机械基础案例05轴承端盖设计.docx

1、机械基础案例05轴承端盖设计零件结构工艺性分析：（一）零件的技术要求：1.轴承盖零件，材料为HT20Q2.零件的技术要求表：加工表面尺寸及偏差/ mm公差/ mm及精度等级表面粗糙度/ 1 m形位公差/mm轴承盖端面25 -0.3 -0.51IT1212.5轴承盖外圆表面4 100f10IT106.34 130 -0.043-0.203IT106.3轴承盖孔内表面4 70 -0.011-0.131IT106.34 85 -0.013-0.363IT1212.54 90-0.013-0.363IT1212.5打孔4 7 -0.006 -0.096IT1112.5（二）确定轴承盖的生产类型：根据设

2、计题目年产量为10万件，因此该轴承盖的生产类型为大批生产。二、毛坯的选择：（一） 选择毛坯：由丁该轴承盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维 组织，毛坯选用铸件。该轴承盖的轮廓尺寸大，且生产类型届大批生产，为提高生产 率和铸件精度，宜采用模铸方法制造毛坯，毛坯拔模斜度为 5。（二） 确定毛坯的尺寸公差：1.公差等级：由轴承盖的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级2 .铸件件材质系数：由丁该轴承盖材料为 HT20Q3.锻件分模线形状：根据该轴承盖的形位特点，选择零件方向的对称平面为分 模面，届丁平直分模线。4.零件表面粗糙度：由零件图可知，该轴承盖的各加工表面粗糙度

3、 Ra均大丁等 丁 6.3 1 m三、 定位基准的选择：（一） 精基准的选择：根据该零件的技术要求和装配要求，选择该轴承盖轴孔4 100f8和轴承盖右端面 作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工， 即遵循了 “基准统一”的原则。轴孔4 100f8的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工轴的外圆表 面和轴承盖外圆表面，实现了设计基准和工艺基准的重合， 保证了被加工表面的垂直 度要求。选用轴承盖左端面作为精基准同样遵循了 “基准重合”的原则， 选用轴承盖左端面作为精基准，夹紧可作用在轴承盖的右端面上，夹紧稳定可靠。（二） 粗基准的选择：作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他

4、表面缺欠，该轴承盖轴的外圆 表面、右堵头外圆表面作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。四、 工艺路线的拟定：（一）各表面加工方法的选择：加工表面公差/ mmR精度等级表面粗糙度/11 m加工方案轴承盖两端面IT1212.5粗车轴承盖外圆表面IT106.3粗车-半精车轴承盖孔内表面IT106.3粗字堂-半精疆IT1212.5粗鲤打孔IT1112.5钻(2)加工阶段的划分该辗筒体加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几 个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后序都可以采用精基准定位加工， 保证其他加工表面的精度要求。(3)加工顺序的安排：1.机械加工工序：(1) 遵循“

5、先基准后其它”原则，首先加工精基准-轴承盖左堵头内孔4 100f8o(2)遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2.具体方案：方案一：(1)铸造(2)粗车两端面(3)粗车外圆端面 4 130 -0.043 -0.203mm(4)粗车外圆端面 4 100 -0.036 -0.176mm(5)半精车外圆端面 4 130 -0.043 -0.443mm(6)半精车外圆端面 4 100 -0.036 -0.386mm(7)粗鲤内圆端面 4 70 -0.011 -0.311mm(8)粗鲤内圆端面 4 85 -0.013 -0.363mm(9)粗鲤内圆端面 4 90-0.013 -0.

6、363mm(10)半精鲤内圆端面 4 70 -0.011 -0.131mm(11)钻孔 6*08方案二：(1)铸造(2)粗车两端面(3)钻孔 6*(D8(4)粗车外圆端面 4 130 -0.043 -0.203mm(5)粗车外圆端面 4 100 -0.036 -0.176mm(6)半精车外圆端面 4 130 -0.043 -0.443mm(7)半精车外圆端面 4 100 -0.036 -0.386mm(8)粗鲤内圆端面 4 70 -0.011 -0.311mm(9)粗鲤内圆端面 4 85 -0.013 -0.363mm(10)粗鲤内圆端面 4 90-0.013 -0.363mm(11)半精鲤内

7、圆端面 4 70 -0.011 -0.131mm方案三：(1)铸造(2)粗车两端面(3)粗车外圆端面 4 130 -0.043 -0.203mm(4)粗车外圆端面 4 100 -0.036 -0.176mm(5)钻孔6*8(6)半精车外圆端面 4 130 -0.043 -0.443mm(7)半精车外圆端面 4 100 -0.036 -0.386mm(8)粗鲤内圆端面 4 70 -0.011 -0.311mm(9)粗鲤内圆端面 4 85 -0.013 -0.363mm(10)粗鲤内圆端面 4 90-0.013 -0.363mm(11)半精鲤内圆端面 4 70 -0.011 -0.131mm论证：

8、为使加工出一个符合零件的技术要求和装配要求选取一个最为合适的方案作出下列论证：方案一：先加工出组成零件的各部件，可同时加工出各部件，且精度能达到零件 要求，但最后进行钻孔，使工件发生扭曲变形，使零件在使用过程中受到外力而未达 到零件的技术要求。所以，此方案设计不合理。方案二：为了使零件在加工后不发生应力变形， 先对零件进行钻孔，然后对其整个零件进行粗加工、精加工，但这样在对零件整体进行加工时，由于零件体积较大， 使加工变得更加复杂化，且浪费时间。因此，此方案设计不合理。方案三：此方案在同时进行粗加工后，进行钻孔，在焊接后对零件各表面进行精 加工，即满足了设计要求乂节省了时间。因此，此方案为最佳

9、方案。3.工序的集中与分散：该辗筒体的生产类型为大批生产，可以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提 高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少， 不但可缩短辅助时间，而且由丁在一次装夹中加工了许多表面，有利丁保证各加工表面之间的相对位置精度要 求。五、工序内容的拟定:（一）工序的尺寸和公差的确定:加工表面加工方案加工余量精度等级尺寸及精度轴承盖两端面粗车2IT1225-0.51-0.3轴承盖 4 130 -0.043-0.203外圆表面半精车1.8IT104 130-0.443-0.043粗车2.5IT124 130-0.203-0.043轴承盖4 100f10外圆表面半精车1.5IT1

10、04 100-0.386-0.036粗车2.5IT124 100-0.176-0.036轴承盖4 70 -0.011 -0.131孔内表面半精篷1.0IT104 70-0.131-0.011粗鲤2.0IT124 70-0.311-0.011轴承盖4 85 -0.013 -0.363孔内表面粗鲤2.0IT124 85-0.363-0.013轴承盖4 90-0.013 -0.363孔内表面粗鲤2.0IT124 90-0.013-0.363打47 -0.006 -0.096 孑 L钻7.0IT11-0.096-0.006（二）设备及工艺装备的选择:1、 设备：C6140卧式鲤床 立式铢床2、 工艺装

11、备：通用、专用车刀、专用鲤刀、专用铢刀、专用火具等等。（三）切削用量的选择及工序时间计算：工序I铸造工序n 粗车轴承盖两端面工步一1.加工条件工件材料：HT200,b b =170240MP旦铸造；工件尺寸：l=25mm加工要求：粗车轴两端面，加工余量 2mm;机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铢削宽度 aM90,深度ap6,故根据机械制造 工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm根据切 削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角T 0=。后角a 0= 8 , 副后角a 0 =10 ,刃倾角 入s=10，主偏角Kr=60，过渡刃Kr =30

12、，副偏角 Kr =5。2.切削用量（1） 确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=2mnrr次走刀即可完成。（2） 确定每次进给量fz由丁本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车， 以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5，使用YG6质合金端车刀加 工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35 , C6140车床） f z=0.60.9mm/z故选择：fz=0.66mm/z。（3） 确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm由丁车刀直径 d0=125mm故刀具使用寿命T=180min （据简明手册表3.8）。（4）

13、 计算切削速度Vc根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/minN=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min根据切削用量简明手册实际转速为 250r/min故实际切削速度 VC=3.14d N 实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此工步的切削用量为： a =2mm f =0.66mm,n =250r/min, V=102.1m/min。t m= L/ nf=(65+1.6)/250*0.66=0.40min工步二综上，此工步的切削用量为： a =2mm f =0.66mm,n =250r/min, V=1

14、02.1m/min。t m=0.2min工序m 粗车轴承盖4 130外圆表面1.选择刀具：与粗车端面刀具相同2.确定切削用量(1)确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为 2.5mm,一次走刀，asp=2.5/2=1.25mm。(2)确定进给量由切削用量简明手册表3 14得f=1.01.4mm/r。再由简明手册表4 12 查取 f =1.02mm/r。(3)选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为 0.81.0,耐用度为T=60min。根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/min凡=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min 根据切削用量简明手册实

15、际转速为 250r/min.故实际切削速度:Vc=3.14d N 实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此 工步的切削用 量为：a =1.25mm f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。t m= L/ nf=(15+2.7)/250*1.02=0.07min工序IV粗车4 100f8外圆面此工步的切削用量为：a =1.25mm, f =0.76, n =320r/min, V =100.5m/min 。t m= L/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min工序V半精车轴承盖4 130外圆表面：1.

16、加工条件工件材料：HT200,b b =170240MP旦铸造；工件尺寸：l=25mm;加工要求：半精车外圆表面，加工余量 1.8mm;刀具：车刀形状，刀杆尺寸都与粗车相同。刀牌型号为YT15, Kr =45 ,母=5 , 丫。= 90 0 , a 0=82.确定切削用量(1) 确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为1.8mm,一次走刀，asp=1.8/2=0.9mm。(2)确定进给量由切削用量简明手册表3 14得f=1.01.4mm/r。再由简明手册表4 12 查取 f =1.02mm/r。(3) 选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为 0.81.0,耐用度为T=60min。(4)确定切削

17、速度VC根据切削用量简明手册表1.11查取：V=100m/min凡=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245r/min 根据切削用量简明手册实际转速为 250r/min故实际切削速度 VC=3.14d N 实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min综上，此工步的切削用量为：a =0.9mm f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。t m= L/ nf=(15+2.0)/250*1.02=0.07min工序VI半精车轴承盖4 100f10外圆表面：此工步的切削用量为：a =1.25mm, f =0.76

18、, n =320r/min, V =100.5m/min 。t m= L/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min工序VII 粗鲤70孔机床：T68卧式鲤床单边余量z 1.0mm, 10mma p由简明手册4.2-20 查得取f 0.52mm/r由简明手册4.2-21查得取 n 200r / min计算切削工时tm= L/Vc= 3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min nf=(6+2.0)/200*0.52=0.08min工序VIII 粗鲤85孔机床：T68卧式鲤床 单边余量z 1.0mm, ap 1.0mm由简明手册4.2-20 查

19、得取f 0.52mm/r由简明手册4.2-21查得取n 200r / minVC= 3.14Dn /1000=3.14*85*200/1000=53.4m/min 计算切削工时 t m= L/nf=(10+2.0)/200*0.52=0.12min工序IX粗鲤90孔机床：T68卧式鲤床 单边余量z 1.0mm, ap 1.0mm由简明手册4.2-20 查得取f 0.52mm/r由简明手册4.2-21查得取n 200r / minV= 3.14Dn /1000=3.14*90*200/1000=56.5m/min 计算切削工时 t m= L/nf=(9+2.0)/200*0.52=0.11min

20、工序X半精鲤70孔机床：T68卧式鲤床 单边余量z 0.5mm, q 05mmap由简明手册4.2-20 查得取f 0.52mm/r由简明手册4.2-21查得取n 200r / minV=3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min 计 算切 削 工 时Tm=L/fm=6+2/200*0.52=0.08工序X I打8孑L:1 .刀具选择 高速钢麻花钻头，其直径8mm双维修磨横刃。2.选择切削用量(1)决定进给量f 按加工要求决定进给量：据简明手册铸铁的强度小丁等丁 200HBS d=8mm时，f=0.470.57mm/r由丁 l/d=25/9=2.8,所以不

21、用乘孔深修正系数。 按钻头强度决定进给量：据简明手册钻头强度为 640Mpa d=8m苗占头强度允许的进给量f=1.0mm/r 按机床进给机构强度决定进给量：据简明手册强度小丁等丁 640MPA d小丁等丁 10.2mm f=2.25mm/r。比较可以看出加工要求进给量是工艺要求，f=0.470.57mm/r，根据转床说明书 f=0.48mm/r。由丁是加工通孔，为了避免孔即将通是钻头容易断，故在即将通时改为手动进给。(2) 决定钻头磨钝标准和寿命 据简明手册，d=8mm最大磨损量取0.6mm寿命 为 35min(3)决定切削速度 强度为200MPA勺铸铁5类当为5类f=0.27mm/r，双维

22、修磨横刃，d=7mnfl寸据简明手册Vt =16m/min修 正 系 数 为 ktv=1.0,kcv=1.0,k1v=0.85,k0v=1.0V=vt*kv=16*1*1*0.85*1=13.6m/minn =1000 XV c/3.14D =1000 X 13.6/3.14 X 9=481.2r/min 据简明手册转床最接 近 481.2r/min 的转数为 545r/min(4) 计算基本工时 t m= L/ v f, L=l+ y+ , l=15mm.查切削手册表3. 26,入切量及超切量为：y+A =6mm贝U : t m= L/ nf=(15+6)/0.48*545=0.08min 。该零件需要钻6个相同的孔，每60度钻1个，T=3t=0.48min