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机械制造技术课程设计之轴承座工序卡片


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





机械制造工艺学课程设计任务书 ............................................................ I 轴承座零件图............................................................................................ II 设计要求...................................................................................................III 课程设计说明书 1 零件的分析.......................................................................................... IV 1.1 零件的作用 ................................................................................. IV 1.2 零件的工艺分析 ......................................................................... IV 2 零件的生产类型 ................................................................................. IV 2.1 生产纲领 ..................................................................................... IV 2.2 生产类型及工艺特征 ................................................................. IV 3 毛坯的确定............................................................................................ V 3.1 确定毛坯类型及其制造方法 ....................................................... V 3.2 估算毛坯的机械加工余量 ........................................................... V 3.2 绘制毛坯简图,如图 1 ................................................................ V 4 定位基准选择 ..................................................................................... VI 4.1 选择精基准 ................................................................................. VI 4.2 选择粗基准 ................................................................................. VI 5 拟定机械加工工艺路线 ..................................................................... VI 5.1 选择加工方法 ............................................................................. VI 5.2 拟定机械加工工艺路线,如表 3 ................................................... VII 6 加工余量及工序尺寸的确定 ......................................................... VIII

6.1 确定轴承座底平面的加工余量及工序尺寸 ........................... VIII 6.2 确定轴承座上平面的加工余量及工序尺寸 ............................. IX 6.3 确定轴承座左右两侧面的加工余量及工序尺寸 ...................... X 6.4 确定轴承座前后两端面的加工余量及工序尺寸 ..................... XI 6.5 确定轴承座轴承孔两侧面的加工余量及工序尺寸 ................ XII 6.6 确定轴承座槽的加工余量及工序尺寸 .................................. XIII 6.7 确定轴承座沉孔的加工余量及工序尺寸 ............................. XIV 6.8 确定轴承座气孔 φ 6 和φ 4 的加工余量及工序尺寸 ............ XV 6.10 确定轴承孔 Φ30 和 Φ35 的加工余量及工序尺寸............... XVII 7、设计总结....................................................................................... XVIII 机械加工工艺卡片 ..................................................................................19 参考文献...................................................................................................31

2

云南农业大学

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 2、毛坯图 3、机械加工工艺卡片 4、课程设计说明书 一张 一张 一套 一份

I

轴承座零件图

其余

25

3 .2

1.6

6 .3

3 .2

12 .5

技术要求 1 铸后时效处理 2 未注倒角C1 3 材料:HT200

II

3 .2

3 .2

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

III

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
⑴φ 30 及φ 8 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 3.2 um,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。 ⑶φ 13 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) :

IV

表1 生产纲领 生产类型 工艺特征 (1)毛坯采用铸造,精度适中,加工余量相对 较大 400 台/年 小批量生 产 (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

V

图1 毛坯简图绘制步骤

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φ 30 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φ 30 孔外轮廓面为基准,能方便的加工出φ 30 孔(精基准) , 保证孔中心线与轴承座上端面平行度。 30 孔外轮廓面的面积较大, φ 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,

VI

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 两上表面 四端面 φ 30 外壁 两槽 φ 30 孔

IT9 IT9 IT9
IT14 IT14

3.2 3.2 3.2 25 25 1.6

粗铣→精铣 粗铣→精铣 粗铣→精铣 粗刨 粗刨 粗车→半精车 →精车

IT7

φ 35 孔 φ 9、φ 13 孔 φ 6、φ 4 孔

IT14

25 6.3 25

粗车 钻削 钻削

IT8
IT14

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 02

检验 铣削

外协毛坯检验 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, X5030A 铣 铣轴承座两上表面 床 X5030A 铣 床

04

铣削

以已加工底面定位基准,铣 82mm 两侧面

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, X5030A 铣
VII

铣 42mm 两侧面 07 08 刨削 钻削 把工件旋转一定角度,刨 2mm×1mm 槽

床 B6050 刨床

钻φ 9 孔和φ 13 孔,保证φ 13 孔深 8+0.2 Z3025 钻床 0mm

09

钻削

以上下两平面为基准,夹紧前后两端面,钻 Z3025 钻床 φ 6孔

10

钻削

以后端面为基准,夹紧两侧面,钻φ 4 孔, Z3025 钻床 并保证中心线到地面的距离为 7mm

11

车削

以底平面和前端面为基准,夹紧两侧面,车 φ 30 和φ 35 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φ 30 孔中心线的距离及其公差值 15+0.05 0mm CA6140 车 床

12

车削

车 2x45 倒角

CA6140 车 床

13 14

去毛刺 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;

VIII

毛坯简图

粗铣底面

精铣底面

图2 轴承座底面加工过程图

(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 精铣

19 18

2.5 1

IT12 IT8

12.5 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;

IX

毛坯简图

粗铣上面

精铣上面 图3 轴承座上面加工过程图

(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+0.05 0,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 IT14 IT12 IT8

偏差

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 粗铣 精铣

18 16 15

3 2 1

±1.0

18±1.0

25 12.5 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;

X

毛坯简图

粗铣侧面

精铣侧面

图4 轴承座侧面加工过程图

(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 偏差 级 IT14 IT12 IT8 ±1.0

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 粗铣 精铣

88 84 82

3 2 1

88±1.0

25 12.5

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

XI

毛坯简图

粗铣端面 图5 轴承座前后面加工过程图

精铣端面

(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
Φ 30

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 偏差 级 IT14 IT12 IT8 ±1.0

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 粗铣 精铣

44 40 38

3 2 1

44±1.0

25 12.5 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

XII

毛坯简图

粗铣轴承孔两侧面

图6 轴承座轴承孔两侧面加工过程图

(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 2 2

公差等 偏差 级 IT14 IT12 ±1

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 粗铣

46 42

46±1.0

25 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

XIII

2 1

槽毛坯简图 图7 轴承座槽的加工过程图

粗刨槽

(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 公差等 偏差 量/mm 级 IT14

尺寸及公差

表面粗糙 度 25

粗刨

2×1

2×1

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

XIV

沉孔毛坯简图

钻孔

钻沉头孔 图8 轴承座沉孔加工过程图

(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Φ 13 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 IT14 IT10 IT10

偏差

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 钻 钻

Φ9 Φ9 Φ 13

4.5 4.5 2

Φ9 Φ9 Φ 13

25 10 6.3

6.8 确定轴承座气孔φ 6 和φ 4 的加工余量及工序尺寸
(1)轴承座气孔φ 6 和φ 4 的加工过程如图 9 与图 10 所示

XV

气孔毛坯简图

钻孔

图9 轴承座气孔加工过程图

气孔毛坯简图

钻孔

图10 轴承座气孔加工过程图
(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 钻 钻

基本尺 寸 φ6 φ4

工序单边余量 /mm 3 2

公差 等级 IT14 IT14
XVI

偏差

尺寸及公差

表面粗 糙度 25 25

6.10 确定轴承孔Φ 30 和Φ 35 的加工余量及工序尺寸
(1)轴承孔Φ 30 和Φ 35 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:

轴承孔毛坯简图

粗车

半精车

精车

粗车 图11 轴承孔的加工过程图

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 IT14 IT10

偏差

尺寸及公差

表面粗糙 度

毛坯 粗车

Φ 24 Φ 30

3 1.5

±1 ± 0.5

Φ 24±1 Φ 33.5±

25 12.5

0.5
Φ 30±0.1 Φ 30+0.021

半精车 精车

Φ 30 Φ 30

1.0 0.5

IT8 IT2

±0.1

3.2 1.6

+0.0 21

0

XVII

0
粗车
Φ 35

2.5

IT14

Φ 35

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。

XVIII

机械加工工艺卡片

云南农业大学

机械加工工艺卡片
零件名称:轴承座 学 号:20070882 姓 名:鲁尚飞

19

机械加工工艺卡片

机械加工工艺过程卡片
材料编号 工 序 内 容 工 艺 装 备










车间 工段



设备

20

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





21

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





3 .2

22

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





3 .2

23

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





24

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





25

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





26

机械加工工艺卡片

机械加工工序卡片





2

27

1

机械加工工艺卡片

28

机械加工工艺卡片

29

机械加工工艺卡片

30

机械制造工艺学课程设计说明书

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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