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轴承套课程设计说明书word文档

燕山大学

课程设计说明书

题目：

“轴承套”机械加工工艺规程及

“钻6-Φ5.5孔”夹具设计

学院（系）：

机械工程学院机制系

年级专业：

08级机制X

学号：

080101010XXX

学生姓名：

XXXXXX

指导教师：

XXXXXXXXXXXXXX

教师职称：

第1章零件的分析………………………………………………………1

1.1零件的功用及结构分析…………………………………………..1

1.2零件的工艺分析………………………………………..…………..2

第2章轴承套零件机械加工工艺规程设计………………………………3

2.1毛坯的选择…………………………………………………………..3

2.2基准的选择……………………………………………..……………3

2.3工艺路线的拟定……………………………………………...………3

2.3.1表面加工方法的确定

2.3.2加工方案的确定

2.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定………………………………4

2.5切削用量及工时定额的确定…………………………………………5

第3章钻6-Φ5.5工序夹具设计……………………………………………6

3.1任务的提出……………………………………………………………6

3.2定位方案及定位装置的设计计算……………………………………6

3.2.1定位方案的确定

3.2.2定位基准的选择

3.2.3定位元件及装置设计

3.2.4定位误差的分析计算

3.3对刀或导引元件（装置）设计………………………………………8

3.4夹紧方案及装置的设计计算…………………………………………8

3.4.1夹紧方案的确定

3.4.2夹紧力大小的分析计算

3.4.3夹紧机构及装置设计

3.5连接元件及夹具体设计………………………………………………10

3.6夹具操作及维护简要说明…………………………………….………11

第4章钻6-Φ5.5工序夹具虚拟装配…………………………….…………12

4.1Pro/E三维零件设计及虚拟装配技术……………………….…………12

4.2夹具主要零件虚拟创建……………………………………….….….…12

4.3虚拟装配方法、顺序及零件约束确定………………………..….……13

4.4夹具组件虚拟装配及其分解…………….………………….…………13

参考文献………………………………………………………………….………15

结束语………………………………………………..……..……………….……16

附录Ⅰ机械加工工艺过程卡片

……………………………….……………..…17

附录Ⅱ机械加工工序卡片…………………………..………………….………18

第一章零件的分析

1.1、零件的功用及结构分析

轴承套广泛应用于轻负荷便于拆装的地方。

题目中给出的零件如图：

二维图如下：

有许多轴承在装配和拆卸中会遇到困难，特别在箱体内部轴承的装配受到条件限制，应用轴承套解决了装配和拆卸的难题。

零件上6个Φ5.5孔上紧定螺丝，用于联接轴承套和本体，以达到内圈周向、轴向固定的目的但因为内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。

零件外圆壁上4个Φ4的孔为油孔，用以通润滑油。

外圆面与法兰下表面与本体相配合，内圆面与内圆台阶面用以安装滚动轴承，承受轴向和周向力。

因为轴承套它可以调整紧松使许多箱体的加工精度得到放宽使箱体加工的工效大大提高。

安装套轴套还克服了轴承的轴向窜动。

所以承轴套得到广泛应用，但也存在一些不足，由于轴套的精度直接影响轴的径向跳动。

1.2、零件的工艺分析

轴承套的加工表面较多，它们之间有一定的位置要求，先分析如下：

1．法兰面的加工

这一组加工表面包括：

法兰小端面的精加工，粗糙度要求为Ra0.8；法兰大端面的加工，粗糙度要求为Ra6.3；还有在法兰面上的以直径为Φ72的圆周上的6个Φ5.5孔的加工及其倒角。

2.直径为Φ61的外圆面的加工

这一组加工表面为Φ61外圆面的加工，精度要求为Ra0.8，以及外圆面上4个Φ4的孔的加工。

3.以Φ53孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

Φ53孔内表面的加工，精度为Ra0.8，与孔Φ53孔相垂直的台阶面和轴承套外端面，及外端面的倒角。

这些加工面之间有一些位置要求，主要是：

①、6个Φ5.5孔之间的位置度公差为0.15；

②、4个Φ4孔之间的位置度公差为0.2；

③、Φ53内孔台阶面和法兰小端面与Φ53孔中心线的垂直度误差均为0.01；

④、Φ61外圆面与Φ53孔中心线的圆跳动误差为0.02。

有以上分析可知，对于这些加工表面，可以先加工一些表面，然后借助于专用夹具加工另一些表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

第二章轴承套零件机械加工工艺规程设计

2.1、毛坯的选择

零件材料为45钢，硬度为HRC32～36，毛坯约重1kg，生产类型为大批生产，使用是受到径向和轴向的载荷，因此采用在锻锤上合模模锻毛坯。

2.2、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，可以使得加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，在加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，该零件的设计基准为中心轴线，但实际加工时主要的定位基准为小端面和法兰大端面为粗基准，考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”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法兰小端面和Φ61外圆为精基准进行加工。

2.3、工艺路线的拟定

2.3.1、表面加工方法的确定

法兰大端面及轴承套小端面用粗车，法兰小端面用精车，Φ5.5的法兰孔及Φ4的油孔用钻，Φ53的孔用精镗，Φ48的孔用粗镗，Φ61的外圆面先粗车后精车，内孔台阶面用精镗，法兰外轮廓用粗铣。

2.3.2、加工方案的确定

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度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。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线方案一：

工序Ⅰ车法兰大端面、轴承套小端面及倒角。

选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅱ钻扩Φ48的孔。

选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅲ车Φ61外圆及法兰小端面，选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅳ磨外圆面，选用M120加专用夹具

工序Ⅴ扩、粗铰、精铰Φ53的孔，选用立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅵ钻Φ5.5的法兰孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅶ钻Φ4的孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅷ铣法兰外轮廓，内圆角，立式铣床X51加专用夹具

工艺路线方案二：

工序Ⅰ钻扩Φ48的孔。

选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅱ镗Φ53的孔，选用卧式镗床T616专用夹具

工序Ⅲ车Φ61外圆，选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅳ磨外圆面，选用M120加专用夹具

工序Ⅴ车法兰内外及小端面，选用立式车床C512A专用夹具

工序Ⅵ钻Φ5.5的法兰孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅶ钻Φ4的孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅷ铣法兰外轮廓，内圆角，立式铣床X51加专用夹具

以上方案看起来都比较合理，而且方案二工序少，但方案二车61外圆时，通过内孔和大端面定位，而大端面没有加工，导致定位不准确。

故应先加工大端面作为基准，综上所述方案一较合理。

最终方案：

工序Ⅰ车大端面、及倒角。

选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅱ钻扩Φ48的孔。

选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅲ车Φ61外圆、小端面及法兰左端面，选用卧式车床C620-1加专用夹具

工序Ⅳ磨外圆面，选用M120加专用夹具

工序Ⅴ镗Φ53的孔，选用卧式镗床T616专用夹具

工序Ⅵ钻6-Φ5.5的法兰孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅶ钻4-Φ4的孔，立式钻床Z525加专用夹具

工序Ⅷ铣法兰外轮廓，内圆角，立式铣床X51加专用夹具

2.4、加工余量、工序尺寸及其公差的确定

该零件材料为钢45，硬度为HRC32～36，毛坯约重1kg，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.外圆表面（φ61mm）

考虑其加工长度为23mm，外圆表面尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度要求Ra0.8um，由《机械制造工艺学》表4-12确定加工余量：

粗车：

φ70mm

粗车：

φ63mm2Z=7.0mm

半精车：

φ61.4mm2Z=1.6mm

粗磨：

φ61.1mm2Z=0.3mm

精磨：

φ61mm2Z=0.1mm

此时直径余量2Z=5mm。

2.外圆表面φ61沿轴线长度方向的加工余量及公差（φ61端面）

查<<机械制造工艺设计简明手册>>（以下简称《工艺手册》）表2.2-14，其中锻件重量为1kg，锻件形状系数为S3较复杂，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（长度方向）>0-30mm，故长度方向偏差为

。

长度方向余量查《工艺手册》表2.2-2.5，其余量值规定为1.7-2.2mm，现取2.0mm。

3.φ48孔的加工与余量及公差

查《工艺手册》确定工序尺寸及余量为：

钻孔：

25mm

钻孔：

46mm2Z=11mm

扩孔：

48mm2Z=2mm

粗镗：

51mm2Z=3mm

半精镗：

52.5mm2Z=1.5mm

精镗：

53mm2Z=0.5mm

精镗后可达到IT7-IT9，满足加工要求。

4.法兰小端面的加工余量

粗车：

6mm

粗车：

4.5mm2Z=1.5mm

半精车：

4mm2Z=0.5mm

2.5、切削用量及工时定额的确定

工序Ⅵ钻6-Φ5.5的法兰孔

钻6-Φ5.5的法兰孔

机床：

Z525立式钻床

刀具：

Φ5.5高速钢钻头

查《切削用量手册》得，进给量f=0.17mm/r，钻削速度v=0.88m/s

机床主轴转速

查Z525转速表取n=392r/min

则实际钻削速度为：

切削工时

第三章钻6-Φ5.5孔工序夹具设计

3.1、任务的提出

本夹具用来完成第Ⅵ道工序钻6-Φ5.5的法兰孔，圆孔之间位置度要求0.15，应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

本夹具使用在Z525立式钻床上。

3.2、定位方案及定位装置的设计计算

3.2.1、定位方案的确定

确定零件采用零件套定位，等同于三点定位，限定了Z方向的移动和X、Y方向的转动三个自由度。

Φ48孔采用短圆柱销定位，限定了X、Y方向的移动两个自由度，由于钻6-Φ5.5法兰孔需要限定Z方向的转动这一个自由度，因此在法兰外轮廓采用圆柱销定位。

综上，一共限定了零件的六个自由度，无过定位与欠定位。

3.2.2、定位基准的选择

由零件图可知Φ5.5法兰孔仅有六个孔之间的位置度要求，没有其他特别要求，可选用底面为主基准，采用两面一钉的定位方式。

如图

3.2.3、定位元件及装置设计

Φ48孔采用短圆柱销定位，确定销直径为Φ48mm，定位高度为8mm，采用插入夹具体的方式固定1形状如下图

定位法兰小端面用的是零件套，设计其高度为26mm，其直径为64mm，采用螺栓与夹具体联接固定，形状如下图

限定Z轴方向转动用的是长圆柱销，设计其高度为30mm，为使其