机械制造工艺学课程设计示例轴承座的工艺设计.docx
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机械制造工艺学课程设计示例轴承座的工艺设计
机械制造工艺学
课程设计
设计题目：
设计轴承座零件的机械加工工艺规程
班级：
学号
姓名：
指导教师：
2010年11月29日
机械制造工艺学课程设计任务书
题目：
设计轴承座零件的机械加工工艺规程
内容：
1、零件图一张
2、毛坯图一张
3、机械加工工艺卡片一套
4、课程设计说明书一份
轴承座零件图
设计要求
1.产品生产纲领
（1）产品的生产纲领为200台/年，每台产品轴承座数量2件
（2）轴承座的备品百分率为2%，废品百分率为0.4%
2.生产条件和资源
（1）毛坯为外协件，生产条件可根据需要确定
（2）现可供选用的加工设备有：
X5030A铣床1台
B6050刨床1台
CA6140车床1台
Z3025钻床1台（含钻模或组合夹具）
各设备均达到机床规定的工作精度要求，不再增加设备
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目：
设计轴承座零件的机械加工工艺规程
班级：
学号：
姓名：
2010年11月29日
1零件的分析
1.1零件的作用
轴承座是用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圆与轴承孔的配合，两个孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。
1.2零件的工艺分析
⑴φ30及φ8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为1.6um，是加工的关键表面。
⑵轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2um，是加工的重要表面。
轴承座的上表面有位置精度要求0.008，而且与轴承孔中心线有平行度要求0.003。
轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为0.003，是重要的加工表面。
⑶φ13沉孔加工表面粗糙度要求较低。
⑷其余表面要求不高。
2零件的生产类型
2.1生产纲领
根据任务书已知：
⑴产品的生产纲领为200台/年，每台产品轴承数量2件
⑵轴承座的备品百分率为2％，废品百分率为0.4％。
轴承座生产纲领计算如下：
N=Qn（1+a）（1+b）
=200x2（1+2％）（1+0.4％）
=409.632≈410（件/年）
2.2生产类型及工艺特征
轴承座为支承件，查附表2确定，轴承座属于轻型小批量生产零件，工艺特征见表1（如下）：
表1
生产纲领
生产类型
工艺特征
400台/年
小批量生产
（1）毛坯采用铸造，精度适中，加工余量相对较大
（2）加工设备采用车床、铣床、钻床
（3）加工设备采用组合夹具
（4）工艺需编制详细的加工工艺过程卡片和工序卡片
（5）生产效率低，对人工的技术要求高
3毛坯的确定
3.1确定毛坯类型及其制造方法
有附表5《常见毛坯类型》可知，材料为HT200，可确定毛坯类型为铸件。
3.2估算毛坯的机械加工余量
根据毛坯的最大轮廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查附表6《》可得出，轴承座上下表面机械加工余量为3.5，其余为3。
3.2绘制毛坯简图，如图1
4定位基准选择
4.1选择精基准
经分析零件图可知，轴承座底面为高度方向基准，轴承座前端面为宽度方向基准。
考虑选择以加工的轴承座底面为精基准，保证底面与φ30孔中心线的距离为30。
该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。
4.2选择粗基准
选择不加工的φ30孔外轮廓面为基准，能方便的加工出φ30孔（精基准），保证孔中心线与轴承座上端面平行度。
φ30孔外轮廓面的面积较大，无浇口、冒口飞边等缺陷，符合粗基准的要求。
5拟定机械加工工艺路线
5.1选择加工方法
根据加工表面的精度和表面粗糙要求，查附表可得内孔、平面的加工方案，见表2如下：
表2轴承座各面的加工方案
加工表面
精度要求
表面粗糙度Ra/um
加工方案
底面
IT9
3.2
粗铣→精铣
两上表面
IT9
3.2
粗铣→精铣
四端面
IT9
3.2
粗铣→精铣
φ30外壁
IT14
25
粗刨
两槽
IT14
25
粗刨
φ30孔
IT7
1.6
粗车→半精车→精车
φ35孔
IT14
25
粗车
φ9、φ13孔
IT8
6.3
钻削
φ6、φ4孔
IT14
25
钻削
5.2拟定机械加工工艺路线，如表3
表3轴承座的机加工工艺方案
工序号
工序名称
工序内容
加工设备
01
检验
外协毛坯检验
02
铣削
夹轴承孔两侧毛坯，铣轴承底面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度
X5030A铣床
03
铣削
以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座两上表面
X5030A铣床
04
铣削
以已加工底面定位基准，铣82mm两侧面
X5030A铣床
05
铣削
以上下两底面为基准，并夹紧，铣前后两端面
X5030A铣床
06
铣削
以82mm两侧面为基准，夹紧前后两端面，铣42mm两侧面
X5030A铣床
07
刨削
把工件旋转一定角度，刨2mm×1mm槽
B6050刨床
08
钻削
钻φ9孔和φ13孔，保证φ13孔深8+0.20mm
Z3025钻床
09
钻削
以上下两平面为基准，夹紧前后两端面，钻φ6孔
Z3025钻床
10
钻削
以后端面为基准，夹紧两侧面，钻φ4孔，并保证中心线到地面的距离为7mm
Z3025钻床
11
车削
以底平面和前端面为基准，夹紧两侧面，车φ30和φ35两孔，并保证孔中心线到底平面的距离为30mm，间接保证上底面到φ30孔中心线的距离及其公差值15+0.050mm
CA6140车床
12
车削
车2x45倒角
CA6140车床
13
去毛刺
14
总见入库
6加工余量及工序尺寸的确定
6.1确定轴承座底平面的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座底平面的加工过程如图2所示；
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，并要保证中心线到地面的高度为30mm。
因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。
底面的加工余量及工序尺寸见表4：
表4底面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
21.5
3.5
IT14
±1.0
18.5±1.0
25
粗铣
19
2.5
IT12
12.5
精铣
18
1
IT8
3.2
6.2确定轴承座上平面的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座上平面的加工过程如图3所示；
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铣上底面的工序偏差。
方便铣削，并要间接保证尺寸15+0.050，以及平面度，侧以下底面为精基准加工两底面。
两上底面的加工余量及工序尺寸见表5：
表5两上底面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
18
3
IT14
±1.0
18±1.0
25
粗铣
16
2
IT12
12.5
精铣
15
1
IT8
3.2
6.3确定轴承座左右两侧面的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座左右两侧平面的加工过程如图4所示；
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铣两侧面的工序偏差。
为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。
两侧平面的加工余量及工序尺寸见表6：
表6两侧面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
88
3
IT14
±1.0
88±1.0
25
粗铣
84
2
IT12
12.5
精铣
82
1
IT8
82
3.2
6.4确定轴承座前后两端面的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座前后端面的加工过程如图5所示
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铣前后两端面的工序偏差。
因前端面是宽度方向上的尺寸基准，并为加工孔φ30的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。
下底面为两端面的加工余量及工序尺寸见表7：
表7前后两端面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
44
3
IT14
±1.0
44±1.0
25
粗铣
40
2
IT12
12.5
精铣
38
1
IT8
3.2
6.5确定轴承座轴承孔两侧面的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座轴承孔的两侧平面的加工过程如图6所示
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得出粗铣、精铣上表面的工序偏差，为方便装夹。
轴承孔两侧面的加工余量及工序尺寸见表8：
表8轴承孔两侧面的工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
46
2
IT14
±1
46±1.0
25
粗铣
42
2
IT12
12.5
6.6确定轴承座槽的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座槽的加工过程如图7所示
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《平面加工方案》得刨削时尺寸。
为了在组装后在直角处出现应力集中。
轴承孔槽的加工余量及工序尺寸见表9：
表9轴承座槽的工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
粗刨
2×1
2×1
IT14
25
6.7确定轴承座沉孔的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座沉孔的加工过程如图8所示
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表13《内圆表面加工方案》得出钻削内表面的工序偏差可以一次钻削除，由于要求精度并不高，但应保证孔沉孔φ13的深度及其公差精度。
轴承座两沉头孔的加工余量及工序尺寸见表10：
表10轴承座两沉头孔工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
φ9
4.5
IT14
φ9
25
钻
φ9
4.5
IT10
φ9
10
钻
φ13
2
IT10
φ13
6.3
6.8确定轴承座气孔φ6和φ4的加工余量及工序尺寸
（1）轴承座气孔φ6和φ4的加工过程如图9与图10所示
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表14《内圆表面加工方案》得钻削内圆表面的工序偏差。
为润滑轴承座与轴承轴的输油孔，要求不高，可以一次钻削而成。
轴承座气孔的加工余量及工序尺寸见表11：
表11轴承座气孔的工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
钻
φ6
3
IT14
25
钻
φ4
2
IT14
25
6.10确定轴承孔φ30和φ35的加工余量及工序尺寸
（1）轴承孔φ30和φ35的加工过程如图11所示
\
（2）根据工序尺寸和公差等级，查附表12《内圆表面加工方案》得出粗车、精车内圆表面的工序偏差。
轴承孔的加工余量及工序尺寸见表13：
表13轴承孔工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
φ24
3
IT14
±1
φ24±1
25
粗车
φ30
1.5
IT10
±0.5
φ33.5±0.5
12.5
半精车
φ30
1.0
IT8
±0.1
φ30±0.1
3.2
精车
φ30
0.5
IT2
+0.0210
φ30+0.0210
1.6
粗车
φ35
2.5
IT14
φ35
12.5
7、设计总结
经过三周的设计，轴承座的设计已经完成。
这次设计不但巩固了也学知识，也是对个人能力及团队合作的训练，这次设计是分工合作，整体讨论，具有极好的成果。
在设计中，每个人都提出自己的想法发，然后整个组的在一起讨论，有什么好的或者不好的想法都发表出来，各抒己见，取长补短，讨论设计方案和设计步骤。
课程设计是锻炼个人能力的最好方法，对于安排给自己的任务必须独自完成，有问题就和老师同学讨论，设计中不但要考虑方法，也要考虑设计后用于实践的成本，以及适用性，因此设计也要和实际相联系，源于实践，处于理论，用于实践。
最后，感谢老师和同学在这次设计中的帮助。
机械加工工艺卡片
零件名称
学号：
姓名：
参考文献
[1]王先逵.机械制造工艺学（第2版）.机械工业出版社.2006.
[2]周静卿等.机械制图与计算机绘图.中国农业大学出版社.2007.
[3]王伯平.互换性与测量技术基础（第3版）.机械化工业出版社.2009.
[4]韩荣第.金属切削原理与刀具（第3版）.哈尔滨工业大学出版社.2007.
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