KCSJ-04 - 轴承座 机械加工工艺规程设计说明书

课程设计说明书

设计题目： KCSJ-04轴承座零件的

工艺规程及工艺装备

班 级 设 计 者 学 号 指导教师

机械制造工艺学课程设计任务书

生产纲领： 4000生产类型： 内容：

1.2.3.4.5.6.7．课程设计说明书

题目：轴承座零件的工艺规程及工艺装备件 批量生产 产品零件图 1产品毛坯图 1夹具图 1零件装配图 1机械加工工艺过程卡片 1机械加工工序卡片 1 1

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张 张 张 张 套 套 份

机械加工工艺规程设计

图1、2 分别为轴承座的零件图。已知零件的材料为HT200，年产量4000件/年。试为该轴承座零件编制工艺规程。

图1-1 轴承座零件图

第一节 轴承座的工艺分析及生产类型的确定

一． 轴承座的用途

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 二． 轴承座的技术要求 全部技术要求列于表1-1中

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加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等级 IT8 IT7 表面粗糙度/μm 6.3 6.3 形位误差/mm 底面 孔47 95 ?47+0.03 0 前后端面 孔22 孔12 40 22 12 IT8 IT8 IT8 表1-1

6.3 6.3 6.3 三． 审查轴承座的工艺性

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，并在轴向方向上均大于相邻表面。?12mm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孔和前后俩个端面由车床加工出来；底面和顶面用铣床加工；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。 四． 确定拨叉的生产类型

依设计题目知：Q=4000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别为3%和0.5%。代入公式1-1得

N=4000*(1+3%+0.5%)=4140件/年

由查1-3表可知，轴承座属轻型零件；由表1-4知，该轴承座的生产类型为大批生产。

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第二节 确定毛坯、绘制毛坯简图

一、 选择毛坯

由于铸铁具有良好的铸造性、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。又由于灰铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以选择灰铸铁作为铸造的材料。

二、 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 1、

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。 2、

零件表面粗糙度

由零件图可知，该轴承座各加工表面的粗糙度Ra均大于等于6.3μm。 根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表1-2中。 项目/mm 铸件基本尺寸/mm 加工余量等级 1 2 3 4 5 60.1 40.2 69.2 44.6 44.6 7 7 7 7 7 2.4 4.2 4.2 2.1 2.1 孔双侧加工 底面单侧加工 顶面单侧加工 前面单侧加工 后面单侧加工 机械加工余量/mm 说明 1-2 铸造件主要表面的机加工余量

三、 绘制轴承座铸造毛坯简图

由表1-2所得结果，绘制毛坯简图如图1-3所示。

图1-3 轴承座铸造毛坯简图

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1、确定加工余量：粗镗加工ap=2mm， 半精镗加工ap=0.4mm 2、确定进给量f：粗加工f =0.5mm/r,半精加工f=0.2mm/r 3、确定切削速度：查表得，V粗=30m/min，V半精=90m/min，由此计算出转速为n粗= 1000v/?d=1000*30/(3.14*47)=153r/min, N半精=1000v/?d=1000*90/(3.14*47)=459r/min

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第六节 时间定额的计算

根据设计要求，只计算一道工序的工时，下面计算加工?12孔的工时定额。 1、基本时间

基本时间 t=（L+L1+L2）/（f*n），式中L1=D/2cosKy+(1~2),L2=1~4，钻盲孔时，L2=0

由图知，L=30，L2=2，f=0.2,n=600，则L1=12/2cos（118/2）+1.5=5.1。所以，t=（30+5.1+2）/（0.2*600）=0.31min 则T1=4t=1.24min 2、辅助时间

查表得，开停车 0.015min；升降钻杆0.015min；主轴运转0.02min；清除铁屑0.04min；卡尺测量0.1min。 装卸工件时间查表得取1.2min

所以，辅助时间Tf=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.39min 3、作业时间

T=基本时间+辅助时间=1.24+1.39=2.63min 4、布置工作地时间tb

由机械制造工艺学取?＝3％则tb＝Ｔ*?=2.63x3%=0.079min。

5、休息与生理需要时间tx

由机械制造工艺学取?＝3％则tx＝Ｔ*?=2.63*3%=0.079min。 6、准备与终结时间tz

查表取部分时间为 简单件26min；深度定位0.3min；使用钻模式6min 由设计给定4000件，则tz/n=(26+0.3+6)/4000=0.0095min。

7、单件时间Tdj

Tdj＝T＋tb＋tx＝2.63+0.079+0.079=2.788min

8、单件计算时间 Ｔ＝Ｔdj＋tz/n＝2.796min。

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第6节 轴承座零件的车床夹具设计

车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。 6.1 车床夹具的主要类型

（1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动

定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。

角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。

花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。

（2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。

由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以轴承座零件在车床上加工用专用夹具。 6.2车床夹具的设计要点

（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求

当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。

当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹

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具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。

工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。

（2）夹具与机床主轴的连接

车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。

心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。

根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：

1)对于径向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。

2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。

图1-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。

对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图1-c所示，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。

图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.05～0.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。

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图1 车床夹具与机床主轴的连接

过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册

6.3轴承座零件的车床专用夹具的总体设计

（1） 夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。

（2） 当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产，特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的方法进行夹具的平衡工作。

（3）为了保证安全，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此，还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该加防护罩。 6.4轴承座零件的车床夹具的加工误差分析

工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差?D、夹具误差?J、夹具在主轴上的安装误差?A和加工方法误差?G的影响。

如夹具图所示，轴承座在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：

（1）定位误差?D

由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差?B为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差?Y为零。因此，

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尺寸210的定位误差?D等于零。 -0.05（2）夹具误差?J

夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸210的公差-0.02为0.02，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.

（3）安装误差?A

因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。 （4）加工方法误差?G

如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取

?G=?K/3=0.05/3=0.017mm

?D??J??A??G

2222轴承座零件的车床夹具总加工误差是：

??? ?0?0.02?0?0.01722?0.0262

精度储备：

JC?0.05?0.0262?0.0238

故此方案可行。

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第七节 小结

这次课程设计进行了接近2个星期，在这2个星期里，我们完成了轴承座的工艺规程和加工方法，并对其加工设计了一个夹具。通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。发现要真正去设计和制造一个零件，需要经过好多过程，的确不是很容易，什么参数都要自己去找才行。总之，这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的专业学习打下课基础，最后还要感谢同学和老师的指导和帮助。

主要参考文献

1 机械制造工艺学 第2版 清华大学 王先逵 主编 机械工业出版社 2 机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青 主编 机械工业出版社 3 机床夹具设计 张权民 主编 科学出版社

4 机械精度设计与检测技术基础 杨沿平 主编 机械工业出版社 5 机械加工工艺手册 北京出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q67f.html