轴承座的加工工艺.docx
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轴承座的加工工艺
轴承座的加工工艺
设计要求:
此轴承座是用于装夹轴承,例如对于一般机械像砂轮,对于它则不要特别高的精度,而对于精密机械,为了达到很好的使用性能,则必须要求有特别高的精度;于此,在这里我能针对一般机械来展开对轴承座的设计加工。
针对以上的要求我们来分析轴承座的技术要求,设计零件技术机械加工工艺规程。
填写工艺文件;设计机械加工工艺装备,设计机床专用夹具,总装图中某个主要零件的零件图零件其支撑作用,所以它为支撑类零件。
它一般是成对使用的,因此要求在装配轴承与轴时其同轴度要求较高。
设计进度要求:
第一周:
确定毕业设计题目
第二周:
设计大刚
第三周:
查阅文献、收集资料
第四周:
拟定设计大纲
第五周:
完成零件的设计要求及任务
第六周:
对设计进行完善、修改
第七周:
设计完成打印初稿
第八周:
整理文稿准备答辩
指导教师(签名)—
摘要
轴承座是一种常见的安装轴承并支撑轴几轴上零件旋转的零件,他主要分为剖分式轴承座、滑动轴承座、滚动轴承座、带法兰的轴承座、外球面轴承座等本次毕业设计主要低级滑动轴承座,通过对轴承座原理及主要构成加工工艺进行分析,选出所用的材料,加工所用的刀具、夹具、机床,并且编写出一套工艺规程和工艺卡片,同时用AutoCAD会出工程图和装配图。
最后通过自己设计的工艺流程再对整个零件来加以考核,使其加工的零件能满足尺寸精度要求,并使综合成本降到最低,对于整个机械零件设计来说,工艺流程设计是核心,是整个零件加工的重中之重,为此在对零件加工设计是一定要以严谨的心态编制出最哟秀的工艺,来综合展现毕业设计的价值和一个学生的学习综合能力,并使其全面地有一个更好的认识与更美好的憧憬。
关键词:
轴承座工艺分析原理工艺流程
目录
设计任务书2
1确定毛培的制造方法,初步确定毛培形状5
2毛坯的铸造方法6
2.1、轴承座的造型6
3零件的粗糙度及公差要求8
4零件的工艺分析9
4.1零件的生产作用9
4.2零件的工艺分析9
5工艺规程设计10
5.1基准的选择10
5.3制定工艺路线11
5.4、确定加工余量12
5.5、确定切削余量、基本工时(机动时间)13
6夹具设计22
6.1夹具设计的基本要求22
6.2工装夹具设计任务22
6.3工装夹具设计方案的确定23
6.4切削及夹紧力的计算24
6.5定位误差分析与计算25
6.6主要零件的设计说明26
6.7夹具的装配要求27
6.8工装夹具的使用说明27
6.9机床夹具的镗套元件27
7总结29
8致谢31
9参考文献32
1确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯形状
1.1由于该零件的外形与结构工艺性,以及轴承座的作用,并且结合其生产类型为大批生产,所以应具备精度和生产率较高的毛坯制造方法,综合其因素选用HT200,并选用机器类型。
1.2对于零件上的孔根据相关手册查的孔小于20的都不予铸造出。
这也是工艺要求的决定的。
1.3关于毛坯的尺寸,在查阅有关参考书,并结合提高生产率,降低成本并达到其规定的使用性能要求,对以上需加工尺寸有如下要求来设置毛坯尺寸,对于单侧加工的在原零件尺寸上加4,对于双侧加工的尺寸,毛坯需要在原零件尺寸上各加3
2毛坯的铸造方法
2.1、轴承座的造型
1)制造工艺方法的确定
铸造件机构及其铸造工艺分析,轴承座是用于装夹轴承,从而对轴及轴上零件起支撑作用,
铸造件的重量约为10Kg左右
零件材料为HT200
轮廓尺寸(215X80X146)mm
生产纲领:
大批量生产
2)因铸造件较小,宜采用面纱,背纱兼用的湿型
3)造型方法:
整模、活块、两箱机型造型
4)分型面的确定
以轴承座的整个外形分型面,并用木头作为Φ62.5的砂芯,并且基本上都是在一个平面上,因此选择轴承的整个外形作为分型面,使整个型腔处于下型,这样分型也便于安防浇冒口。
5)浇冒口位置的确定
该铸造件为HT200,体积收缩率小,但该铸造件属厚实体零件,所以要注意缩孔缺陷的发生,因此内浇道引入的位置和方向很重要,根据铸造件结构特点,用采用定向凝固原则,内浇道应从底座一侧的两端引入,这样也可以防止冲坏Φ62.5的砂型,采用顶住压边缝隙浇口,即可以减小浇口与铸造件的接触热节,又可避免中间厚实部分的过热,并可缩短凝固时间,有利于得到合格铸造件,另外,由于压边浇口补缩效果好,故该铸造件不需要设置补缩冒口,为防止气孔产生,可以在顶部中间偏边的位置设置一个Φ8—Φ10mm的出气冒口位置。
2.2制造工艺过程
1)安放好模型,并夯实下体。
先填入适量的面纱和背纱进行第一次夯实,夯实后,挖沙并准确安放好两个活块,再填入少量的面纱,夯实活块四周,然后填砂夯实
2)刮去下箱多余的砂型并翻箱
3)挖去下分型面上阻碍起模的砂型,休整分型面,撒分型砂
4)安置好上砂箱,(要有定位装置),按工艺要求的位置放好直浇口和冒口
5)夯上型填入适量的面纱、背纱,固定好浇冒口并夯实几下加固,然后先轻后重地夯好上行
6)刮平上箱多余的型砂,起出直浇口,扎出通气孔
7)开箱
8)起模,注意应先松模并取出模样、活块
9)按工艺要求开出横浇道和内浇道
10)修型。
修理型腔及浇口和冒口
11)合型
3零件的粗糙度及公差要求
1)底面它要与其他零件或平面相配合,来保证轴承座上的零件正常工作,所以它对零件的工作精度要求很重要,根据需要取IT7级,并查简明公差标注应用手册确定其粗糙度为3.2;
2)4XΦ16它主要与沉头螺钉的沉头配合来固定轴承座,根据需要取其公差等级为IT8,则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为1.6;
3)4XΦ12它主要与螺钉配合来固定轴承座,根据需要取其公差等级为IT8,则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为1.6;
4)尺寸为85的两端面它作为轴承座在后序加工中的基准,他的精度将直接影响后序加工中的其他尺寸,为此根据需要取其公差等级为IT8,则其粗糙度公差查简明公差应用手册确定为3.2;
5)上部油孔平面它便于钻油孔加注油液,在这里根据需要取其公差等级为IT9,则其粗糙度查简明公差标注手册确定为6.3;
6)Φ62.5的孔它与轴承配合并支撑于轴承装配的其他零件转动,所以它的尺寸精度及几何精度将直接影响与他相配合的其他零件的运动,为此我们根据需要取其公差等级为IT6,则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为0.8,其圆度为0.005,轴线相对于Φ125的同轴度公差为0.015.
综上所述,其它尺寸根据简明公差标注应用手册来选择器偏差,见零件图标注所示。
4零件的工艺分析
4.1零件的生产作用
他主要用于装夹轴承,并子啊轴承上安装周几轴承上零件,给定动力从而实现轴承,轴及轴上零件做确定的运动,而轴承座仅起支撑作用。
4.2零件的工艺分析
(1)轴承的结构
轴承座的底座上有四个Φ12孔,并且有一定粗糙度要求是和其他配合件起固定限位作用,上面的Φ12孔是油滴口,是轴承与轴承座配合是起润滑作用。
(2)该轴承座的技术要求
1)铸造件需要实效处理来消除铸造的内应力,并使其结构性能均匀
2)材料为HT200,此牌号灰铸铁硬度大,强度高,结合轴承座的作用,用此牌号可达到要求
3)对于Φ16↓5X4有粗糙度为1.6、尺寸85有3.2,底面有3.2,孔Φ62.5有粗糙度为0.6及其圆度为0.005,轴线相对于Φ125的同轴度公差为0.015等要求。
4)精度要求都是为保证配合件能够很好地实现配合,配合后并能满足其规定的使用性能要求。
5工艺规程设计
5.1基准的选择
定位选择是工艺规程设计中重要的工作之一,定位选择的正确与合理,可以是加工质量得到保证,生产率得以提高;否则加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
5.1.1、粗基准的选择
因为轴承座可归为支架类零件,按照“保证不加工表面与加工表面相互精度保持原则”的粗基准选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对与精度较高的不加工表面作为粗基准),所以对于本零件可以先以底座上表面作为粗基准,使用夹具来对其进行加工。
5.1.2需要考虑基准不重合问题
当设计基准与定位基准不成和时,应该计算其不重合误差;这在以后夹具时有专门的计算,此处不作处理。
5.2、工件表面加工方法的选择
本零件的加工油面、台阶孔、凹槽、内圆表面等,材料为HT200,参考《机械制造工艺简明设计手册》表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8等,其加工方法选择如下:
1)Φ62.5的内圆面:
公差等级为IT6—IT7,表面粗糙度为0.8,采用先粗镗再精镗的加工方法
2)铣底面:
公差等级为IT7—IT8,表面粗糙度为3.2,采用先粗铣在精铣的加工方法。
3)钻4XΦ12的孔,公差等级为IT7—IT8,表面粗糙等级为1.6,采用先粗钻然后无进给光整加工;
4)尺寸为85的两端面,公差等级IT7—IT8,表面粗糙度等级为3.2,采用先粗加工后精加工;
5)铣最上部油孔顶面,公差等级为IT9—IT10,表面粗糙度为6.3,采用先粗铣后精铣的加工方法。
6)加工4XΦ16台阶孔,并同时钻出上部Φ12孔,公差等级为IT7—IT8,内表面粗糙度为1.6,采用先粗后无进给光整加工以达到其精度要求
5.3制定工艺路线
制定工艺路线应该是零件的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为大批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,并尽量是工序集中来提高效率,还有应当考虑经济效果,以便降低成本。
5.3.1工序线路方案一
工序Ⅰ:
先粗铣底面
工序Ⅱ:
钻4XΦ12的孔
工序Ⅲ:
车尺寸为85的两端面
工序Ⅳ:
镗Φ62.5的孔
工序Ⅴ:
铣零件上部的油孔平面
工序Ⅵ:
精洗下底面
工序Ⅶ:
钻出4XΦ16的台阶孔,以及上面Φ12油孔
工序Ⅷ:
精车尺寸为85的两端面
工序线路方案二
工序Ⅰ:
先粗铣底面,后精铣至规定尺寸
工序Ⅱ:
钻4XΦ12的孔
工序Ⅲ:
车尺寸为85的两端面
工序Ⅳ:
镗Φ62.5的孔
工序Ⅴ:
铣零件上部的油孔平面
工序Ⅵ:
钻出4XΦ16的台阶孔,以及上面Φ12的油孔
工序Ⅶ精车尺寸为85的两端
工序线路方案三
工序Ⅰ:
先吃、粗车尺寸为85的两端面
工序Ⅱ:
粗铣底面
工序Ⅲ:
钻4XΦ12的孔
工序Ⅳ:
镗Φ62.5的孔
工序Ⅴ:
铣零件上部油孔平面
工序Ⅵ:
精铣下底面
工序Ⅶ:
钻出4XΦ16的台阶孔,以及上面Φ12油孔
工序Ⅷ精车尺寸为85的两端面
5.3.2、工艺方案比较与确定
上述三种方案的特点在于:
方案一是先粗铣底面,后加工出底座孔,为以后精加工和其它地方加工采用一面两销定位提供了可靠的方便,并且在加工底面时工序分散,因铸造毛坯粗糙,很难保证其位置精度,为此分散加工能保证其进度要求;方案二工序较集中,但是相比较方案一不利于保证零件的加工精度;方案三先加工尺寸为85的两端面,这样不方便的工序加工,因为对以后的加工制造夹具较困难并且相比较方案一很难保证其精度要求。
综合以上方案比较阐述,决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。
5.4、确定加工余量
工序表—5.1
加工表面
工序名称
工序余量
工序基本尺寸
工序经济精度
公差尺寸及偏差
表面粗糙度
公差等级
公差
底面
粗铣
2
4XΦ12的孔
钻
12
12
IT8
0.018
120.018
1.6
尺寸为85两端面
粗车
5
66
IT8
0.030
660.030
3.2
Φ62.5的孔
车
3
62.5
IT6
0.030
62.50.030
0.8
有空顶面
铣
3
65
IT8
0.046
650.046
6.3
底面
精铣
1
81
IT7
0.035
810.035
3.2
Φ16台阶孔
钻
16
16
IT8
0.018
160.018
1.6
Φ12油孔
钻
12
12
IT8
0.018
120.018
6.3
尺寸为85两端面
精车
1
65
IT8
0.030
650.030
3.2
5.5、确定切削余量、基本工时(机动时间)
(一)、粗铣底面
(1)、选择刀具
根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1及铣刀样本手册,选择锯片,直径为160mm,内径为32mm,B=3mm
(2)切削用量
Ap=2mm,并铣出两凹槽,平面铣一次,凹槽铣三次
(3)、选择机床
选XA5032型立式升降台铣床,使用专用夹具。
由铣床手册查到机床功率7.5kw,采用YG硬质合金材料加工铸造,f=0.14——0.24mm/r,取f=0.20mm/r
(4)选择铣刀磨钝标准及耐用度
根据《切削用量手册》查到铣刀齿后面的最大磨损量限度为1.5mm,铣刀直径为d=16mm,则需要大约T=150min
(5)确定切削速度Vc
由切削手册查的当Vc=130mm/min时,n=258.6r/min。
根据机床实有的转速n=255r/min时,工作台每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fzn=0.14X8X255=258.6mm/min,根据机床取Vf=300mm/min
(6)计算基本工时
整个下底面铣一次:
T=180X2/255X0.2X2=3.6min
两个凹槽:
T=85X2/255X0.2X2=1.7min
(二)、精铣底面
(1)工序要求
底面的表面粗糙度为3.2,选XA5032立式升降台铣床,使用专用夹具,选硬质合金铣刀,铣刀直径为d=160mm,内径为32mm
(2)确定铣削深度
底面及凹槽的余量为1mm,所以两次走刀即可完成,Ap=0.5mm
(3)确定进给量
由于查得机床功率为7.5KW,择选每齿进给量为0.08mm/r
(4)选择刀磨钝标准及其刀具耐用度
查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2,取铣刀直径为160mm,则T=150min
(5)确定切削速度Vc
查手册得主轴转速n=47.5r/min
则Vc=2.4m/min
则工作台每分钟进给量为fa=vf=3.8m/min
(6)计算基本工时
底面T=180X1/47.5X0.2X0.5=1.9min
(三)粗铣上部油孔平面
(1)选择机床
底面的表面粗糙度为3.2,选XA5032立式升降铣床,使用专用夹具,选硬质合金铣刀,铣刀直径为d=16mm
(2)确定铣削深度
底面及凹槽的余量为1mm,所以两次走刀即可完成,ap=0.5mm
(3)确定进给量
由于查的机床功率为7.5KW,则选每齿进给量为0.08mm/r
(4)选择刀磨钝标准及刀具耐用度查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,取铣刀直径为160mm,则T=150min
(5)确定切削速度Vc
查手册得主轴转速n=47.5r/min
则Vc=2.4m/min
则工作台每分钟进给量为fa=vf=3.8m/min
(6)计算基本工时
由于其直径刚好与铣刀直径一致,则转两转即可,所以大约T=0.01min
(四)精铣油孔上部平面
(1)选择机床
上部平面的表面粗糙度为6.3,选XA5032立式升降台铣床,使用专用夹具,选硬质合金铣刀,铣刀直径为d=160mm,内径为32mm
(2)确定铣削深度
底面及凹槽的余量为1mm,所以两次走刀即可完成,ap=0.5mm
(3)确定进给量
由于查的机床功率为7.5KW,则选每齿进给量为0.08mm
(4)选择刀磨钝标准及其刀具耐用度
查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,取铣刀直径为160mm,则T=150min
(5)确定切削速度Vc
查手册得主轴转速n=47.5r/min
则Vc=2.4m/min
则工作台每分钟进给量为fa=vf=3.8m/min
(6)计算基本工时
工时大约为T=0.01min
(五)钻4XΦ12的孔
(1)机床选择
查相关手册选用Z535立式钻床
(2)刀具的选择
选用直径为12mm高速钢标准锥柄麻花钻
(3)切削用量的选择
查相关手册得:
f=0.70—0.86mm/r,根据钻床取f=0.72mm/r,则V=0.35m/s=21m/min,则n=371.36r/min
根据机床取n=400r/min,故V=3.14X18X400/1000=22.6m/min
(4)计算基本工时
T=(L+L1+L2)/(fXn)
=(91+11)/(0.72X400)=0.36min
其中L=91mm,L1=(D-d/2)Xcotkr+2=11mm
其中L2=0d=0
(六)钻4X¢16的孔
(1)机床选择
查相关手册得选用Z535立式钻床
(2)刀具的选择
选用直径为16mm高速钢标准锥柄麻花钻
(3)切削用量的选择
查相关手册得:
f=0.70—0.86mm/r,根据钻床取f=0.72mm/r,则V=0.35m/s=21m/min,则n=371.36r/min
根据机床取n=400r/min,则V=3.14X18X400/1000=22.6m/min
(4)计算基本工时
T=(L+L1+L2)/(fXn)
=(91+5)/(0.72X400)=0.22min
其中L=91mm,L1=(D-d/2)Xcotkr+2=5mm
其中L2=0d=0
(七)钻上部油孔¢12的孔
(1)机床选择
查相关手册得选用Z535立式钻床
(2)刀具的选择
选用直径为12mm高速钢标准锥柄麻花钻
(3)切削用量的选择
查相关手册得:
f=0.70—0.86mm/r,根据钻床取f=0.72mm/r,则V=0.35m/s=21m/min,则n=371.36r/min
根据机床取n=400r/min,则V=3.14X18X400/1000=22.6m/min
(4)计算基本工时
T=(L+L1+L2)/(fXn)
=(91+11)/0.72X400)=0.36min
其中L=91mm,L1=(D-d/2)Xcotkr+2=11mm
其中L2=0d=0
(八)粗车尺寸为65的左端面
(1)选择机床
根据工件的大小,车床选用C365L转塔式车床,中心高为210mm
(2)选择刀具
选90度焊接式直头外圆车刀,刀片厚度为5mm,YG6硬质合金材料,前刀面带倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副后角8°,刃倾角-10°,刀尖圆弧半径0.5mm。
(3)确定切削用量
1)确定背吃刀量ap
粗车两端面加余量各边为2.5mm,一次走刀,则ap=2.5mm
2)确定进给量f
查相关手册得加工材料为HT200,车刀刀杆尺寸为16X25mm,切削深度为2.5mm,则进给量为0.4—0.5mm/r
根据车床取f=0.41mm/r
3)确定切削速度V
查相关手册得当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时,ap=2.5mm/r,f=0.41mm/r查得V=1.33m/s,由于实际车削过程使用条件改变,个修正参数如下:
Ktv=1.0KTv=1.0Kkv=1.0Kkrv=0.73Kmv=1.0Ksv=0.85
则修正后的V'=1.33X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=49.520mm/min
则n=350.47r/min根据C365L车床选322r/min
则实际切削速度为V=45.7mm/min
4)计算基本工时
T=125X1.5/322X2.5X0.41=0.95min
(九)粗车尺寸为85的右端面
(1)选择车床
根据工件的大小,车床选用C365L转塔式车床,中心高为210mm
(2)选择刀具
选90度焊接式直头外圆车刀,刀片厚度为5mm,YG6硬质合金材料,前刀面带倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副后角8°,刃倾角-10°,刀尖圆弧半径0.5mm。
(3)确定切削用量
1)确定背吃刀量ap
粗车两端面加余量各边为2.5mm,一次走刀,则ap=2.5mm
2)确定进给量f
查相关手册得加工材料为HT200,车刀刀杆尺寸为16X25mm,切削深度为2.5mm,则进给量为0.4—0.5mm/r
根据车床取f=0.41mm/r
3)确定切削速度V
查相关手册得当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时,ap=2.5mm/r,f=0.41mm/r查得V=1.33m/s,由于实际车削过程使用条件改变,个修正参数如下:
Ktv=1.0KTv=1.0Kkv=1.0Kkrv=0.73Kmv=1.0Ksv=0.85
则修正后的V'=1.33X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=49.520mm/min
则n=350.47r/min根据C365L车床选322r/min
则实际切削速度为V=45.7mm/min
4)计算基本工时
T=125X1.5/322X2.5X0.41=0.95min
(十)倒角
(1)用端面车刀加工单边余量为6mm,背吃刀面为3mm,手动进给,两次走刀V取60m/min,则n=424.6r/min
根据机床取n=430r/min,则V=60.79m/min
(2)计算基本工时
由人工操作大约为0.15min
(十一)精车尺寸为85的左端面
(1)选择车床
车床选用C365L转塔式车床,中心高为210mm
(2)选择刀具
选93度偏头断面车刀,刀片厚度为5mm,YG6硬质合金材料,前刀面带倒棱形,主偏角93°,前角10°,后角6°,副后角10°,刃倾角-10°,刀尖圆弧半径0.5mm。
(3)确定切削用量
1)确定背吃刀量ap
粗车两端面加余量各边为0.5mm,一次走刀,则ap=0.5mm
2)确定进给量f
查相关手册得加工材料为HT200,车刀刀杆尺寸为16X25mm,切削深度为0.5mm,则进给量为0.2—0.3mm/r,根据车床取f=0.23mm/r
3)确定切削速度V
查相关手册得当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时,ap=0.5mm/r,f=0.23mm/r查得V=2.13m/s,由于实际车削过程使用条件改变,个修正参数如下:
Ktv=1.0KTv=1.0Kkv=1.0Kkrv=0.73Kmv=1.0Ksv=0.85
则修正后的V'=2.13X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=79.3mm/min
则n=202r/min根据C365L车床选322r/min
则实际切削速度为V=101.1mm/min
综上此工步的切削用量为:
ap=0.5mmf=0.23mm/rn=322r/minV=101.1mm/min
4)计算基本工时
T=125X0.5/322X0.23X0.16=0.61mi
(十二)精车尺寸为85的右端面
(1)选择机床
车床选用C365L转塔式车床,中心高为210mm
(2)选择刀具
选93度偏头断面车刀,刀片厚度为5mm,YG6硬质合金材料,前刀面带倒棱形,主偏角93°,前角10°,后角6°,副后角10°,刃倾角-10°,刀尖圆弧半径0.5mm。
(3)确定切削用量
1)确定背吃刀量ap
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