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軸承座工藝設(shè)計(jì)
【摘要】軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；,軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個(gè)箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在汽車和電子電器等高速發(fā)展的領(lǐng)域。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的課題就是軸承座的設(shè)計(jì)，是在學(xué)完汽車制造工藝學(xué)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。
【關(guān)鍵詞】軸承座 工藝規(guī)格設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 工序 工藝性
目錄
一、工藝性分析 2
1.1零件作用 2
1.2零件工藝性分析 2
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1零件材料 3
2.2毛坯選擇 3
3.3基準(zhǔn)的選擇 5
3.4制訂工藝路線 6
3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 8
一、工藝性分析
1.1零件作用
設(shè)計(jì)題目所給零件為軸承座，主要作用是安裝軸承以支撐軸。
圖1-1
1.2零件工藝性分析
軸承座共有4組主要加工表面。
1、 以Φ30mm/Φ35mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：Φ30mm孔和Φ35孔及倒角以及尺寸為38mm與Φ30mm孔軸線垂直的兩個(gè)端面。還有一個(gè)Φ4mm的油孔。
這組加工表面位置要求為：Φ30mm孔兩外端面的平行度誤差為0.03mm.
2、 以Φ6mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：Φ6mm油孔，兩個(gè)Φ13mm沉孔，兩個(gè)Φ9mm通孔，兩個(gè)Φ8mm配作孔，以及與Φ30mm軸線之間尺寸為mm的Φ6mm孔的外端面。
3、 Φ9mm孔的外端面。
這個(gè)加工表面的位置要求為：
（1） 與Φ30mm孔的軸線的平行度誤差為0.03mm；
（2） 表面平面度誤差為0.008mm（只允許中間向材料內(nèi)凹下），位置度誤差為0.01mm.
4、 槽21mm。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件材料
零件材料為HT200，是中碳鋼，其強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火件，以及對(duì)心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油水中淬火。
2.2毛坯選擇
2.2.1確定毛坯的類型及制造方法
由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時(shí)由于零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產(chǎn)故選用模鍛毛坯。
模鍛加工工藝的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：①由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜；②鍛件內(nèi)部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機(jī)械性能和使用壽命。③鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時(shí)；④生產(chǎn)率較高；⑤操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；⑥生產(chǎn)批量越大成本越低。
從零件材料及力學(xué)性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小，生產(chǎn)類型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。
2.2.2確定毛坯的形狀、尺寸及公差
毛坯的形狀及尺寸如圖3-1所示
圖3-1。
2.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定
（1）、確定軸承座底平面的加工余量及工序尺寸
根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑底面的工序偏差，按入體原則標(biāo)注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準(zhǔn)，并要保證中心線到地面的高度為30mm。因此以軸承孔外圓面為粗基準(zhǔn)先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準(zhǔn)。底面的加工余量及工序尺寸見表2-1
表2-1
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級(jí)
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
21
3
IT14
±1.0
18±1.0
25
粗銑
19
2
IT12
12.5
精銑
18
1
IT8
3.2
（2)、確定軸承座上平面的加工余量及工序尺寸
根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑上底面的工序偏差。方便銑削，并要間接保證尺寸15+0.05 0，以及平面度，側(cè)以下底面為精基準(zhǔn)加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見表2-2
表2-2
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級(jí)
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
18
3
IT14
±1.0
18±1.0
25
粗銑
16
2
IT12
12.5
精銑
15
1
IT8
3.2
（3）、確定軸承座左右兩側(cè)面的加工余量及工序尺寸
軸承座左右兩側(cè)平面的加工過程，根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑兩側(cè)面的工序偏差。為后面加工做基準(zhǔn)，且加工后面工序裝夾方便。兩側(cè)平面的加工余量及工序尺寸見表2-3
表2-3
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級(jí)
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
88
3
IT14
±1.0
88±1.0
25
粗銑
84
2
IT12
12.5
精銑
82
1
IT8
3.2
（4）、確定軸承座前后兩端面的加工余量及工序尺寸
軸承座前后端面的加工過程根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準(zhǔn)，并為加工孔Φ30的一個(gè)精基準(zhǔn)，因此在次道工序中以基準(zhǔn)加工。下底面為兩端面的加工余量及工序尺寸見表2-4
表2-4
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級(jí)
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
44
3
IT14
±1.0
44±1.0
25
粗銑
40
2
IT12
12.5
精銑
38
1
IT8
3.2
3.3基準(zhǔn)的選擇
3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于加工表面較多的零件，按照粗基準(zhǔn)的一般選取原則：（1）各表面有足夠的加工余量；（2）對(duì)一些重要表面和內(nèi)表面，應(yīng)盡量使加工余量分布均勻；（3）各加工表面上的總切削量最小。（4）盡量以不加工表面為粗基準(zhǔn)。結(jié)合本零件的加工情況，選取Φ9mm孔的外端面為粗基準(zhǔn)。該表面位置要求較高，要求加工余量分布盡可能均勻。以此加工軸承底座底面以及其它表面，用平口鉗夾持Φ30mm兩側(cè)面可實(shí)現(xiàn)完全定位。
3.3.2精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)零件圖上標(biāo)注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準(zhǔn)和基準(zhǔn)統(tǒng)一與基準(zhǔn)重合原則，以粗加工后的底面（Φ13孔外端面）為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承座的下底面為精基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該在下文專門進(jìn)行尺寸換算，此處不再重復(fù)。
3.4制訂工藝路線
3.4.1工藝路線方案一
工序1 鑄造毛坯;
工序2 檢驗(yàn);
工序3 銑Φ30端面,以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位基準(zhǔn)；
工序4 掉頭銑Φ30端面；
工序5 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；
工序6 刨槽2×1mm；
工序7 銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序8 掉頭銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序9 車孔Φ30、Φ35；
工序10 銑Φ9外端面；
工序11鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序12鉆孔Φ4；
工序13去毛刺；
工序14檢查；
3.4.2工藝路線方案二
工序1 鑄造毛坯；
工序2 檢查；毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工。
工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；
工序4 銑軸承座端面（Φ9孔上端面），以軸承座的底座的下表面（Φ9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；
工序5 銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序6 掉頭銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序7 刨槽2×1mm，以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準(zhǔn)；
工序8 車孔Φ30、Φ35及端面以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準(zhǔn)；
工序9 銑Φ30端面；
工序10 掉頭銑Φ30端面；
工序11 銑Φ9外端面；
工序12鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序13鉆孔Φ4；
工序14去毛刺；
工序15檢查；
3.4.3兩個(gè)個(gè)工藝方案的比較與分析
以上方案大致看上去都是合理的，但仔細(xì)考慮零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:在工序3先以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位粗基準(zhǔn)銑Φ30端面,不符合粗基準(zhǔn)選擇的原則，即不了保證加工面與不加工面的位置要求時(shí)，應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。同時(shí)也不能保證端面與孔Φ30軸線的位置要求。方案二：在工序7車孔Φ30、Φ35及端面，然后再銑其端面，這樣可以保證其端面與孔Φ30軸線的位置要求。
方案二相對(duì)來說，裝夾次數(shù)少，可減少機(jī)床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作并能生產(chǎn)率高?？紤]工廠設(shè)備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據(jù)工序方案二制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示：
工序1 鑄造毛坯；
工序2 檢查；毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工。
工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；
工序4 銑軸承座端面（Φ9孔上端面），以軸承座的底座的下表面（Φ9外端面）為定位粗基準(zhǔn)；
工序5 銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序6 掉頭銑孔Φ30側(cè)面、Φ8側(cè)面；
工序7 刨槽2×1mm，以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準(zhǔn)；
工序8 車孔Φ30、Φ35及端面以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準(zhǔn)；
工序9 銑Φ30端面；
工序10 掉頭銑Φ30端面；
工序11 銑Φ9外端面；
工序12鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序13鉆孔Φ4；
工序14去毛刺；
工序15檢查；
3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
軸承座零件材料為HT200鋼，硬度為HBS 230—250，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機(jī)械加工余量如下：
3.5.1銑軸承座底面
工步1：粗銑
刀具：高速鋼面銑刀，D=30mm，齒數(shù)z=6
背吃刀量：=2mm
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-23，取=30m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=325r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=44mm
刀具切入長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-38公式如下：
具切出長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：查查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]公式如下：
輔助時(shí)間：
工步2 精銑
刀具：高速鋼面銑刀，D=30mm，齒數(shù)z=6
背吃刀量：=1mm
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-23，取=40m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=490r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
銑削寬度：=44mm
刀具切入長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表30-38公式如下：
具切出長(zhǎng)度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：查查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]公式如下：
輔助時(shí)間：
其他銑面計(jì)算與上述相同，不再計(jì)算。
3.5.2鏜孔Φ30、Φ35
工步1：粗鏜Φ30內(nèi)圓
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=2mm
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=30m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=400r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時(shí)計(jì)算：
輔助時(shí)間
工步2：粗鏜Φ35內(nèi)圓
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=3.5mm
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=30m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=315r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時(shí)計(jì)算：
輔助時(shí)間
工步3：精鏜Φ30孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=1mm
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=40m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=500r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時(shí)計(jì)算：
輔助時(shí)間
工步4：精鏜Φ35孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=1mm
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表29-14，取=40m/min
機(jī)床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=400r/min
實(shí)際銑削速度：
每分進(jìn)給量：
切削工時(shí)計(jì)算：
輔助時(shí)間
3.5.3鉆孔Φ6mm、8mm、9mm和锪孔Φ13mm
工步1：鉆孔Φ6
刀具：Φ6高速鋼麻花鉆
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=15m/min
機(jī)床主軸速度：
查[3]表4-9，取=850r/min
實(shí)際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=12.5mm
刀具切入長(zhǎng)度：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
刀具切出長(zhǎng)度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
輔助時(shí)間：
工步2：鉆孔Φ8
刀具：Φ8高速鋼麻花鉆
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=15m/min
機(jī)床主軸速度：
查[3]表4-9，取=600/min
實(shí)際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=15mm
刀具切入長(zhǎng)度：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
刀具切出長(zhǎng)度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
輔助時(shí)間：
工步3：鉆孔Φ9
刀具：Φ9高速鋼麻花鉆
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=15m/min
機(jī)床主軸速度：
查[3]表4-9，取=600/min
實(shí)際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=15mm
刀具切入長(zhǎng)度：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
刀具切出長(zhǎng)度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
輔助時(shí)間：
工步4：锪孔Φ13
刀具：Φ13沉孔鉆
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=15m/min
機(jī)床主軸速度：
查[3]表4-9，取=430/min
實(shí)際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=8mm
刀具切入長(zhǎng)度：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
刀具切出長(zhǎng)度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
輔助時(shí)間：
3.5.4鉆孔Φ4mm4
工步1：鉆孔Φ4
刀具：Φ4高速鋼麻花鉆
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-13，取=15m/min
機(jī)床主軸速度：
查[3]表4-9，取=1220r/min
實(shí)際鉆削速度：
每分進(jìn)給量：
鉆孔深度：=10mm
刀具切入長(zhǎng)度：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
刀具切出長(zhǎng)度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42取=2mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》[1]表28-42得：
輔助時(shí)間：