轴承套机械加工工轴承套加工工艺标准及其钻Φ8孔夹具设计.docx
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轴承套机械加工工轴承套加工工艺标准及其钻Φ8孔夹具设计
一．部件图剖析与绘制--------------------------------3
二．部件的工艺剖析----------------------------------4
1.部件的构造剖析----------------------------------4
2.部件的技术要求剖析------------------------------4
3.毛坯的选择--------------------------------------4
三．机械加工工艺规程--------------------------------5
1.确立定位、夹紧方案------------------------------5
2.基准的选择--------------------------------------5
3.指定工艺路线------------------------------------5
4.工序设计----------------------------------------7
四．夹具的设计--------------------------------------18
1.问题的提出--------------------------------------18
2.夹具构造设计------------------------------------18
3.设计夹具三维成效图------------------------------20
五.总结---------------------------------------------22
参照文件--------------------------------------------23
.\
第一章部件的剖析
1.1部件图的剖析与绘制
该部件为轴承套，主要作用为配合紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的，宽泛应用于轻负荷便于拆装的地方，其内圈内孔是空隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合，同时它能够调整紧松使很多箱体的加工精度获得放宽使箱体加工的工效大
大提高。
安装套轴套还战胜了轴承的轴向窜动。
所以承轴套获得宽泛应用，但也存在一些不足，因为轴套的精度直接影响轴的径向跳动。
构造上，槽为保证精车时退刀或磨削时方便，不至损害其余表面；Φ24mm的环切内槽是为储藏轮滑油，以知足润滑要求；Φ8mm的孔为紧定螺丝孔，用于联接轴承套和本体。
其外圆周上有一个Φ8mm的通孔，可直接钻出，中心有一Φ22mm的通孔，可在车床上先钻中心孔，再钻出向来径稍大的通孔，而后扩至Φ22mm，最后经过铰至图纸要求。
通孔中部Φ24mm的环切内槽由T型镗刀镗出。
还有的槽可在车床由切槽刀切出，最后再转至精加工，以使部件知足表面粗拙度及地点精度等技术要求，部件即加工达成。
经过对部件图的从头绘制，知原图基本正确、完好，尺寸、公差及技术要求齐
全；但个别处稍有不足，先提出两条改正建议：
一、图中的两个12mm尺寸分别以小端面和大端面为基准，不切合基准重合原则，改为都以小端面为基准（改正结果如部件图所示）；二、退刀槽于机器没有实质作用，其要求Ra3.2不适合，故可将其删除或降低。
部件二维原图以下所示：
其改正后二维图见附图。
.\
第二章部件的工艺剖析
2.1部件的构造剖析
该部件整体尺寸较小，其6mm轴肩起轴向定位作用，保证车削时退刀；Φ24mm的环切内槽是为储藏润滑油，以知足润滑要求；Φ8mm的孔为紧定螺丝孔，用于联接轴承套和本体。
因为箱体内部轴承的装置遇到条件限制，应用轴承套解决
了装置和拆卸的难题；故宽泛应用于轻负荷便于拆装的地方，其内圈内孔是空隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。
其主要加工表面有：
大端面，Φ34的外圆表面，Φ22的内孔表面，Φ24的环切内槽，2x0.5退刀槽，Φ8的孔；加工中的主要设施为镗床，需使用三爪卡盘装夹，但因为Φ42的法兰厚度只有6mm，加工中恐因装夹不充足而惹起工件错位；故此处可采纳顶夹式整体心轴装夹，既可保证装夹的稳固性又可保证外圆面的同轴度要求；
2.2部件的技术要求剖析
①以Φ22内孔为中心加工Φ34，尺寸精度为js7
查表为340.0125；
②Φ22内孔加工，尺寸精度为H7查表为220
，这是为了保证内圈内孔的空隙
配合；
③Φ34
外圆表面加工，精度为
；
④Φ22
内孔表面加工，精度为
；
⑤大端面加工，精度为；退刀槽加工，精度为
；
⑥Φ34
外圆表面与Φ22内孔中心线的径向圆跳动为
0.01；
⑦大端面与Φ22内孔中心线的垂直度为0.01；
⑧其余表面加工，精度均为，包含Φ42外圆表面，Φ24内表面，小端面以及Φ8的孔等
关于有粗拙度要求的加工表面，精度为Ra1.6的各表面，经查表精车可知足要求，
故这些表面均以精车作为其最后加工工艺；粗拙度为Ra3.2可由半精车加工；精度
为Ra6.3的Φ24内表面，因其处于内孔的中部，可由半精镗来加工；其余精度为Ra6.3的表面可由半精车加工。
关于有地点精度要求的表面，能够先定位找正，保证中心
孔定位正确，而后以其为基准，借助于夹具加工另一些表面，以此保证它们之间的地点精度要求。
2.3毛坯的选择
因为该部件整体尺寸较小，最大直径为Φ42，且各段直径相差不大，资料为锡青
铜ZQSn6-6-3，价钱较贵，为节俭资料提高经济效益，可采纳金属锻造件，但因为部件数目为200件属中批量，采纳金属模具不切合其经济性，故采纳圆棒料，直径为Φ44mm,L=43mm；这样造成的资料浪费可由节俭的模具花费及工时找补。
毛胚图以下所示：
.\
第三章机械加工工艺规程
3.1确立定位、夹紧方案
车各外圆表面及钻、镗内表面时，均以三爪卡盘自安心定位Φ22孔的中心线，
实现工件定位夹紧；钻8孔时，以小端面及内孔表面定位，用所设计的专用夹具夹紧；为保证有关地点精度，将Φ34外圆面精车至要求后再切断调头车削另一头有关面。
关于夹紧力，粗加工时使用较大的夹紧安全系数，精加工时则取较小值。
3.2基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准的选择得正确与合理，可
以使得加工质量获得保证，生产率得以提高。
不然，在加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成部件的大量报废，使生产没法正常进行。
定位基准的选择关于保证部件的尺寸精度和地点精度以及合理安排加工次序都有很大影响。
粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的地点要求，切合不得重复及便于装夹等原则，以该部件的设计基准为中心轴线，以毛坯棒料外圆及一端面为粗基
准；实质加工时考虑要保证部件的加工精度和装夹正确方便，依照“基准重合”原
则和“基准一致”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，加工外圆到精度
要求后再以小端面和Φ34外圆为精基准进行加工；钻孔时则以小端面和内孔表面定
位，以小端面为基准在20mm处钻出Φ8的孔。
3.3拟订工艺路线
工艺路线的制定是部件加工中必不行少的工作之一。
工艺路线直接影响到部件的加工效率、加工质量以及加工的经济性，合理的工艺路线关于提高部件质量以及公司的经济效益都有很大作用；它包含工艺流程，各工序的详细加工内容，切削用量、时间定额以及所采纳的设施和工艺装备等。
（1）表面加工方法确实定
确立表面加工方法的出发点，应当是使部件的几何形状、尺寸精度及地点精
度等技术要求能获得合理的保证。
在生产大纲已经确立为中批量生产的条件下，
能够考虑采纳专业机床加专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，
.\
还应当考虑经济成效，以便使生产成本尽量降落。
此部件为旋转体部件，因表面粗拙度要求不高，所以为知足工序集中原则，
又提高经济性，故采纳精车和精镗作为最后加工手段。
小端面采纳粗车—半精车；
Ra1.6要求的大端面及外圆面采纳精车-半精车-精车；Ra1.6要求的内孔采纳先钻
再粗镗-半精镗-精镗；Φ24内孔采纳粗镗即可；Φ8的孔用钻；退刀槽用切断刀
切出；
（2）工艺路线
拟订工艺路线的出发点，应当是保证加工次序的合理性，选择合理的切削用量，尽量减少装夹次数、机床数目等，以提高加工质量、加工效率及经济效益。
此部件有两种可行工序组合方案，一种为工序集中，一种为工序分别；详细以下：
方案一：
采纳长棒料，加工一个切断一个，其特色是：
会造成许多的资料浪费，可降低多次装夹造成的偏差积累，减少加工机床数目，节俭人力物力，提高生产效率。
工序
工序
工序
工序
工序
1
2
3
4
5
粗车、半精车小端面及Φ42外圆，并倒角，C620-1车床、三
爪卡盘；
粗车、半精车、精车Φ34外圆，并切2x0.5退刀槽，C620-1
车床、三爪卡盘、2mm切断刀；
钻中心孔，再钻Φ20孔L=40mm，C620-1车床、三爪卡盘、中
心钻、20钻头；
粗镗、半精镗、精镗Φ20孔至Φ22，并达到要求，T616镗床、
专用夹具、镗刀；
镗Φ24内环槽至要求尺寸，并倒角，C620-1车床、三爪卡盘、
T型镗刀；
工序6切断L=40mm处，调头以Φ34外圆面为基准装夹，C620-1车床、
三爪卡盘、切断刀；
工序7粗车、半精车、精车大端面，并倒角，C620-1车床，三爪卡盘、
车刀；
工序8以小端面及内孔表面定位，钻Φ8孔，立式钻床Z525加专用夹
具，Φ8钻头；
工序9去毛刺，钳工；
工序10终检；
方案二：
采纳短棒料单个加工，顶夹式整体心轴装夹，夹具较为复杂，其特色是：
易于保证相应的地点精度，加工质量较好，所需的设施及工艺装备数目多，加工效率较路线一差。
工序1粗车小端面、大端面，并钻中心孔，C620-1车床、三爪卡盘、车刀，中心钻；
工序2半精车小端面、大端面，C620-1车床、三爪卡盘，车刀；
工序3精车大端面，C620-1车床、三爪卡盘，车刀
工序4钻、扩、铰Φ22通孔，孔倒角，C620-1车床，三爪卡盘，Φ
20钻头，Φ22扩孔钻头，铰刀，锪钻；
工序5粗镗、半精镗Φ24内环槽，再调头装夹，孔倒角，卧式镗床
T616、专用夹具，T型镗刀，锪钻；
工序6粗车Φ42及Φ34外圆，大端面倒角，C620-1车床，三爪卡
.\
盘，车刀；
工序7半精车Φ42及Φ34外圆，小端面倒角，C620-1车床，三爪卡
盘，车刀；
工序8切退刀槽，C620-1车床，三爪卡盘，切槽刀；
工序9精车Φ34外圆，C620-1车床，三爪卡盘，车刀；
工序10以小端面及孔内表面为定位基准钻Φ8孔，立式钻床Z525
加专用夹具，Φ8钻头；
工序11去毛刺，钳工；
工序12终检；
经过比较，为保证加工质量以及单件加工的独立性，同时减少加工时可能的变形，最后选择方案二作为该部件的工艺路线。
工艺过程卡及工序卡见附录。
3.4工序设计
（1）选择加工设施及工艺装备
①选择机床
本部件外廓尺寸不大，工序1、2、5、6都是是粗车、半精车和精车，批量生
产不要求很高的生产率，应采纳卧式车床就能知足其要求，采纳C620-1型卧式车
床；工序3、4为减少机床数目，提高效率采纳同一机床加工，为达到Ra1.6的要求需选择精度较高的机床，采纳T611型卧式镗床；工序8钻孔，因无精度要求，应选择一般立式钻床即可，采纳Z525型立式钻床。
②夹具选择
本部件车端面均采纳有自安心卡盘，车外圆采纳顶夹式整体心轴夹具，钻、扩、铰、镗2等工序则采纳专用夹具，钻8孔则采纳本课题所设计的专用夹具。
③刀具的选择
在车床上加工的工序，一般采纳硬质合金车刀，为提高生产率及经济性，应选择可转位车刀，经查【1】表5-1：
选择三角形刀片YG6硬质合金可转位车刀；钻
孔工序采纳d=2、d1=5mm的中心钻，Φ8和Φ20的莫氏锥柄麻花钻；铰刀采纳Φ22
的机夹式硬质合金铰刀；扩刀采纳Φ22莫氏锥柄扩孔钻；孔倒角采纳d=25的锪钻；镗孔采纳T型镗刀；切槽采纳2mm切槽刀；
④量具的选择
本批部件属成批生产，一般状况下尽量采纳通用夹具，依据部件表面精度要求、尺寸和形状特色，参照有关资料，选择以下：
外圆面采纳读数值0.01、丈量范围100-125外径千分尺；内孔为精镗孔，公差等级为IT8，依据【1】表5-108，可选读数值0.01、丈量范围50-100的内径千分尺；长度胸怀可采纳一般的50平分的游标卡尺；关于部件的有关地点精度要求，须经专业的检测设施检测由专人查验。
（2）确立加工余量、工序尺寸及公差
①圆柱面的工序尺寸
圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关，将毛胚总余量分为各工序加工余量，而后由后往前计算工序尺寸，中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确立。
Φ22内孔表面公差等级为IT7，表面粗拙度要求为，依据公差入体原则，查【2】表1-29确立加工余量为：
钻Φ20
扩Φ
0
.\
粗铰Φ21.940
精铰Φ220
其余圆柱面以下表所示：
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗拙度/um
加工表面
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ42外圆
--
Φ-0
Φ42-0
--
--
Φ34js7外圆
6
Φ
0
0
0.0125
36
Φ
Φ34
Φ24镗孔
4
--
--
Φ230
Φ2400.021
--
--
--
查《机械制造工艺设计简洁手册》得，外圆表面沿轴线长度方向的偏差为
0
-0。
33；查《工艺手册》表2.2—2.5,其余量值规定为2.0—，现取3mm。
②轴向工序尺寸：
本部件各工序的轴向尺寸以下列图所示：
部件公差的选择原则是：
在不影响部件使用性能的前提下，尽量采纳较低的精度要求，以降低加工成本，提高效率。
由部件图可知，轴向方向的尺寸均未注公
差（精度等级低于IT13，同意不标明公差），公差等级均按IT13，依据偏差入体原
则得：
L1=400-0。
33；L2=280；L3=120-0.027；L4=20-00..125；L5由切槽刀自己制造公差确立；L6=60；
由部件图可知，该部件L7为关闭环，L1为增环，L2为减环，尺寸链
.\
以下所示：
依据公式5-17得:
L1=L2+L7
L7=L1-L2=40-28=12mm
m
n
依据公式5-15得：
ES=
1
ESi-
EIi=0-（-0.027）
i
i1
m
n
EI=
1
EIi-
ESi
i
i1
所以：
L7=12-00..33027mm
（3）确立切削用量及基本工时
①工序1粗车端面切削用量及基本工时确立
已知毛胚长度的加工余量为30-0。
33，考虑到还有后续的半精及精加工，故小
端面分两次加工，大端面三次加工，粗车ap=1mm，小端面半精车ap，大端
面半精车ap，精车ap。
进给量f
依据《切削用量简洁手册》表1-4，当刀杆尺寸为16mm
25mm，
a
以及工件直径为
时，
～
p
3mm
40mm
现选用；
计算切削速度
按《切削手册》表
1.27，切削速度计算公式为:
c=
C
k（m/min）
T
mapfy
此中C=242，
=0.15，y
，
；修正系数
k
见《切削手册》
表1-28即：
kM
=1.44，ks
=0.8，kk
=1.04，kkr
=0.81，kkB=0.97；
所以
242
c=601
=138.4（m/min）
.\
机床主轴转速
ns=
1000c
1000
138.4
dw
1001.7（r/min）
44
查《工艺手册》得与
邻近的机床速度为955r/min
和1200r/min。
现选nw=955r/min。
所以实质切削速度为v=132m/min
最后确立的切削用量为：
ap=1mm，，n=955r/min，=132m/min
切削工时，按《工艺手册》表
l
44-0
（
）
l2=0,
l3=0
=
22mm,l1
=1,
2
tm
ll1
l2l3i
22
1
00
20.12（min）
n
f
955
大小端面切削余量同样，也均为粗加工，故切削用量一致，为：
ap=1mm，，n=955r/min，=132m/min
总的加工时间：
t=2tm=2
0.12=0.24（min）
②工序2半精车端面
查【2】表5-116得：
f=0.25～；取
所以
c=
242
60
1
=162.7（m/min）
机场主轴转速：
ns=
1000c
1000162
.7
dw
44
1177.6（r/min）
查《工艺手册》得与
邻近的机床速度为1200r/min。
所以取：
nw=1200r/min。
所以实质切削速度为
最后确立的切削用量为：
ap=mm，，n=1200r/min，
.\
切削工时，按《工艺手册》表
l
44-0
（
）
l1=1,l2
=0,l3=0
=
22mm,
2
tm
ll1
l2
l3
i
00
；
n
f
1200
20.094（min）
因为是加工两头面，故时间加倍，总加工时间
t=2tm=2
0.094=0.188（min）
工序3精加工切削余量与加工工时与半精加工基本一致，不再赘述；
③工序4钻、扩、粗铰Φ22孔
钻Φ20孔：
确立进给量
0.43mm/r,现取；
查【2】表
：
钻头直径为Φ
20时，f=0.35～
切削速度：
依据《切削手册》表
f=0.36mm/r,查的切削速度=29.4m/min:
，依据孔直径Φ
20及进给量
所以:
ns=
1000
c
1000
29.4
468（r/min）
dw
20
查【1】表5-65
得：
选用最靠近468（r/min）的转速
（
r/min
）；
ns=392
故实质切削速度为：
c=
dn
20
392
24.6（m/min）
1000
1000
最后确立的切削用量为：
ap=10mm，，n=392r/min，
切削工时：
l
=40mm,l
=8mm,l=2mm
1
2
tm
l
l1
l2
40
8
2
n
f
392
0.354（min）
扩Φ22孔：
依占有关手册规定，扩孔的切削用量可依据钻孔的切削用量来选用：
～1.8）
f钻=（～）
～0.648（m/min）
据此选用f=0.45（mm/r）
主轴转速也可依据钻削速度来选用：
=（1
—1）
钻=（1
—1
）
2
3
2
3
.\
～8.3（m/min）
则主轴转速为n=180.2～r/min,查表【1】表5-65得，n
=140r/min；
实质切削速度为：
=
dn
22
140
c
1000
9.67（m/min）
1000
最后确立的切削用量为：
ap=mm，，n=140r
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