轴承座零件的机械加工工艺规程

机械制造工程学

课程设计说明书

题目：设计轴承座零件的机械加工工艺规程

姓名 学号

指导教师

教研室 .

2012～2013学年 第2学期 2013年2月24日～2013年3月7日

湖北汽车工业学院机械工程系

前 言

机械制造技术基础课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，完成设计项目，解决工程实际问题，因此我们必须首先对所学课程全面掌握，融会贯通，因此它在我们的大学生活中占有重要的地位。

由于设计的需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极查阅相关资料，慢慢培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。

通过课程设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。

由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。

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目 录

课程设计任务书............................................................................................................ 4 一、零件的分析............................................................................................................ 5

1.1 零件的作用................................................................................................... 5 1.2 零件图样分析............................................................................................... 5 1.3 零件的工艺分析........................................................................................... 5 二、确定毛坯................................................................................................................ 6

2.1 确定毛坯种类：........................................................................................... 6 2.2 确定铸件加工余量及形状：....................................................................... 6 三、工艺规程设计........................................................................................................ 8

3.1 选择定位基准：........................................................................................... 7 3.2 制定工艺路线............................................................................................... 8 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定................................................... 8 四、各工序的加工参数计算...................................................................................... 10

4.1 加工Φ30孔................................................................................................ 10 4.2 车Ф35孔至尺寸........................................................................................ 10 4.3 铣底平面..................................................................................................... 16 4.4 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔..................................................................... 13 4.5 铣两直角边................................................................................................. 15 4.6 刨退刀槽..................................................................................................... 18 4.7 铣四侧面..................................................................................................... 19 4.8 钻（铰）Ф8销孔...................................................................................... 20 4.9 钻Ф6油孔.................................................................................................. 18 4.10 钻Ф4油孔至尺寸...................................................................................... 19 4.11 确定时间定额及负荷率：......................................................................... 19 五、课程设计小结...................................................................................................... 21 参考文献........................................................................................ 错误!未定义书签。

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题 目：内 容：

原始资料：湖北汽车工业学院机械工程系

课程设计任务书

设计轴承座的机械加工工艺规程

1、绘制零件图 （按1︰1的比例） 1张

2、绘制毛坯图 （按1︰1的比例） 1张 3、填写零件机械加工工艺规程卡片 1套

包括：机械加工工艺过程卡片1套

机械加工工序卡片1套

零件图样1张；零件生产纲领为10000件/年；每日1班。

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一、零件的分析 1.1 零件的作用 轴承座是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是 可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本。 1.2 零件图样分析 1.3 零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削为此以下是轴承座需要加工的 表面以及加工表面之间的位置要求：

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l）φ300.0210mm轴承孔可以用车床加工、也可以用铣床镗孔。 2）轴承孔两侧面用铣床加工，以便加工2mm×1mm槽。 3）两个φ80.0220mm定位销孔，与销要过渡配合，精度达到 0.0210IT8，要先钻后铰才能达到要求。 4）侧视图右侧面对基准C（φ30mm轴线）的垂直度检 查，可将工件用φ30mm心轴安装在偏摆仪上，再用百分 表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大与最小差 值为垂直度偏差值。 5）主视图上平面对基准C（φ30查，可将轴承座φ300.02100.0210mm轴线）的平行度检 mm孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分表分别测量心轴 两端最高点，其差值即为平行度误差值。 6）俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度的检查，可将工件放在平台上，用百分表测出。 二、确定毛坯 2.1 确定毛坯种类： 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不 大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》,选用铸件 尺寸公差等级为CT-12。加工余量等级为G. 2.2 确定铸件加工余量及形状： 查《机械制造工艺设计简明手册》，选用加工余量为8级， 并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型 面的选用及加工余量，如下表所示： 表2.1 零件加工余量表 6

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简 图 加工面 代号 A1 加基本 尺寸 工余量等级 15 8 3.5 单侧 加工 余量 说 明 A2 82 8 3 单侧 A3 38 8 3 单侧 A4 15 8 3 双侧 A5 42 8 3 双侧 B1 B2 30 35 8 8 15×2 17.5×2 双侧 双侧 7

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三、工艺规程设计 3.1 选择定位基准： 1. 粗基准的选择：以轴承孔两侧毛坯为主要的定位粗基准 2. 精基准的选择：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，以已加工孔0.023300 为主要的定位精基准,φ13mm的螺栓孔为定位精基准。 3.2 制定工艺路线 方案比较 方案一： 检验 2镗φ30,φ35孔 3.铣削下底面 4铣削上面 5铣削前后侧面 6铣削左右侧面 7铣削轴承孔两侧面 8刨削2*1槽 9钻φ9孔、φ13孔、φ8孔 10钻φ6孔11钻φ4孔 12去毛刺 方案二： 1检验2镗φ30孔.3镗φ35孔4铣削下底面5钻φ9的孔和锪φ13的沉头孔6铣削两直角边7刨退刀槽8铣削前后左右侧面9钻φ8孔10钻φ6孔 11钻φ4孔 12去毛刺 确定方案： 方案表 工序号 工序名称 工序内容 加工设备 1 检验 外协毛坯检验 0.023CM61252 镗孔 300镗Φmm3 镗孔 孔，保证Ra为0.8 镗φ35mm孔、倒角CA61252×45，保证φ35mm8

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中心至上平面距离15 4 铣削 铣轴承座底面，照顾X52K 尺寸30mm和表面粗糙度。 钻φ9的孔和锪φ13Z3025 的沉头孔。保证孔深86 铣削 0.20 5 钻孔 mm。 7 刨削 铣主视图上平面及X61W 轴承孔左、右侧面42mm。 刨2mm×1mm 槽，照B635 顾底面厚度15mm 铣四侧面，保证尺寸X61W 38mm和82mm。 钻φ8mm的销孔，保Z3025 证孔的尺寸及公差 钻φ6的油孔 Z3025 钻φ4的油孔，保证Z3025 与φ6的油孔相通 8 9 铣削 钻孔 10 11 钻孔 钻孔 12 13 去毛刺 总检入库 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 3.3.2 平面工序尺寸： 工序号 01 04 工序内容 铸件 粗铣下底面 加工余量 3 2 基本尺寸 19 经济精度 CT12 IT12 工序尺寸偏差 3 00.21 9

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精铣下底面 粗铣上底05 面 精铣上底面 粗铣轴承孔 05 左侧面 精轴承孔 左侧面 粗轴承孔 05 右侧面 精轴承孔 右侧面 粗轴承座 06 前面 精轴承座 前面 粗轴承座 06 后面 精轴承座 后面 1 2 1 18 16.0 15.0 IT8 IT12 IT8 00.027 00.18 00.027 2 42 IT12 00.25 1 2 1 2 1 2 1 41 39 38 86 85 83 82 IT8 IT12 IT8 IT12 IT8 IT12 IT8 00.039 00.25 00.03900.2500.03300.2500.054 ap 1.5mm 四、各工序的加工参数计算 4.1 加工Φ30孔至要求尺寸 4.1.1 粗镗Φ24孔至Φ27 刀具：YG6硬质合金,直径为20mm的圆形镗刀 1.确定切削深度apn=8.33r/s Tj47s ap27241.5mm 2 2. 确定进给量ƒ ƒ=0.30-0.40mm/r 10

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3.CM6125车床选择 n=500r/min=8.33r/s 4.粗镗基本时间 Tj ap1mm ƒ=0.1mm/r n=20.83r/s ll1l2l3443.54i47s fn0.4*8.33 4.1.2 半精镗Φ27孔到Φ29 刀具：YG6硬质合金,直径为20mm的圆形镗刀 1. 确定切削深度apap 29271mm 2Tj25s 2. 确定进给量ƒ 查表可得ƒ=0.1mm/r CM6125车床选择 n=1250r/min=20.83r/s 3.半精镗基本时间 Tjap0.5mm ƒ=0.04mm/r ll1l2l3443.54i25s fn0.1*20,830.023300n=41.67r/s 4.1.3 精镗孔到Φ并保证粗糙度0.8Ra Tj31s 刀具：YG6硬质合金,直径为20mm的圆形镗刀 1. 确定切削深度apap 30290.5mm 2 2. 确定进给量ƒ 查表可得ƒ=0.04mm/r 3.CM6125车床选择 n=2500r/min=41.67r/s 4.精镗基本时间 TjYG6 d＝25mm r＝1mm ap=2.5mm ll1l2l3443.54i31s fn0.04*41.67n=1120r/min Vc=87.9m/min

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4.2 车Ф35孔至尺寸 保证孔的位置 1) 加工条件： 机床: CA6125卧式车床 刀具：YG6硬质合金刚镗刀 d＝25mm r＝1mm 2) 计算切削用量：ap=2.5mm 由CA6140机床取 n=1120r/min 实际的切削速度：Vc=3) 计算基本工时： Tj= 0.03min dn100087.9m/min Tj= L150.03min nf1120*0.4γo＝５ λs0＝-10r0 K=6004.3 铣底平面 4.3.1 粗铣底平面 0=100 1) 底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀f=0.14mm/r （高速钢），铣刀的规格为Ф120x12，机床的型号………ap=2mm 专用机床 2) 刀具：YG6硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时，是断 续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时， 应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取γ＝５ λ＝-10 Kr=60 os0000=10。 0 3) 加工要求:粗铣轴承座的下底面。确定加工余量由毛坯 图可知：总加工余量为3mm，《工艺设计简明手册》表 1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1mm。 4) 确定每齿进给量，由《切削加工简明实用手册》表3.5， YG6硬质合金端铣刀所允许的进给量为 f=0.14-0.24mm/z。但采用的不对称铣，f=0.14mm/r，

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ap=2mm。 5) 计算切削用量 n=235r/min Vf=375mm/min 由《切削加工简明实用手册》表3.16，当d=125mm时， Z=12,ap<3.5mm,f<0.24mm/z时，Vt=97m/min，V=92.3m/min nt=248r/min，Vft=333mm/min。 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/min n=nt*0.89*1=220.7r/min Vf=Vft*0.89*1=296.4mm/min 由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min 则 实际切削速度和进给量为： F=0.13mm/r T=0.15min 125x235v粗＝92.3m/min 10001000 FzVfz3750.13mm/z ncz235*12dn校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。 由《切削简明手册》表3.24得当1743) 决定切削速度和进给量

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由《切削加工简明实用手册》表3.16，当d=125mm时， Z=12,ap<1.5mm,f<0.1mm/z时，Vt=124m/min，nt=316r/min，Vft=304mm/min。 V精=117.75m各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=110.4m/min n=nt*0.89*1=281.2r/min Vf=Vft*0.89*1=270.6mm/min 由机床X52K可得：n=300r/min Vf=300mm/min 则 实际切削速度和进给量为： 3.141253001000V精 =dn/1000==117.75m/min 300VfzFz=ncz=300*12=0.08mm/z /min Fz=0.08mm/z tm=0.33min 4) 计算基本工时 l88120.33minvftm==300 4.4 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔 本工序加工由钻孔和锪孔两次加工完成，机床为摇臂钻床， 型号Z3025。 4.4.1 钻Ф9孔 1) 确定加工余量 刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=9mm 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《简明手册》）f=1.0mm/r 表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0.2mm。 2) 确定进给量

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2.1) 按加工要求决定进给量 根据《切削用量简明手册》表2.7，知当加工要求为HT12 d精度等级，材料为HT200、0=9mm时f=0.47～0.57mm/r f=0.41mm/r 由于l/d=38/9=4.1=5 故修正系数为0.9 则f=（0.47～0.57）x 0.9=0.423～0.513mm/r 2.2) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当材料为HT200，度允许的进给量 f=1.0mm/r d07.8mm 时，得钻头强 2.3) 按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当HBS=200，d10.2mm，F=7848<8330得机 床进给量f=1.6mm/r 故综合所述：进给量f=0.41mm/r 2.4) 轴向力校核 可由表2.19可查出钻孔时当f=0.41mm/r、d<12mm时 F2125N Ff2500N，轴向力的修正系数均为0.85故f 根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力Fmax=7848N。故f=0.41mm/r可用。 2.5) 确定钻头磨钝标准及寿命 由表2.12可得，当d<20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=35min 2.6）确定切削速度 由表2.14，HBS=200，加工属性四类 由表2.13得，f=0.36mm/r 标准 Vc=19m/min 切削速度的修正系数为见表2.31 Ktv＝1.0d09.6mm Vc=630r/min 时 T=0.09min KCV1.0 KLV0.85 15

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V＝Vt•KV191.01.00.851.016.15m/min T=0.05min n1000v571r/mind 根据机床取Vc=630r/min 2.7) 基本工时计算 tmL1840.09minnf6300.41 4.4.2 锪Ф13孔 保证孔的深度为8 刀具的选择：硬质合金带导柱直柄平底锪钻 d=2.5 由于刀具材料和机床与钻孔时完全一样，则切削速度和进给 量与钻孔一致。只有基本工时不同： V=100m/min F=0.098mm/z tmL840.05min nf6300.414.5 铣两直角边 4.5.1粗铣两直角边 1) 选择机床：由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床T=0.15min X61 2) 刀具：YG6硬质合金 d=125mm。 3) 决定切削速度Vc和进给量f 实际切削速度和进给量为： dn125255V粗＝100m/min10001000 FzV*fz3000.098mm/znc*z25512Vft=304mm/min Vc=110.4m/min 4) 计算机工时 16

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L357tm0.15min vf300 n=300r/min Vf=300mm/min 4.5.2 精铣两直角边 1) 刀具和机床不变。 2) 决定切削速度Vc和进给量f Vft=304mm/min Vc=110.4m/min 3) 决定机床转速和切削速度 机床X61机床：n=300r/min，Vf=300mm/min 则实际切削速度和进给量为： 125300V精＝117.75m/min 10001000Vfz3000.08mm/zncz30012 V=117.75m/min F=0.08mm/z T=0.15min dnFz 4) 计算基本工时 tmL3570.15min Vf300 t=0.003min 4.6 刨退刀槽 f=1.5mm 1) 选择刀具：由于退刀槽是比较特殊的，故要自制宽度为 1mm的的硬质合金刀。 2) 机床：牛头刨床B635。 3) 在大批量生产，为了节省工时，在刨退刀槽的时候可以 一次性刨10的工件。 4) 根据牛头刨床的主要技术参数可得：

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刨一次需要的时间为：tm=0.03min 因此每件工件的基本工时t=0.003min 进给量f=1.5mm t粗 =0.35min t精4.7 铣四侧面 1) 选择专用卧式机床X61 2) 刀具：YG6硬质合金 d=125mm。 3) 铣轴承孔两侧的边： L88170.35mint粗vf==300 L88170.35mint精vf==300 =0.35min t粗 =0.35min t精=0.35min 铣轴承孔前后的边： L3870.15mint粗vf300== L8870.15mint精vf300== 4.8 钻（铰）Ф8销孔 销孔加工由钻和铰两次加工完成，机床为摇臂钻床，型号Z3025。 加工要求 钻、铰Ф8销孔，表面粗糙度为Ra1.6。 4.8.1 钻Ф8销孔 1) 确定加工余量 n=480r/min 刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=7.8 L=109 l=69。 18

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加工余量为0.2mm。 2) 确定进给量 a. 按加工要求决定进给量 Nc=500r/min 根据《切削用量简明手册》表2.7，知当加工要求为HT12T=0.1min 精度等级，材料为HT200、d0=7.8时f=0.36-0.44mm/r 由于l/d=15/7.8=1.9 故f=0.36-0.44mm/r b. 确定切削速度 1000vn＝480r/mind 根据机床取Nc=500r/min c. 基本工时计算 tmL1550.1min nf5000.36f=0.25mm/r Nc=400r/min 4.8.2 铰Ф8销孔至尺寸 1) 确定进给量 刀具选择硬质合金铰刀，d0=8 Vc=8～12m/min 切削液：无 f=0.25mm/r 2) 确定主轴转速 Nc=400r/min 3) 计算基本工时 155Tm= =0.2min 4000.25Tm=0.2min 4.9 钻Ф6油孔 1) 机床为摇臂钻床，型号Z3025。 2) 确定加工余量 刀具采用高速钢麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为

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f=0.50mm/r 湖北汽车工业学院机械工程系

d=6mm 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《简明手册》）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0mm。 3) 确定进给量 1.按加工要求决定进给量 根据《切削用量简明手册》表2.7，知当材料为HT200、d0=6时f=0.36~0.44mm/r 由于l/d=15/6=2.5 故f=0.36~0.44mm/r 2.按钻头强度决定进给量 f=1.6mm/r V=11.9m/min 根据表2.8，当材料为HT200，d0=6mm时，f=0.50mm/r Nc=500r/min 3．按机床进给机构强度决定进给量 机床进给量f=1.6mm/r 4) 确定钻头磨钝标准及寿命 由表2.12可得，当d<20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=20min 5) 确定切削速度 V= VT ·KV=14x1.0x1.0x0.85x1.0=11.9m/min tm=0.1min f=0.25mm/r n1000v＝480r/min 根据机床取Nc=500r/min d6) 基本工时计算 L1557) tm=nf=5000.36=0.1min Nc=500r/min Tm=0.16min 4.10 钻Ф4油孔至尺寸 1) 确定进给量 刀具选择硬质合金铰刀，d0=4 切削液：无 f=0.25mm/r 2) 确定主轴转速 Nc=500r/min 3) 计算基本工时 20

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Tm= 155=0.16min 5000.25 工时定额: 3.44min 3.14min 4.11 确定时间定额及负荷率： 1) 作业时间包括加工时间和辅助时间两部分，则各工序的作 业时间计算如下： 负荷率 （1） 铣轴承座底面的作业时间：粗铣和精铣基本时间已求出为0.15min和0.33min，作业时间如下： 42.1% 粗铣t= 0.15*1.15=0.17 精铣 t=0.33*1.15=0.38 38.4% （2） 钻Ф9孔及锪Ф13的沉头孔的作业时间：钻Ф9孔及锪 Ф13的沉头孔基本时间已求出为0.09min和0.05min，作业时间如下： 工时定额=工作时间*（1+0.35） 则工序4的工时定额=3.44min 则工序 5的工时定额=3.14min 2) 设备负荷率的计算： 工序4设备负荷率=42.1% 工序5设备负荷率=38.4% 21

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五、课程设计小结 工艺课程设计基本结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为《机械制造工艺学》课程的重要教学环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程主要是机械加工工艺规程设计。在这段时间中认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会了查各类工艺手册。选择加工余量，确定毛胚的形状，大小等，绘制出了毛胚图。又根据毛胚图和零件图构想出了两种工艺方案，比较其中较合理的方案来编制工艺。其中运用了基准选择，时间定额计算等方面的知识，、。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况来选择设备，填写了工艺文件。 通过本次设计，我基本掌握了一个比较简单零件的加工工艺过程分析，工艺文件的编制方法和步骤。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。 总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题方面得到了一次较好的训练。提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 由于自己能力有限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老

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师，同学批评指正。 参考文献 王先逵主编 《机械制造工艺学》 第二版 机械工业出版社 李益民主编 《机械制造工艺设计简明手册》 机械工业出版社 王绍俊主编 《机械制造工艺设计手册》 机械工业出版社 卢秉恒主编 《机械制造技术基础》 机械工业出版社 甘永立主编 《几何量公差与检测》 上海科学技术出版社 艾兴 主编 《切削用量简明手册》 第三版 机械工业出版社 于大国编著 《机械制造技术基础与工艺学课程设计教程》 国防工业出版社 23

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