轴承座设计论文修改完善版本.docx
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轴承座设计论文修改完善版本
河南质量工程职业学院
毕业设计(论文)
题目
轴承座的加工工艺及数控编程
系别
机电工程系
专业
工业控制
班级
2013级工业控制2班
学生姓名
李明明
学号
021*******
指导教师
定稿日期
2016年5月12日
河南质量工程职业学院
毕业设计(论文)任务书
班级
工业控制2班
学生姓名
李明明
指导教师
设计(论文)题目
轴承座的加工工艺及数控编程
主要
研究
内容
要求确定切削用量及工时定额;填写工艺过程卡和工序卡,得出结论。
主要技
术指标
或研究
目标
确定并精确画出零件图纸
编写工艺过程卡、工序卡
设计UG三维造型图,程序清单等
基本要求
要求必须有一定的精确度,程序编写的正确性,注意加工工艺的顺序。
主要参
考资料
及文献
1.艾兴、肖诗纲编《切削用量简明手册》机械工业出版社
2.李晓会、主编《典型零件数控加工工艺编制及实施》机械工业出版社
3.姚民雄、华红芳主编《机械制图》电子工业出版社
4.过小容、李坤主编《UG三维造型与数控加工编程》辽宁科学技术出版社
5.孙燕华编《AutoCAD2005机械制图》机械工业出版社
轴承座的加工工艺及数控编程
摘要:
首先,通过对轴承座的分析,了解轴承座的作用。
其次,依据轴承座的毛坯件和生产纲领的要求及各个加工方案的比较,制定出切实可行的轴承座加工工艺路线。
在运用机械制造技术基础等相关课程的知识,确定轴承座在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排,并确定了加工面的工艺尺寸的选择合适的机床和刀具,保证零件的加工质量。
最后,根据被加工零件的加工要求,参考机床夹具设计手册及运用夹具设计方面的书籍的基本原理和方法,拟定夹具设计的方案,设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的夹具。
关键词:
零件加工;工艺路线;数控技术;程序编制
Abstract:
Firstofall,throughtheanalysisofthebearingseat,understandtheroleofthebearingseat.Secondly,accordingtothebearingblockofblankpartsandtherequirementsoftheproductionprogramandthecomparisonofeachprocessingprogram,todevelopapracticalbearingblockprocessingtechnology.Intheknowledgeoftheuseofmachinerymanufacturingtechnologyfoundationandotherrelatedcoursestodeterminebearingseatpositioningintheprocessing,clampingandthecraftroutearrangement,andtodeterminetheselectionoftheappropriatesizeprocessingsurfaceandmachinetools,sparepartsprocessingqualityassurance.Finally,inaccordancewiththerequirementsoftheprocessingpartsprocessing,referencemachinefixturedesignhandbookandtheuseofthebasicprinciplesandmethodsoffixturedesignbooks,developfixturedesignscheme,designefficient,effort,economicreasonableandensuretheprocessingqualityofthefixture.
Keywords:
Partsprocessing;processroute;numericalcontroltechnology;programming
1绪论
1.1课题的研究意义
机械制造工艺学毕业课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分大部分专业课之后进行的。
这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的链接,也是一次理论联系实际的训练,也可以算是一次老师对我们所学知识的综合考验。
因此它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。
本次课题的研究对象是零件——轴承座。
轴承座是装在汽轮机汽缸本体或基础上用来支撑轴承的构件。
是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有个好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。
轴承座主要是与轴承配套使用的,轴承外圈和轴承座采用过盈配合,轴承座起一定的支撑作用,以便于轴承的广泛使用。
有部分式轴承座、外球面轴承座、滑动轴承座等。
每种轴承座又有多种不同型号、不同材质的轴承座,如灰口铸铁座、球墨铸铁座、铸钢座、不锈钢座、铜瓦座等。
所以,各个轴承座的用途与安装位置也有所不同。
1.2课题的研究内容
论文的主要研究内容包括以下几方面:
(1)零件分析:
包括零件用途、安装使用、实物形状等的分析;零件图纸加工工艺、技术要求、材料毛坯等的分析。
(2)确定加工方法:
包括机床的选用、刀具夹具的选择、测量工具的选择等。
(4)检验:
包括确定加工余量、工序尺寸与公差范围;确定切削用量及工时定额;填写工艺过程卡和工序卡等。
(5)得出结论
获得的研究成果如下:
1.零件图纸
2.工艺过程卡、工序卡
3.UG三维造型图,程序清单等
2轴承座零件的数控加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.11.1零件的图样分析
1.俯视图上、下两侧面平行度公差为0.03mm。
并定俯视图上侧面为基准D。
2.主视图上平面(左右两侧同)对基准C(孔
轴线)的平行度公差为0.03mm。
3.主视图上平面(左右两侧平面度相同)平面度公差为0.008mm,只许凹陷,不许凸起。
4.左视图右侧面对基准C(孔
轴线)的垂直度公差为0.03mm。
5.铸造后毛坯要进行时效处理。
6.加工面表面粗糙度为25,主视图上端圆弧外表面不需要加工。
7.未注明倒角C1。
8.材料ZG45。
2.1.2零件的工艺性分析
零件的材料为ZG45,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
1.
mm轴承孔可以用车床加工、也可以用铣床镗孔。
2.轴承孔两侧面用铣床加工,以便于加工2mm
1mm的槽。
3.两个
mm定位销孔,先钻2×Φ6mm工艺底孔,待装配时与装配件合钻。
销孔与销要过渡配合,精度达到IT8,要先钻后铰才能达到要求。
4、侧视图右侧面对基准C(
mm轴线)的垂直度检查,可将工件用
mm心轴安装在偏摆仪上,再用百分表测工件右侧面,这是转动心轴,百分表最大与最小差值为垂直度偏差值。
5.主视图上平面对基准C(
mm轴线)的平行度检查,可将轴承座
mm孔穿入心轴,并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起,这时用百分表分别测量心轴两端最高点,其差值即为平行度误差。
6.俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度的检查,可将工件放在平台上,用百分表测出。
2.3毛坯的确定
零件材料为ZG45,考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构有比较简单,且零件未加工表面的粗糙度要求不高,生产类型为中批生产,故选择金属模铸钢件毛坯。
查《机械制造工艺设计简明手册》,选用铸钢件尺寸公差等级为IT12,加工余量等级为G(7级)。
2.4确定各表面的加工方法及选择加工机床与刀具
2.4.2加工方法的选择
关于铸钢件的加工,很多老师傅一般都是凭经验,由铸造厂的水平和铸造工艺,还有客户的要求决定。
一般情况下,粗糙度Ra12.5以上的表面只需要进行粗加工就可以达到粗糙度要求。
该零件主要以铣削加工为主,粗糙度Ra12.5以上表面(如顶端圆弧面)不加工。
各端面采用的加工方法为:
粗铣-精铣;
表2-1孔加工方法可达到的经济精度及表面粗糙度
序号
加工方法
经济精度
表面粗糙度Ra
适用范围
1
钻孔
IT11~IT12
12.5
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯,也可用于加工有色金属(但表面粗糙度较低,孔径小于Φ15~20mm)
2
钻孔—铰孔
IT9
1.6~3.2
3
钻孔—铰孔—精铰孔
IT7~IT8
0.8~1.6
4
粗镗(或扩孔)
IT11~IT12
6.3~12.5
除淬火钢外各种材料,毛坯有铸出孔或煅出孔
5
粗镗(粗扩)—半精镗(精扩)
IT8~IT9
1.6~3.2
6
粗镗(扩)—半精镗(精扩)—精镗(铰)
IT7~IT8
0.8~1.6
7
粗镗(扩)—半精镗(精扩)—精镗—浮动镗
IT6~IT7
0.4~0.8
根据以上表2-1《孔加工方法可达到的经济精度及表面粗糙度》的部分内容,得出结论Φ13、Φ9、Φ6、Φ4孔的表面粗糙度要求在Ra1.6~3.2且孔径小于Φ15~20mm,故加工方法为:
钻-铰孔,Φ8孔做转配孔加工至Φ6。
Φ30及Φ35孔属于毛坯有铸出孔且孔径大于20mm,故加工方法为:
粗镗-半精镗-精镗。
2.4.2机床与刀具的选用
1.铣刀刚性要好
一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要;二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。
2.铣刀的耐用度要高
尤其是当一把铣刀加工的内容很多时,如刀具不耐用而磨损较快,就会影响工件的表面质量与加工精度,而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数,也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶,降低了工件的表面质量。
除上述两点之外,铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要,切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。
常用铣床的技术资料
表2-2X61W型万能铣床
工作台最大纵向行程650mm
工作台工作面积,长×宽1000mm×250mm
进给机构允许的最大抗力15000N
主电动机功率4.5kW
进给电动机功率1.7kW
机床效率η=0.75
主轴转数
n(r/min)
65,80,100,125,160,210,255,300,380,490,590,725,945,1225,1500,1800
纵向进给量
vf(mm/min)
35,40,51,65,85,105,125,165,205,250,300,390,510,618,
755,980
表2-3XA6132型万能铣床和XA5032型立铣床
作台工作面积,长×宽1250mm×320mm
进给机构允许的最大抗力15000N
主电动机功率7.5kW
进给电动机功率1.7kW
机床效率η=0.75
主轴转数
n(r/min)
30,37.5,47.5,60,75,95,118,150,190,235,300,375,475,600,750,950,1180,1500
纵向进给量
vf(mm/min)
23.5,30,37.5,47.5,60,75,95,118,150,190,235,300,375,475,600,750,950,1180
注:
原X62W型万能铣床和X5030A型立铣主要参数与此表相近。
根据常用铣床各项技术资料的比较,数据的分析,我选用X5030A型立铣床进行加工。
为便于加工2mm
1mm的槽,选用铣床X6132,镗孔时选用常用车床CA6140。
2.5划分加工阶段
该零件——轴承座的加工质量要求不是很高,可将加工阶段分为粗加工,半精加工和精加工三个部分。
首先将精基准(下底面和Φ30mm圆柱孔中心轴所在竖直平面)确定好,使后续加工工序都可以采用精基准的定位加工,保证其他表面的精度要求,然后粗铣左右前后上端面,钻底板上的Φ9、Φ13mm孔,及Φ4、Φ6mm孔并将Φ8mm孔钻至Φ6mm(装配作孔),粗镗Φ30、Φ35mm孔;半精加工部分主要加工左右前后上端面和Φ30、Φ35mm孔的半精镗加工,包括铰其他孔(除Φ8mm孔以外);精加工将各部分加工至尺寸要求。
2.6安排加工顺序
1.机械加工工序
1、遵循“先基准后其他”的原则,应该首先加工精基准——下底面,然后再加工其他表面或孔。
因为,后续加工中需要以底面作为定位基准。
2、遵循“先粗后精”的原则,先粗加工轴承孔左右两侧面然后粗加工其他四侧面和各大小孔,然后再按顺序逐一进行精加工。
3、遵循“先面后孔”的原则,先加工表面后进行盲孔,通孔和台阶孔等孔加工。
因为,孔的加工需要以平面为定位基准,表面加工完成之后,方可选为定位基准。
为基本符合上述三项原则的规定,故定加工工序为:
先加工精基准—下底面,其次粗加工轴承孔两侧面及其他四侧面,然后加工孔,之后按顺序逐一半精加工上述部分并割槽、倒角、去毛刺,最后精加工完成。
2.热处理加工
铸造成型后,对铸钢件进行热处理(人工时效处理),可消除铸造后产生的铸造应力,提高材料的综合力学性能。
轴承座在工作中需承受冲击载荷,并且受到很大的应力,故采用人工时效热处理可满足零件的加工要求。
3.辅助工序
在半精加工前后,安排进行倒角、去毛刺和清洗过程,使精加工在定位可靠的情况下,得到良好的质量要求。
精加工完成后进行终检过程,以保证产品的质量。
综上所述,该轴承座工序安排顺序为:
热处理—基准加工—粗加工—半精加工—精加工。
2.7拟定加工工艺路线
根据以上分析,零件轴承座最小表面粗糙度为Ra1.6,查《机械加工工艺手册》,可选择粗铣—半精铣—精铣加工,孔径小于Φ15mm的孔选择钻孔—铰孔加工,孔径大于Φ20mm的孔选择粗镗—半精镗—精镗加工。
结合上述加工顺序,拟定加工工艺路线如下:
备料(铸钢件)——清砂——时效处理——涂漆——粗铣——钻孔——粗镗——半精铣——半精镗——精铣——铰孔——精镗——割槽——倒角——检验——入库
2.8确定加工余量、工序尺寸与公差
根据《机械加工工艺手册》,可查《工序间加工余量》表3-1,得出轴承座端面加工余量及偏差,和内孔加工余量及偏差及精加工余量及偏差值。
然后,根据“倒推法”就可以得出工序尺寸。
公差由图纸确定为主。
检验工具:
游标卡尺、千分尺、粗糙度仪、百分表
主要检验项目:
零件各部分尺寸是否为图纸尺寸,装配部分是否在公差范围内,俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度,Φ30mm孔轴线与前表面的垂直度,各加工面的粗糙度。
检测上平面对基准C的平行度,可将轴承座
mm孔穿入心轴,并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起,这时用百分表分别测量心轴两端最高点,其差值(即平行度误差)是否符合要求。
检测右侧面对基准C的垂直度,可将工件用Φ30mm心轴安装在偏摆仪上,再用百分表测工件右侧面,百分表最大与最小差值(即垂直度偏差值)是否符合要求。
检查其他长度孔径尺寸,需确保游标卡尺、千分尺的读数正确。
2.9填写工艺卡片
轴承座机械加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
10
铸
铸造
20
清洗
清洗
30
热处理
人工时效处理
40
铣
夹轴承孔两侧毛坯,按线找正,铣轴承座底面,照顾尺寸30mm
X5030A
50
铣
以已加工底面定位,在轴孔处压紧,铣主视图上面及轴承孔左、右侧面42mm,铣2mm×1mm槽,照顾底面厚度15mm
B6050
60
铣
夹42mm两侧面,按底面找正,铣四侧面,保尺寸38mm和82mm
X5030A
(续)
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
70
镗
以底面及侧面定位,采用弯板式专用夹具装夹工件,镗
mm、Φ35mm孔、倒角C1,保
mm中心至上平面距离
mm
CA6140
80
钻
以主视图上平面及
mm孔定位,钻Φ6mm、Φ4mm各孔,钻2×Φ9mm孔,钻2×Φ13mm沉孔(深
mm),钻2×Φ8mm孔至Φ6mm(装配时再进行合钻、铰)
X5030A
90
涂漆
涂漆
100
钳
去毛刺
110
检
检验各部尺寸及精度
120
入库
入库
3轴承座零件的三维造型及编程
2.10轴承座零件的三维造型
使用UG6.0软件进行实体造型得如图:
零件图
3.2轴承座零件的编程
O0100//左右侧面
T0101Φ8立铣刀
G54G90G00X0Y0Z50
M03S1200M08
M98P1000L3
G91G01X6
G90Z100M09
M30
O1000//子程序
G90G00X2Y-5Z2
G01Z-3
G01Y43F100
G00X0Y0Z50
M99
O0200//前后侧面
T0101
G54G90G00X0Y0Z50
M03S1200M08
M98P2000L13
G91G01X6
G90Z100M09
M30
O2000//子程序
G90G00X2Y-5Z2
G01Z-3
G01Y57F100
G00X0Y0Z50
M99
O0300//孔
T0202Φ6mm钻头
G54G90G00X0Y0Z50
G00Z2
M03S600
G99G81X9Y9Z-20R3F120
G98Y29
G99X41Y13
X73
G98Y29
G00X200Y0Z100M05
T0303Φ13钻头
M03S600
G99G81X9Y29Z-15R3F120
X73Y9
G00Z30
M30
致谢
本次毕业设计经过一个多月的时间,包括UG软件绘图造型、工艺设计、机床刀具等的选用、工艺卡的填写、程序的编制等。
从开始查阅资料设计草稿的完成,及之后的修改定稿,都要非常感谢指导老师在此期间给予我的指导和帮助。
当然,我还要感谢在我毕业设计期间帮助过我的同学们。
他们有的相隔很远,仍利用“远程协助”帮我安装UG软件;有的帮我查找过资料;有的耐心回答过我的疑问。
正是有了这么多同学的帮助,我的毕业设计才会那么顺利。
特别地,感谢我的父母和家人,他们在精神上和经济上全力支持,才使我顺利完成学业。
在此,向他们表示深深的谢意!
再次向所有给予我指引和帮助的老师、同学及亲友表示诚挚的谢意!
参考文献
1.艾兴肖诗纲编《切削用量简明手册》机械工业出版社
2.李晓会主编《典型零件数控加工工艺编制及实施》机械工业出版社
3.姚民雄华红芳主编《机械制图》 电子工业出版社
4.过小容李坤主编《UG三维造型与数控加工编程》辽宁科学技术出版社
5.孙燕华编《AutoCAD2005机械制图》机械工业出版社
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