0.35,Kv

22、=1.0確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=593r/min根據(jù)工藝手冊表10-18與593r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min與600 r/min，現(xiàn)選600r/min，實際切削速度v=151 m/min。工作臺的每分鐘進給量Fm= fz×z×n=785mm/min根據(jù)工藝手冊表10-18選用Fm=750 mm/minE.由于是粗銑平面故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件表面，利用做圖法，以及按工藝手冊表8-32，確定l=6 mm，=5 mm，=4 mmt=0.18 min（2）精銑平面A. 確定被吃刀量：ap=0.5 mmB. 確定每齒進給量：通過查表得到f=0.5 mm/r，vf=

23、f×n=fz×z×n通過條件得到fz=0.05 mm/zC. 計算切削速度：根據(jù)切削手冊表3.27確定，即為v=151 m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速： n=593r/min根據(jù)工藝手冊表10-18與593r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min與600r/min, 現(xiàn)選600r/min, 實際切削速度v=151 m/min。Fm= fz×z×n=300 mm/min根據(jù)工藝手冊表10-18選用Fm=300 mm/minE. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，確定l=6 mm，=5 mm，=4 mmt=0.05 min工序8：（2）精車精

24、車Ø34-0.007 -0.025外圓保證尺寸為Ø34-0.007 -0.025A. 確定被吃刀量：ap=0.1 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.200.30mm/r，所以選用f=0.25mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-6，選用v=1.667m/s2.170m/s,所以選用 v=2m/s=120m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=1117r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與1117r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1000r/min與2000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。.E. 計算基本時間：按工

25、藝手冊表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mmt=0.05 min（2）切槽尺寸 A. 確定被吃刀量：ap=0.5 mmB. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-5確定，選用f=0.06mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)工藝手冊表8-6，選用v=2.65m/s,所以選用 v=160m/minD. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=1544r/min根據(jù)工藝手冊表10-7與1544/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1000r/min與2000 r/min，現(xiàn)選2000r/min，實際切削速度v=207 m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=0.5 mm，=10 mm，=0 mmt=0.16 m

26、in工序9：（1）鉆M4A. 確定進給量：根據(jù)工藝手冊表8-10，選用f=0.08mm/rB. 計算切削速度：根據(jù)切削手冊表2-17確定，選用v=16m/minC. 確定主軸主軸轉(zhuǎn)速：n=1544r/minD. 根據(jù)工藝手冊表10-16與1544/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1250r/min與2000 r/min，現(xiàn)選1250r/min，實際切削速度v=13m/min。.E. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=6 mm，=7 mm，=2 mmt=0.15 min（2）孔口倒角仍為1250r/min，手動進給。工序10：攻M4螺紋A. 查工藝手冊確定切削速度：取v=6 m/minB. 確定主軸

27、主軸轉(zhuǎn)速：n=477 r/min根據(jù)2表7-161選用480 r/min，no=580 r/min（刀具的回程轉(zhuǎn)速），實際切削速度v=6.03 m/min。C. 計算基本時間：按工藝手冊表8-32，l=6 mm, =0.5*3mm=1.5mm, =0.5*3mm=1.5mmt=+=0.13 min3、專用夾具設(shè)計3.1夾具的設(shè)計3.2.1定位方案及定位元件選擇、設(shè)計定位方案的選擇：根據(jù)加工要求，工件在夾具中的定位方案如下圖所示： 定位方案 方案如圖所示，是以Ø22+0.018 0作為主要定位基準，限制4個自由度，以定位釘作為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度，以擋板作為止推基準，限制1個自由度。本工序加工M4螺紋孔，鉆孔加工的切削力主要是鉆頭進給時的軸向力和鉆削扭矩，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，采用方案一。定位元件的設(shè)計：根據(jù)定位方案的選擇，設(shè)計定位元件如下圖所示： 圖4 圖5查機床夾具設(shè)計手冊，用M16及M10的螺紋限制兩邊的移動，Ø22用來限定4個自由度，作為定位基準，因為零件定位尺寸為自由公差，一般加工即可滿足定位要求。2.固定支撐釘：選用T7A材料，直徑為&